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Die Erfindung betrifft eine Federgabel für Zweiräder, umfassend ein Schaftrohr, mit welchem die Federgabel drehbar an einem Zweiradrahmen gelagert ist, eine mit dem Schaftrohr verbundene Gabelbrücke, zwei sich ausgehend von der Gabelbrücke im Abstand voneinander erstreckende Tauchrohre, in welche jeweils ein von einem eine Nabe tragenden Federgabelfuß bis zu dem Tauchrohr erstreckendes Gleitrohr eintaucht, wobei zur Bildung eines Federbeins das Tauchrohr und das in diese eingreifende Gleitrohr mit einer in diesen angeordneten Luftfedereinheit zusammenwirken.
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Derartige Federgabeln können beispielsweise so ausgebildet sein, dass ein Tauchrohr und ein Gleitrohr das genannte Federbein bilden und beispielsweise das andere Tauchrohr und das andere Gleitrohr zusammen ein Dämpferbein bilden, bei welchem das Tauchrohr und das in dieses eingreifende Gleitrohr mit einer in diesen angeordneten Dämpfereinheit zusammenwirken.
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Derartige Federgabeln werden üblicherweise für eine bestimmte Radgröße und einen bestimmten Federweg hergestellt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Federgabeln möglichst universell einsetzbar auszubilden.
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Diese Aufgabe wird bei einer Federgabel der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Federbein eine Radgrößeneinstelleinheit angeordnet ist, welche an einem der Gabelbrücke zugewandten Ende des Tauchrohrs des Federbeins angeordnet ist und mit welcher eine axiale Endlage des Endanschlagkörpers für den Federweg des Federbeins variabel einstellbar ist.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass diese die Möglichkeit eröffnet, den möglichen Federweg variabel einzustellen und es so beispielsweise ermöglicht, in der Federgabel zwei verschiedene Radgrößen einzusetzen, wobei je nach Radgröße der für diese geeignete Federweg einstellbar ist, um sicherzustellen, dass auch bei der größten Radgröße das Rad sich relativ zur Gabelbrücke frei drehen kann und somit diese nicht berührt.
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Hinsichtlich der Ausbildung der Radgrößeneinstelleinheit wurden keine näheren Angaben gemacht.
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So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Radgrößeneinstelleinheit ein in Axialrichtung des Tauchrohrs feststehend angeordnetes erstes Einstellelement und ein mit dem ersten Einstellelement zusammenwirkendes zweites Einstellelement aufweist, dass die Einstellelemente in einer quer zu der axialen Richtung verlaufenden Richtung in mindestens zwei Relativstellungen zueinander positionierbar sind und dass in den zwei Relativstellungen jeweils Stützflächenpaare zusammenwirken, die jeweils die axiale Endlage des Endanschlagkörpers für den Federweg in der Axialrichtung in unterschiedlichen Stellungen festlegen.
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Der Vorteil dieser Lösung ist dabei darin zu sehen, dass diese eine einfache Möglichkeit zur Festlegung des Endanschlagkörpers in unterschiedlichen Stellungen eröffnet, um die Federgabel auf unterschiedliche Radgrößen einzustellen.
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Hinsichtlich der Ausbildung der Einstellelemente sind die unterschiedlichsten Möglichkeiten denkbar.
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Beispielsweise könnten die Einstellelemente mit Gewindeabschnitten oder mit Kurvenbahnen versehen sein, die eine Festlegung des Endanschlagkörpers in der Axialrichtung in den unterschiedlichen Stellungen ermöglichen.
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Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass eines der Einstellelemente mindestens einen Stützfinger mit einer Stützfläche aufweist und dass das andere der Einstellelemente eine Stützfläche aufweist, die ein Stützflächenpaar für die Abstützung des Stützfingers in einer der Relativstellungen der Einstellelemente bildet.
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Ferner ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass eines der Einstellelemente – insbesondere das axial bewegbare Einstellelement – mit einem das andere der Einstellelemente aufnehmenden Trägerelement ein Stützflächenpaar für die Festlegung der axialen Endlage des Endanschlagkörpers in einer anderen der Relativstellungen bildet.
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Mit einer derartigen Ausbildung der Einstellelemente ist eine konstruktiv einfache und insbesondere für die Einsatzbedingungen der Federgabel vorteilhafte Lösung geschaffen.
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Um die unterschiedlichen Stellungen des Endanschlagkörpers in der Axialrichtung realisieren zu können, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Einstellelemente in einer ersten der Relativstellungen von einem axial ausgefahrenen Zustand in einen axial eingefahrenen Zustand bewegbar sind und dass die Einstellelemente in einer zweiten Relativstellung in dem axial ausgefahrenen Zustand gegen eine Bewegung in die axial eingefahrene Stellung blockiert sind.
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Das heißt, dass in der ersten der Relativstellungen in dem ausgefahrenen Zustand der Einstellelemente keine Blockierung der Bewegung in der Axialrichtung erfolgt, sondern eine Bewegung in den axial eingefahrenen Zustand möglich ist und erst in diesem axial eingefahrenen Zustand die Blockierung der Bewegung der Einstellelemente in der Axialrichtung erfolgt, und dass außerdem in der zweiten Relativstellung die Blockierung der Bewegung der Einstellelemente relativ zueinander bereits in dem axial ausgefahrenen Zustand erfolgt, so dass keine Bewegung der Einstellelemente in den axial eingefahrenen Zustand mehr möglich ist.
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Um vorteilhafterweise zwischen den Relativstellungen wechseln zu können, ist vorgesehen, dass die Einstellelemente durch einen Federkraftspeicher beaufschlagt sind, der die Einstellelemente in Richtung des axial ausgefahrenen Zustands beaufschlagt und in einem nicht belasteten Zustand der Federgabel in diesem axial ausgefahrenen Zustand hält, so dass ein Wechsel der Relativstellungen nicht dadurch blockiert werden kann, dass der axial ausgefahrene Zustand nicht definiert vorliegt.
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Der Einsatz eines derartigen Federkraftspeichers schafft somit die Möglichkeit, dass im nicht belasteten Zustand der Federgabel die Einstellelemente stets in dem axial ausgefahrenen Zustand stehen und somit die Einstellelemente relativ zueinander in die mindestens zwei Relativstellungen bewegt werden können, ohne dass dieser Wechsel zwischen den Relativstellungen blockiert ist.
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Dabei kann sich dann beispielsweise das zweite Einstellelement in der ersten Relativstellung frei von dem axial ausgefahrenen und den axial eingefahrenen Zustand bewegen, während in der zweiten Relativstellung eine Blockierung der Bewegung des zweiten Einstellelements von dem ausgefahrenen Zustand in den eingefahrenen Zustand erfolgt.
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Hinsichtlich der Bewegung der Einstellelemente relativ zueinander und quer zu der Axialrichtung relativ zum Erreichen der zwei Relativstellungen sind die unterschiedlichsten Lösungen denkbar.
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Beispielsweise ist es denkbar, dass dies durch eine lineare Bewegung der Einstellelemente quer zur Axialrichtung erfolgt.
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Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Einstellelemente zum Erreichen der mindestens zwei Relativstellungen um eine Achse relativ zueinander drehbar sind.
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Diese Achse kann grundsätzlich beliebig ausgerichtet sein.
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Beispielsweise wäre es denkbar, die Achse für die Bewegung quer zur Axialrichtung relativ zum Tauchrohr außermittig anzuordnen.
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Eine besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, dass die Einstellelemente relativ zueinander um die insbesondere parallel zu der Axialrichtung verlaufende Mittelachse des Tauchrohrs in die mindestens zwei Drehstellungen verdrehbar sind und dass die Einstellelemente in den zwei Drehstellungen den Endanschlagkörper in unterschiedlichen Positionen in der Axialrichtung festlegen.
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Hinsichtlich der Anordnung des axial feststehend angeordneten Einstellelements in dem Tauchrohr wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
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So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass das erste axial feststehend angeordnete Einstellelement in einem Trägerelement drehbar, jedoch in der Axialrichtung unverschiebbar gelagert ist.
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Ein derartiges Trägerelement ist vorzugsweise in dem Tauchrohr fixiert.
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Um einen möglichst optimal großen Federweg zu erhalten ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Trägerelement an einem der Gabelbrücke zugewandten Ende des Tauchrohrs fixiert ist.
