DE112010003321T5 - Drehgelenk für Fahrradrahmenaufhängung - Google Patents

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D'Arcy O'Conner
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Procycle Group Inc
Rocky Mountain Bicycle Co Ltd
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60G3/00Resilient suspensions for a single wheel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Drehgelenk für einen Fahrradrahmen bereitgestellt, das eine innere Lagerbuchse aufweist, die innerhalb einer äußeren Lagerbuchse konzentrisch angeordnet ist. Die innere Lagerbuchse weist eine äußere Lagerfläche auf, die mit einer inneren Lagerfläche der äußeren Lagerbuchse in Dreh-Gleitkontakt steht, so dass die innere und die äußere Lagerbuchse um eine Mittel-Drehachse relativ zueinander drehbar sind, um eine relative Drehbewegung der Rahmenkomponenten zu ermöglichen, die durch das Drehgelenk verbunden sind. Die innere und die äußere Lagerfläche weisen jeweils einen sich im Wesentlichen axial erstreckenden Bereich und mindestens einen schrägen Lagerbereich auf, der eine schräge Laufringfläche definiert. Die schrägen Laufringflächen sind unter einem Winkel bezüglich der Mittel-Drehachse angeordnet und stehen in Lagereingriff miteinander, so dass eine unter dem gleichen Winkel angeordnete Gleitebene definiert wird.

Description

  • Querverweis zu verwandten Anmeldungen
  • Die vorliegende Erfindung beansprucht Priorität von der am 19. August 2009 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/235149, auf deren Inhalt hierin in seiner Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird.
  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrräder und insbesondere für Fahrradrahmenaufhängungen verwendete Drehgelenke.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es besteht eine stetige Nachfrage nach Verbesserungen von Fahrrädern mit dem Ziel, die Leistungsfähigkeit und den Komfort eines Fahrers zu maximieren, die Haltbarkeit von Teilen zu erhöhen, Gewicht zu reduzieren, usw. Aus diesem Grunde werden Fahrradkomponenten, wie beispielsweise Aufhängungen, dauernd neu entworfen, um leichtere Komponenten zu verwenden, die dennoch haltbar sind. Viele herkömmliche Mountainbike-Konstruktionen verwenden Kugellager an zentralen Gelenk- oder Drehpunkten, z. B. zwischen schwenkbaren Aufhängungsstreben. Diese können austauschbare Kugellagerpatronen aufweisen. Kugellagerpatronen sind zwar haltbar, aber relativ schwer.
  • Beim Versuch, Lager mit Polymerlagerschalen zu verwenden, um Kugellagerpatronen durch leichtere Drehlagermaterialien zu ersetzen, hat sich herausgestellt, dass es schwierig ist, herkömmliche Drehgelenke mit Polymerlagerschalen festsitzend zu halten, weil sie nicht festgeklemmt werden können, ohne die Polymerlagerschale zu verformen, so dass die Leistungsfähigkeit der Drehgelenklagerschale möglicherweise negativ beeinflusst wird.
  • Daher besteht ein Bedarf für Verbesserungen von Drehgelenken von Fahrradrahmenaufhängungen.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Drehgelenk zum Bereitstellen einer relativen Drehbewegung zwischen Rahmenkomponenten eines Fahrrades bereitgestellt, wobei das Drehgelenk eine innere Lagerbuchse aufweist, die innerhalb einer äußeren Lagerbuchse konzentrisch angeordnet ist, wobei die innere Lagerbuchse eine äußere Lagerfläche aufweist, die mit einer inneren Lagerfläche der äußeren Lagerbuchse in Dreh-Gleitkontakt steht, so dass die innere und die äußere Lagerbuchse um eine Mittel-Drehachse relativ zueinander drehbar sind, um eine relative Drehbewegung der durch das Drehgelenk verbundenen Rahmenkomponenten zu ermöglichen, und wobei die innere und die äußere Lagerfläche jeweils einen sich im Wesentlichen axial erstreckenden Bereich und mindestens einen schrägen Lagerbereich aufweisen, der eine schräge Laufringfläche definiert, die unter einem Winkel zur Mittel-Drehachse angeordnet ist, wobei die schrägen Laufringflächen in Lagereingriff miteinander stehen, so dass eine unter dem Winkel angeordnete Gleitebene definiert wird.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrradrahmen bereitgestellt, der eine Hinterradaufhängung mit einer ersten Rahmenkomponente und einer zweiten Rahmenkomponente aufweist, die durch ein Drehgelenk drehbar miteinander verbunden sind, um eine relative Drehbewegung zwischen der ersten und der zweiten Rahmenkomponente zu ermöglichen, wobei das Drehgelenk ein Gleitlager ohne Rollelemente ist und zwei konzentrische Lagerschalen aufweist, wobei die Lagerschalen innere und äußere Lagerbuchsen aufweisen, die um eine Mittel-Drehachse ineinander drehbar sind und jeweilige Lagerflächen aufweisen, die miteinander in Gleitkontakt stehen, wobei die äußere Lagerbuchse fest anliegend an der ersten Rahmenkomponente montiert ist und die innere Lagerbuchse fest anliegend an der zweiten Rahmenkomponente montiert ist, wobei die innere Lagerbuchse einen ersten und einen zweiten Schräglagerabschnitt aufweist, auf denen schräge äußere Lagerflächen definiert sind, und wobei die äußere Lagerbuchse einen zweiten und einen dritten Schräglagerabschnitt aufweist, auf denen schräge innere Lagerflächen definiert sind, wobei die schrägen äußeren und inneren Lagerflächen in Lagereingriff miteinander stehen und unter einem gemeinsamen Winkel bezüglich der Mittel-Drehachse angeordnet sind, so dass eine schräge Gleitebene dazwischen definiert wird.