DE102012013826A1

DE102012013826A1 - Fahrradrahmen mit verschwenkbar gelagertem Hinterbau

Info

Publication number: DE102012013826A1
Application number: DE102012013826.1A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Klepfer; Konrad Irlbacher; Luca Burzio
Original assignee: IKO SPORTARTIKEL HANDELS-GMBH; IKO Sportartikel Handels GmbH
Current assignee: IKO SPORTARTIKEL HANDELS-GMBH; IKO Sportartikel Handels GmbH
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2014-05-15
Also published as: WO2014009019A1

Abstract

Die vorliegenden Erfindung offenbart einen Fahrradrahmen mit einem Hauptrahmenelement (10) und mit einem schwenkbar verbundenen Hinterbau (20). Der Fahrradrahmen umfasst einen mit einem Oberrohr (11) oder einem Sattelrohr (13) des Hauptrahmenelements (10) drehbar verbundenen Schwenkhebel, der ferner mit zumindest einer Sattelstrebe (22) des Hinterbaus (20) drehbar verbunden ist. Der Fahrradrahmen umfasst ferner einen Längslenker (40), der mittels eines ersten Gelenks (41) mit dem Hauptrahmelement (10) drehbar verbundenen ist. Der Längslenker (40) ist ferner zumindest mittelbar mittels eines zweiten Gelenks (42) mit einer Kettenstrebe (21) des Hinterbaus (20) drehbar verbunden ist. Der Schwenkhebel (30) und der Längslenker (40) sind derart angeordnet und derart drehbar sowohl mit dem Hauptrahmenelement (10) als auch mit dem Hinterbau (20) verbunden, dass eine Momentdrehachse (IC), um die der Hinterbau gegenüber dem Hauptrahmenelement (10) drehbar ist, in einem ausgefederten Zustand des Hinterbaus (20) in Seitenansicht zwischen einem Ausfallende (24) und dem zweiten Gelenk (42) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrradrahmen mit einem Hauptrahmenelement und einem mit diesen schwenkbar verbundenen Hinterbau nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Mountainbikes oder sogenannte Bergfahrräder gibt es in zwei grundlegenden Ausführungen. Eine erste Ausführung weist einen mit einem Hauptrahmen starr verbundenen Hinterbau auf und wird als sogenanntes Hardtail bezeichnet. Bei Hardtails ist das Hinterrad des Fahrrades bezüglich des Fahrradrahmens nicht verschwenkbar und kann somit bezüglich des Fahrradrahmens nicht einfedern. Eine zweite Ausführung von Mountainbikes sind sogenannte vollgefederten Mountainbikes, oder kurz Fully's (Abkürzung für Full Suspension Bikes), bei denen der Hinterbau gelenkig mit dem Hauptrahmenelement verbunden ist, wobei ein Einfedern des Hinterbaus von einem Feder-/Dämpfungselement abgefedert und ein Ausfedern gedämpft wird. Folglich kann der Hinterbau bei einem Fully bezüglich des Hauptrahmenelements einfedern.
Ein grundlegender Vorteil bei den sogenannten Hardtails gegenüber vollgefederten Mountainbikes ist, dass Hardtails im Vergleich zu vollgefederten Mountainbikes verminderten Antriebseinflüssen unterliegen, da die über die Antriebskette auf das Hinterrad ausgeübte Kraft zu keinem Einfedern des Hinterbaus führen kann. Hardtails weisen jedoch den Nachteil auf, dass diese einen verminderten Komfort aufweisen, da bei einem Einsatz im Gelände Stöße über das Hinterrad und über den Fahrradrahmen direkt auf den Fahrer übertragen werden.
Vollgefederte Mountainbikes weisen demgegenüber den Vorteil auf, dass das Hinterrad aufgrund der schwenkbaren Verbindung des Hinterbaus mit dem Hauptrahmenelement einfedern kann, so dass ein Fully einen erhöhten Komfort, eine erhöhte Traktion und darüber hinaus eine erhöhte Sicherheit beim Überfahren von Hindernissen aufweist. Stöße, die durch Überfahren von Hindernissen oder durch Sprünge verursacht werden, werden durch ein Einfedern des Hinterbaus abgemildert. Nachteilig bei den vollgefederten Mountainbikes ist jedoch, dass diese Antriebseinflüssen unterliegen, so dass eine von der Antriebskette übertragene Antriebskraft je nach Geometrie des Hinterbausystems zu einer Kontraktion des Feder-/Dämpferelements führen kann, so dass die Antriebsleistung nicht in Gänze für den Vortrieb genutzt werden kann.