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Insbesondere sitzt dabei das Trägerelement in dem Tauchrohr selbst und ist beispielsweise in dieses eingeschraubt.
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Hinsichtlich der Anordnung des zweiten Einsatzelements wurden ebenfalls keine näheren Angaben gemacht.
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Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das zweite Einsatzelement relativ zu dem Trägerelement in einer parallel zu der Axialrichtung verlaufenden Führungsrichtung bewegbar geführt ist.
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Damit dient das Trägerelement auch dazu, die Bewegbarkeit des zweiten Einsatzelements durch die Führung desselben in der Führungsrichtung vorzugeben.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Trägerelement im Bereich des in der Gabelbrücke gehaltenen Endes des Tauchrohrs des Federbeins in das Tauchrohr eingesetzt ist.
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Das Trägerelement kann jedoch nicht nur zur Aufnahme und Führung der Einsatzelemente herangezogen werden.
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Eine weitere günstige Lösung sieht vor, dass an dem Trägerelement eine Kolbenstütze zur Abstützung eines Kolbens der Luftfedereinheit gehalten ist.
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Im Fall einer an dem Trägerelement gehaltenen Kolbenstütze ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass das zweite Einstellelement die Kolbenstütze umgebend angeordnet ist.
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Alternativ oder ergänzend zu den bislang beschriebenen Lösungen sieht eine weitere vorteilhafte Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe vor, dass dem Federbein eine eine Positivfeder und eine Negativfeder aufweisende Luftfedereinheit zugeordnet ist, welche einen zwischen einer ersten Luftkammer und einer zweiten Luftkammer angeordneten Kolben umfasst, und dass in der ersten und der zweiten Luftkammer in einer ausgefederten Stellung des Federbeins derselbe Luftdruck vorliegt.
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Mit einer derart ausgebildeten Luftfedereinheit hat die Federgabel den Vorteil, dass ausgehend von der ausgefederten Stellung des Federbeins dieses mit geringem Kraftaufwand in Richtung der eingefederten Stellung bewegbar ist, um dadurch sicherzustellen, dass die Luftfedereinheit mit geringem Kraftaufwand aus der ausgefederten Stellung heraus in Richtung der eingefederten Stellungen bewegbar ist und somit auch bei geringer Belastung in Funktion tritt.
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Im Rahmen der erfindungsgemäßen Aufgaben ist es von besonderem Vorteil, wenn die ausgefederte Stellung des Federbeins, und somit eine axiale Position des Gleitrohrs relativ zum Tauchrohr, in der ausgefederten Stellung variabel einstellbar ist, so dass dadurch auch die Möglichkeit besteht, durch Einstellung der Luftfedereinheit, das heißt der ausgefederten Stellung der Luftfedereinheit, den Federweg einstellen zu können.
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Insbesondere ist in diesem Fall vorgesehen, dass das Federbein ein mit dem Gleitrohr mitbewegbares Begrenzungselement aufweist, welches in der ausgefederten Stellung an einem an der Kolbenstütze vorgesehenen Anschlagelement anliegt und dadurch die Position des Gleitrohrs in der ausgefederten Stellung festlegt.
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Um insbesondere auch beim Vorsehen eines derartigen mit dem Gleitrohr mitbewegbaren Begrenzungselements, welches in der ausgefederten Stellung an einem an der Kolbenstütze vorgesehenen Anschlagelement anliegt, die Möglichkeit zu schaffen, die ausgefederte Stellung des Federbeins variabel einzustellen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass zur Einstellung der ausgefederten Stellung des Federbeins das Begrenzungselement in seiner axialen Position relativ zum Gleitrohr variabel einstellbar ist, so dass dadurch auch die ausgefederte Stellung variabel festlegbar ist.
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Hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Begrenzungselement durch eine Verstelleinheit relativ zum Gleitrohr in der Axialrichtung variabel positionierbar ist.
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Eine derartige Verstelleinheit könnte theoretisch in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein.
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Beispielsweise könnte die Verstelleinheit ebenfalls mit Stützelementen versehen sein.
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Zur Verstellung der Position des Begrenzungselements in der Axialrichtung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Verstelleinheit mit zwei Verstellgewinden ineinandergreifende Gewindekörper aufweist, durch welche die Verstellung realisierbar ist.
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Beispielsweise erfolgt dies dadurch, dass ein erster der Gewindekörper feststehend relativ zum Gleitrohr angeordnet ist.
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Dabei ist es darüber hinaus zweckmäßig, dass ein zweiter Gewindekörper zumindest in der ausgefederten Stellung verdrehsicher mit der Kolbenstütze gekoppelt ist, so dass dadurch die Möglichkeit besteht, durch Verdrehen des Gleitrohrs relativ zum Tauchrohr, mit welchem die Kolbenstütze drehfest verbunden ist, die beiden Gewindekörper relativ zueinander zu verdrehen und dadurch die Position des Begrenzungselements in der Axialrichtung relativ zum Gleitrohr einzustellen.
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Dabei ist unter dem Begriff "verdrehsicher" zu verstehen, dass eine geringe Verdrehbarkeit möglich ist, jedoch kein Verdrehen um einen Winkel von 360°.
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Hinsichtlich des Zusammenwirkens der Gewindekörper ist vorzugsweise vorgesehen, dass der zweite Gewindekörper den relativ zum Gleitrohr des Federbeins in seiner Position in der Axialrichtung in dem Gleitrohr einstellbar ist und dadurch das Begrenzungselement entsprechend positioniert.
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Insbesondere sieht eine günstige Lösung vor, dass der zweite Gewindekörper das Begrenzungselement trägt und dieses entsprechend der Position des zweiten Gewindekörpers relativ zu dem Gabelfuß des Gleitrohrs positioniert.
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Hinsichtlich der Ausbildung des Begrenzungselements wurden im Zusammenhang zu den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen keine näheren Angaben gemacht.
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So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass das Begrenzungselement einen Hülsenabschnitt aufweist.
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Ein derartiger Hülsenabschnitt des Begrenzungselements – insbesondere wenn dieser aus einem elastischen Material hergestellt ist – dient vorteilhafter weise dazu, die ausgefederte Stellung des Federbeins festzulegen.
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Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Begrenzungselemet einen sich an den Hülsenabschnitt anschließenden deformierbaren Abschnitt aufweist.
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Ein derartiger deformierbarer Abschnitt eignet sich hervorragend dazu, dass dieser mit einer größeren Nachgiebigkeit in der Axialrichtung ausgebildet werden kann und somit das Begrenzungselement ein zweistufig elastisches Verhalten zeigt.
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Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der deformierbare Abschnitt in der ausgefederten Stellung des Federbeins an dem von der Kolbenstütze getragenen Anschlagelement anliegt und dadurch mit einer Kraftkomponente einem weiteren Ausfedern entgegenwirkt.
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Im Zusammenhang mit den bisherigen Erläuterungen der einzelnen Ausführungsbeispiele wurde nicht näher darauf eingegangen, ob bei variabler Einstellung der Ausgefederten Stellung des Federbeins die zweite Luftkammer hinsichtlich ihres Volumens verändert wird oder nicht.
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Grundsätzlich wäre es denkbar, das zweite Luftkammervolumen, welches beim Einfedern vergrößert wird, entsprechend der Einstellung der ausgefederten Stellung variieren zu lassen.
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Eine besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, dass ein Volumen der zweiten Luftkammer bei der variabel einstellbaren ausgefederten Stellung näherungsweise konstant ist.
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Diese Lösung hat den Vorteil, dass dadurch das Federverhalten der Federgabel unabhängig davon, welche ausgefederte Stellung eingestellt ist, näherungsweise gleich ist und somit das Verhalten der Federgabel beim Einfedern unabhängig von der eingestellten ausgefederten Stellung konstant ist.
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Dies lässt sich vorzugsweise dadurch realisieren, dass das Volumen der zweiten Luftkammer durch einen variabel einstellbaren Luftkammerbegrenzungskörper einstellbar ist.
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Die Einstellung des variabel einstellbaren Luftkammerbegrenzungskörpers erfolgt dabei entsprechend der variabel eingestellten ausgefederten Stellung, so dass das zweite Luftkammervolumen dabei im Wesentlichen konstant gehalten werden kann.
