DE19524789A1 - Fahrrad - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrrad mit einem Rahmen und einem
am Rahmen befestigten Sattel, wobei zwischen Rahmen und Sattel
ein Feder- und Dämpfungselement angeordnet ist, das ein hydrauli
sches Dämpfungssystem sowie ein Federelement umfaßt.
Ein Fahrrad der vorstehend genannten Art ist aus der
US-PS 55 044 648 bekannt.
Bei dem bekannten Fahrrad ist das Feder- und Dämpfungselement
von teleskopartiger Bauart. Es kann in das handelsübliche
Trägerrohr im Rahmen des Fahrrades eingesetzt werden, dessen
oberes freies Ende den Fahrradsattel trägt. Das Feder- und
Dämpfungselement umfaßt ein äußeres Rohr, das als Zylinder wirkt.
In dem äußeren Rohr ist dicht eine Kolbenstange geführt, die
an ihrem unteren freien Ende eine als Kolben wirkende Lochplatte
umfaßt. Das untere freie Ende ist über eine Schraubenfeder an
einem unteren Boden des Feder- und Dämpfungselementes abgestützt.
Die Federkonstante kann dabei verändert werden, indem der Boden
mittels einer Justierschraube in seiner axialen Lage verstellt
wird. Alternativ ist zur Verstellung der Federkonstante ein
kleines Luftkissen einsetzbar.
Beim Einfedern des Feder- und Dämpfungselementes wandert die
Kolbenstange mit der daran befestigten Lochplatte nach unten.
Eine zuvor eingedrückte Hydraulikflüssigkeit tritt durch die
Löcher der Lochplatte hindurch und in einen an einer Seite der
Kolbenstange vorgesehenen Raum hinein. Die Dämpfungskonstante
hängt dabei von der Größe des Lochs in der Lochplatte ab. Durch
entsprechende Dimensionierung des Loches kann die Dämpfungskon
stante voreingestellt werden. Gleichzeitig wird die Schrauben
feder mit der eingestellten Federkonstante komprimiert.
Beim Ausfedern des Feder- und Dämpfungselementes tritt derselbe
Prozeß in umgekehrter Reihenfolge ein, wobei die Dämpfungs- und
die Federkonstante dieselben sind.
Bei dem bekannten Fahrrad soll insbesondere für den Einsatz
bei sogenannten Mountain Bikes erreicht werden, daß der Fahrer
beim Fahren durch ein unebenes Gelände von den auf das Fahrrad
einwirkenden Stößen bestmöglich abgekoppelt wird.
Das bekannte Fahrrad ist jedoch hinsichtlich seiner Dämpfungs- und
Federeigenschaften nicht optimal. Zum einen unterscheidet
das Feder- und Dämpfungselement des bekannten Fahrrades nicht
zwischen den Vorgängen des Einfederns und des Ausfederns, und
zum anderen ist eine Einstellung der Federkonstante bei einer
Schraubenfeder sehr umständlich und nur in begrenzten Bereichen
möglich.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein
Fahrrad der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden,
daß die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden und
damit der Fahrkomfort vor allem bei solchen Fahrrädern verbessert
wird, die in unwegsamem Gelände eingesetzt werden. Es soll damit
erreicht werden, daß der Fahrer eines solchen Fahrrades auch
bei einer Fahrt durch sehr unebenes Gelände überwiegend auf
dem Sattel sitzen bleiben kann, während bei herkömmlichen
Fahrrädern die Fahrer während eines Großteils der Fahrt vom
Fahrradsattel abheben, um sich nicht zu großen Stößen auszu
setzen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
hydraulische Dämpfungssystem beim Einfedern und beim Ausfedern
des Feder- und Dämpfungselementes eine unterschiedliche Däm
pfungskonstante aufweist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise
vollkommen gelöst.
Durch die Differenzierung der Vorgänge beim Einfedern und beim
Ausfedern wird nämlich erreicht, daß z. B. beim Durchfahren eines
Schlaglochs oder einer ähnlichen Senke das Rad schnell einfedern
kann, dann aber nur langsam wieder ausfedert.
Bei ersten vorteilhaften Ausführungsbeispielen besteht das
Federelement nur aus einem pneumatischen Element.
Die Verwendung eines pneumatischen Federelementes hat darüber
hinaus den Vorteil, daß eine bessere Federwirkung erzielt wird
und daß die Federkonstante mit einfachen Mitteln eingestellt
werden kann.
Dadurch, daß das Federelement nur aus einem pneumatischen Element
besteht, wird die Anzahl der das Federelement bildenden Teile
minimiert, und mit dieser Maßnahme wird daher das baulich
einfachste Federelement realisiert.
In anderen Ausführungsbeispielen umfaßt das Federelement ein
pneumatisches Element und zusätzlich mindestens ein elastomeres
Element und/oder mindestens eine Stahldruckfeder.
Durch diese Maßnahme können verschiedene Elemente mit verschiede
nen Federkonstanten zu einem Federelement zusammengefügt werden,
wobei sich durch die Kombination der verschiedenen Elemente,
insbesondere mit dem pneumatischen Federelement, eine besonders
gute Federwirkung erzielen läßt.
In einer vorteilhaften Weitergestaltung ist das pneumatische
Element parallel zu einer Reihenschaltung aus dem elastomeren
Element und der Stahldruckfeder geschaltet.
Hierdurch wird eine besonders vorteilhafte Anordnung des
Federelementes erzielt. Das elastomere Element kann zum Beispiel
so gewählt werden, daß seine Federkonstante kleiner ist als
die der Stahldruckfeder. Durch die Reihenschaltung von dem
elastomeren Federelement mit der Stahldruckfeder können leichte
Stöße von dem elastomeren Element allein abgefedert werden,
während härtere Stöße dann beim weiteren Einfedern des Federele
mentes zusätzlich von der härteren Stahldruckfeder aufgenommen
werden. Die Federwirkung dieser Reihenschaltung aus dem elasto
meren Element und der Stahldruckfeder wird dabei durch die
Parallelschaltung der Reihenschaltung mit dem pneumatischen
Element unterstützt. Da die Federkonstante des pneumatischen
Elementes bei geringer Einfederung konstant und aufgrund der
Kompressibilität der Luft klein ist, dann jedoch bei zunehmender
Einfederung rasch zunimmt, bildet das pneumatische Element
bezüglich seiner Federkonstante einen stetigen Übergang zwischen
den Federkonstanten des elastomeren Elementes und der Stahldruck
feder.
Darüber hinaus besteht ein Vorteil darin, daß die Federkonstante
des pneumatischen Elementes leicht verstellbar ist und somit
optimal an die beiden anderen Elemente angepaßt werden kann,
so daß insgesamt eine optimale Federwirkung erzielt wird.
Weiterhin läßt sich eine Stahldruckfeder vorteilhaft mit einem
pneumatischen Element parallel schalten, da die Stahldruckfeder
nur einen geringen Raum benötigt, so daß ein für das pneumatische
Element zur Verfügung stehender Luftraum durch die Stahldruck
feder nur unwesentlich verkleinert wird.