Weiterhin soll ein Hinterbau beim Bergauffahren eine andere Charakteristik als beim Bergabfahren aufweisen. Beim Bergauffahren, im sogenannten Uphill, soll ein möglichst großer Anteil der Antriebsleistung für den Vortrieb genutzt werden, so dass der Hinterbau bezüglich des Hauptrahmenelements beim Bergauffahren im Prinzip starr bleiben soll. Beim Bergabfahren, beim sogenannten Downhill, soll das Hinterbausystem jedoch sensibel auf Stöße vom Untergrund reagieren und den zur Verfügung stehenden Federweg gut zur Verfügung stellen.
Aus der DE 10 2008 008 186 B4 ist ein Fahrradrahmen mit gefedertem Hinterbau bekannt, wobei der Fahrradrahmen ein Hauptrahmenelement und ein bezüglich des Hauptrahmenelements verschwenkbaren Hinterbau umfasst. Die Kettenstreben des Hinterbaus sind jeweils zweiteilig ausgestaltet, wobei erste Kettenstreben im Bereich des Tretlagers drehbar mit dem Hauptrahmenelement verbunden sind, und wobei zweite Kettenstreben über jeweils ein Drehgelenk mit den ersten Kettenstreben verbunden sind. Die Drehgelenke sind so in einem mittleren Bereich zwischen dem Tretlagergehäuse und einem Ausfallende des Hinterbaus angeordnet, dass die ersten Kettenstreben und die zweiten Kettenstreben in etwa die gleiche Länge aufweisen. Die Sattelstreben des Hinterbaus sind über einen Schwenkhebel mit dem Oberrohr des Hauptrahmenelements verbunden, wobei der Schwenkhebel ferner über ein Dämpferelement mit dem Oberrohr verbunden ist, so dass eine Einfederung des Hinterbaus abgefedert und eine Ausfederung gedämpft verläuft.
Beim Fahrradrahmen gemäß der DE 10 2008 008 186 B4 befindet sich im ausgefedertem Zustand des Hinterbaus die sogenannte Momentdrehachse, um die der Hinterbau gegenüber dem Hauptrahmenelement drehbar ist, in Seitenansicht zwischen dem Tretlager und dem die ersten und die zweiten Kettenstreben verbindenden Drehgelenk in Fahrtrichtung des Fahrrads dem Felgenring vorgelagert. Dabei ergibt sich die Momentdrehachse aus dem Schnittpunkt der Verbindungslinie, die das Gelenk, mittels dem der Schwenkhebel mit dem Hauptrahmenelement verbunden ist, mit dem Gelenk, mittels dem der Hinterbau mit dem Schwenkhebel verbunden ist, verbindet, mit der Verbindungslinie, die das Gelenk, mittels dem die erste Kettenstrebe mit dem Hauptrahmenelement verbunden ist, mit dem Gelenk, mittels dem die erste Kettenstrebe mit der zweiten Kettenstrebe verbunden ist, verbindet. Beim Einfedern des Hinterbaus bezüglich des Hauptrahmenelements wandert die Momentdrehachse in Fahrtrichtung und in Richtung des Bodens, so dass sich der Vertikalabstand zwischen der Momentdrehachse und dem Tretlagergehäuse vermindert. Die Verminderung des Abstandes der Momentdrehachse zum Tretlagergehäuse bzw. zum Boden, auf dem die zwei Laufräder aufliegen, bewirkt eine Verminderung des sogenannten Anti-Squat-Faktors.
Ein Anti-Squat-Faktor von 100% besagt, dass der Hinterbau keinen Antriebseinflüssen unterliegt, so dass eine Antriebsleistung in keiner Komprimierung des Dämpfers resultiert. Ein Anti-Squat-Faktor von weniger als 100% besagt, dass ein Teil der Antriebsleistung in einer Komprimierung des Dämpferelements resultiert, so dass nicht die gesamte Antriebsleistung in Vortrieb des Fahrrades umgewandelt wird. Bei dem aus der DE 10 2008 008 186 B4 bekannten Fahrradrahmen wandert die Momentdrehachse beim Einfedern des Hinterbaus sowohl nach vorne in Fahrtrichtung als auch in Richtung Boden, so dass sich der Anti-Squat-Faktor während der Einfederung vermindert. Dies führt ferner zu einer verlangsamten Ausfederung nach Überfahren eines Hindernisses und somit zu einer verminderten Traktion.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Fahrradrahmens, der eine erhöhte Antriebsneutralität in der Ebene und beim Bergauffahren aufweist, eine erhöhte Traktion des Hinterreifens ermöglicht, und der ein sensibles Ansprechen eines Federelements beim Bergabfahren ermöglicht. Weiterhin ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Erhöhung der Stabilität des Fahrradrahmens.