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Besonders günstig ist es dabei, wenn der Luftkammerbegrenzungskörper mit dem zweiten Gewindekörper verbunden ist und somit bei der Verstellung des zweiten Gewindekörpers und der durch die Verstellung des zweiten Gewindekörpers bedingten Veränderung der ausgefederten Stellung folgt.
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Eine konstruktiv besonders günstige Lösung sieht vor, dass der Luftkammerbegrenzungskörper den zweiten Gewindekörper umfasst und somit mit dem zweiten Gewindekörper ein Teil bildet, das somit die variable Einstellung der ausgefederten Stellung und die entsprechend nachgeführte Einstellung des Luftkammerbegrenzungskörpers bewegt.
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Hinsichtlich der Ausbildung der Luftfedereinheit dergestalt, dass in der ersten Luftkammer und in der zweiten Luftkammer in der ausgefederten Stellung derselbe Luftdruck vorliegt, wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
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So sieht eine günstige Lösung vor, dass die Luftfedereinheit ein Verbindungsventil aufweist, mit welchem ein Druckausgleich zwischen der ersten Luftkammer und der zweiten Luftkammer herstellbar ist.
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Ein derartiges Verbindungsventil lässt sich insbesondere so einsetzen, dass das Verbindungsventil nur in der ausgefederten Stellung des Federbeins geöffnet ist und in allen eingefederten Stellungen des Federbeins geschlossen ist.
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Diese Lösung hat den Vorteil, dass damit sichergestellt ist, dass in der ausgefederten Stellung stets der Druckausgleich zwischen der ersten Luftkammer und der zweiten Luftkammer erfolgt.
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Um das Verbindungsventil nur in der ausgefederten Stellung zu öffnen ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Verbindungsventil durch ein Betätigungselement betätigbar ist, das relativ zum Gleitrohr in einer definierten Position feststehend angeordnet ist und nur in der ausgefederten Stellung des Federbeins das Verbindungsventil betätigt.
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Dabei kann das Verbindungsventil in unterschiedlichster Art und Weise in dem Federbein angeordnet sein.
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Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass das Verbindungsventil relativ zu der Kolbenstütze des Kolbens feststehend angeordnet ist, so dass die Kolbenstütze auch dazu benutzt werden kann, die Lage des Verbindungsventils vorteilhaft vorzugeben.
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Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass das Verbindungsventil mit dem Kolben gekoppelt ist, so dass sich dadurch ein sehr einfacher Aufbau ergibt.
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Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass der Kolben mit einer Dichtfläche für ein Dichtelement des Verbindungsventils versehen ist, so dass der Kolben, zumindest insofern, als er eine Dichtfläche für das Dichtelement des Verbindungsventils aufweist, auch ein Teil des Verbindungsventils darstellt.
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Dabei könnte es beispielsweise möglich sein, den Kolben feststehend relativ zur Kolbenstütze anzuordnen und ein zusätzliches relativ zur Kolbenstütze bewegbares Teil vorzusehen, welches auf einer dem Kolben gegenüberliegenden Seite des Dichtelements auf das Dichtelement wirkt.
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Eine besonders einfache Konstruktion sieht jedoch vor, dass der Kolben relativ zu der Kolbenstütze bewegbar ist.
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In diesem Fall kann der Kolben selbst das bewegliche Teil des Ventilelements darstellen.
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Aus diesem Grund ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass der Kolben durch das Betätigungselement in der ausgefederten Stellung des Federbeins beaufschlagbar ist.
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In diesem Fall ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Betätigungselement in seiner axialen Position relativ zum Gleitrohr variabel einstellbar ist.
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Bei einer variablen Einstellbarkeit der ausgefederten Stellung ist daher vorzugsweise ebenfalls vorgesehen, dass das Betätigungselement durch eine Verstelleinheit relativ zum Gleitrohr axial variabel positionierbar ist.
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Besonders günstig ist es bei dieser Lösung, wenn das Begrenzungselement das Betätigungselement bildet, für das dadurch die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung mit der variablen Festlegung der ausgefederten Stellung durch das Begrenzungselement mit den Vorteilen hinsichtlich der beschriebenen Lösung mit dem Verbindungsventil miteinander verknüpft werden können.
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Besonders günstig ist es dabei, wenn das Betätigungselement durch das Zusammenwirken des deformierbaren Abschnitts mit dem Anschlagselement das Verbindungsventil beaufschlagt, wobei hierzu der deformierbare Abschnitt am Anschlagelement eine derart starke Deformation erfährt, dass dieser deformierbare Abschnitt im Zustand seiner starken Deformation dann das Verbindungsventil betätigt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Federgabel mit einem Rad einer ersten Radgröße in der ausgefederten Stellung;
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2 einen Schnitt durch die Federgabel gemäß 1 längs Linie 2-2 in 1;
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3 eine Darstellung der Federgabel gemäß 1 in der voll eingefederten Stellung;
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4 eine Darstellung der Federgabel gemäß 1 in der ausgefederten Stellung bei Verwendung eines zweiten Rads mit einer Radgröße die größer ist als die des ersten Rads gemäß 1;
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5 eine Darstellung der Federgabel ähnlich 4 in der voll eingefederten Stellung bei dem zweiten Rad mit dem größeren Durchmesser;
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6 einen Schnitt längs Linie 6-6 in 2;
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7 einen vergrößerten Schnitt eines Bereichs A in 6 mit in einem axial ausgefahrenen Zustand stehenden Einstellelementen und in einer ersten Drehstellung stehenden ersten der Einstellelemente ohne Blockierung der Bewegung in den axial eingefahrenen Zustand;
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8 eine perspektivische Darstellung von zwei Einstellelementen einer Radgrößeneinstelleinheit in einem axial ausgefahrenen Zustand ohne Darstellung eines Trägerelements;
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9 eine Darstellung der Einstellelemente der Radgrößeneinstelleinheit gemäß 8 in einer Explosionsdarstellung;
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10 eine Schnittdarstellung ähnlich 7 in dem axial eingefahrenen Zustand, erreichbar durch eine erste Drehstellung des ersten der Einstellelemente;
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11 eine Schnittdarstellung ähnlich 7 in dem axial ausgefahrenen Zustand der Einstellelemente und einer zweiten Drehstellung des einen der Einstellelemente zur Blockierung der Relativbewegung der Einstellelemente in der voll ausgefahrenen Stellung;
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12 eine Draufsicht in Richtung eines Pfeils C in 6 auf Flanschaufsatz der Radgrößeneinstelleinheit;
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13 eine Schnittdarstellung ähnlich 7 durch ein Rastelement im ersten Einstellelement;
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14 einen Schnitt durch einen Bereich B in 6 durch die Luftfedereinheit in einer eingefederten Stellung bei maximalem Federweg in welcher ein Begrenzungselement unwirksam ist;
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15 einen Schnitt ähnlich 14 in einer teilweise eingefederten Stellung, in welcher das Begrenzungselement beginnt, wirksam zu werden;
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16 einen Schnitt ähnlich 14 in einer ausgefederten Stellung, in welcher das Begrenzungselement wirksam ist, bei maximal eingestelltem Federweg und
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17 einen Schnitt ähnlich 14 in der ausgefederten Stellung bei minimal eingestelltem Federweg.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Federgabel 10 für ein Zweirad, insbesondere ein Fahrrad, umfasst ein Schaftrohr 12, mit welchem die Federgabel 10 drehbar an einem zeichnerisch nicht dargestellten Zweiradrahmen gelagert ist.
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Das Schaftrohr 12 erstreckt sich ausgehend von einer als Ganzes mit 14 bezeichneten Gabelbrücke der Federgabel 10, welche dem Schaftrohr 12 gegenüberliegend zwei sich parallel zueinander erstreckende Federgabelbeine 22 und 24 im Abstand voneinander fixiert hält, die sich ausgehend von der Gabelbrücke 14 bis jeweils zu einem Federgabelfuß 26 bzw. 28 erstrecken, wobei die Federgabelfüße 26, 28 Lageraufnahmen 32, 34 für eine Nabe 36 eines als Ganzes mit 42 bezeichneten Rades, insbesondere eines Vorderrades des Zweirads, aufweisen.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist das Federgabelbein 22 als Dämpferbein ausgebildet, während das Federgabelbein 24 das Federbein darstellt, wobei beide Federgabelbeine 22, 24 die Nabe 26 derart führen, dass bei einem Einfedern oder Ausfedern der Federgabelbeine 22, 24 die Radachse 38 relativ zur Gabelbrücke 14 in zueinander parallele Stellungen bewegbar ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel umfasst jedes der Federgabelbeine 22, 24 ein fest mit der Gabelbrücke 14 verbundenes und sich in Richtung des jeweiligen Federgabelfußes 26, 28 erstreckendes Tauchrohr 52, 54, in welches jeweils ein den jeweiligen Federgabelfuß 26, 28 tragendes und sich in Richtung der Gabelbrücke 14 erstreckendes Gleitrohr 56, 58 eintaucht und beim Einfedern der Gabel eintauchen kann.