Ebenso ist es vorteilhaft, daß das Federelement auch bei einem
Luftverlust des pneumatischen Elementes noch funktionsfähig
bleibt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens
eine Dämpfungskonstante im Betrieb des Feder- und Dämpfungs
elementes einstellbar.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Fahrer je nach der
Beschaffenheit des zu befahrenden Geländes, aber auch in
Abhängigkeit von der gewünschten Fahrweise, von seinem Körper
gewicht usw., eine ihm genehme Dämpfungskonstante einstellen
kann, während bei bekannten Fahrrädern die Einstellung der
Dämpfungskonstante nur einmal, nämlich bei der Herstellung des
Feder- und Dämpfungselementes durch Verwendung einer Lochplatte
mit einer bestimmten Lochgröße, möglich war.
Bevorzugt ist zum Einstellen der mindestens einen Dämpfungskon
stante eine erste Verstelleinrichtung am Feder- und Dämpfungs
element angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Dämpfungskonstante in
sehr einfacher Weise verstellt werden kann, unter Umständen
sogar während der Fahrt.
Bei weiteren bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung weist
das pneumatische Element eine im Betrieb des Feder- und Dämp
fungselementes einstellbare Federkonstante auf.
Auch diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Fahrer, insbesondere
in Abhängigkeit von seinem Körpergewicht, die ihm genehme
Federkonstante einstellen kann.
Dies gilt insbesondere dann, wenn zum Einstellen der Feder
konstante eine zweite Verstelleinrichtung am Feder- und Dämp
fungselement angeordnet ist. Auch dann ist eine Verstellung
der Federkonstante sogar während der Fahrt möglich.
In diesen Fällen kann der Fahrer daher beispielsweise dann,
wenn nacheinander Gelände unterschiedlicher Beschaffenheit
befahren werden, sowohl die Dämpfungskonstante wie auch die
Federkonstante verstellen, wenn er beispielsweise einen Abschnitt
der Strecke auf einer asphaltierten Straße und dann einen
weiteren Abschnitt der Strecke auf einem unwegsamen Gelände
fährt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung umfaßt das Feder- und
Dämpfungselement ein äußeres Rohr sowie ein darin geführtes
inneres Rohr, wobei in dem inneren Rohr ein Hydraulikkolben
läuft, der über eine erste Stange mit einem Sockelteil des
äußeren Rohres verbunden ist und ferner die erste Stange dicht
in einem Endabschnitt des inneren Rohres läuft.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß mit einer Mindestzahl von
Bauelementen eine zuverlässige hydraulische Dämpfungseinrichtung
realisiert werden kann.
Bei einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels ist der
Hydraulikkolben auf der von der ersten Stange abgewandten Seite
mit einer zweiten Stange versehen, die mit einem unrunden
Abschnitt in einer dazu komplementären Durchführung läuft, die
mit dem inneren Rohr sowie einem Befestigungsflansch für den
Sattel starr verbunden ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine undrehbare Anordnung
erreicht wird, bei der sich der Sattel nicht um die Längsachse
des Trägerrohres verdrehen kann. Die hierzu erforderlichen
Elemente sind extrem einfach im Aufbau und lassen sich mit
geringem Herstellungsaufwand in das Feder- und Dämpfungselement
integrieren.
Bei anderen Ausführungsformen umfaßt das Feder- und Dämpfungs
element ein äußeres Rohr sowie ein darin geführtes inneres Rohr,
wobei in dem inneren Rohr ein erstes Kolbenelement und ein dazu
beabstandetes zweites Kolbenelement läuft, die beide über eine
Stange mit einem Sockelelement des äußeren Rohres fest verbunden
sind, wobei die Stange dicht in einem fest mit dem inneren Rohr
verbundenen Dichtring läuft.
Mit dieser Maßnahme wird der Aufbau des Feder- und Dämpfungs
elementes weiter vereinfacht, da nun nur noch eine Stange
benötigt wird, die die beiden Kolbenelemente trägt.
Bevorzugt ist dabei, wenn das erste Kolbenelement und das zweite
Kolbenelement in einem offenen Ölraum laufen, wobei beim
Einfedern des Feder- und Dämpfungselementes Öl aus dem offenen
Ölraum in einen Saugraum zwischen dem Dichtring und dem zweiten
Kolbenelement gesaugt wird.
Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da selbst bei
Ölverlusten aufgrund von Leckagen das Dämpfungselement noch
so lange arbeitet, wie überhaupt Öl im offenen Ölraum vorhanden
ist.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist der offene
Ölraum im Betrieb des Feder- und Dämpfungselementes mit Öl
nachfüllbar.
Durch diese Maßnahme ist es möglich, das Feder- und Dämpfungsele
ment auch während des Betriebes zu warten und dadurch funktions
fähig zu halten. Ölverluste in dem Dämpfungselement können somit
sofort ausgeglichen werden, ohne daß dafür das Dämpfungselement
zerlegt werden muß.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen dem ersten
Kolbenelement und dem zweiten Kolbenelement ein Ventilelement
angeordnet.
Mit dem Ventilelement werden die Vorgänge des Ein- und Ausfederns
gesteuert, und zwar derart, daß die Dämpfungskonstante bei beiden
Vorgängen unterschiedlich ist. In Verbindung mit der ersten
Verstelleinrichtung können die Ventileigenschaften zur Ein
stellung der Dämpfungskonstante beim Ein- und Ausfedern entspre
chend verändert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Ventilelement
federbelastet.
Insbesondere wenn das Ventilelement als Rückschlagventil
ausgebildet ist, wird das Ventilspiel durch eine entsprechende
Federvorspannung unterstützt.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist ein Endabschnitt der
Stange mit einer Umfangsverzahnung versehen, die in einer dazu
komplementären Durchführung läuft, die mit dem inneren Rohr
sowie einem Gegenflansch für den Sattel starr verbunden ist.
Hierdurch wird wiederum verhindert, daß sich der Sattel um die
Längsachse des Trägerrohres dreht.
In einer anderen Ausführungsform ist die Stange mittels minde
stens eines Querstiftes und/oder einer in einer Nut eines
rohrartigen Fortsatz es eines Gegenflansches laufenden Paß- oder
Scheibenfeder in dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr undrehbar
gesichert.
Durch diese Maßnahme ist die Stange während des Betriebes gegen
Verdrehungen und gegen Torsion gesichert.
In einer noch anderen Ausführungsform ist die Stange mittels
Stahlkugeln, die in einer axialen Nut der Stange laufen, in
dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr undrehbar gesichert.
Mit dieser Maßnahme wird ebenfalls die Stange in dem Feder- und
Dämpfungselement undrehbar gehalten, wobei darüber hinaus
ein besonders reibungsarmer Lauf der Stange in axialer Richtung
in dem inneren Rohr gewährleistet wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Stange
eine axiale Bohrung auf, die mit einem abgeschlossenen Luftraum
kommuniziert.