Der erfindungsgemäße Fahrradrahmen umfasst einen Längslenker, der mittels eines ersten Gelenks mit dem Hauptrahmenelement drehbar verbundenen ist. Dieser Längslenker ist ferner zumindest mittelbar mittels eines zweiten Gelenks mit einer Kettenstrebe des Hinterbaus drehbar verbunden. Dabei sind der Schwenkhebel und der Längslenker derart angeordnet und derart drehbar mit dem Hauptrahmenelement und dem Hinterbau verbunden, dass eine Momentdrehachse, um den der Hinterbau gegenüber dem Hauptrahmenelement drehbar ist, in einem ausgefederten Zustand des Hinterbaus in Seitenansicht zwischen dem Ausfallende und dem zweiten Gelenk angeordnet ist.
Da sich die Momentdrehachse zwischen dem Ausfallende und dem zweiten Gelenk befindet, weist der erfindungsgemäße Fahrradrahmen einen erhöhten Anti-Squat-Faktor auf. Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße Fahrradrahmen beim Bergauffahren und beim Bergabfahren unterschiedliche Federeigenschaften auf. Beim Bergauffahren befindet sich das Lot, d. h. der senkrecht nach unten weisende Vektor vom Schwerpunkt des Fahrer-Fahrrad-Systems in Fahrtrichtung des Fahrrades gesehen hinter der Momentdrehachse, so dass die Gewichtskraft des Fahrers ein Ausfedern des Hinterbaus bewirkt, wodurch der Dämpfer ebenfalls ausgefedert/gelängt wird. Dies reduziert Antriebseinflüsse auf das Hinterbausystem, da das Dämpferelement auf Zug belastet ist und somit beispielsweise Wiegebewegungen des Fahrers, die insbesondere beim sogenannten Wiegetritt unweigerlich auftreten, zu einer verminderten Komprimierung des Dämpferelementes führen, so dass die Antriebsleistung optimal in Vortrieb umgesetzt wird.
Beim Bergabfahren ändert sich die Geometrie dahingehend, dass sich das Lot vom Schwerpunkt des Fahrer-Fahrrad-Systems nach vorne in Fahrtrichtung verlagert, so dass das Lot in Fahrtrichtung vor der Momentdrehachse positioniert ist. Die Gewichtkraft bewirkt dann ein Einfedern des Hinterbaus und somit ein Einfedern des Dämpfers. Darüber hinaus werden Fahrbahnunebenheiten durch das Hinterbau-System sensibler ausgeglichen, da eine Fahrbahnerhebung ebenfalls zu einem Einfedern des Hinterbaus führt.
Vorzugsweise ist der Längslenker mit dem Sattelrohr des Hauptrahmenelements oberhalb eines Tretlagers drehbar verbunden. Weiterhin ist der Längslenker mit einer die Kettenstrebe und eine Sattelstrebe verbindenden Verbindungsstrebe drehbar verbunden.
Vorzugsweise ist die Verbindungsstrebe mit den dem Tretlager zugewandten Enden der Kettenstreben verbunden.
Vorzugsweise ist der Längslenker mittels des ersten Gelenks mit dem Sattelrohr und mittels des zweiten Gelenks mit der Verbindungsstrebe drehbar verbunden, wobei das zweite Gelenk in Seitenansicht dem Felgenring in Fahrtrichtung vorgelagert ist.
Bei den drei zuletzt beschriebenen bevorzugten Ausführungen des Fahrradrahmens baut der Längslenker besonders kurz, so dass die Momentdrehachse in ihrer Höhe annähernd unabhängig von der Einfederung ist. Denn der Abstand zwischen dem Sattelrohr und dem Hinterbau ist zwischen dem Sattelrohr und der Verbindungsstrebe am kleinsten, so dass durch eine entsprechende Verbindung der Längslenker in seiner Längsausdehnung minimiert ist. Aufgrund der Kompaktheit des Längslenkers weist dieser eine erhöhte Stabilität auf, da der Längslenker verminderten Drehmomenten ausgesetzt ist. Darüber hinaus kann durch eine entsprechende Ausgestaltung des Hinterbaus dieser besonders stabil ausgeführt sein, da die Sattelstrebe, die Kettenstreben und die Verbindungsstrebe integral ausgestaltet sein können, so dass diese eine Einheit bilden. Folglich sind durch eine entsprechende Ausgestaltung sowohl der Hinterbau als auch der Längslenker besonders stabil.