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Beispielsweise ist im Fall des als Dämpferbein ausgebildeten Federgabelbeins 22 zwischen dem Tauchrohr 52 und dem relativ zum Tauchrohr 52 bewegbaren Gleitrohr 54 eine als Ganzes mit 62 bezeichnete Dämpfereinheit wirksam, welche Bewegungen des Gleitrohrs 54 relativ zum Tauchrohr 52 in einer Einfederrichtung 64 und einer Ausfederrichtung 66 dämpft.
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Im Gegensatz dazu ist bei dem als Federbein ausgeführten Federgabelbein 24 das Gleitrohr 58 relativ zum Tauchrohr 54 ebenfalls in der Einfederrichtung 64 und der Ausfederrichtung 66 bewegbar, wobei zwischen dem Gleitrohr 58 und dem Tauchrohr 54 eine Luftfedereinheit 72 wirksam ist, die sowohl in der Einfederrichtung 64 als auch in der Ausfederrichtung 66 wirksam ist.
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Darüber hinaus ist in dem Federbein 24 noch eine als Ganzes mit 74 bezeichnete Radgrößeneinstelleinheit angeordnet.
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Die Luftfedereinheit 72 ermöglicht, wie ein Vergleich der 1 und 3 zeigt, dass die Federgabel 10 von dem in 1 dargestellten voll ausgefederten Zustand in einen in 3 dargestellten voll eingefederten Zustand übergeht, in welchem die Gleitrohre 56, 58 soweit in die Tauchrohre 52, 54 eintauchen, bis ein Radreifen 44 des Rades 42 noch in geringem Abstand von der Gabelbrücke 14 steht und sich bei einer Drehung um die Radachse 38 noch reibungsfrei relativ zur Gabelbrücke 14 bewegen und sich somit frei um die Radachse 38 drehen kann.
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Zusätzlich besteht bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Federgabel 10 noch die Möglichkeit, anstelle des Rades 42, das beispielsweise eine Größe von 27,5 Zoll aufweist, ein noch größeres Rad 42', beispielsweise ein Rad mit einer Größe von 29 Zoll, einzusetzen, bei dem die erfindungsgemäße Federgabel 10 in gleicher Weise einsetzbar ist, wobei sich die Federgabel 10, wie in 4 dargestellt, ebenfalls in einen voll ausgefederten Zustand bewegen kann oder in einen voll eingefederten Zustand, dargestellt in 5, in welchem sich ebenfalls ein Radreifen 44' noch relativ zur Gabelbrücke 14 bei der Drehung um die Radachse 38 frei drehen kann.
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Dies leistet die in dem Federbein 24 vorgesehene Radgrößeneinstelleinheit 74, die die Bewegung der Gleitrohre 56, 58 in der Einfederrichtung 64 soweit begrenzt, dass auch bei dem größeren Rad 42' der Radreifen 44' frei relativ zur Gabelbrücke 14 drehbar ist, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
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Wie in den 6 bis 10 dargestellt, umfasst die Radgrößeneinstelleinheit 74 ein Trägerelement 82, welches in einen Endbereich 84 des Tauchrohrs 54 eingesetzt und beispielsweise mit einem Außengewinde 86 in ein Innengewinde 88 des Endes 84 des Tauchrohrs 54 eingeschraubt ist, so dass das Trägerelement 82 fest mit dem Tauchrohr 54 verbunden ist.
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Insbesondere umfasst das Trägerelement 82 einen das Außengewinde 86 tragenden hülsenförmigen Mantelkörper 92, welcher sich von einem im eingebauten Zustand stirnseitig an dem Tauchrohr 54 abstützenden Endflansch 92 ausgehend bis zu einem radial zu einer Mittelachse 78 des Tauchrohrs 54 verlaufenden Trägerboden 94 des Trägerelements 82 erstreckt, an dem ein koaxial zur Mittelachse 78 verlaufendes Kolbenstützrohr 98 gehalten ist.
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Beispielsweise erstreckt sich der Trägerboden 94 in radialer Richtung zur Mittelachse 78 vom Mantelkörper 92 bis zu einer Aufnahmehülse 96 für das Kolbenstützrohr 98.
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Vorzugsweise greift die Kolbenstützrohr 98 dabei mit einem Endabschnitt 102 formschlüssig in die Aufnahmehülse 96 ein und wird dabei beispielsweise durch eine eine Zentralöffnung 104 im Boden 94 durchsetzende Halteschraube 106 gehalten, welche mit einem Kopf 108 den Boden 94 rings um die Zentralöffnung 104 beaufschlagt und mit einem Gewindeabschnitt 112, der mit einem Außengewinde 114 versehen ist, in ein Innengewinde 116 des Endabschnitts 102 des Kolbenstützrohrs 98 eingeschraubt ist, so dass durch das Trägerelement 82 auch gleichzeitig das Kolbenstützrohr 98 relativ zum Tauchrohr 54 fixiert ist.
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Ferner ist vorzugsweise zwischen dem Gewindeabschnitt 112 und dem Kopf 108 der Halteschraube ein Dichtelement 122 angeordnet, welches eine Abdichtung zwischen der Halteschraube 106 und dem Endabschnitt 102 des Kolbenstützrohrs 98 bewirkt.
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Beispielsweise ist das Trägerelement 82 koaxial zu der Mittelachse 78 des Tauchrohrs 54 angeordnet und außerdem verläuft auch das Kolbenstützrohr 98 koaxial zu der Mittelachse 78 des Tauchrohrs 54.
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In dem Trägerelement 82, vorzugsweise drehbar geführt durch den Mantelkörper 92, sitzt ein erstes Einstellelement 132, das mit einem zweiten Einstellelement 134 zusammenwirkt, das auf einer dem ersten Einstellelement 132 abgewandten Seite des Bodens 94 angeordnet ist.
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Das erste Einstellelement 132 ist dabei im Trägerelement 82 zwar um die Mittelachse 78 drehbar, jedoch in Richtung der Mittelachse 78 unverschiebbar zwischen dem Trägerboden 94 und einem Sicherungsring 136 gehalten.
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Das zweite Einstellelement 134 umfasst einen koaxial zur Mittelachse 78 verlaufenden Ringflansch 142, von welchem ausgehend sich, wie in 8 und 9 dargestellt, mehrere Stützfinger 144 in Richtung des ersten Einstellelements 132 erstrecken, wobei die Stützfinger 144 für diese vorgesehene Ausnehmungen 146 (7) im Boden 94 des Einsatzelements 82 durchsetzen und durch diese Ausnehmungen 146 in einer zur Mittelachse 78 parallelen Führungsrichtung 148 bewegbar geführt sind, wobei jeder der Stützfinger 144 ein mittiges, sich parallel zur Führungsrichtung 148 erstreckendes Langloch 152 aufweist, welches von einem in 7 dargestellten und in Bohrungen des Trägerbodens 94 gehaltenen Führungsstift 154 durchsetzt ist, so dass das Langloch 152 den Weg des jeweiligen Stützfingers 144 in der Führungsrichtung 148 begrenzt.
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Damit ist das zweite Einstellelement 134 relativ zum Einsatzelement 82 in der Führungsrichtung 154 durch die Ausdehnung der Langlöcher 152 in der Führungsrichtung 148 begrenzt bewegbar geführt.