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrrad mit einem Vorderrad, einem Rahmen und einem Hinterrad bereitgestellt, das durch eine hintere Aufhängungsanordnung am Rahmen montiert ist, wobei die hintere Aufhängungsanordnung mindestens eine erste und eine zweite Rahmenkomponente aufweist, die durch ein Drehgelenk drehbar miteinander verbunden sind, das eine relative Drehbewegung zwischen der ersten und der zweiten Rahmenkomponente ermöglicht, wobei das Drehgelenk eine innere Lagerbuchse aufweist, die innerhalb einer äußeren Lagerbuchse konzentrisch angeordnet und relativ dazu um eine Mittel-Drehachse drehbar ist, um eine relative Drehbewegung zwischen der ersten und der zweiten Rahmenkomponente zu ermöglichen, die durch das Drehgelenk verbunden sind, wobei die äußere Lagerbuchse fest anliegend an der ersten Rahmenkomponente montiert ist, und wobei die innere Lagerbuchse fest anliegend an der zweiten Rahmenkomponente montiert ist, wobei die innere Lagerbuchse eine äußere Lagerfläche aufweist, die mit einer inneren Lagerfläche der äußeren Lagerbuchse in Gleitkontakt steht, wobei die äußere und die innere Lagerfläche jeweils einen sich im Wesentlichen axial erstreckenden Bereich und mindestens einen schrägen Lagerbereich aufweisen, der eine schräge Laufringfläche definiert, die unter einem Winkel bezüglich der Mittel-Drehachse angeordnet ist, wobei die schrägen Laufringflächen in Lagereingriff miteinander stehen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachstehend wird auf die beigefügten Figuren Bezug genommen; es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Teilansicht von Aufhängungskomponenten eines Fahrradrahmens mit einem dazwischen angeordneten Drehgelenk;
  • 2 eine axiale Querschnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufhängungsdrehgelenks;
  • 3 eine perspektivische Explosionsansicht des Aufhängungsdrehgelenks von 2 teilweise im Querschnitt;
  • 4 eine Draufsicht eines äußeren Schräglagerabschnitts des Drehgelenks von 2;
  • 5 eine Draufsicht des inneren Schräglagerabschnitts des Drehgelenks von 2; und
  • 6 eine schematische axiale Querschnittansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehgelenks.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • 1 zeigt eine Ausführungsform eines in einem Fahrradrahmen 12 an einer Gelenkverbindungsstelle zwischen zwei Streben einer Aufhängung des Fahrradrahmens 12 verwendeten erfindungsgemäßen Drehgelenks 10. In der dargestellten Ausführungsform ist das Drehgelenk 10 zwischen einer Sitzstrebe 11 und einer Kettenstrebe 13 des hinteren Aufhängungsabschnitts des Fahrradrahmens 12 angeordnet, die relativ zueinander schwenkbar oder drehbar sein sollen. Es ist jedoch klar, dass das beschriebene Drehgelenk 10 an einem beliebigen Drehpunkt des Fahrradrahmens verwendet werden kann, sowie zwischen zwei relativ zueinander schwenkbaren Komponenten anderer Zweiradfahrzeuge, wie beispielsweise eines Motorrades.
  • Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, weist des Drehgelenk 10 eine innere und eine äußere Lagerbuchse 14 bzw. 15 auf, die konzentrisch ineinander eingepasst sind und eine relative Drehbewegung dazwischen um eine Mittel-Drehachse 34 ermöglichen, die sich quer laufend durch das Drehgelenk 10 erstreckt. Das Drehgelenk 10 ist ein zweiteiliges Gleitlager (d. h. es weist keine Rollelemente auf), wobei seine konzentrischen Schalen die innere und die äußere Lagerbuchse 14, 15 bilden, die ineinander drehbar sind, indem ihre jeweiligen Lagerflächen aufeinander gleiten. Die innere Lagerbuchse 14 und die äußere Lagerbuchse 15 dienen daher als innerer und äußerer Laufring des durch das Drehgelenk 10 gebildeten Lagers, ohne dass zusätzliche Rollelemente erforderlich sind, wie sie beispielsweise typischerweise in Kugellagern verwendet werden. Wie in 2 ersichtlich ist, sind die innere Lagerbuchse 14 und die äußere Lagerbuchse 15 jeweils ringförmig ausgebildet und haben ein allgemein kanalförmiges Querschnittsprofil, das aus einem sich im Wesentlichen parallel zur Mittelachse 34 erstreckenden Mittenabschnitt und sich gegenüberliegenden und in der Querrichtung voneinander beabstandeten schrägen Abschnitten besteht.