Weiterhin ist es durch eine entsprechende Anordnung des Längslenkers und durch eine entsprechende Verbindung des Längslenkers mit der Verbindungsstrebe möglich, den Längslenker oberhalb der Sattelstreben zu positionieren, so dass die Momentdrehachse bezüglich des Bodens und bezüglich des Tretlagergehäuses hoch angeordnet ist, so dass der Anti-Squat-Faktor erhöht ist.
Vorzugsweise verbleibt bei einer Einfederung des Hinterbaus ein vertikaler Abstand der Momentdrehachse zu dem Tretlager in Seitenansicht im wesentlichen konstant.
Dies hat den Vorteil, dass der Anti-Squat-Faktor durch das Einfedern des Hinterbaus nicht oder nicht wesentlich reduziert wird.
Vorzugsweise vergrößert sich mit steigender Einfederung der Hinterbaus bezüglich des Hauptrahmenelements ein vertikaler Abstand der Momentdrehachse zu einem Tretlager in Seitenansicht.
Dies hat den Vorteil, dass sich mit der Einfederung des Hinterbaus der Anti-Squat-Faktor annähern unverändert bleiben kann.
Vorzugsweise befindet sich die Momentdrehachse unabhängig von der Einfederung des Hinterbaus stets oberhalb des Tretlagers.
Dies hat den Vorteil, dass sich der Anti-Squat-Faktor unabhängig von der Einfederbewegung des Hinterbaus nicht stark reduziert.
Vorzugsweise verschiebt sich die Momentdrehachse durch Einfedern des Hinterbaus horizontal in Richtung eines Tretlagers, wobei sich die Momentdrehachse für jede Einfederung stets zwischen dem Ausfallende und dem Tretlager befindet.
Dies hat den Vorteil, dass durch die lediglich kleine Verlagerung der Momentdrehachse der Anti-Squat-Faktor auf einem hohen Niveau verbleiben kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:
1: eine Seitenansicht eines Mountainbikes mit einem erfindungsgemäßen Fahrradrahmen;
2: eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Fahrradrahmens mit ausgefedertem Hinterbau;
3: der in 2 dargestellte Fahrradrahmen mit eingefedertem Hinterbau;
4: eine schematische Darstellung eines Fahrrads mit dem erfindungsgemäßen Fahrradrahmen beim Bergauffahren; und
5: eine schematische Darstellung eines Fahrrads mit dem erfindungsgemäßen Fahrradrahmen beim Bergabfahren.
In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, so dass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, wodurch eine wiederholende Beschreibung vermieden wird.
1 zeigt ein Fahrrad mit einem erfindungsgemäßen Fahrradrahmen. In den 2 und 3 ist der erfindungsgemäße Fahrradrahmen in Alleinstellung, d. h. ohne Anbauteile dargestellt, wobei in 2 ein Hinterbau 20 bezüglich eines Hauptrahmenelements 10 in einem sogenannten ausgefederten Zustand dargestellt ist, und wobei in 3 der Hinterbau 20 bezüglich des Hauptrahmenelements 10 in einem sogenannten eingefederten Zustand dargestellt ist.
Der Fahrradrahmen umfasst ein Hauptrahmenelement 10. Das Hauptrahmenelement 10 setzt sich aus einem Oberrohr 11, einem Gabelrohr 17, einem Unterrohr 12, einem Tretlager 16, einem Sattelrohr 23 und einem Stabilisierungsrohr 15 zusammen. Das Oberrohr 11 ist über das Gabelrohr 17 mit dem Unterrohr 12 verbunden. Das Unterrohr 12 ist wiederum über das Tretlager 16 mit dem Gabelrohr 13 verbunden. Das Gabelrohr 13 ist direkt mit dem Oberrohr 11 und weiterhin über das Stabilisierungsrohr 13 mit dem Oberrohr 11 verbunden. In Seitenansicht ist das Hauptrahmenelement 10 im Wesentlichen dreieckförmig.
Wie aus 1 ersichtlich, ist mit dem Gabelrohr 17 eine Federgabel 70 drehbar verbindbar. Dabei ragt ein Steuerrohr der Federgabel 70 durch das Gabelrohr 17, und ein oberes Ende des Steuerrohrs der Federgabel 70 ragt aus dem Gabelrohr 17 heraus. Mit diesem aus dem Gabelrohr 17 herausragenden Ende des Steuerrohrs der Federgabel 70 ist ein Vorbau 71 verbunden. Ein Vorderrad 60 ist mit einem Ausfallende der Federgabel 70 drehbar verbunden.