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Zur Begrenzung der Bewegung des zweiten Einstellelements 134 relativ zum Einsatzelement 82 und zum ersten Einstellelement 132 bildet der Trägerboden 94 das Einsatzelements 82 eine dem Ringflansch 142 zugewandte Stützfläche 156 an welcher sich der Ringflansch 142 mit einer dem Trägerboden 94 zugewandten Stützfläche 158 abstützen kann, und zwar dann, wenn das zweite Einstellelement 134 in dem geringsten Abstand von dem ersten Einstellelement 132 angeordnet ist.
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Die Stützflächen 156 und 158 bilden miteinander ein erstes Stützflächenpaar 159 das in einem axial eingefahrenen Zustand aneinander anliegt.
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Wie in 8 und 9 ferner dargestellt, weist das erste Einsatzelement 132 einen Außenkörper 162 auf, der mit einer Umfangsfläche 164 an einer zur Mittelachse 78 zylindrischen Innenfläche 166 des Mantelkörpers 92 des Trägerelements 82 um die Mittelachse 78 drehbar geführt ist.
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In dem Außenkörper 162 sind Aufnahmen 172 für die Stützfinger 144 vorgesehen, die sich in den Aufnahmen 172 bis zu einer Endfläche 173 an einem die Aufnahmen 172 abschließenden Flansch 174 bewegen der beispielsweise durch einen den Außenkörper 164 in radialer Richtung zur Mittelachse 78 übergreifende und auf einer dem zweiten Einstellelement 134 abgewandten Seite abschließende Abschlusswand 182 gebildet ist.
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Neben den Aufnahmen 172 sind ferner Stützflächen 175 vorgesehen an denen sich die Stützfinger 144 mit ihren als Stirnseiten ausgebildeten Stützflächen 176 abstützen können, und somit ein zweites Stützflächenpaar 179 bilden, wobei in diesem Fall, d.h. einem axial ausgefahrenen Zustand, die Einstellelemente 132, 134 im Wesentlichen den maximal möglichen Abstand voneinander aufweisen.
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Das heißt, dass die Stützfinger 144 entweder sich in den Aufnahmen 172 frei in Richtung der Endfläche 173 bewegen können bis die oder sich bei einer Relativdrehung des ersten Einstellelements 132 so, dass die Stützfinger 144 nicht mehr mit den Aufnahmen 172 fluchten, sich mit ihren Stützflächen 176 auf den zweiten Stützflächen 175 abstützen.
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Das erste Einstellelement 132 lässt sich somit innerhalb des Trägerelements 82 in einer ersten Drehstellung so positionieren, dass die Stützfinger 144 mit den Aufnahmen 172 fluchten, so dass das zweite Einstellelement 134 mit den Stützfingern 144 in der Führungsrichtung 148 so weit in der Einfederrichtung 64 zur Gabelbrücke 14 hin bewegbar ist, bis das erste Stützflächenpaar 159 aneinander anliegt, wie in 10 dargestellt.
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Ein derart axial eingefahrener Zustand der Einstellelemente 132 und 134 ist beispielsweise in 10 dargestellt.
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Wird jedoch das erste Einstellelement 132 um die Mittelachse 78 in eine zweite Drehstellung verdreht, so dass die Stützfinger 144 nicht mehr mit den Aufnahmen 172 fluchten, sondern mit ihren als Stirnseiten ausgebildeten Stützflächen 176 auf den zweiten Stützflächen 175 aufsitzen, so dass das zweite Stützflächenpaar 179 aneinander anliegt, so verbleiben die Einstellelemente 132 und 134 in ihrer axial ausgefahrenen Stellung, dargestellt in 11, so dass das zweite Einstellelement 134 nicht mehr die Möglichkeit hat, sich in der Führungsrichtung 148 bis zu der Endfläche 173 zuzubewegen und den axial eingefahrenen Zustand zu erreichen, sondern die Einstellelemente 132 und 134 verbleiben in der axial ausgefahrenen Stellung.
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Um sicherzustellen, dass im unbelasteten Zustand des Federbeins 24 und somit im unbelasteten Zustand der Radgrößeneinstelleinheit 74 das zweite Einstellelement 134 relativ zum ersten Einstellelement 132 in der axial ausgefahrenen Stellung steht, in der sich das erste Einstellelement 132 zwischen der ersten Drehstellung und der zweiten Drehstellung verdrehen lässt, ist zwischen dem Trägerboden 94 des Trägerelements 82 und einem mit dem Ringflansch 142 verbundenen Abschlussflansch 192, welcher das Kolbenstützrohr 98 umschließt, ein als Druckfeder ausgebildeter Federkraftspeicher 194 wirksam, welche im unbelasteten Zustand der Radgrößeneinstelleinheit 74 dafür sorgt, dass die Einstellelemente 132 und 134 in der auseinanderbewegten Stellung, d.h. dem axial ausgefahrenen Zustand, dargestellt in 7, stehen, in welcher das erste Einstellelement 132 um die Mittelachse 78 derart verdrehbar ist, dass dieses entweder in seiner ersten Drehstellung steht (7 und 10), in welcher das zweite Einstellelement 134 zwischen dem axial ausgefahrenen Zustand und dem axial eingefahrenen Zustand relativ zum ersten Einstellelement 132 bewegbar ist oder in der zweiten Drehstellung steht (11), in welcher die Stützfinger 144 mit ihren als Stirnseiten ausgebildeten Stützflächen 176 auf den Stützflächen 175 des zweiten Einstellelements 134 aufsetzen und somit nicht die Möglichkeit haben, sich in der Führungsrichtung 148 von dem axial ausgefahrenen Zustand in den axial eingefahrenen Zustand zu bewegen, sondern in dem axial ausgefahrenen Zustand blockiert sind.
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Ein mit dem zweiten Einstellelement 134 verbundener Endanschlagkörper 202, beispielsweise ein Elastomerringkörper, der auf dem Ringflansch 172 abgestützt ist, eine mit dem Abschlussflansch 192 verbundene Schulter 204 hintergreift und sich im Übrigen auf dem Abschlussflansch 192 abstützt, dient als Endanschlag für die Luftfedereinheit 72, insbesondere mit seiner dem zweiten Einstellelement 134 abgewandten und der Luftfedereinheit 72 zugewandten Stirnseite 206.
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Stehen nun die Einstellelemente 132 und 134 in dem axial ausgefahrenen Zustand und erfolgt ein Beaufschlagen des Endanschlagkörpers 202 im Bereich der Stirnseite 206, so kann sich in der ersten Drehstellung des ersten Einstellelements 132 das zweite Einstellelement 134 mitsamt dem Endanschlagkörper 202 in der Führungsrichtung 148 auf das erste Einstellelement 132 zu bewegen, und zwar so lange bis der axial eingefahrene Zustand der Einstellelemente 132 und 134 erreicht ist, wobei dies gegen die Kraft der Druckfeder 194 erfolgt.
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Die erste Drehstellung wird dann gewählt, wenn das Rad 42 den kleineren Durchmesser aufweist, so dass mittels der Radgrößeneinstelleinheit 74 die Bewegung der Gleitrohre 56, 58 in die Tauchrohre 52, 54 hinein in der Einfederrichtung 64 nicht begrenzt werden muss.
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Wird allerdings das größere Rad 42' verwendet, so ist es erforderlich, die Bewegung der Gleitrohre 56, 58 in der Einfederrichtung 64 soweit zu begrenzen, dass das Rad 42' mit dem Radreifen 44' nicht die Gabelbrücke 14 berührt, wenn es sich um die Radachse 38 dreht.
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Aus diesem Grund ist bei Verwendung des größeren Rades 42' die Radgrößeneinstelleinheit 74 so einzustellen, dass sie die Bewegung der Gleitrohre 56, 58 in der Einfederrichtung 64 früher blockiert als bei dem kleineren Rad 42, so dass in diesem Fall das erste Einstellelement 132 in die zweite Drehstellung verdreht wird, so dass bei Verwendung des größeren Rades 42' die Bewegung in der Einfederrichtung 64 über eine geringere Strecke in axialer Richtung möglich ist als bei Verwendung des kleineren Rades 42.
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Zum Verdrehen des ersten Einstellelements 132 zwischen der ersten Drehblockierstellung und der zweiten Drehblockierstellung ist vorzugsweise die Abschlusswand 182 mit einer Werkzeugaufnahme 212 versehen, die beispielsweise ein Mehrkantelement 214 (7, 10, 11) aufweist, das mit einem korrespondierenden Mehrkantelement eines Werkzeugs in Formschlussverbindung gebracht werden kann, um das erste Einstellelement 132 zwischen der ersten Drehblockierstellung und der zweiten Drehblockierstellung zu verdrehen.