  • Wie nachstehend ausführlicher dargestellt ist, bestehen in der in den 2 bis 5 dargestellten Ausführungsform die innere Lagerbuchse 14 und die äußere Lagerbuchse 15 tatsächlich jeweils aus zwei Hälften, die in Querrichtung stirnseitig aneinander anliegen. Beispielsweise weist die innere Lagerbuchse 14 einen ersten Schräglagerabschnitt 18 und einen spiegelbildlich dazu angeordneten gegenüberliegenden zweiten Schräglagerabschnitt 24 auf. Ähnlicherweise weist die äußere Lagerbuchse 15 einen ersten Schräglagerabschnitt 22 und einen spiegelbildlich dazu angeordneten gegenüberliegenden Schräglagerabschnitt 24 auf. In der Ausführungsform von 2 treffen die Schräglagerabschnitte 18 und 20 und die Schräglagerabschnitte 22 und 24 alle auf einer gemeinsamen Kontaktebene 36 aufeinander, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse 34 erstreckt und in Querrichtung durch das Drehgelenk 10 in der Mitte angeordnet ist. Wie nachstehend unter Bezug auf 6 näher beschrieben wird, besteht in einer anderen Ausführungsform die innere Lagerbuchse 114 tatsächlich aus einer rohrförmigen Komponente 130, die sich axial über die volle transversale Breite der inneren Lagerbuchse 114 erstreckt, und einem Paar sich gegenüberliegender Schräglagerabschnitte 132, auf denen schräge Lagerflächen 132 definiert sind, die auf der (den) entsprechenden Lagerfläche(n) der äußeren Lagerbuchse gleiten.
  • Daher besteht in einer spezifischen Ausführungsform die äußere Lagerbuchse 15 (die aus den aneinander anliegenden Schräglagerabschnitten 22 und 24 besteht) aus einem Elastomermaterial (z. B. einem Polymermaterial) und kann daher mindestens teilweise elastisch sein, während die innere Lagerbuchse 14 (die aus den aneinander anliegenden Schräglagerabschnitten 18 und 20 besteht) aus einem Metalllegierungsmaterial besteht. Daher hat in dieser spezifischen Ausführungsform die innere Lagerbuchse 14 eine größere Härte und/oder Steifigkeit als die äußere Lagerbuchse 15. Gemäß einer anderen Ausführungsform besteht jedoch die äußere Lagerbuchse 15 (und damit ihre Schräglagerabschnitte 22 und 24) ebenfalls aus einem Metalllegierungsmaterial. Daher muss das vorliegende Drehgelenk 10 nicht unbedingt einen Elastomerabschnitt (z. B. einen Polymerabschnitt) aufweisen. Sowohl die innere, als auch die äußere Lagerbuchse 14, 15 können daher aus dem gleichen oder aus verschiedenen Materialien bestehen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die innere und/oder die äußere Lagerbuchse 14 und 15 aus einem Elastomermaterial, wie beispielsweise einem Polymer, einem Kunststoff, einem beschichteten Metall, einem Keramikmaterial, einer Metalllegierung oder einer beliebigen Kombination davon hergestellt sein.
  • Unabhängig vom gewählten Material sind die innere und die äußere Lagerbuchse 14, 15 jedoch relativ zueinander und ineinander drehbar, um ein reibungsminderndes Drehlagerelement bereitzustellen, durch das Komponenten, wie beispielsweise die Sitzstrebe 11 und die Kettenstrebe 13, die durch das Drehgelenk 10 miteinander verbunden sind, mit verminderter Reibung relativ zueinander schwenkbar und/oder drehbar sind, ohne dass Abstriche hinsichtlich der Stabilität oder der Haltbarkeit des Drehgelenks gemacht werden müssen, und ohne dass Exzentrizitäten oder andere Fehlausrichtungen zwischen diesen schwenkbaren Elementen verursacht werden.
  • Wenn die innere Lagerbuchse 14 und die äußere Lagerbuchse 15 wie in 2 dargestellt montiert sind, werden sie innerhalb des Drehgelenks durch sich in Querrichtung erstreckende und ineinander passende Bolzen 16 und 17 gehalten, die miteinander in Gewindeeingriff stehen, um die innere und die äußere Lagerbuchse 14, 15 zwischen den beiden schwenkbaren Komponenten des Fahrradrahmens in Position zu halten.