Durch diese Maßnahme kann der Arbeitsraum des pneumatischen
Federelementes vergrößert werden, ohne die Außenabmessungen
des Feder- und Dämpfungselementes größer ausführen zu müssen.
Dies ist wichtig, da der Außendurchmesser aus Normgründen
festliegt und auch die Baulänge des Elementes nicht unbeschränkt
sein kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der
beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine äußerst schematisierte Seitenansicht eines
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahr
rades;
Fig. 2A bis 2C
einen Längsschnitt in drei Teilbildern eines ersten
Ausführungsbeispiels eines Feder- und Dämpfungs
elementes, wie es beim Fahrrad gemäß Fig. 1 eingesetzt
werden kann;
Fig. 3A bis 3C
einen Längsschnitt in drei Teilbildern eines zweiten
Ausführungsbeispiels des Feder- und Dämpfungs
elementes;
Fig. 4A bis 4C
einen Längsschnitt in drei Teilbildern eines dritten
Ausführungsbeispiels des Feder- und Dämpfungsele
mentes;
Fig. 5 einen Längsschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels
eines ersten Abschnittes des Feder- und Dämpfungs
elementes ähnlich den Fig. 2C, 3C und 4C.
In Fig. 1 bezeichnet 10 als Ganzes ein Fahrrad. Obwohl die
vorliegende Erfindung mit besonderem Vorteil bei sogenannten
Mountain Bikes eingesetzt werden kann, ist sie nicht auf diesen
Anwendungsfall beschränkt. Die Erfindung kann vielmehr bei allen
Arten von Fahrrädern eingesetzt werden, wobei unter "Fahrrad"
auch Motorroller, Motorräder, Trikes usw. zu verstehen sind.
Das Fahrrad 10 umfaßt einen Rahmen 11. Ein Hinterrad 12 ist
beidseits in einer Schwinge 13 gelagert. Die Schwinge 13 ist
ihrerseits am vorderen Ende in einer Tretlagerachse 14 des
Rahmens 11 gelagert.
Zwischen der Achse des Hinterrades 12 und dem Rahmen 11 ist
ein Paar von ersten Feder- und Dämpfungselementen 15 vorgesehen,
die das Hinterrad 12 zwischen sich einschließen. Hierzu ist
ein erster Anschlagpunkt 16 in der Nähe der Achse des Hinterrades
12 sowie ein zweiter Anschlagpunkt 17 an einem Stützrohr 18
des Rahmens 11 vorgesehen, zwischen denen die ersten Feder- und
Dämpfungselemente 15 verlaufen. Der zweite Anschlagpunkt
17 ist dabei am Stützrohr 18 kurz unterhalb eines Sattels 20
angeordnet.
Der Sattel 20 ist mittels eines Flansches 21 an einem zweiten
Feder- und Dämpfungselement 22 befestigt. Das zweite Feder- und
Dämpfungselement 22 ist in das Stützrohr 18 eingeschoben.
In den Fig. 2A bis 2C ist das zweite Feder- und Dämpfungs
element 22 in weiteren Einzelheiten dargestellt, wobei Fig. 2A
einen ersten Abschnitt unterhalb des Sattels 20, Fig. 2B einen
mittleren Abschnitt und Fig. 2C einen unteren Abschnitt zeigt.
In Fig. 2A ist zu erkennen, daß das Feder- und Dämpfungselement
22 in das strichpunktiert angedeutete Stützrohr 18 eingeschoben
und dort mittels einer nur schematisch angedeuteten Klemmein
richtung 25 fixiert ist.
Am oberen Ende des zweiten Feder- und Dämpfungselementes 22
ist ein Gegenflansch 30 zu erkennen, der in an sich bekannter
Weise, beispielsweise mittels Schrauben, am Flansch 21 des
Sattels 20 befestigt werden kann. Der Gegenflansch 30 trägt
ein inneres Rohr 31. Hierzu ist der Gegenflansch 30 mit einem
rohrartigen Fortsatz 34 versehen, der in das obere Ende des
inneren Rohres 31 eingeschoben wird.
Der rohrartige Fortsatz 34 bildet an seinem oberen Ende einen
belüfteten Hohlraum 32. Im mittleren Abschnitt des rohrartigen
Fortsatzes 34 ist eine unrunde Durchführung 33 von beispielsweise
quadratischem Querschnitt vorgesehen. Die unrunde Durchführung
33 führt ein dazu komplementäres unrundes freies Ende 36 einer
ersten Stange 37. Die im unteren Abschnitt zylindrische erste
Stange 37 wird in ihrem zylindrischen Bereich von einer Durchfüh
rung 38 am unteren freien Ende des rohrartigen Fortsatzes 34
geführt. Damit ist die erste Stange 37 undrehbar, jedoch axial
verschiebbar mit dem rohrartigen Fortsatz 34 und damit dem
Gegenflansch 30 verbunden.
An ihrem unteren, d. h. in Fig. 2B linken Ende ist die erste
Stange 37 fest mit einem Hydraulikkolben 45 verbunden. Der
Hydraulikkolben 45 ist mit mindestens zwei ihn axial durchsetzen
den Kanälen versehen, nämlich mit einem engen Kanal 46 sowie
einem weiten Kanal 47. Der Hydraulikkolben 45, der dicht im
inneren Rohr 31 geführt ist, unterteilt damit im inneren Rohr
31 einen ersten Ölraum 48, in Fig. 2B rechts vom Hydraulikkolben
45, und einen zweiten Ölraum 49, in Fig. 2B links vom Hydraulik
kolben 45.
Auf der in Fig. 2B linken Seite des Hydraulikkolbens 45 ist
eine Klappe 50 vorgesehen. Die Klappe 50 ist mittels eines
Distanzstücks 51 an der linken Seite des Hydraulikkolbens 45
gehalten. Die Klappe 50 verschließt den weiten Kanal 47, wenn
der Hydraulikkolben 45 sich in Fig. 2B von rechts nach links
bewegt, während sie in umgekehrter Bewegungsrichtung vom weiten
Kanal 47 abhebt. Auf diese Weise wird die Funktion eines
Rückschlagventils realisiert. Im Bereich des engen Kanals 46
hat die Klappe 50 eine Aussparung, so daß die Funktion des engen
Kanals 46 durch die Klappe 50 nicht beeinträchtigt wird.
Das Distanzstück 51 stützt sich auf der in Fig. 2B linken Seite
gegen eine Ringschulter einer zweiten Stange 55 ab, die mittels
eines Gewindes 56 in Fig. 2B von links in den Hydraulikkolben
45 eingeschraubt ist. Die zweite Stange 55 läuft im übrigen
in einer dazu komplementären Durchführung 57 eines Endabschnitts
58 des inneren Rohres 31. Der Endabschnitt 58 ist im Querschnitt
verdickt und wirkt als Pneumatikkolben, wie noch beschrieben
werden wird.
Vom Endabschnitt 58 erstreckt sich links in Fig. 2B ein Luftraum
60.
Ein linkes freies Ende 65 der zweiten Stange 55 ist mittels
eines Gewindes 66 in ein Sockelteil 67 eingeschraubt, wie man
deutlich aus Fig. 2C erkennt. Das Sockelteil 67 ist ferner in
das äußere Rohr 40 eingesteckt und mit diesem starr verbunden.
Das Sockelteil 67 trägt einen hülsenartigen Fortsatz 70, der
die zweite Stange 55 umschließt. An dem in Fig. 2C rechten Ende
des Fortsatzes 70 ist ein radialer Flansch 71 angeordnet. Auf
dessen in Fig. 2 rechter Seite befindet sich ein elastisches
Anschlagelement 72, das sich somit in den Luftraum 60 hineiner
streckt. Die Außendurchmesser des Anschlagelementes 72 und des
Flansches 71 sind geringer bemessen als der Innendurchmesser
des äußeren Rohres 40, so daß sich der Luftraum 60 von der in
Fig. 2C rechten Seite des Anschlagelementes 72 nach links bis
zum Sockelteil 67 hin erstreckt.
Schließlich ist in Fig. 2A und 2B mit 80 eine erste Verstellein
richtung angedeutet, die z. B. aus einer axial verlaufenden Stange
bestehen kann. Die erste Verstelleinrichtung 80 ist vom rechten
Ende des zweiten Feder- und Dämpfungselementes 22 her zugänglich
und kann z. B. verdreht werden, wie mit einem Pfeil 81 in Fig. 2A
angedeutet. Die erste Verstelleinrichtung 80 dient zum Verstellen
der Klappe 50 oder einer mit der Klappe 50 zusammenwirkenden,
verdrehbaren Blende. Bei einer Betätigung der ersten Verstellein
richtung 80 kann daher mittels einer geeigneten Blende erreicht
werden, daß der wirksame Querschnitt im Bereich des weiten Kanals
47 und/oder des engen Kanals 46 verändert wird. Die Dämpfungs
konstante des Hydraulikkolbens 45 ist somit ebenfalls einstell
bar.
In Fig. 2C ist noch eine zweite Verstelleinrichtung 85 mittels
einer strichpunktierten Linie angedeutet. Die zweite Verstellein
richtung 85 kann ebenfalls aus einer axial verlaufenden Stange
oder aus einer Spindel o. dgl. bestehen. Mittels eines Pfeils
86 ist angedeutet, daß hier eine axiale Verstellbarkeit erreicht
werden soll, und zwar eine axiale Verstellbarkeit eines Bodens
87, mit dem das Sockelteil 67 in Fig. 2C links den Luftraum
60 begrenzt. Durch Verstellung des Bodens 87 in axialer Richtung
wird das Volumen des Luftraumes 60 verändert und damit die
Federkonstante.
Die Wirkungsweise der Anordnung gemäß den Fig. 2A bis 2C ist
wie folgt:
In der dargestellten Lage ist das System vollständig ausgefedert. Der erste Ölraum 48 rechts vom Hydraulikkolben 45 ist daher maximal und der zweite Ölraum 49 minimal. Auch der Luftraum 60 ist in dieser Stellung maximal.
In der dargestellten Lage ist das System vollständig ausgefedert. Der erste Ölraum 48 rechts vom Hydraulikkolben 45 ist daher maximal und der zweite Ölraum 49 minimal. Auch der Luftraum 60 ist in dieser Stellung maximal.
Wenn nun das System einfedert, indem das zweite Feder- und
Dämpfungselement 22 in axialer Richtung belastet wird, bewegt
sich das Sockelteil 67 mit dem äußeren Rohr 40 relativ zum
Gegenflansch 30 und dem inneren Rohr 31 nach rechts. Über die
zweite Stange 55 wird der Hydraulikkolben 45 nun im inneren
Rohr 31 nach rechts verschoben. Dieser Verschiebebewegung setzt
das hydraulische System nur einen relativ geringen Widerstand
entgegen, weil der weite Kanal 47 bei geöffneter Klappe 50 einen
schnellen Durchtritt des Hydraulikmediums vom ersten Ölraum
48 nach links in den zweiten Ölraum 49 gestattet. Gleichzeitig
bewegt sich das Sockelteil 67 auf den als Pneumatikkolben
wirkenden Endabschnitt 58 des inneren Rohres 31 zu, so daß der
Luftraum 60 sich vermindert. Demzufolge tritt gleichzeitig eine
wirksame pneumatische Federung und eine geringe hydraulische
Dämpfung auf.
Federt das System nun wieder aus, verschiebt sich das äußere
Rohr 40 relativ zum inneren Rohr 31 wieder nach links, weil
dann, wenn die von außen nach rechts gerichtete Kraft auf das
System nachläßt, die pneumatische Federung für eine Rück
stellkraft sorgt.
Nun wird das System aber stark hydraulisch gedämpft, weil der
weite Kanal 47 durch die Klappe 50 verschlossen ist und das
Hydraulikmedium nur durch den engen Kanal 46 wieder vom zweiten
Ölraum 49 nach rechts in den ersten Ölraum 48 übertreten kann.
Aus der vorstehenden Darlegung ergibt sich, daß der Feder- und
Dämpfungsvorgang mittels der Verstelleinrichtungen 80 und 85
beeinflußt werden kann, wenn die Dämpfungskonstante des Hydrau
likkolbens 50 durch Variation des wirksamen Durchtrittsquer
schnitts verändert wird und andererseits die Einfederung des
pneumatischen Systems dadurch verändert wird, daß das Volumen
des Luftraums 60 variiert wird.
Beim Ein- und Ausfedern des Systems kann sich das äußere Rohr
40 gegenüber dem inneren Rohr 31 nicht um die Längsachse
verdrehen, weil das äußere Rohr 40 starr mit der ersten Stange 37
verbunden ist, die sich zwar axial in der unrunden Durchführung
33 des rohrartigen Fortsatzes 34 verschieben, darin jedoch nicht
drehen kann.
In den Fig. 3A bis 3C ist ein anderes Ausführungsbeispiel
des zweiten Feder- und Dämpfungselementes 22 dargestellt, wie
es ebenfalls in das strichpunktiert angedeutete Stützrohr 18
des Fahrrades 10 eingeschoben und mittels einer Klemmvorrichtung
125 befestigt werden kann.
In Fig. 3A ist am rechten Ende ein Gegenflansch 130 dargestellt,
der wie im ersten Ausführungsbeispiel mit Befestigungsmitteln
an dem Flansch 21 des Sattels 20 befestigt wird. Der Gegenflansch
130 trägt ein inneres Rohr 131, das mit einem rohrartigen
Fortsatz 132 fest verbunden ist, wie dies in ähnlicher Weise
im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Innerhalb des
rohrartigen Fortsatzes 132 des Gegenflansches 130 befindet sich
ein belüfteter Hohlraum 133, der in diesem Ausführungsbeispiel
durch einen abnehmbaren Verschlußstopfen 133a dicht verschlossen
ist.