Der Fahrradrahmen umfasst ferner einen Hinterbau 20. Der Hinterbau 20 setzt sich aus zwei Kettenstreben 21, zwei Sattelstreben 22, einer Verbindungsstrebe 23 und einem Ausfallende 24 zusammen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hinterbau 20 integral, das heißt einstückig ausgebildet. Die zwei Sattelstreben 21 gehen im Bereich des Ausfallendes 24, das heißt im Bereich der hinteren Biegung des Hinterbaus 20 in die zwei Sattelstreben 22 über.
Weiterhin ist aus den Figuren ersichtlich, dass die zwei Kettenstreben 21 mittels der einen Verbindungsstrebe 23 mit einer Sattelstrebe 22 verbunden sind. Dabei laufen die zwei Kettenstreben 21 an den beiden dem Tretlager 16 zugewandten Enden in einem später noch zu erläuternden Drehlager zusammen. Von diesem Drehlager erstreckt sich wiederum die Verbindungsstrebe 23 zu der in den Figuren hinten dargestellten Sattelstrebe 22.
Aus 1 ist ersichtlich, dass ein Hinterrad 50, das einen Felgenring 51 aufweist, drehbar an dem Ausfallende 24 des Hinterbaus 20 befestigt ist. Das Hinterrad 50 ist mittels einer Antriebskette 72 auf bekannte Art und Weise antreibbar, wobei die Antriebskette mit einem Kettenblatt 77 in Wirkverbindung steht, das wiederum mit zwei Kurbeln 25 und daran befestigten Pedalen 76 in Drehverbindung steht.
Der Hinterbau 20 ist mit dem Hauptrahmenelement 10 über einen Schwenkhebel 30 und über einen Längslenker 40 schwenkbar verbunden. Der Schwenkhebel 30 ist mit dem Oberrohr 11 mittels eines ersten Schwenkhebeldrehlagers 31 drehbar verbunden. Ein weiteres Endes des Schwenkhebels 30 ist mittels eines zweiten Schwenkhebeldrehlagers 32 mit zwei dem Ausfallende 24 gegenüberstehend angeordneten Enden der Sattelstreben 22 drehbar verbunden. Weiterhin ist der Schwenkhebel 30 mittels eines dritten Schwenkhebeldrehlagers 33 drehbar mit einem Feder-/Dämpferelement 78, das im Folgenden abgekürzt als Dämpferelement 78 bezeichnet wird, drehbar verbunden. Das Dämpferelement 78 ist weiterhin mittels eines Drehlagers 79 drehbar mit einer Unterseite des Oberrohrs 11 verbunden. Durch Einfedern des Hinterbaus 20 bezüglich des Hauptrahmenelements 10 wird das Dämpferelement 78 folglich komprimiert (siehe 3), und durch Ausfedern des Hinterbaus 20 wird das Dämpferelement 78 gelängt bzw. extrahiert.
Wie bereits oben erwähnt, ist der Hinterbau 20 ferner über den Längslenker 40 mit dem Hauptrahmenelement 10, und dort im Genaueren mit dem Sattelrohr 13 verbunden. Ein Ende des Längslenkers 40 ist mittels eines ersten Gelenks 41, das als erstes Längslenkerdrehlager 41 ausgebildet ist, mit dem Sattelrohr 23 oberhalb des Tretlagers 16 verbunden. Ein weiteres, zweites Ende des Längslenkers 40 ist mittels eines zweiten Gelenks 42, das als Längslenkerdrehlager 42 ausgebildet ist, mit der Verbindungsstrebe 23 und somit mittelbar mit den Kettenstreben 21 drehbar verbunden. Das Sattelrohr 13 weist oberhalb des Tretlagers 16 eine Aussparung 13' in Form einer Führungsvertiefung 13' auf, die zur Führung einer Außenfläche des Längslenkers 40 bei einer Drehung des Längslenkers 40 dient. Gleichfalls weist die Verbindungsstrebe 23 im Verbindungsbereich mit dem Längslenker 40 ebenfalls Aussparungen 23' in Form von Führungsvertiefungen 23' auf, die ebenfalls einer Führung des Längslenkers 40 bei einem Verkippen bzw. Verschwenken des Hinterbaus 20 bezüglich des Hauptrahmenelements 10 dient. Auf die genaue Funktionalität der Aussparungen 13' und 23' wird später noch eingegangen.