  • Die Struktur des Drehgelenks 10 ist jedoch derart, dass unabhängig von der Größe des zum Festziehen des Drehgelenks 10 zwischen den beiden drehbaren Komponenten 11, 13 des Fahrradrahmens 12 auf diese Bolzen 16, 17 ausgeübten Drehmoments die innere und die äußere Lagerbuchse 14 und 15 nicht übermäßig zusammengedrückt werden, auch wenn die äußere Lagerbuchse 15 aus einem verformbaren, elastischen und/oder flexiblen Material (z. B. aus einem Polymer) hergestellt ist. Dies ist zumindest teilweise in der Tatsache begründet, dass eine der beiden Lagerbuchsen eine Last aufnehmende Komponente sein kann (d. h. einen Hauptteil der Querlast aufnimmt), während die andere der beiden Lagerbuchsen in der Querrichtung nicht wesentlich belastet wird. In der vorliegenden Ausführungsform hat beispielsweise die innere Lagerbuchse 14, die aus einer Legierung oder einem anderen im Wesentlichen starren Material besteht, in der Querrichtung (d. h. parallel zur Mittelachse 34) eine größere Breite als die etwas schmalere äußere Lagerbuchse 15. Dies ist in 2 ersichtlich, in der die gesamte transversale Breite Wi der inneren Lagerbuchse 14 größer ist als die gesamte transversale Breite Wo der äußeren Lagerbuchse 15. Außerdem weisen, wie in den 2 und 45 am besten ersichtlich ist, die Schräglagerabschnitte 18 und 20 der inneren Lagerbuchse 14 eine radial hervorstehende äußere Lippe 35 auf, die sich in Umfangsrichtung um den vollen Umfang der ringförmigen Schräglagerabschnitte 18, 20 erstreckt. Diese radial hervorstehende äußere Lippe 35 erstreckt sich radial über den Außenumfang 37 der Schräglagerabschnitte 22 und 24 der äußeren Lagerbuchse 15 hinaus, so dass die äußere Lagerbuchse mit den Wänden der Rahmenkomponentenöffnung 19 nicht in Kontakt steht.
  • Die Konfiguration des Drehgelenks 10 ist daher derart, dass durch Festziehen der Bolzen 16, 17 lediglich veranlasst wird, dass die beiden Hälften 18 und 20 der inneren Lagerbuchse 14 an der Kontaktflächenebene 36 in einen engeren stirnseitigen Kontakt miteinander gezwungen werden, ohne dass die schmalere äußere Lagerbuchse 15 gequetscht wird. In der vorliegenden Ausführungsform, in der die äußere Lagerbuchse mindestens teilweise aus einem Polymermaterial besteht, ist das Drehgelenk 10 daher in der Lage, jegliche Winkelfehlausrichtung zwischen den beiden drehbaren Komponenten des Fahrradrahmens oder jegliche durch Schwingungen verursachte Exzentrizitäten geeignet zu absorbieren, während es durch die Bolzen 16, 17 zwischen den beiden drehbaren Rahmenkomponenten zuverlässig und fest eingeklemmt in Position gehalten wird.
  • Wie in 2 dargestellt ist, sind der erste und der zweite Schräglagerabschnitt 18 und 20, die die innere Lagerbuchse 14 bilden, an der Innenseite einer Öffnung 19 angeordnet, die in einer der drehbaren Rahmenkomponenten 13 (im vorliegenden Fall in einer Kettenstrebe) des Rahmens 12 ausgebildet ist. Der Bolzen 16 erstreckt sich durch ein mittiges Loch 21 in den beiden Schräglagerabschnitten 18, 20 und steht in einem Presspassungs- oder Presssitzeingriff damit, so dass zwischen der inneren Lagerbuchse 14 und dem Bolzen 16 keine relative Drehbewegung möglich ist. Ähnlicherweise stehen der erste und der zweite Schräglagerabschnitt 22, 24 der äußeren Lagerbuchse 15 in einem Presspassungs- oder Presssitzeingriff in einem Loch 23 in der zweiten der beiden drehbaren Rahmenkomponenten 11 (in diesem Fall einer Sitzstrebe) des Rahmens 12. Der erste Schräglagerabschnitt 18 der inneren Lagerbuchse 14 steht daher in Lagereingriff mit dem Schräglagerabschnitt 22 der äußeren Lagerbuchse, um eine relative Drehbewegung dazwischen zu ermöglichen. Ähnlicherweise steht der gegenüberliegende Schräglagerabschnitt 20 der inneren Lagerbuchse 14, der gegenüberliegend dem Schräglagerabschnitt 18 angeordnet ist, an dem er entlang einer ringförmigen Schnittfläche anliegt, in Lagereingriff mit dem Schräglagerabschnitt 24 der äußeren Lagerbuchse 15.
