DE19644105A1 - Bicycle with steered sprung front wheel - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrrad nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a bicycle according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges Fahrrad ist aus der DE 44 22 201 A1 bekannt. Das bekannte Fahrrad besitzt eine gefederte Vorderradführung mit einer in ihrer Länge veränderbaren Teles kopgabel. Die Teleskopkabel wird gebildet von zwei Tauchrohren, an denen das Vorder rad drehbar gelagert ist. In den beiden Tauchrohren werden teleskopartig zwei Stand rohre geführt. Zur Bildung der Lenkachse sind zwei im Abstand voneinander angeordne te Kugelgelenke vorgesehen. Das obere Kugelgelenk befindet sich an einer die beiden Standrohre miteinander verbindenden Gabelbrücke. Das darunterliegende Kugelgelenk befindet sich an einer die beiden Tauchrohre miteinander verbindenden Gabelbrücke. Am Rahmen ist an dem vom Drehlager diagonal nach oben sich erstreckenden Rahmen teil ein Längslenker um eine zur Rahmenebene senkrecht verlaufende Längslenkerach se schwenkbar gelagert. Der Längslenker ist mit dem an der unten liegenden Gabel brücke vorgesehenen Kugelgelenk verbunden. Ferner befindet sich zwischen dem Rahmen und dem Längslenker ein Federelement. Auf diese Weise gewinnt man eine gefederte Vorderradführung mit Antidive-Effekt.Such a bicycle is known from DE 44 22 201 A1. The well-known bike has a sprung front wheel guide with a telescope that can be changed in length head fork. The telescopic cable is formed by two immersion tubes on which the front wheel is rotatably mounted. Two stands are telescopically placed in the two immersion tubes pipes led. Two are arranged at a distance from one another to form the steering axis te ball joints provided. The upper ball joint is on one of the two Fork tubes connecting fork tubes. The ball joint underneath is located on a fork bridge connecting the two dip tubes. The frame is on the frame which extends diagonally upwards from the pivot bearing partly a trailing arm around a trailing arm perpendicular to the frame plane se pivoted. The trailing arm is with the on the lower fork bridge provided ball joint connected. It is also located between the Frame and the trailing arm a spring element. That way you win one sprung front wheel guide with antidive effect.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrrad der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die durch die Vorderradführung vermittelten Fahreigenschaft bei unterschiedlich sten Fahrbedingungen, die vor allem bei einem als Mountainbike eingesetzten Fahrrad zu bewältigen sind, optimale gefederte Vorderradführungseigenschaften erreicht wer den.The object of the invention is to provide a bicycle of the type mentioned at which the driving property mediated by the front wheel guide at different most driving conditions, especially with a bike used as a mountain bike are to be mastered, optimal spring-loaded front wheel guidance properties can be achieved the.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa tentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of Pa claim 1 solved.
Die erfindungsgemäß gekennzeichnete Anordnung der Längslenkerachse gegenüber der Tretlagerachse des Fahrrades am Fahrradrahmen ist die Voraussetzung zur Erzie lung einer optimalen gefederten Vorderradführung mit dem gewünschten Antidive-Effekt (Bremswegausgleich).The arrangement of the trailing arm axle marked according to the invention opposite The bottom bracket axis of the bike on the bike frame is the prerequisite for education optimal suspension with the desired antidive effect (Braking distance compensation).
In den Unteransprüchen 2 bis 8 sind bevorzugte Anordnungen der beiden Kugelgelenke bezüglich der Längslenkerachse gekennzeichnet. Hierdurch wird durch einen kinemati schen Bremsnickausgleich eine Radanhebungskurve erzielt, bei welcher der Nachlauf des Vorderrades beim Einfedern nahezu konstant bleibt.In subclaims 2 to 8 are preferred arrangements of the two ball joints marked with respect to the trailing arm axis. This is through a kinemati brake pitch compensation achieved a wheel lifting curve, in which the caster of the front wheel remains almost constant during compression.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die beigefügte Figur verwiesen, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.To further explain the invention, reference is made to the accompanying figure, which is a Illustrates embodiment of the invention.
Das dargestellte Fahrrad besitzt eine gefederte Vorderradführung, bei welcher eine Te leskopgabel zwei Tauchrohre 7 aufweist, an denen das Vorderrad drehbar gelagert ist. In den beiden Tauchrohren 7 sind teleskopartig Standrohre 4 geführt. Die beiden Stand rohre 4 sind an ihren oberen Enden durch eine Gabelbrücke 5 verbunden. Die beiden Tauchrohre 7 sind an ihren oberen Enden ebenfalls durch eine Gabelbrücke 8 verbun den. Am Fahrradrahmen ist an einem von einem Tretlager mit einer Tretlagerachse 2 sich diagonal nach oben erstreckenden Rahmenteil 10 in einer Längslenkerachse 1 ein Längslenker 13 schwenkbar gelagert. Die Längslenkerachse 1 erstreckt sich senkrecht zur Rahmenebene. Die Längslenkerachse 1 befindet sich am hinteren Ende des Längs lenkers 13. Am vorderen Ende ist der Längslenker 13 mit dem unten liegenden Kugelge lenk 6 an der Gabelbrücke 8 gelenkig verbunden. The bicycle shown has a sprung front wheel guide, in which a Te leskopgabel has two dip tubes 7 , on which the front wheel is rotatably mounted. Standpipes 4 are guided telescopically in the two dip tubes 7 . The two stand pipes 4 are connected at their upper ends by a fork bridge 5 . The two dip tubes 7 are also connected at their upper ends by a fork bridge 8 to. To the bicycle frame, a trailing arm 13 supported by a bottom bracket with a bottom bracket 2 diagonally upwardly extending frame part 10 in a longitudinal beam axle pivotally mounted to a 1. The trailing arm axis 1 extends perpendicular to the frame plane. The trailing arm axle 1 is located at the rear end of the trailing arm 13 . At the front end of the trailing arm 13 is steered with the underlying Kugelge 6 pivotally connected to the fork bridge. 8
Das obere Kugelgelenk 3 wird von einer in der oberen Gabelbrücke 5 befestigten Ku gelpfanne und von einer am Rahmen befestigten und von unten nach oben in die Ku gelpfanne eingesetzten Gelenkkugel gebildet. Das untere Kugelgelenk 6 wird von einer n der Gabelbrücke 8 befestigten Kugelpfanne und einer am vorderen Ende des Längs lenkers befestigten und von oben nach unten in die Kugelpfanne eingesetzten Gelenk kugel gebildet.The upper ball joint 3 is formed by a fixed in the upper triple tree 5 Ku gel pan and from a fixed to the frame and from bottom to top in the Ku gel pan inserted joint ball. The lower ball joint 6 is formed by an n of the fork bridge 8 attached ball socket and a handlebar attached to the front end of the longitudinal link and inserted into the ball socket from top to bottom.
Zwischen dem Längslenker 13 und einem von einer Sockelstütze 11 des Rahmens sich etwa horizontal oder leicht schräg nach oben und vorne erstreckenden rohr- oder stabförmigen Rahmenteil 12 ist ein Federelement 9 angeordnet. Das Federelement 9 stützt sich unten am Längslenker 13 und oben am vorderen Teil des Rahmenteils 12 ab. Die Abstützpunkte bilden senkrecht zur Rahmenebene verlaufende Schwenkachsen 21 und 22. Für den oberen Abstützpunkt (Schwenkachse 21) des Federelementes 9 am Rahmenteil 12 sind mehrere Abstützstellen 14 vorgesehen. Hierzu ist das Federele ment am Längslenker 13 in der Schwenkachse 22 schwenkbar gelagert. Das Federele ment 9 kann eine pneumatische/hydraulische Feder oder eine Elastomerfeder sein.A spring element 9 is arranged between the trailing arm 13 and a tubular or rod-shaped frame part 12 which extends approximately horizontally or slightly obliquely upwards and forwards from a base support 11 of the frame. The spring element 9 is supported at the bottom on the trailing arm 13 and at the top on the front part of the frame part 12 . The support points form pivot axes 21 and 22 running perpendicular to the frame plane. Several support points 14 are provided for the upper support point (pivot axis 21 ) of the spring element 9 on the frame part 12 . For this purpose, the Federele element is pivotally mounted on the trailing arm 13 in the pivot axis 22 . The Federele element 9 can be a pneumatic / hydraulic spring or an elastomer spring.
Der horizontale Abstand A1 der Tretlagerachse 2 von der Längslenkerachse 1 beträgt 190 mm bis 290 mm insbesondere ca. 235 mm (± 5%). Der vertikale Abstand A2 der Längslenkerachse 1 von der Tretlagerachse 2 beträgt 300 mm bis 400 mm insbesonde re ca. 345 mm (± 5%).The horizontal distance A1 of the bottom bracket axle 2 from the trailing link axle 1 is 190 mm to 290 mm, in particular approximately 235 mm (± 5%). The vertical distance A2 of the trailing arm axle 1 from the bottom bracket axle 2 is 300 mm to 400 mm, in particular approximately 345 mm (± 5%).
Der horizontale Abstand A4 zwischen der Längslenkerachse 1 und dem oberen Kugelge lenk 3, welches an der die beiden Standrohre 4 miteinander verbindenden Gabelbrücke 5 vorgesehen ist, beträgt 160 mm bis 260 mm insbesondere ca. 210 mm (± 5%). Der horizontale Abstand A3 zwischen der Längslenkerachse 1 und dem unten liegenden Kugelelement 6 an der Gabelbrücke 8, welche die beiden Tauchrohre 7 miteinander verbindet, beträgt 220 mm bis 320 mm insbesondere ca. 270 mm (± 5%).The horizontal distance A4 between the trailing arm axle 1 and the upper ball joint 3 , which is provided on the fork bridge 5 connecting the two stanchions 4 , is 160 mm to 260 mm, in particular approximately 210 mm (± 5%). The horizontal distance A3 between the trailing arm axis 1 and the ball element 6 located at the bottom on the fork bridge 8 , which connects the two dip tubes 7 , is 220 mm to 320 mm, in particular approximately 270 mm (± 5%).
Der vertikale Abstand AS zwischen dem oberen Kugelgelenk 3 und der Längslenkerach se 2 beträgt 175 mm bis 275 mm insbesondere ca. 225 mm (± 5%). Das untere Kugel gelenk 6 liegt etwa in der gleichen horizontalen Ende wie die Längslenkerachse 1, wobei Abweichungen in der Größenordnung bis zu 15 mm nach oben oder nach unten möglich sind. Bei einer bevorzugten Anordnung liegt das Kugelgelenk 6 etwa 8 bis 10 mm über der horizontalen Ebene, in welcher die Längslenkerachse 1 liegt.The vertical distance AS between the upper ball joint 3 and the trailing arm axle 2 is 175 mm to 275 mm, in particular approximately 225 mm (± 5%). The lower ball joint 6 lies approximately in the same horizontal end as the trailing arm axis 1 , deviations of the order of magnitude of up to 15 mm up or down are possible. In a preferred arrangement, the ball joint 6 is approximately 8 to 10 mm above the horizontal plane in which the trailing arm axis 1 lies.
Die oben angegebenen Maße gelten für die ausgefederte Lage der einzelnen Bauteile des Fahrrades, d. h. bei unbelastetem Fahrrad.The dimensions given above apply to the spring-loaded position of the individual components of the bike, d. H. with the bike unloaded.
Durch die beiden Kugelgelenke 3 und 6 wird eine Lenkachse 15 der Vorderradführung gebildet. Die Lenkachse 15 verläuft durch die beiden Kugelgelenke 3 und 6.A steering axle 15 of the front wheel guide is formed by the two ball joints 3 and 6 . The steering axis 15 runs through the two ball joints 3 and 6 .
Die Lenkachse 15 verläuft im spitzen Winkel mit oben in der Nähe des oberen Kugelge lenks 3 liegenden Winkelscheitel zu einer Ebene, in welcher die Teleskopgabel liegt. In der Figur ist diese Ebene durch die strichpunktierte Linie 16 dargestellt. Die Lenkachse 15 liegt dabei in Fahrtrichtung gesehen hinter der Teleskopgabelebene 16. Der spitze Winkel ist dabei so bemessen, daß ein senkrecht unterhalb der Vorderradachse 17 lie gender Radaufstandspunkt 18 des Vorderrades an einer ebenen Radaufstandsfläche 19 in Vorwärtsfahrrichtung gesehen hinter einem Durchstoßpunkt 20 der Lenkachse 15 durch die ebene Radaufstandsfläche 19 liegt. Der Abstand zwischen dem Radaufstand spunkt 18 und dem Durchstoßpunkt 20 bildet den Nachlauf des Vorderrades. Durch die oben erläuterte Dimensionierung der Abstände in dem von den beiden Kugelgelenken 3 und 6 und der Längslenkerachse 1 gebildeten Dreieck sowie dem Abstand der Längs lenkerachse von der Tretlagerachse 2 wird ein kinematischer Bremsnickausgleich er zielt, der darin besteht, daß beim Bremsen mit der Vorderradbremse die Federung nicht oder nur geringfügig eintaucht; die Federungseigenschaften bei den anderen Fahrsitua tionen jedoch beibehalten sind. Die Federung erfolgt mit einer Radanhebungskurve (Einfederungskurve) 23, bei welcher der Nachlauf (Abstand zwischen den Punkten 18 und 20) des Vorderrades beim Einfedern nahezu konstant gehalten wird. Hierdurch wird bei guten Federeigenschaften der Vorderradführung ein stabiles Fahrverhalten sowohl in der Geradeausfahrt als auch in der Kurvenfahrt auch in schwierigem Gelände mit gro ßen Bodenunebenheiten erreicht. Beim Einfedern bewegt sich die Vorderradachse 17 auf einer Radanhebungskurve (Einfederungskurve) 23, bei welcher über den gesamten Federweg eine weitgehende Beibehaltung der Lenkgeometrie (Nachlauf, Lenkwinkel, Radstand) erreicht wird. Die gewünschte Kinematik ergibt sich aus der Kombination des am Rahmenvorderteil mit der angegebenen Dimensionierung vorgesehenen Längslen kers 13, der als ebenes Mehrgelenk wirkt mit einer linearen Bewegung der Teleskopvor derradführung, bestehend aus den Standrohren 4 und Tauchrohren 7. Die Lenkachse und damit der Lenkwinkel wird durch die Lage der beiden Kugelgelenke 3 und 6 be stimmt. Die Raderhebungskurve (Einfederungskurve) 23 des Vorderrades bzw. der Vor derradachse 17 ist einer Kreisbahn angenähert und bildet im wesentlichen die Umhül lende von Schwenkradien um sich bei der Einfederung ebenfalls bewegende Mittelpunk te (Momentanpole) M, die in bevorzugter Weise unterhalb einer jeweiligen Bremsab stützgeraden 25 bzw. 26 liegen. Die Bremsstützgerade 25 ergibt sich bei horizontaler Fahrt und die Bremsstützgerade 26 ergibt sich bei etwa 10° Bergabfahrt. In der Brems stützgeraden 25 bzw. 26 liegt die Richtung der resultierenden Kraft, welche sich beim Bremsen insbesondere Vorderradbremsen aus den im Aufstandspunkt 18 des Vorder rades wirkenden Kräften ergibt.The steering axis 15 extends at an acute angle with the top located near the upper Kugelge joint 3 angle apex to a plane in which the telescopic fork lies. In the figure, this plane is represented by the dash-dotted line 16. The steering axis 15 lies behind the telescopic fork plane 16 , as seen in the direction of travel. The acute angle is dimensioned such that a vertically below the front wheel axis 17 lying gender contact point 18 of the front wheel on a flat wheel contact surface 19 seen in the forward driving direction lies behind a puncture point 20 of the steering axis 15 through the flat wheel contact surface 19 . The distance between the wheel contact point 18 and the piercing point 20 forms the caster of the front wheel. Due to the dimensioning of the distances explained above in the triangle formed by the two ball joints 3 and 6 and the trailing arm axis 1 and the distance of the trailing arm axis from the bottom bracket axis 2 , a kinematic brake compensation is aimed, which consists in that when braking with the front brake Suspension not or only slightly submerged; the suspension properties are retained in the other driving situations. The suspension is carried out with a wheel lifting curve (deflection curve) 23 , in which the caster (distance between points 18 and 20 ) of the front wheel is kept almost constant during the deflection. As a result, with good spring properties of the front wheel guidance, stable driving behavior is achieved both when driving straight ahead and when cornering, even in difficult terrain with large bumps. When deflecting, the front wheel axle 17 moves on a wheel lifting curve (deflection curve) 23 , in which the steering geometry (caster, steering angle, wheelbase) is largely maintained over the entire spring travel. The desired kinematics results from the combination of the provided on the frame front part with the specified dimensioning Längenlen kers 13 , which acts as a flat multi-joint with a linear movement of the Teleskopvor derradführung, consisting of the stanchions 4 and dip tubes 7th The steering axis and thus the steering angle is determined by the position of the two ball joints 3 and 6 be. The Raderhebungskurve (deflection curve) 23 of the front wheel or the front derradachse 17 is approximated to a circular path and essentially forms the envelope lend of swivel radii around also moving center points te (momentary poles) M, which is preferably support straight below a respective Bremsab 25 or 26 are. The brake support line 25 results when driving horizontally and the brake support line 26 results when driving downhill at approximately 10 °. In the brake support straight 25 or 26 is the direction of the resulting force, which results in particular when braking front wheel brakes from the forces acting in the contact point 18 of the front wheel.
Wie das in der Figur dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, kann an dem erfindungsge mäßen Fahrrad ferner eine gefederte Hinterradaufhängung mit einer annähernd kreis förmigen Raderhebungskurve (Einfederungskurve) 24 vorgesehen sein, die kombiniert mit der oben beschriebenen gefederten Vorderradführung am Fahrrad zur Anwendung kommt.As the embodiment shown in the figure shows, a sprung rear suspension can also be provided on the bicycle according to the invention with an approximately circular wheel elevation curve (deflection curve) 24 , which is used in combination with the spring-loaded front wheel guide described on the bicycle.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996144105 DE19644105A1 (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Bicycle with steered sprung front wheel |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1996144105 DE19644105A1 (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Bicycle with steered sprung front wheel |
Publications (1)
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DE19644105A1 true DE19644105A1 (en) | 1998-05-07 |
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ID=7809799
Family Applications (1)
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DE1996144105 Ceased DE19644105A1 (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Bicycle with steered sprung front wheel |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19644105A1 (en) |
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