Aufgrund der gelenkigen Verbindung des Hinterbaus 20 mit dem Hauptrahmenelement 10 ist der Hinterbau 20 zwischen einer Ausfederposition, die auch als Grundposition bezeichnet wird (1, 2, 4 und 5) und einer in 3 dargestellten Einfederposition verschwenkbar. Bei dem Verschwenken bzw. Einfedern des Hinterbaus 20 dreht der Hinterbau 20 um eine sogenannte Momentdrehachse IC, die auch als Instant Center bezeichnet wird. Die Momentdrehachse IC verändert dabei ihre Position in Abhängigkeit von der Einfederung des Hinterbaus 20. Die Momentdrehachse IC ergibt sich dabei aus dem Schnittpunkt von zwei Verbindungslinien L1 und L2. Die erste Verbindungslinie L1 ist dabei die Verbindungslinie des ersten Schwenkhebeldrehlagers 31 mit dem zweiten Schwenkhebeldrehlager 32. Die zweite Verbindungslinie L2 ergibt sich durch einer Verbindungslinie des ersten Längslenkerdrehlagers 41 mit dem zweiten Längslenkerdrehlager 42.
Für einen hohen sogenannten Anti-Squat-Faktor ist ein bezüglich des Tretlagers 16 hoch positionierte und möglichst weit nach hinten positionierte Momentdrehachse IC vorteilhaft. Denn umso weiter hinten zwischen dem Ausfallende 24 und dem Tretlager 16 und umso weiter oben bezüglich des Tretlagers 16 die Momentdrehachse IC angeordnet ist, desto mehr führt eine über den Hinterreifen 50 ausgeübte Kraft zu einer Längung des Dämpferelements 78, so dass das Dämpferelement 78 durch das Pedalieren nicht komprimiert wird, so dass keine Antriebsleistung in eine Komprimierung des Dämpferelements 78 umgewandelt wird und somit verpufft. Aus 1 ist ersichtlich, dass im ausgefederten Zustand des Hinterbaus 20 die Momentdrehachse IC in Seitenansicht auf den Felgenring 51 des Hinterrades 50 und somit zwischen dem Ausfallende 24 und dem zweiten Längslenkerdrehlager 42 angeordnet ist. Weiterhin ist die Momentdrehachse IC oberhalb der Kettenstreben 22 und oberhalb des Tretlagers 16 positioniert. Die Momentdrehachse IC befindet sich in Seitenansicht in etwa auf der Höhe der oberen Umlaufbahn der Antriebskette 72. Die Positionierung der Momentdrehachse IC im Bereich des Felgenrings 51 hat zur Folge, dass das Dämpferelement 78 durch das Pedalieren beim Bergauffahren anders kraftbeaufschlagt wird als beim Bergabfahren.
Wenn der Fahrradrahmen für 29 Zoll Laufräder ausgebildet ist, dass beträgt der horizontale Abstand der Momentdrehachse IC zum Ausfallende 24 im ausgefedertem Zustand vorzugsweise zwischen 34 cm und 40 cm. Wenn der Fahrradrahmen für 27,5 Zoll Laufräder ausgebildet ist, dass beträgt der horizontale Abstand der Momentdrehachse IC zum Ausfallende 24 im ausgefedertem Zustand vorzugsweise zwischen 32 cm und 38 cm. Wenn der Fahrradrahmen für 26 Zoll Laufräder ausgebildet ist, dass beträgt der horizontale Abstand der Momentdrehachse IC zum Ausfallende 24 im ausgefedertem Zustand vorzugsweise zwischen 30 cm und 36 cm.
4 zeigt ein Fahrrad mit dem erfindungsgemäßen Fahrradrahmen beim Bergauffahren, bei der das Gewicht des dargestellten Fahrers relativ weit nach vorne in Richtung des Vorderrades 60 verlagert ist. Aus 4 ist ersichtlich, dass das Lot, also der senkrechte Vektor ausgehend vom Massenschwerpunkt des Fahrer-Fahrrad-Systems in Richtung Erdmittelpunkt, zwischen dem Ausfallende und der Momentdrehachse IC angeordnet ist. Die Gewichtskraft des Fahrrads und des Fahrers wirkt also entlang dieses Lots. Aufgrund der Positionierung des Lots hinter der Momentdrehachse IC bewirkt die Gewichtskraft ein Aufstellen des Fahrradrahmens und somit ein Ausfedern des Hinterbaus 20 bezüglich des Hauptrahmenelements 10. Folglich wird das Dämpferelement 78 derart kraftbeaufschlagt, dass das Dämpferelement 78 gelängt wird. Über die Antriebskurbeln 75 eingebrachte Kräfte, die normalerweise zu einer Kontraktion des Dämpferelements 78 führen würden, können somit kompensiert werden, so dass das Fahrrad mit dem erfindungsgemäßen Fahrradrahmen beim Bergauffahren eine sehr hohe Antriebsneutralität aufweist, da das Dämpferelement 78 durch das Pedalieren nicht oder vermindert komprimiert wird. Folglich weist das mit dem erfindungsgemäßen Fahrradrahmen ausgestattete Fahrrad beim Bergauffahren eine sogenannte Hardtail-Charakteristik auf, da der Hinterbau 20 annähernd keine Antriebseinflüsse aufweist.