  • Wie in 4 am besten ersichtlich ist, weist der Schräglagerabschnitt 22 der äußeren Lagerbuchse 15 eine Lagerfläche auf, die einen flachen Buchsenbereich 26 aufweist, der rohrförmig ausgebildet ist und sich im Wesentlichen parallel zur Mittelachse axial erstreckt, und einen schrägen Bereich 28, der eine ringförmige und schräge Lagerlaufringfläche 29 aufweist, die sich vom flachen Buchsenbereich 26 unter einem Winkel dazu erstreckt, der 45 Grad von der axialen und der radialen Ebene des Buchsenbereichs 26 betragen kann, es können aber auch andere Winkel verwendet werden.
  • Wie in 5 am besten ersichtlich ist, weist der Schräglagerabschnitt 18 der inneren Lagerbuchse 14 einen inneren ringförmigen Abstandshalterbereich 30 auf, der rohrförmig ausgebildet ist und sich im Wesentlichen parallel zur Mittelachse axial erstreckt, und einen schrägen Lagerlaufringbereich 32, der eine schräge Laufringfläche 31 definiert, die sich vom inneren ringförmigen Abstandshalterbereich 30 unter einem Winkel erstreckt, der demjenigen der schrägen Lagerlaufringfläche 29 auf dem schrägen Bereich 28 des Lagerabschnitts 22 entspricht, der in der vorliegenden Ausführungsform 45 Grad bezüglich der axialen und der radialen Ebene des inneren ringförmigen Abstandshalterbereichs 30 beträgt. Die schräge Lagerfläche 29 und die entsprechende schräge Lagerlaufringfläche 31 der beiden zusammenpassenden Abschnitte der inneren und der äußeren Lagerbuchse liegen aneinander an und sind relativ zueinander gleitend drehbar, um drehbare innere und äußere Laufbahnen des Drehgelenks 10 zu bilden. Die Lagerfläche 29 und die Laufringfläche 31 stehen daher entlang einer schrägen und ringförmigen (z. B. konischen) Gleitebene miteinander in Kontakt.
  • Der flache Buchsenbereich 26 des Schräglagerabschnitts 22 der äußeren Lagerbuchse 15 ist in den Fahrradrahmen 12 eingepresst, wodurch verhindert wird, dass der Schräglagerabschnitt 22 sich frei dreht, wenn das Drehgelenk 10 sich dreht. Dadurch wird ein ungleichmäßiger Verschleiß der Lagerfläche vermieden und eine längere Lagerlebensdauer ermöglicht. Die einzige Gleitfläche auf dem Schräglagerabschnitt 22 befindet sich zwischen seinem schrägen Bereich 28 und dem entsprechenden schrägen Laufringbereich 32 des Schräglagerabschnitts 18, der damit in Lagereingriff steht. Außerdem verhindert der schräge Bereich 28 des Schräglagerabschnitts 22, dass der schräge Lagerlaufringflächenbereich 32 des Schräglagerabschnitts 18 aus der Konzentrizität mit der Mittelachse 34 des Drehgelenks 10 herausrutscht oder -gleitet.
  • Die inneren ringförmigen Abstandshalterbereiche 30 der beiden Schräglagerabschnitte 18, die Teil der inneren Lagerbuchse 14 sind, bestimmen eine maximale innere Drehgelenkbreite, die es einem Monteur oder Benutzer des Fahrrades ermöglicht, den Bolzen 16 mit einem vorgegebenen hohen Drehmomentwert von beispielsweise 13,56 Nm (120 in-lbs) festzuziehen, ohne dass die Gefahr besteht, dass die äußere Lagerbuchse 15 bei derart hohen Drehbolzendrehmomentwerten gequetscht wird. Dies ist insbesondere nützlich, wenn die äußere Lagerbuchse 15 aus einem verhältnismäßig komprimierbaren oder verformbaren Material, wie beispielsweise einem Polymer, hergestellt ist.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, liegt der Schräglagerabschnitt 18 entlang eines ringförmigen Kontaktbereichs 36 an einer Schnittebene zwischen den beiden Hälften der inneren Lagerbuchse 14 am gegenüberliegenden (und spiegelbildlich angeordneten) Schräglagerabschnitt 20 an. Die Konstruktion ermöglicht es, eine auf die innere Lagerbuchse 14 ausgeübte Vorspannkraft zu kontrollieren, wobei die ausgewählte ausgeübte Vorspannkraft nur eine Funktion der Abmessungen und Toleranzen der Last aufnehmenden unter den beiden Lagerbuchsen sein wird (die in der vorliegenden Ausführungsform die innere Lagerbuchse 14 ist).
  • Gemäß 6 besteht die innere Lagerbuchse 114 gemäß einer anderen Ausführungsform aus einer rohrförmigen Komponente 130, die sich in Querrichtung axial über die volle Breite der inneren Lagerbuchse 114 erstreckt, und einem Paar einander gegenüberliegender Schräglagerabschnitte 132, auf denen schräge Lagerflächen 131 definiert sind, die einander zugewandt sind und mit der inneren Lagerfläche der äußeren Lagerbuchse (nicht dargestellt) in Gleitkontakt stehen, so dass die innere Lagerbuchse 114 um die Mittelachse 134 drehbar ist. Obwohl die Schräglagerabschnitte 132 in 6 mit einer im Wesentlichen dreieckigen Querschnittsform dargestellt sind, ist klar, dass diese ringförmigen Schräglagerabschnitte 132 auch andere Konfigurationen haben können, die dazu geeignet sind, ein Ende eines der schwenkbaren Komponenten des Fahrradrahmens dazwischen aufzunehmen. Hinsichtlich des vorstehend beschriebenen Drehgelenks 10 können die Komponenten der inneren Lagerbuchse 114, d. h. die rohrförmige Komponente 130 und die Schräglagerabschnitte 132, aus dem gleichen oder aus verschiedenen Materialien bestehen, die ein Polymer, eine Metalllegierung, ein Keramikmaterial, ein beschichtetes Metall, usw. aufweisen können, vorausgesetzt, dass ein im Wesentlichen reibungsarmer Drehkontakt zwischen den Lagerflächen 131 der beiden ringförmigen Lagerabschnitte 132 der inneren Lagerbuchse und der (den) entsprechenden Lagerfläche(n) der äußeren Lagerbuchse 115 bereitgestellt wird.
  • Für Fachleute ist ersichtlich, dass die Drehgelenkstruktur der hierin beschriebenen Ausführungsform nicht nur in einem Fahrrad, sondern auch für viele verschiedene andere Anwendungen mit relativ zueinander drehbaren Komponenten einsetzbar ist. Beispielsweise könnte die erfindungsgemäße Drehgelenkstruktur auch in verschiedenen anderen Zweiradfahrzeugen verwendet werden, z. B. für die Aufhängung eines Motorrades. Außerdem kann, obwohl hierin beschrieben wurde, dass die innere Lagerbuchse 14 die in Querrichtung breitere der beiden Lagerbuchsen ist, klar, dass die Konfiguration der inneren und der äußeren Lagerbuchse umgekehrt sein kann, so dass die äußere Lagerbuchse diejenige Buchse ist, die in Querrichtung breiter ist und daher den Hauptteil der Vorspannkraft und des Drehmoments aufnimmt, die ausgeübt werden, wenn der (die) Bolzen des Drehgelenks festgezogen werden. Die vorstehende Beschreibung ist lediglich exemplarisch, und für Fachleute ist ersichtlich, dass innerhalb des Umfangs der Erfindung Änderungen bezüglich der beschriebenen Ausführungsform vorgenommen werden können.

Claims (30)

  1. Drehgelenk zum Bereitstellen einer relativen Drehbewegung zwischen Rahmenkomponenten eines Fahrrades, wobei das Drehgelenk eine innere Lagerbuchse aufweist, die innerhalb einer äußeren Lagerbuchse konzentrisch angeordnet ist, wobei die innere Lagerbuchse eine äußere Lagerfläche aufweist, die mit einer inneren Lagerfläche der äußeren Lagerbuchse in Dreh-Gleitkontakt steht, so dass die innere und die äußere Lagerbuchse um eine Mittel-Drehachse relativ zueinander drehbar sind, um eine relative Drehbewegung der durch das Drehgelenk verbundenen Rahmenkomponenten zu ermöglichen, und wobei die innere und die äußere Lagerfläche jeweils einen sich im Wesentlichen axial erstreckenden Bereich und mindestens einen schrägen Lagerbereich aufweisen, der eine schräge Laufringfläche definiert, die unter einem Winkel bezüglich der Mittel-Drehachse angeordnet ist, wobei die schrägen Laufringflächen in einem Lagereingriff miteinander stehen, so dass eine unter dem Winkel angeordnete Gleitebene definiert wird.
  2. Drehgelenk nach Anspruch 1, wobei die innere und die äußere Lagerfläche ein Paar der schrägen Laufringflächen definieren, die einander zugewandt und in Querrichtung an gegenüberliegenden Enden des Drehgelenks angeordnet sind.
  3. Drehgelenk nach Anspruch 2, wobei das Paar schräge Laufringflächen der inneren und der äußeren Lagerfläche in einem Winkelabstand zwischen 90 und 180 Grad voneinander angeordnet sind.
  4. Drehgelenk nach Anspruch 1, wobei die innere und die äußere Lagerbuchse jeweils aus zwei Hälften bestehen, die in Querrichtung stirnseitig aneinander anliegen und an einer Kontaktebene aufeinandertreffen, die in Querrichtung in der Mitte des Drehgelenks angeordnet ist, wobei die Kontaktebene sich im Wesentlichen senkrecht zur Mittel-Drehachse erstreckt.
  5. Drehgelenk nach Anspruch 1, wobei mindestens die innere Lagerbuchse aus einer rohrförmigen Komponente, die sich axial über die volle transversale Breite davon erstreckt, und einem Paar gegenüberliegenden Schräglagerabschnitten besteht, auf denen die schräge Laufringfläche definiert ist.
  6. Drehgelenk nach Anspruch 1, wobei eine erste transversale Breite der inneren Lagerbuchse größer ist als eine zweite transversale Breite der äußeren Lagerbuchse, wobei die innere Lagerbuchse einen Hauptteil der auf das Drehgelenk in Querrichtung ausgeübten Kraft aufnimmt.
  7. Drehgelenk nach Anspruch 1, wobei die innere Lagerbuchse eine radial hervorstehende Lippe aufweist, die sich in Umfangsrichtung um einen Umfang der in Querrichtung angeordneten Enden der inneren Lagerbuchse erstreckt.
  8. Drehgelenk nach Anspruch 7, wobei die radial hervorstehende Lippe der inneren Lagerbuchse sich radial über einen Außenumfang der äußeren Lagerbuchse hinaus erstreckt.
  9. Drehgelenk nach Anspruch 1, wobei der Winkel zwischen der schrägen Laufringfläche und der Mittel-Drehachse zwischen 0 und 90 Grad beträgt.
  10. Drehgelenk nach Anspruch 9, wobei der Winkel etwa 45 Grad beträgt.
  11. Drehgelenk nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Bolzen durch ein Loch aufgenommen wird, das in der inneren Lagerbuchse definiert ist und sich in Querrichtung vollständig durch die Lagerbuchse erstreckt.
  12. Drehgelenk nach Anspruch 1, wobei die innere Lagerbuchse eine größere Härte und/oder Steifigkeit hat als die äußere Lagerbuchse.
  13. Drehgelenk nach Anspruch 13, wobei die äußere Lagerbuchse elastisch ist.
  14. Drehgelenk nach Anspruch 1, wobei sowohl die innere Lagerbuchse als auch die äußere Lagerbuchse ein allgemein kanalförmiges Querschnittsprofil definieren.
  15. Fahrradrahmen mit einer Hinterradaufhängung mit einer ersten Rahmenkomponente und einer zweiten Rahmenkomponente, die durch ein Drehgelenk schwenkbar verbunden sind, um eine relative Drehbewegung zwischen der ersten und der zweiten Rahmenkomponente zu ermöglichen, wobei das Drehgelenk ein Gleitlager ohne Rollelemente ist, das zwei konzentrische Lagerschalen aufweist, wobei die Lagerschalen eine innere und eine äußere Lagerbuchse aufweisen, die ineinander und um eine Mittel-Drehachse drehbar sind und jeweilige Lagerflächen aufweisen, die miteinander in Gleitkontakt stehen, wobei die äußere Lagerbuchse fest anliegend an der ersten Rahmenkomponente montiert ist und die innere Lagerbuchse fest anliegend an der zweiten Rahmenkomponente montiert ist, wobei die innere Lagerbuchse einen ersten und einen zweiten Schräglagerabschnitt aufweist, auf denen schräge äußere Lagerflächen definiert sind, und die äußere Lagerbuchse einen zweiten und einen dritten Schräglagerabschnitt aufweist, auf denen schräge innere Lagerflächen definiert sind, wobei die schrägen äußeren und inneren Lagerflächen in Lagereingriff miteinander stehen und unter einem gemeinsamen Winkel bezüglich der Mittel-Drehachse angeordnet sind, so dass eine schräge Gleitebene dazwischen definiert wird.
  16. Fahrradrahmen nach Anspruch 16, wobei jede der inneren und äußeren Lagerflächen ein Paar schräge Laufringflächen definiert, die einander zugewandt sind und in Querrichtung an gegenüberliegenden Enden des Drehgelenks angeordnet sind.
  17. Fahrradrahmen nach Anspruch 16, wobei die innere und die äußere Lagerbuchse jeweils aus zwei Hälften bestehen, die in Querrichtung stirnseitig aneinander anliegen und an einer Kontaktebene aufeinandertreffen, die in Querrichtung in der Mitte des Drehgelenks angeordnet ist, wobei die Kontaktebene sich im Wesentlichen senkrecht zur Mittel-Drehachse erstreckt.
  18. Fahrradrahmen nach Anspruch 16, wobei eine erste transversale Breite der inneren Lagerbuchse größer ist als eine zweite transversale Breite der äußeren Lagerbuchse, wobei die innere Lagerbuchse einen Hauptteil der auf das Drehgelenk in Querrichtung ausgeübten Kraft aufnimmt.
  19. Fahrradrahmen nach Anspruch 16, wobei die innere Lagerbuchse eine radial hervorstehende Lippe aufweist, die sich in Umfangsrichtung um einen Umfang der in Querrichtung liegenden Enden der inneren Lagerbuchse erstreckt.
  20. Fahrradrahmen nach Anspruch 20, wobei die radial hervorstehende Lippe der inneren Lagerbuchse sich radial über einen Außenumfang der äußeren Lagerbuchse hinaus erstreckt, so dass die äußere Lagerbuchse von der zweiten Rahmenkomponente, gegen die die innere Lagerbuchse fest anliegend montiert ist, in Querrichtung beabstandet ist.
  21. Fahrradrahmen nach Anspruch 16, wobei die innere Lagerbuchse eine größere Härte und/oder Steifigkeit hat als die äußere Lagerbuchse.
  22. Fahrradrahmen nach Anspruch 16, wobei sowohl die innere Lagerbuchse als auch die äußere Lagerbuchse ein allgemein kanalförmiges Querschnittsprofil definieren.
  23. Fahrrad mit einem Vorderrad, einem Rahmen und einem durch eine hintere Aufhängungsanordnung am Rahmen montierten Hinterrad, wobei die hintere Aufhängungsanordnung mindestens eine erste und eine zweite Rahmenkomponente aufweist, die durch ein Drehgelenk drehbar miteinander verbunden sind, das eine relative Drehbewegung zwischen der ersten und der zweiten Rahmenkomponente ermöglicht, wobei das Drehgelenk eine innere Lagerbuchse aufweist, die innerhalb einer äußeren Lagerbuchse konzentrisch angeordnet und relativ dazu um eine Mittel-Drehachse drehbar ist, um eine relative Drehbewegung zwischen der ersten und der zweiten Rahmenkomponente zu ermöglichen, die durch das Drehgelenk verbunden sind, wobei die äußere Lagerbuchse fest anliegend an der ersten Rahmenkomponente montiert ist, und wobei die innere Lagerbuchse fest anliegend an der zweiten Rahmenkomponente montiert ist, wobei die innere Lagerbuchse eine äußere Lagerfläche aufweist, die mit einer inneren Lagerfläche der äußeren Lagerbuchse in Gleitkontakt steht, wobei die äußere und die innere Lagerfläche jeweils einen sich im Wesentlichen axial erstreckenden Bereich und mindestens einen schrägen Lagerbereich aufweisen, der eine schräge Laufringfläche definiert, die unter einem Winkel bezüglich der Mittel-Drehachse angeordnet ist, wobei die schrägen Laufringflächen in Lagereingriff miteinander stehen.
  24. Fahrrad nach Anspruch 24, wobei die innere und die äußere Lagerfläche ein Paar der schrägen Laufringflächen definieren, die einander zugewandt und an in Querrichtung gegenüberliegenden Enden des Drehgelenks angeordnet sind.
  25. Fahrrad nach Anspruch 24, wobei die innere und die äußere Lagerbuchse jeweils aus zwei Hälften bestehen, die in Querrichtung stirnseitig aneinander anliegen und an einer Kontaktebene aufeinandertreffen, die in Querrichtung in der Mitte des Drehgelenks angeordnet ist, wobei die Kontaktebene sich im Wesentlichen senkrecht zur Mittel-Drehachse erstreckt.
  26. Fahrrad nach Anspruch 24, wobei eine erste transversale Breite der inneren Lagerbuchse größer ist als eine zweite transversale Breite der äußeren Lagerbuchse, wobei die innere Lagerbuchse einen Hauptteil der auf das Drehgelenk in Querrichtung ausgeübten Kraft aufnimmt.
  27. Fahrrad nach Anspruch 24, wobei die innere Lagerbuchse eine radial hervorstehende Lippe aufweist, die sich in Umfangsrichtung um einen Umfang der in Querrichtung liegenden Enden der inneren Lagerbuchse erstreckt.
  28. Fahrrad nach Anspruch 28, wobei die radial hervorstehende Lippe der inneren Lagerbuchse sich radial über einen Außenumfang der äußeren Lagerbuchse hinaus erstreckt, so dass die äußere Lagerbuchse von der zweiten Rahmenkomponente, gegen die die innere Lagerbuchse fest anliegend montiert ist, in Querrichtung beabstandet ist.
  29. Fahrrad nach Anspruch 24, wobei die innere Lagerbuchse eine größere Härte und/oder Steifigkeit hat als die äußere Lagerbuchse.
  30. Fahrrad nach Anspruch 24, wobei sowohl die innere Lagerbuchse als auch die äußere Lagerbuchse ein allgemein kanalförmiges Querschnittsprofil definieren.
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