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Um die jeweilige Drehstellung des ersten Einstellelements 132 für einen Benutzer anzuzeigen ist vorzugsweise die Werkzeugaufnahme 212 mit einem Flanschaufsatz 216 versehen, welcher drehfest mit der Werkzeugaufnahme 212 verbunden und somit mit dieser mitdrehbar ist und, wie in 12 dargestellt, die beiden Radgrößen mittels Anzeigeelementen 218a oder 218b für einen Benutzer anzeigt.
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Zur Festlegung der jeweiligen Drehstellung des ersten Einstellelements 132 ist dieses, wie in 9 und 13 dargestellt, mit einem in dem Außenkörper 162 angeordneten Rastelement 222, beispielsweise einer durch eine Druckfeder 224 belasteten Rastkugel 226, versehen, welches parallel zur Axialrichtung bewegbar und dem Trägerboden 94 des Trägerelements 82 zugewandt ist, so dass das Rastelement 222 mit den einzelnen Drehstellungen zugeordneten Rastverfügungen 228 in Eingriff kommt, um das Einstellelement 132 in der jeweiligen Drehstellung durch Verrasten festzulegen.
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Das Gleitrohr 58 erstreckt sich zwischen einem unteren, dem Tauchrohr 54 abgewandten Ende 242 und einem oberen, in dem Tauchrohr 54 sitzenden Ende 244, wobei in allen Einfederstellungen das Gleitrohr 58 mit einem ausreichend langen Führungsabschnitt 246, der sich an das obere Ende 244 anschließt und in Richtung des unteren Endes erstreckt, in einem Führungsabschnitt 252 des Tauchrohrs 54 geführt ist, der sich von einem unteren Ende 254 des Tauchrohrs 54 in Richtung des oberen Endes 84 des Tauchrohrs 54 erstreckt, wobei das obere Ende 84 des Tauchrohrs in der Gabelbrücke 14 aufgenommen ist.
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Das Tauchrohr 54 ist zum Verhindern von Eindringen von Schmutz zwischen dem Gleitrohr 58 und dem Tauchrohr 54 im Bereich des unteren Endes 254 mit einem umlaufenden Dichtelement 256 versehen, welches fest am unteren Ende 254 des Tauchrohrs 54 gehalten ist und gleitend auf einer Außenfläche 258 des Gleitrohrs 58 anliegt.
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Zur Begrenzung der Bewegung des Gleitrohrs 58 in der Einfederrichtung 64 ist im Bereich des oberen Endes 244 des Gleitrohrs 58 in dieses ein Anschlagelement 262 eingesetzt, welches fest mit dem oberen Ende 244 des Gleitrohrs 58 verbunden ist, beispielsweise durch einen Formschlusskörper 264, welcher sowohl das Gleitrohr 58 durchsetzt als auch in das Anschlagelement 262 eindringt.
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Das Anschlagelement 262 trägt seinerseits einen Anschlagring 266, welcher mit der Stirnseite 206 des Endanschlagkörpers 202 bei maximaler Bewegung in der Einfederrichtung 64 zusammenwirkt, wobei der Endanschlagkörper 202 einen dämpfenden elastischen Anschlag für den Anschlagring 266 des Anschlagelements 262 darstellt.
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Je nachdem, ob nun die Einstellelemente 132 und 134 in ihrem axial ausgefahrenen Zustand stehen, wie beispielsweise in 11 dargestellt und in diesem gegen eine Bewegung in Richtung des axial eingefahrenen Zustands blockiert sind, oder ob die Einstellelemente 132 und 134 zwar aufgrund der Wirkung der Druckfeder 194 in ihrem axial ausgefahrenen Zustand stehen, wie in 7 dargestellt, jedoch die Möglichkeit haben, sich in Richtung ihres axial eingefahrenen Zustands zu bewegen, wie in 10 dargestellt, wird die Bewegung des Gleitrohrs 58 durch Anlaufen des Anschlagrings 266 gegen den Elastomerringkörper 202 entsprechend den unterschiedlichen Größen der Räder 42 und 42' begrenzt.
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Im Fall des Rades 42 mit dem kleineren Durchmesser steht das erste Einstellelement 132 in seiner ersten Drehstellung, so dass die Stützfinger 144 sich bis zur Stützfläche 175 bewegen können.
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In dieser Drehstellung wird der Anschlagring 266 in dem axial ausgefahrenen Zustand an dem Endanschlagkörper 202 zur Anlage kommen, dieser wird jedoch die Bewegung des Anschlagrings 266 in der Einfederrichtung 64 nicht nennenswert begrenzen, sondern sich mit dem zweiten Einstellelement 134 weiter in der Einfederrichtung 64 entgegen der Kraft der Druckfeder 194 in Richtung der Gabelbrücke 14 bewegen, und zwar so lange, bis die Stirnseite 176 der Stützfinger 144 an der Stützfläche 173 des ersten Einstellelements 132 anliegt, so dass das Gleitrohr 58 die maximal mögliche Einfederbewegung in das Tauchrohr 54 ausführt.
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Wird jedoch das Rad 42' mit dem größeren Durchmesser eingesetzt, so wird das erste Einstellelement 132 von der ersten Drehstellung in die zweite Drehstellung verdreht, in welcher, wie in 11 dargestellt, das zweite Einstellelement 134 in dem axial ausgefahrenen Zustand verbleibt und sich nicht in den axial eingefahrenen Zustand bewegen kann, da die Stirnseite 176 der Stützfinger auf der Stützfläche 175 des ersten Einstellelements 132 im Wesentlichen bereits in dem axial ausgefahrenen Zustand aufsitzt.
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In diesem Fall wird somit die Bewegung des Gleitrohrs 58 in der Einfederrichtung 64 beim Anlaufen des Anschlagrings 266 gegen den Endanschlagkörper 202 begrenzt, so dass der mögliche Einfederweg bei der Bewegung des Gleitrohrs 58 in der Einfederrichtung 64 geringer ist als der Einfederweg bei dem Rad 42 mit der kleineren Radgröße.
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Die Luftfedereinheit 72 umfasst, wie in den 14 bis 17 dargestellt, einen Kolben 272, welcher in dem Gleitrohr 58 angeordnet ist und eine in einer umfangsseitigen Nut 274 des Kolbens 272 angeordnete Kolbendichtung 276 aufweist, die einen dichten Abschluss zwischen einer von dem Gleitrohr 58 gebildeten Zylinderwandfläche 278 und dem Kolben 272 herstellt, wobei der Kolben 272 mittels des Kolbenstützrohrs 98 in einem festgelegten Abstand von dem oberen Ende 84 des Tauchrohrs 54 durch das Kolbenstützrohr 98 positioniert gehalten ist, so dass das Gleitrohr 58 bei der Bewegung in der Einfederrichtung 64 oder in der Ausfederrichtung 66 mit der innenliegenden Zylinderflanschfläche 278 relativ zum Kolben 272 gleitet, wobei die Kolbendichtung 276 ständig einen dichten Abschluss zwischen dem Kolben 272 und dem Gleitrohr 58 bewirkt.
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Dadurch bildet sich zwischen dem Kolben 272 und einem dem Tauchrohr 54 abgewandten unteren Ende 242 des Gleitrohrs 58 eine erste Luftkammer 284 in welcher die Luft bei der Bewegung des Gleitrohrs 58 in der Einfederrichtung 64 komprimiert und bei der Bewegung in der Ausfederrichtung 66 dekomprimiert wird.
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Vorzugsweise ist das Gleitrohr 58 des Federbeins 24 am unteren Ende 242 durch einen Verschlusskörper 286 dicht abgeschlossen, wobei der Verschlusskörper 286 mit einem Ventil 288 versehen ist, welches es erlaubt, der ersten Luftkammer 284 Luft zuzuführen, um beispielsweise den Druck zu erhöhen oder gegebenenfalls auch aus dieser Luft abzuführen, um den Druck zu erniedrigen.
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Die Luftfedereinheit 72 bildet aber auch auf einer der ersten Luftkammer 284 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 272 eine zweite Luftkammer 284, welche sich ausgehend von dem Kolben 272 in Richtung eines Luftkammerbegrenzungskörpers 296 erstreckt, welcher einen Hülsenkörper 298 aufweist, der das Kolbenstützrohr 98 umschließt und auf seiner dem Kolben 272 zugewandten Seite einen Ringkörper 302 trägt, welcher eine der Zylinderwandfläche 278 des Gleitrohrs 58 zugewandte Ringnut 304 aufweist, in welcher eine Ringdichtung 306 angeordnet ist, die ihrerseits an der Zylinderwandfläche 278 des Gleitrohrs 78 anliegt und einen mediendichten Abschluss zwischen der Zylinderwandfläche 278 und dem Ringkörper 302 bewirkt.
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Ferner weist der Luftkammerbegrenzungskörper 296 einen an dem Hülsenkörper 298, beispielsweise auf einer dem Ringkörper 202 abgewandten Seite vorgesehenen Führungskörper 312 auf, welcher an dem Kolbenstützrohr 98 gleitend geführt ist und eine dem Kolbenstützrohr 98 zugewandte Ringnut 314 umfasst, in welcher eine Ringdichtung 316 angeordnet ist, die an einer zylindrischen Außenfläche 318 des Kolbenstützrohrs 98 anliegt und einen dichten Abschluss zwischen dem Kolbenstützrohr 98 und dem Führungskörper 312 bewirkt.
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Somit wird die zweite Luftkammer 294 begrenzt durch den Kolben 272 einerseits und erstreckt sich vom Kolben 272 bis zum Luftkammerbegrenzungskörper 296, wobei der Ringkörper 302 mit der Ringdichtung 306 für einen dichten Abschluss zur Zylinderwandfläche 278 des Gleitrohrs 58 sorgen, und ferner erstreckt sich die zweite Luftkammer 294 zwischen dem Kolbenstützrohr 98 und dem Luftkammerbegrenzungskörper 296, insbesondere dem Hülsenkörper 298 desselben, bis zum Führungskörper 312 und zur Ringdichtung 316 des Luftkammerbegrenzungskörpers 316, welche den dichten Abschluss zwischen dem Führungskörper 312 und dem Kolbenstützrohr 98, insbesondere dessen Außenfläche 218 bewirken.
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Zusätzlich ist das Kolbenstützrohr 98 noch mit Durchbrüchen 322 versehen, welche so angeordnet sind, dass sie auch in der voll ausgefederten Stellung der Federgabel 10 eine Verbindung zwischen dem das Kolbenstützrohr 98 umschließenden Außenraum, der zwischen dem Kolben 272 und dem Luftkammerbegrenzungskörper 296 liegt, und einem Innenraum 324 des Kolbenstützrohrs 98 schaffen, so dass auch der Innenraum 324 des Kolbenstützrohrs 98 unabhängig von der möglichen eingefederten Stellung der Federgabel 10 Teil der zweiten Luftkammer 294 darstellt.
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Der Luftkammerbegrenzungskörper 296 trägt ferner noch ein Elastomerkörper ausgebildetes Begrenzungselement 332, welches sich ausgehend von dem Ringkörper 302 in Richtung des Kolbens 272 erstreckt und eine Bewegung des Gleitrohrs 58 relativ zum Kolben 272 in der Ausfederrichtung 66 begrenzt, wie in 14 dargestellt.
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Vorzugsweise trägt der Ringkörper 302 zur Fixierung des als Elastomerkörper ausgebildeten Begrenzungselements 332 einen Hülsenabschnitt 334 mit einem Hinterschnitt 336, welchen der sich an dem Ringkörper 302 abstützende Elastomerkörper 332 hintergreift.
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Ausgehend von dem Ringkörper 302 erstreckt sich das als Elastomerkörper ausgebildete Begrenzungselement 332 mit einem Hülsenabschnitt 336 in Richtung des Kolbens 272, wobei der Hülsenabschnitt 336 umfangsseitige Nuten 338 zur Verbesserung der Elastizität aufweist.
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Der Hülsenabschnitt 336 trägt ferner, wie in 14 bis 17 dargestellt, an einem dem Ringkörper 302 abgewandten Endbereich 342 einen deformierbaren Abschnitt 344, welcher beispielsweise im undeformierten Zustand als sich in radialer Richtung zur Mittelachse 78 verjüngender, beispielsweise konusähnlich verjüngender Ringkörper 346 ausgebildet ist und sich zur Begrenzung der Bewegung des Gleitrohrs 58 in der Ausfederrichtung 66 an einem als Endflansch ausgebildeten Anschlagelement 352 des Kolbenstützrohrs 98 anlegt, welches an einem dem Einsatzelement 82 abgewandten Ende 354 des Kolbenstützrohrs 98 dadurch gehalten ist, dass dieses einen sich in das Kolbenstützrohr 98 hineinerstreckenden Haltezapfen 356 aufweist, welcher beispielsweise ein Außengewinde 355 trägt, welches in ein Innengewinde 357 im Bereich des Endes 354 des Kolbenstützrohrs 98 eingreift und das Kolbenstützrohr 98 im Bereich des Endes 354 dicht abschließt.
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Bewegt sich das Gleitrohr 58 ausgehend von einer eingefederten Stellung in der Ausfederrichtung 66, so nähert sich, wie in den 14 bis 16 dargestellt, das Begrenzungselement 332 mit seinem undeformierten deformierbaren Abschnitt 344, umfassend den Ringkörper 346, dem Anschlagelement 352 so lange bis es diesen mit dem Ringkörper 346 berührt, wie in 15 dargestellt, und erfährt bei weiterer Bewegung in der Ausfederrichtung 66 in dem deformierbaren Abschnitt 344 eine Deformation.
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Das Begrenzungselement 332 begrenzt mit seinem deformierbaren Abschnitt 344, insbesondere mit dem Ringkörper 346, somit nicht nur die Bewegung des Gleitrohrs 58 in der Ausfahrrichtung 66 durch Anlegen des Ringkörpers 346 an das als Endflansch ausgebildete Anschlagelement 352 (15), sondern führt bei einer weiteren Bewegung des Gleitrohrs 58 in der Ausfahrrichtung 66 zu einem Umstülpen des Ringkörpers 346, so dass dieser, wie in 16 dargestellt, radial nach innen gefaltet ist und an seinem Übergang zum Hülsenabschnitt 336 im Endbereich 342 aufgrund der Deformation eine Schulter 358 bildet, welche gegen einen das Anschlagelement 352 umschließenden und eine Anlagefläche 362 für die Schulter 358 bildenden Betätigungsfortsatz 364 des Kolbens 272 wirkt, um ein Verbindungsventil 372 zwischen der ersten Luftkammer 284 und der zweiten Luftkammer 294 zu öffnen.
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Dabei wird das Verbindungsventil 372 beispielsweise gebildet durch eine Ventildichtung 374, welche zwischen einer am Kolben 272 ausgebildeten Druckfläche 376 und einer am Endflansch 352 ausgebildeten Anlagefläche 378 angeordnet ist und immer dann einen dichten Abschluss zwischen der ersten Luftkammer 284 und der zweiten Luftkammer 294 schafft, wenn der Kolben 272 die Ventildichtung 374 zwischen sich und dem als Endflansch ausgebildeten Anschlagelement 352 einspannt.
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Lässt sich aber der Kolben 272 durch die auf den Betätigungsfortsatz 346 einwirkende Schulter 358 – wenn auch nur geringfügig – in Richtung von dem als Endflansch ausgebildeten Anschlagelement 352 des Kolbenstützrohrs 98 weg bewegen, liegt keine dichte Verbindung mehr zwischen der Ventildichtung 374 sowie der Druckfläche 376 und/oder der Anlagefläche 378 vor, so dass das Verbindungsventil 372 eine Verbindung zwischen der ersten Luftkammer 284 und der zweiten Luftkammer 294 schafft und somit die Luft zwischen der ersten Luftkammer 284 und der zweiten Luftkammer 294 so lange strömt, bis ein Druckausgleich in den beiden Luftkammern 284 und 294 hergestellt ist.
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Aus diesem Grund ist der Kolben 272 nicht fest mit dem Endflansch 352 des Kolbenstützrohrs 98 verbunden, sondern wird von einer eine Zentralöffnung 382 im Kolben 272 durchsetzenden Hülse 384 so gehalten, dass der Kolben 272 in Richtung der Ventildichtung 374 beaufschlagt ist, wobei dies dadurch erfolgt, dass ein zwischen der Hülse 384 und dem Kolben 272 wirkendes Federelement 386 den Kolben 272 in Richtung auf die Ventildichtung 374 beaufschlagt, so dass das Verbindungsventil 372 stets geschlossen ist, sofern keine Beaufschlagung des Kolbens 272 in Richtung von dem als Endflansch 352 ausgebildeten Anschlagelement weg erfolgt.
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Eine derartige Beaufschlagung des Kolbens 272 kann nur dann erfolgen, wenn die Schulter 358 gegen die Anlagefläche 362 am Kolben 272 wirkt und den Kolben 272 dabei in Richtung von dem Endflansch 352 des Kolbenstützrohrs 98 wegbewegt.
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Um Luft von der ersten Luftkammer 284 in die zweite Luftkammer 294 in einfacher Weise übertreten zu lassen, kann die Luft aus der ersten Luftkammer 284 in einen Zentralkanal 388 der Hülse 384 eintreten und dann von diesem ausgehend über die Hülse 384 durchsetzende Seitenkanäle 392 radial innerhalb der ringförmigen Ventildichtung 374 diese anströmen, um bei Beaufschlagung des Kolbens 272 in Richtung weg von dem Endflansch 352 und somit geöffnetem Verbindungsventil 372 zwischen der Ventildichtung 374 und mindestens einer der Druckflächen 376 und 378 radial nach außen hin durchzuströmen und somit zwischen dem Kolben 272 und der dem Endflansch 352 hindurch in die zweite Luftkammer 294 einzutreten.
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Somit begrenzt der Begrenzungselement 332 nicht nur die Bewegung des Gleitrohrs 58 in der Ausfederrichtung 66, sondern betätigt dann in seiner an dem Endflansch 352 anliegenden und die Bewegung in der Ausfederrichtung 66 begrenzenden Ausfederendstellung auch gleichzeitig das Verbindungsventil 372 um eine Verbindung zwischen der ersten Luftkammer 284 und der zweiten Luftkammer 294 zu schaffen, so dass ein Druckausgleich zwischen der ersten Luftkammer 284 und der zweiten Luftkammer 294 erfolgt.
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Bei einer starren Positionierung des Begrenzungselements 332 relativ zum oberen Ende 244 des Gleitrohrs 58 wäre diese Begrenzung der Bewegung des Gleitrohrs 58 in der Ausfederrichtung 66 stets nur in derselben Relativstellung des Gleitrohrs 58 zum Tauchrohr 54 möglich.
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Das heißt, dass nur eine ausgefederte Stellung, nämlich die maximal ausgefederte Stellung des Gleitrohrs 58 definiert festgelegt wäre.
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Um die ausgefederte Stellung des Gleitrohrs 58 relativ zum Tauchrohr 54 variieren zu können, ist die Position des Elastomerkörpers 332 relativ zum oberen Ende 244 des Gleitrohrs 58 einstellbar.
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Dies erfolgt dadurch, dass der Luftkammerbegrenzungskörper 296, der das Begrenzungselement 332 trägt und somit zur Positionierung des Begrenzungselements 332 relativ zum oberen Ende 244 des Gleitrohrs 58 beiträgt, relativ zum oberen Ende 244 des Gleitrohrs 58 dadurch variabel einstellbar ist, dass der Hülsenkörper 298 des Luftkammerbegrenzungskörpers 296 einen Gewindekörper 398 umfasst, der ein Außengewinde 402, beispielsweise ein Trapezgewinde, trägt, welches in ein Innengewinde 404, beispielsweise ein entsprechendes Trapezgewinde, eingreift, das in einem Gewindekörper 406 des Anschlagelements 262 angeordnet ist, wobei der Gewindekörper 406 vorzugsweise relativ zum Anschlagring 266 in Richtung des Kolbens 272 versetzt angeordnet ist und sich außerdem mit Außenflächen 408 an der inneren Zylinderwandfläche 278 des Gleitrohrs 58 abstützt.
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Ferner ist der Luftkammerbegrenzungskörper 296 in der ausgefederten Stellung der Federgabel drehfest mit dem Kolbenstützrohr 98 verbunden, was beispielsweise durch einen das Luftkammerstützrohr 98 durchsetzenden Querstift 412 erfolgt, der in eine Querstiftaufnahme 414 im Luftkammerbegrenzungskörper 296 eingreift und somit eine zumindest eine vollständige Relativdrehung des Luftkammerbegrenzungskörpers 296 relativ zum Kolbenstützrohr 98 verhindert.
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Erfolgt nun ein Drehen des Gleitrohrs 58 um die Mittelachse 78 so werden aufgrund der festen Verbindung zwischen dem oberen Ende 244 des Gleitrohrs 58 und dem Anschlagelement 262 das Anschlagelement 262 und somit auch der Gewindekörper 406 des Anschlagelements 262 relativ zum Kolbenstützrohr 98 gedreht, während eine derartige Drehung des Luftkammerbegrenzungskörpers 296 aufgrund dessen drehbegrenzter Festlegung relativ zum Kolbenstützrohr 98 nicht möglich ist, so dass sich durch das Drehen des Gleitrohrs 58 das Außengewinde 402 maximal weit in das Innengewinde 404 des Gewindekörper 406 des Anschlagelements 202 hineinschrauben lässt, und zwar beispielsweise so weit bis der Gewindekörper 406 relativ zum Luftkammerbegrenzungskörper 296 maximal in Richtung des Kolbens 272 verschoben ist, wie dies in 16 dargestellt ist.
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In dieser Stellung ist das Gleitrohr 58 ohne Beaufschlagung der Federgabel 10 in der maximal ausgefederten Stellung und kann ausgehend von dieser maximal ausgefederten Stellung in der Einfederrichtung 64 den maximalen Federweg durchlaufen, bis der Anschlagring 266 an dem Endanschlagkörper 202 anliegt und sich dann abhängig von der Einstellung der Radgrößeneinstelleinheit 74 mit dem Endanschlagkörper 202 noch in der Einfederrichtung 64 weiterbewegt oder nicht.
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Ist dagegen, wie in 17 dargestellt, das Innengewinde 404 relativ zum Außengewinde 402 so verdreht, dass sich der Luftkammerbegrenzungskörper 296 ausgehend von dem Gewindeträger 406 mit der maximalen Länge in Richtung des Kolbens 272 erstreckt, so ist der Federweg ausgehend von der in diesem Fall durch die in Richtung des Kolbens 272 verschobene Position des Begrenzungskörpers 332 definierte ausgefederte Stellung bis zum Anlaufen des Anschlagrings 266 gegen die Stirnseite 206 des Endanschlagkörpers 202 kürzer und gleichzeitig ist die ausgefederte Stellung des Gleitrohrs 58 nicht die maximal ausgefederte Stellung, sondern die in Axialrichtung geringer ausgefederte Stellung.
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Zur Fixierung von verschiedenen ausgefederten Stellungen entsprechenden Drehstellungen des Gewindekörpers 398 und 406 relativ zueinander ist der Gewindekörper 406 mit einer Rasteinheit 412 versehen, welche beispielsweise als eine in einer Führungsbohrung 414 geführte Rastkugel 416 ausgebildet und durch eine den Gewindekörper 406 umgreifende Federspange 418 in Richtung des Gewindekörpers 398 beaufschlagt ist, so dass die Rastkugel 416 in dem Trapezgewinde 402 vorgesehene Rastverfügungen 422 eingreifen kann.
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Die Rastvertiefungen 422 sind relativ zu der Rasteinheit 412 so angeordnet, dass ein Einrasten nur in Drehstellungen erfolgt die gegeneinander um 360° Umdrehungen oder ganzzahlige Vielfache derselben versetzt sind, so dass dadurch verhindert wird, dass sich das Gleitrohr 58 des Federbeins 24 bei mit montiertem Rad um die Mittelachse 78 frei drehen kann.
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Vielmehr verbleibt das Gleitrohr 58 des Federbeins aufgrund des Zusammenwirkens der Rasteinheit 412 mit den Rastvertiefungen 422 in der jeweils festgelegten Drehstellung so lange, bis ein manuelles Einwirken auf das Gleitrohr 58 erfolgt.