Beim Bergabfahren, das schematisch in 5 dargestellt ist, ist das Gewicht des Fahrers zwar in Richtung des Ausfallendes 24 verschoben, jedoch ist das Lot vom Schwerpunkt des Fahrer-Fahrrad-Systems in Fahrtrichtung des Fahrrads der Momentdrehachse IC vorgelagert. Die Gewichstkraft des Fahrers bewirkt somit ein Einfedern des Hinterbaus 20 bezüglich des Hauptrahmenelements 10 im Gegensatz zu einer Ausfederung bewirkenden Kraft bei der Bergauf-Position. Folglich spricht das Dämpferelement 78 beim Bergabfahren sensibel auf Unebenheiten des Untergrunds an, da diese Unebenheiten ebenfalls ein Einfedern des Hinterbaus und somit eine Komprimierung des Dämpferelements 78 bewirken.
Durch die Anordnung des Schwenkhebels 30 und des Längslenkers 40 und durch die drehbare Verbindung sowohl mit dem Hauptrahmenelement 10 als auch mit dem Hinterbau 20 weist ein mit dem erfindungsgemäßen Fahrradrahmen ausgestattetes Fahrrad folglich beim Bergauffahren gänzlich andere Federeigenschaften als beim Bergabfahren auf. Somit können widersprüchliche Charakteristiken (Hardtail-Charakteristik und Fully-Charakteristik) miteinander vereint werden, wobei das Fahrrad beim Bergauffahren eine Hardtail-Charakteristik und beim Bergabfahren eine Fully-Charakteristik aufweist.
Aufgrund der im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung des Längslenkers 40 und aufgrund der Führungsflächen bzw. der Außenform des Längslenkers 40 verbleibt bei einer Einfederung des Hinterbaus 20 der vertikale Abstand der Momentdrehachse IC zum Tretlager 16 in Seitenansicht im Wesentlichen konstant. Bei einem Einfedern des Hinterbaus 20 bezüglich des Hauptrahmenelements 20 bewirken die Führungsvertiefungen 13 und 23', dass sich das zweite Längslenkerdrehlager 42 absenkt, wohingegen das erste Längslenkerdrehlager 41 in seiner vertikalen Höhe im Wesentlichen unverändert bleibt, so dass sich die Verbindungslinie L2 an dem dem Hinterrad 50 zugewandtem Ende absenkt. Somit wandert während der Einfederung des Hinterbaus 20 die Momentdrehachse IC lediglich ein wenig in Richtung des Tretlagers 16, so dass sich der vertikale Abstand zwischen dem Tretlager 16 und der Momentdrehachse IC lediglich ein wenig verringert.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Gelenke 31, 32, 41 und 42 als Drehgelenke dargestellt und beschrieben. Jedoch können die Gelenke 31, 32, 41 und 42 auch als Biegegelenke ausgestaltet sein.