Ein Endabschnitt 134 des rohrartigen Fortsatzes 132 dient als
Durchführung 135 eines Endabschnittes 136 einer Stange 137.
Der hier zylindrische Endabschnitt 136 der Stange 137 ist mit
einer axial verlaufenden Umfangsverzahnung versehen, die in
eine komplementäre Verzahnung der Durchführung 135 eingeschoben
ist. Der Endabschnitt 136 läuft dabei nicht dicht in der
Durchführung 135. Jedoch ist der zylindrische Endabschnitt 136
diesmal aufgrund der Umfangsverzahnung wie zuvor undrehbar und
axial verschiebbar in der Durchführung 135 gelagert.
Das innere Rohr 131 ist axial verschiebbar in einem äußeren
Rohr 140 aufgenommen.
Auf der in Fig. 2A linken Seite des Endabschnittes 134 des
rohrartigen Fortsatzes 132 schließt sich ein offener Ölraum
142 an, der zu dem Hohlraum 133 hin offen ist, da, wie bereits
erwähnt, der Endabschnitt 136 nicht dicht in der Durchführung
135 läuft. Ein dichter Abschluß des offenen Ölraumes 142 und
des Hohlraumes 133 nach oben wird durch den Verschlußstopfen
132a gewährleistet. Der Verschlußstopfen 132a kann zum Nachfüllen
von Öl entfernt werden.
In dem offenen Ölraum 142 läuft auf der rechten Seite von Fig.
3B ein erstes Kolbenelement 144, das mit der Stange 137 ver
stiftet ist, wie mit 145 angedeutet wurde. Das erste Kolben
element 144 ist in dem inneren Rohr 131 axial verschiebbar.
Das ringförmig ausgebildete erste Kolbenelement 144 bildet einen
weiten Kanal 146 zwischen sich und der Stange 137. Auf dieser
Seite läuft das erste Kolbenelement 144 dicht in dem inneren
Rohr 131. Auf der gegenüberliegenden Seite bildet das erste
Kolbenelement 144 einen engen Kanal 147 zwischen sich und dem
inneren Rohr 131. Auf dieser Seite liegt das erste Kolbenelement
144 dicht an der Stange 137.
Von dem ersten Kolbenelement 144 beabstandet ist ein zweites
Kolbenelement 148 fest mit der Stange 137 verstiftet, wie mit
149 angedeutet wurde. Das ringförmige zweite Kolbenelement 148
läuft ebenfalls axial in dem inneren Rohr 131 und in dem offenen
Ölraum 142 und ermöglicht einen axialen Ölfluß in einem Kanal
zwischen sich und dem inneren Rohr 131, wobei der Kanal hier
wegen seiner geringen Weite nicht dargestellt ist.
Zwischen dem ersten Kolbenelement 144 und dem zweiten Kolben
element 148 ist ein Ventilelement 150 angeordnet, das weder
mit der Stange 137 noch mit dem inneren Rohr 131 starr verbunden
ist. Das Ventilelement 150 sitzt vielmehr als Ring auf der
Stange 137 mit leichtem axialen Spiel zwischen dem ersten
Kolbenelement 144 und dem zweiten Kolbenelement 148. Das
Ventilelement 150 ermöglicht einen Ölfluß in axialer Richtung
zwischen sich und dem inneren Rohr 131.
Links von dem zweiten Kolbenelement 148 schließt sich ein
Dichtring 152 an, der fest mit dem inneren Rohr 131 verbunden
ist, und in dem die Stange 137 dicht läuft. Der Dichtring 152
bildet somit einen unteren dichten Verschluß des offenen Ölraums
142.
Zwischen dem zweiten Kolbenelement 148 und dem Dichtring 152
ist ein Saugraum 151 vorhanden, der hier mit dem Volumen 0
dargestellt ist, da sich in der hier gezeigten Ruhestellung
des Feder- und Dämpfungselementes 22 das zweite Kolbenelement
148 an den Dichtring 152 eng anlegt.
Die Stange 137 wird weiter durch eine Durchführung 155 eines
Endabschnittes 153 des inneren Rohres 131 geführt. Die Stange
137 ist damit gegen radiales Spiel gesichert. Der Endabschnitt
153 wirkt wiederum, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, als
pneumatischer Kolben.
Links von dem Endabschnitt 153, d. h. wenn das Feder- und
Dämpfungselement 22 in das Stützrohr 18 des Fahrrades 10 eingebaut
ist, unterhalb des Endabschnittes 153, schließt sich ein dicht
abgeschlossener Luftraum 157 an, der das Federelement bildet.
Die Stange 137 ist in diesem Bereich mit einer axialen Bohrung
159 versehen, wie in der aufgebrochenen Darstellung zu erkennen
ist. Die axiale Bohrung 159 setzt sich, wie in Fig. 3C darge
stellt ist, bis zu einem unteren Ende hin fort, wo sie über
eine radiale Bohrung 160 mit dem Luftraum 157 kommuniziert,
so daß die axiale Bohrung 159 das Volumen des Luftraumes 157
vergrößert, ohne daß die Außenabmessungen des Feder- und
Dämpfungselementes gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel
vergrößert sind.
Die Stange 137 ist mit einem Gewinde 166 in einem Sockelabschnitt
167, der starr mit dem äußeren Rohr 140 verbunden ist, ver
schraubt, wie dies in ähnlicher Weise bereits in dem ersten
Ausführungsbeispiel geschildert wurde. An dem Sockelabschnitt
167 können Anschlagelemente 170 vorgesehen sein.
Ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel können hier in
entsprechender Weise Verstelleinrichtungen vorgesehen sein,
mit denen sowohl die Dämpfungskonstante des Dämpfungselementes
als auch die Federkonstante des Federelementes verstellt werden
können, so daß sich hier eine weitere Beschreibung der Verstell
einrichtung erübrigt.
Die Wirkungsweise der Anordnung gemäß der Fig. 3A bis 3C
unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 2A bis 2C und
wird hier daher erläutert:
Die Fig. 3A bis 3C zeigen das Feder- und Dämpfungselement
in seiner Ruhelage, in der das Element ausgefedert ist.
In dieser Lage liegt das zweite Kolbenelement 148 dicht an dem
Dichtring 150 an, und das gesamte Öl befindet sich in dem offenen
Ölraum 142 im wesentlichen rechts bzw. oberhalb des ersten
Kolbenelementes 144.
Beim Einfedern des Feder- und Dämpfungselementes 22 aufgrund
einer axial wirkende Last bewegt sich das Sockelelement 167
zusammen mit dem äußeren Rohr 140 relativ zu dem Gegenflansch 130
und dem inneren Rohr 131 nach rechts, wie dies im ersten
Ausführungsbeispiel ebenfalls der Fall war.
Mit dem Sockelelement 167 bewegt sich die Stange 137 und mit
dieser das zweite Kolbenelement 148, das Ventilelement 150 und
das erste Kolbenelement 144 nach rechts.
Das zweite Kolbenelement 148 trennt sich dabei von dem Dichtring
152, so daß sich in dem nun größer werdenden Saugraum 151 ein
Unterdruck ausbildet, der das Öl ansaugt. Die hohe Saugwirkung
wird insbesondere durch die nur geringe radiale Öffnung des
zweiten Kolbenelementes 148 erzielt. Das Ventilelement 150,
das als Rückschlagventil ausgebildet ist, schlägt durch den
Ölstrom gemäß seinem axialen Spiel an das zweite Kolbenelement
148 an.
Das Öl strömt nun durch den geöffneten weiten Kanal 146 des
ersten Kolbenelementes 144 aufgrund dessen geringeren Strömungs
widerstandes an dem Ventilelement 150 und dem zweiten Kolben
element 148 vorbei in den Saugraum 151.
Beim Ausfedern läuft der Vorgang in umgekehrter Weise ab. Sobald
die äußere Belastung nachläßt, sorgt der sich wieder ausdehnende
Luftraum 157 des pneumatischen Elementes für eine Rückstellkraft.
Das Öl wird, wenn sich das Sockelelement 157 mit der Stange
137 wieder nach links bewegt, aus dem Saugraum 151 nach rechts
in den offenen Ölraum 142 gedrückt. Dabei strömt das Öl durch
den engen Kanal 147, da das Ventilelement 150 durch Anschlag
an das erste Kolbenelement 144 den weiten Kanal 146 verschließt.
Der Ausfedervorgang läuft daher langsamer ab als der Einfeder
vorgang.
Wie bereits erwähnt, ist der offene Ölraum 142 in der Weise
offen, daß zwischen dem offenen Ölraum 142 und dem Hohlraum
133 keine Dichtmittel vorgesehen sind, sondern zwischen diesen
beiden Räumen ein Ölfluß möglich ist, wobei der Hohlraum 133
durch den Verschlußstopfen 133a in dem offenen Gegenflansch
130 abgedichtet ist, so daß das Öl jederzeit nachgefüllt werden
kann. Auch bei geringen Ölverlusten durch Undichtigkeiten
arbeitet das Dämpfungselement weiter, solange überhaupt aus
reichend Öl in dem offenen Ölraum 142 vorhanden ist, um den
Saugraum 151 zu füllen.
In den Fig. 4A bis 4C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des
zweiten Feder- und Dämpfungselementes 22 dargestellt, wie es
zum Einbau in das Stützrohr 18 des Fahrrades 10 vorgesehen ist,
wobei das Feder- und Dämpfungselement 22 mit einer Klemmvorrich
tung 225 befestigt wird.
Der in Fig. 4A dargestellte Abschnitt des Feder- und Dämpfungs
elementes 22 weist in ähnlicher Weise wie die in Fig. 2A und 3A
dargestellten entsprechenden Abschnitte einen Gegenflansch 230
zum Befestigen des Feder- und Dämpfungselementes 22 an dem Sattel
20 auf.
Der Gegenflansch 230 trägt ein inneres Rohr 231, das mit einem
rohrartigen Fortsatz 232 des Gegenflansches 230 fest verbunden
ist. Der rohrartige Fortsatz 232 weist dabei eine sich axial
erstreckende Nut A auf.
Der rohrartige Fortsatz 232 umschließt wie zuvor einen belüfteten
Hohlraum 233, der durch einen abnehmbaren Verschlußstopfen 233a
dicht verschlossen ist.
Ein Endabschnitt 234 des rohrartigen Fortsatzes 232 dient
wiederum als Durchführung eines Endabschnittes 235 einer Stange
237, in der die Stange 237 axial beweglich ist. Der Endabschnitt
235 ist diesmal, wie die Stange 237 selbst, ebenso wie die dazu
komplementäre Durchführung durch den Endabschnitt 234 des
rohrartigen Fortsatzes 232 rund ausgebildet.
Die Stange 237 ist im Bereich ihres Endabschnittes 235 mit einer
Scheibenfeder 236 versehen, die in der Nut A des rohrartigen
Fortsatzes 232 axial läuft und eine drehfeste Verbindung mit
dem inneren Rohr 231 herstellt verbunden.
Die Stange 237 läuft wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3A
bis 3C nicht dicht in der Durchführung.
Das innere Rohr 231 läuft axial verschiebbar in einem äußeren
Rohr 240.
An den Endabschnitt 234 des rohrartigen Fortsatzes 232 schließt
sich ein offener Ölraum 242 an, der wegen der nicht dichten
Durchführung der Stange 237 in offener Verbindung mit dem
Hohlraum 233 steht. Der Hohlraum 233 dient daher als Fortführung
und Vergrößerung des offenen Ölraumes 242. Durch den Hohlraum 233
kann insbesondere Öl nach Abnahme des Verschlußstopfens 233a
nachgefüllt werden. Im gefüllten Zustand des offenen Ölraumes
242 kann die Füllhöhe des Öls bis in den Hohlraum 233 reichen.
Im weiteren in Fig. 4B dargestellten Verlauf des Feder- und
Dämpfungselementes 22 sind in gleicher Weise wie bei dem
vorherigen Ausführungsbeispiel ein an der Stange 237 befestigtes
(mit einer Verstiftung 245) erstes Kolbenelement 244 mit einem
weiten Kanal 246 und einem engen Kanal 247, und ein zweites
Kolbenelement 248 (ebenfalls mit einer Verstiftung 249 an der
Stange 237 befestigt), ein Ventilelement 250, ein Saugraum 251
und ein Dichtring 252 angeordnet, die zusammen mit dem offenen
Ölraum 242 wie zuvor das Dämpfungselement bilden.
Das Ventilelement 250 ist zusätzlich mit einer Feder 250a in
Richtung des ersten Kolbenelementes 244 federbelastet. Dadurch
wird, auch wenn kein Öl in Richtung des ersten Kolbenelementes
244 fließt, der weite Kanal 246 dicht verschlossen, so daß die
Dämpfungswirkung auch bereits dann einsetzt, wenn der Ölstrom
unmittelbar nach Beginn des Ausfedervorganges noch nicht
ausreicht, um das Ventilelement 250 gegen das erste Kolbenelement
244 zu drücken.
Die Stange 237 wird wie zuvor in einem Endabschnitt 253 des
inneren Rohres 231 in einer Durchführung 255 desselben geführt.
An dem in Fig. 4B linken Ende des Endabschnittes 255 ist ein
erster Anschlag 256 für eine Stahldruckfeder 258 vorgesehen,
der fest mit dem Endabschnitt 253 verbunden ist. Der Endabschnitt
253 wirkt wie zuvor als pneumatischer Kolben.
Die Stahldruckfeder 258 ist in einem abgedichteten Luftraum
257 angeordnet, der wie zuvor, zusammen mit dem Endabschnitt
253, das pneumatische Federelement bildet. Die Stahldruckfeder
258 wird teilweise in einer mit dem äußeren Rohr 240 fest
verbundenen Hülse 259 geführt, wie in Fig. 4C dargestellt ist.
Eine in Fig. 4C rechte Begrenzungsfläche 260 der Hülse 259
begrenzt den maximalen Lauf des Federelementes. Der maximale
Lauf des Federelementes beim Einfedern ist durch das Anschlagen
des ersten Anschlages 256 des Endabschnittes 253 des inneren
Rohres 231 an der rechten Begrenzungsfläche 260 bestimmt.
Die Stahldruckfeder 258 erstreckt sich in dem Luftraum 257 bis
zu einem zweiten Anschlag 261, der in der hier dargestellten
ausgefederten Ruhestellung an einer linken Begrenzungsfläche
262 der Hülse 259 anliegt, mit dieser jedoch nicht fest verbunden
ist.
Die Stahldruckfeder beansprucht nur wenig Volumen in dem Luftraum
257, so daß der überwiegende Teil des Volumens des Luftraumes
257 als pneumatisches Federelement zur Verfügung steht.
Der Luftraum 257 wird durch den zweiten Anschlag 261 nicht dicht
abgeschlossen, sondern reicht bis in den Bereich links von dem
zweiten Anschlag 261. Links von dem zweiten Anschlag 261 ist
ein elastomeres Element 263 in dem Luftraum 257 vorgesehen,
das axial bis zu einem dritten Anschlag 264 reicht. Das elasto
mere Element 263 weist eine andere, zum Beispiel kleinere
Federkonstante als die Stahldruckfeder 258 auf.
Der dritte Anschlag 264 ist fest mit dem äußeren Rohr 240
verbunden. In diesem Bereich des Feder- und Dämpfungselementes
22 ist die Stange 237 mittels eines Querstiftes 265, der in
einer entsprechenden radialen Nut eines Sockelabschnittes 266
liegt, drehfest mit dem Sockelabschnitt 266 verbunden. Der
Sockelabschnitt 266 ist seinerseits fest mit dem äußeren Rohr
240 verbunden, so daß die Stange 237 in diesem Bereich ebenfalls
mit dem äußeren Rohr 240 drehfest verbunden ist. Die Stange
237 ist somit in dem Feder- und Dämpfungselement 22 insgesamt
durch die Paßfeder 236 (Fig. 4A) und den Querstift 265 drehfest
angeordnet, so daß die Stange 237 auch gegen Torsion geschützt
ist.
Der dritte Anschlag 264 bildet einen luftdichten Abschluß des
Luftraumes 257.
Mit einer Mutter 268 ist die Stange 237 mit dem Sockelabschnitt
266 verschraubt und dadurch auch in axialer Richtung gegenüber
dem Sockelabschnitt 266 unbeweglich.
In der Stange 237 ist weiterhin eine axiale Bohrung 270 ähnlich
wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel vorgesehen, die über
einer radialen Bohrung 272 mit dem Luftraum 257 kommuniziert.
Der Luftraum 257 des pneumatischen Elementes wird damit um das
Volumen der axialen Bohrung 270 vergrößert.
Die axiale Bohrung 270 reicht bis zu einem Luftventil 274, das
die axiale Bohrung 270 und den mit dieser in Verbindung stehenden
Luftraum 257 nach außen luftdicht abschließt. Über das Luftventil
274 ist die axiale Bohrung 270 und der Luftraum 257 mit Luft
befüllbar.
Den in Fig. 4C linken bzw. den unteren Abschluß des Feder- und
Dämpfungselementes 22 bildet eine Verschlußkappe 276, die
insbesondere das Luftventil 274 schützt.
Die Stahldruckfeder 258 und das elastomere Element 263 bilden
eine Reihenschaltung in dem Federelement, die wiederum parallel
zu dem aus dem Luftraum 257 und der axialen Bohrung 270 gebil
deten pneumatischen Federelement geschaltet ist.
Die Funktionsweise des in den Fig. 4A bis 4C dargestellten
Ausführungsbeispiels ist hinsichtlich des Dämpfungselementes
gleich zu derjenigen des Ausführungsbeispiels der Fig. 3A bis
3C, unterscheidet sich jedoch hinsichtlich des Federelementes,
so daß im folgenden nur dessen Funktionsweise gesondert erläutert
wird.
Das Feder- und Dämpfungselement 22 ist in den Fig. 4A bis 4C
wieder in seiner ausgefederten Ruhelage dargestellt.
Durch eine axial wirkende Last bewegt sich wie zuvor das äußere
Rohr 240 relativ zu dem Gegenflansch 230 und dem inneren Rohr
231 nach rechts. Mit dem äußeren Rohr 240 bewegt sich die Stange
237 ebenfalls nach rechts.
Durch die axiale Bewegung übt der Endabschnitt 253 des inneren
Rohres 231 über den ersten Anschlag 256 eine nach links gerich
tete Kraft auf die Stahldruckfeder 258 aus, die diese Kraft
über den zweiten Anschlag 261 auf das elastomere Element 263
überträgt.
Ist die Federkonstante des elastomeren Elementes kleiner als
die der Stahldruckfeder 258, so wird zunächst das elastomere
Element 263 zusammengedrückt, indem die Stahldruckfeder 258
den zweiten Anschlag 261 nach links bewegt, der dann von der
linken Begrenzungsfläche 262 der Hülse 259 abhebt. Ist die
Federkonstante der Stahldruckfeder 258 sehr viel größer als
diejenige des elastomeren Elementes 263, so bleibt die Stahl
druckfeder 258 dabei entspannt. Die Federkonstante der Stahl
druckfeder 258 kann aber auch im Bereich der Federkonstante
des elastomeren Elementes 263 liegen, so daß gleichzeitig mit
dem elastomeren Element 263 die Stahldruckfeder 258 leicht
zusammengedrückt wird.
Gleichzeitig wird mit dem Zusammendrücken des elastomeren
Elementes 263 die Luft in dem Luftraum 257 und in der axialen
Bohrung 270 durch den als Pneumatikkolben wirkenden Endabschnitt
253 komprimiert. Die Federkonstante des pneumatischen Elementes
ist in diesem Bereich der Kompression noch in etwa konstant,
wie sich dies aus den physikalischen Zusammenhängen der
Kompression eines Gases ergibt. Diese anfängliche Federkonstante
des pneumatischen Federelementes hängt von dem Luftdruck in
dem Luftraum 257 in ausgefedertem Zustand ab, der durch eine
entsprechende Befüllung des Luftraumes 257 über das Luftventil
274 eingestellt werden kann.
Beim weiteren Einfedern, wenn zum Beispiel die axial wirkende
Last groß ist, wird, wenn sich das elastomere Element 260 nicht
weiter zusammendrücken läßt, auch die Stahldruckfeder 258
zusammengedrückt. Dadurch wird auch der Luftraum 257 weiter
komprimiert, wobei die Federkonstante des pneumatischen Federele
mentes nun stetig zunimmt, wie dies wiederum aus der physikali
schen Zustandsgleichung der in dem Luftraum 257 eingeschlossenen
Luft ergibt.
Kleinere Stöße können demnach dann, wenn die Federkonstante
des elastomeren Elementes 236 kleiner als die Federkonstante
der Stahldruckfeder 258 ist, durch das elastomere Element 263
allein abgefedert werden, während bei härteren Stößen die
Federwirkung durch die härtere Stahldruckfeder 258 und die
zunehmende Federkonstante des komprimierten Luftraumes 257 und
der damit in Verbindung stehenden axialen Bohrung 270 erzielt
wird.
Das pneumatische Federelement bewirkt durch seine stetig
veränderliche Federkonstante einen stetigen Übergang der
unterschiedlichen Federkonstanten des elastomeren Elementes
263 und der Stahldruckfeder 258.
In Fig. 5 ist schließlich ein viertes Ausführungsbeispiel des
ersten Abschnittes des Feder- und Dämpfungselementes 22 darge
stellt, an das sich links jeweils die weiteren Abschnitte
entsprechend den Fig. 3B, 3C bzw. 4B, 4C anschließen.
Das Feder- und Dämpfungselement 22 weist nun eine Stange 337
auf, die in einem rohrartigen Fortsatz 338 eines Gegenflansches
339 axial beweglich geführt ist.
In dem rohrartigen Fortsatz 338 sind Stahlkugeln 341 angeordnet,
die kugellagerähnlich in den rohrartigen Fortsatz 338 rotieren
können. In der Stange 337 ist auf dem Umfang eine an die
Stahlkugeln 341 angepaßte axial verlaufende Nut 342 ausgenommen,
in der die Stahlkugeln 341 beim Ein- und Ausfedern laufen, wobei
die Stahlkugeln 341 und die Nut 342 die Stange 337 in dem
rohrartigen Fortsatz 338 und damit in dem Feder- und Dämpfungs
element 22 undrehbar halten.
Claims (19)
1. Fahrrad mit einem Rahmen (11) und einem am Rahmen (11)
befestigten Sattel (20), wobei zwischen Rahmen (11) und
Sattel (20) ein Feder- und Dämpfungselement (22) angeordnet
ist, das ein hydraulisches Dämpfungssystem sowie ein
Federelement umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das
hydraulische Dämpfungssystem beim Einfedern und beim
Ausfedern des Feder- und Dämpfungselementes (22) eine
unterschiedliche Dämpfungskonstante aufweist.
2. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Federelement nur aus einem pneumatischen Element besteht.
3. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Federelement ein pneumatisches Element und zusätzlich
mindestens ein elastomeres Element (263) und mindestens
eine Stahldruckfeder (258) umfaßt.
4. Fahrrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
pneumatische Element parallel zu einer Reihenschaltung
aus dem elastomeren Element (263) und der Stahldruckfeder
(258) geschaltet ist.
5. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Dämpfungs
konstante im Betrieb des Feder- und Dämpfungselementes
(22) einstellbar ist.
6. Fahrrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Einstellen der mindestens einen Dämpfungskonstante eine
erste Verstelleinrichtung (80) am Feder- und Dämpfungsele
ment (22) angeordnet ist.
7. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Element eine
im Betrieb des Feder- und Dämpfungselementes (22) einstell
bare Federkonstante aufweist.
8. Fahrrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Einstellen der Federkonstante eine zweite Verstelleinrich
tung (85) am Feder- und Dämpfungselement (22) angeordnet
ist.
9. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Feder- und Dämpfungselement
(22) ein äußeres Rohr (40) sowie ein darin geführtes inneres
Rohr (31) umfaßt, wobei in dem inneren Rohr (31) ein
Hydraulikkolben (45) läuft, der über eine erste Stange
(55) mit einem Sockelteil (67) des äußeren Rohres (40)
verbunden ist und ferner die erste Stange (55) dicht in
einem Endabschnitt (58) des inneren Rohres (31) läuft.
10. Fahrrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hydraulikkolben (45) auf der von der ersten Stange (55)
abgewandten Seite mit einer zweiten Stange (37) versehen
ist, die mit einem unrunden Abschnitt (36) in einer dazu
komplementären Durchführung (33) läuft, die mit dem inneren
Rohr (31) sowie einem Befestigungsflansch (30) für den
Sattel (20) starr verbunden ist.
11. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Feder- und Dämpfungselement
(22) ein äußeres Rohr (140; 240) sowie ein darin geführtes
inneres Rohr (131; 231) umfaßt, wobei in dem inneren Rohr
(131; 231) ein erstes Kolbenelement (144; 244) und ein
dazu beabstandetes zweites Kolbenelement (148; 248) läuft,
die beide über eine Stange (137; 237; 337) mit einem Sockel
element (167; 266) des äußeren Rohres (140; 240) fest
verbunden sind, wobei die Stange (137; 237; 337) dicht
in einem fest mit dem inneren Rohr (131) verbundenen
Dichtring (152; 252) läuft.
12. Fahrrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
erste Kolbenelement (144; 244) und das zweite Kolbenelement
(148; 248) in einem offenen Ölraum (142; 242) laufen, wobei
beim Einfedern des Feder- und Dämpfungselementes (22) Öl
aus dem offenen Ölraum (142; 242) in einen Saugraum (151;
251) zwischen dem Dichtring (152; 252) und dem zweiten
Kolbenelement (148; 248) gesaugt wird.
13. Fahrrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
offene Ölraum (142; 242) im Betrieb des Feder- und Däm
pfungselementes mit Öl nachfüllbar ist.
14. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Kol
benelement (144; 244) und dem zweiten Kolbenelement (148;
248) ein Ventilelement (150; 250) angeordnet ist.
15. Fahrrad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ventilelement (250) federbelastet ist.
16. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Endabschnitt (136) der
Stange (137) mit einer Umfangsverzahnung versehen ist,
die in einer dazu komplementären Durchführung (133) läuft,
die mit dem inneren Rohr (131) sowie einem Gegenflansch
(130) für den Sattel (20) starr verbunden ist.
17. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (237) mittels
mindestens eines Querstiftes (265) und/oder einer in einer
Nut A eines rohrartigen Fortsatzes (232) eines Gegenflan
sches (230) laufenden Paß- oder Scheibenfeder (236) in
dem inneren Rohr (231) und dem äußeren Rohr (240) undrehbar
gesichert ist.
18. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (337) mittels
Stahlkugeln (341), die in einer axialen Nut (342) der Stange
(337) laufen, in dem inneren Rohr (231) und dem äußeren
Rohr (240) undrehbar gesichert ist.
19. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (137; 237) eine
axiale Bohrung (159; 270) aufweist, die mit einem ab
geschlossenen Luftraum (157; 257) des pneumatischen
Federelementes kommuniziert.
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1995
- 1995-07-07 DE DE19524789A patent/DE19524789A1/de not_active Ceased
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