Bezugszeichenliste

10: Hauptrahmenelement
11: Oberrohr
12: Unterrohr
13: Sattelrohr
13': Aussparung/Führungsvertiefung im Sattelrohr
15: Stabilisierungsrohr
16: Tretlager
17: Gabelrohr
20: Hinterbau
21: Kettenstrebe
22: Sattelstrebe
23: Verbindungsstrebe
23': Aussparung/Führungsvertiefung in der Verbindungsstrebe
24: Ausfallende
30: Schwenkhebel
31: erstes Schwenkhebeldrehlager
32: zweites Schwenkhebeldrehlager
33: drittes Schwenkhebeldrehlager
40: Längslenker
41: erstes Gelenk/Längslenkerdrehlager
42: zweites Gelenk/Längslenkerdrehlager
50: Hinterrad
51: Felgenring (des Hinterrades)
60: Vorderrad
70: Federgabel
71: Vorbau
72: Antriebskette
73: Sattelstütze
74: Sattel
75: Kurbel
76: Pedal
77: Kettenblatt
78: Feder-/Dämpferelement
79: Drehlager
IC: Momentdrehachse
L1: Verbindungslinie der ersten Schwenkhebeldrehachse mit der zweiten Schwenkhebeldrehachse
L2: Verbindungslinie der ersten Längslenkerdrehachse mit der zweiten Längslenkerdrehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008008186 B4 [0006, 0007, 0008]

Claims

Fahrradrahmen mit einem Hauptrahmenelement (10) und einem mit diesen schwenkbar verbundenen Hinterbau (20), wobei der Fahrradrahmen folgende Merkmale aufweist: – der Hinterbau (20) umfasst ein Ausfallende (24), mittels dem ein Hinterrad (50) an dem Hinterbau (20) drehbar befestigbar ist; – der Fahrradrahmen umfasst einen mit einem Oberrohr (11) oder einem Sattelrohr (13) des Hauptrahmenelements (10) drehbar verbundenen Schwenkhebel (30); – der Schwenkhebel (30) ist ferner mit zumindest einer Sattelstrebe (22) des Hinterbaus (20) drehbar verbunden, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – der Fahrradrahmen umfasst einen Längslenker (40), der mittels eines ersten Gelenks (41) mit dem Hauptrahmenelement (10) drehbar verbunden ist; – der Längslenker (40) ist ferner mittels eines zweiten Gelenks (42) zumindest mittelbar mit einer Kettenstrebe (21) des Hinterbaus (20) drehbar verbunden; und – der Schwenkhebel (30) und der Längslenker (40) sind derart angeordnet und derart drehbar mit dem Hauptrahmenelement (10) und dem Hinterbau (20) verbunden, dass eine Momentdrehachse (IC), um die der Hinterbau (20) gegenüber dem Hauptrahmenelement (10) drehbar ist, in einem ausgefederten Zustand des Hinterbaus (20) in Seitenansicht zwischen dem Ausfallende (24) und dem zweiten Gelenk (42) angeordnet ist.
Fahrradrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Momentdrehachse (IC) im ausgefedertem Zustand des Hinterbaus (20) in Seitenansicht zwischen dem Ausfallende (24) und einer Außenbegrenzung eines Felgenring (51) des Hinterrades (50) angeordnet ist.
Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Momentdrehachse (IC) im ausgefedertem Zustand des Hinterbaus (20) in Seitenansicht auf einem Felgenring (51) des Hinterrades (50) angeordnet ist.
Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – der Längslenker (40) ist mit dem Sattelrohr (13) des Hauptrahmenelements (10) oberhalb eines Tretlagers (16) drehbar verbunden; und – der Längslenker (40) ist mit einer die Kettenstreben (21) und eine Sattelstrebe (22) verbindenden Verbindungsstrebe (23) drehbar verbunden.
Fahrradrahmen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrebe (23) mit den dem Tretlager (16) zugewandten Enden der Kettenstreben (21) verbunden ist.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Längslenker (40) mittels des ersten Gelenks (41) mit dem Sattelrohr (13) und mittels des zweiten Gelenks (42) mit der Verbindungsstrebe (23) drehbar verbunden ist, wobei das zweite Gelenk (42) in Seitenansicht dem Felgenring (51) in Fahrtrichtung vorgelagert ist.
Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Einfederung des Hinterbaus (20) ein vertikaler Abstand der Momentdrehachse (IC) zu einem Tretlager (16) in Seitenansicht im Wesentlichen konstant bleibt.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich mit steigender Einfederung des Hinterbaus (20) bezüglich des Hauptrahmenelementes (10) ein vertikaler Abstand der Momentdrehachse (IC) zu einem Tretlager (16) in Seitenansicht vergrößert.
Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Momentdrehachse (IC) unabhängig von der Einfederung des Hinterbaus (20) stets oberhalb eines Tretlagers (16) befindet.
Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Momentdrehachse (IC) im ausgefedertem Zustand des Hinterbaus (20) in Seitenansicht oberhalb einer oberen Bewegungsbahn einer Antriebskette (72) befindet.
Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Momentdrehachse (IC) unabhängig von der Einfederung des Hinterbaus (20) in Seitenansicht stets oberhalb einer oberen Bewegungsbahn einer Antriebskette (72) befindet.
Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Momentdrehachse (IC) durch Einfedern des Hinterbaus (20) horizontal in Richtung eines Tretlagers (16) verschiebt, wobei sich die Momentdrehachse (IC) für jede Einfederung stets zwischen dem Ausfallende (24) und dem Tretlager (16) befindet.
Fahrrad mit einem Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche.