DE19802429A1 - Hinterradaufhängung für Fahrräder - Google Patents
Hinterradaufhängung für FahrräderInfo
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
- B62K25/00—Axle suspensions
- B62K25/04—Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork
- B62K25/28—Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork with pivoted chain-stay
- B62K25/286—Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork with pivoted chain-stay the shock absorber being connected to the chain-stay via a linkage mechanism
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- Axle Suspensions And Sidecars For Cycles (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine
Hinterradaufhängung für Fahrräder mit zwei
Längslenkern, die jeweils an ihrem einen ersten
Ende mit einem Schwenkgelenk an dem
Rahmen des Fahrrades und an ihrem zweiten
Ende mit einem weiteren Schwenkgelenk an ei
nem, die Achse des Hinterrades aufnehmen
den Radträger befestigt sind, wobei sämtliche
Schwenkgelenke vor dem Hinterrad angeord
net sind und der Radträger ein
Armkonstruktion ist, dessen Erstreckung von der
Aufnahme der Hinterradachse bis zu den
Schwenkgelenken, die ihn mit den
Längslenkern verbindet, größer als der
Hinterradradius ist.
Solche bzw. ähnliche Radaufhängungen
sind bekannt z. B. aus dem US-Patent 4,671.525,
dem dt. Patent DE 39 29 395 sowie der
dt. Patentanmeldung DE 44 35 482.
Bei den vorgenannten Patenten und
Patentanmeldungen wird diese Art der
Hinterradaufhängung für Motorräder bzw. all
gemein für Zweiräder beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde
den geometrischen Aufbau einer solchen, der
Anzahl der Schwenkgelenke wegen
Viergelenkhängung genannten Hinteradauf
hängung so zu gestalten, daß sie für ein
Fahrrad, speziell für ein solches für harten
Gelände- und Wettbewerbseinsatz, geeignet
ist.
Gerade bei Extremeinsätzen ergeben sich
spezielle Anforderungen an eine Fahrrad-Hin
terradaufhängung, die sich grundsätzlich
von den Anforderungen an eine Motorrad-Hin
terradaufhängung unterscheiden.
Dabei reicht es nicht aus, eine oder zwei
dieser Forderungen zu erfüllen, entscheidend
für ein Fahrrad, das dem Anspruch eines
Spitzenproduktes in fahrdynamischen Belangen
gerecht wird, ist eine ausgewogene Erfüllung al
ler dieser Forderungen.
Ein Teil der Anforderungen ergibt sich aus
der speziellen Geometrie eines Fahrrades mit
seinem kurzen Radstand und dem durch das
Fahrergewicht hoch über der Straße liegenden
Schwerpunkt. Dadurch verursachen
Beschleunigungskräfte, die am Schwerpunkt
angreifen besonders starke Nickbewegungen.
Dies ist um so gravierender als der Fahrer eine
zyklisch sich verändernde Antriebskraft auf
bringt. Aus diesem Grunde sind kinetische
Betrachtungen bei Erfüllung der Aufgabe von
besonderer Wichtigkeit.
Es ergeben sich die folgenden
Anforderungen:
- 1. Neutrales Bremsnickverhalten:
Das Erzielen eines neutralen Bremsnickverhal tens wird allgemein Anti-Dive-Effekt genannt. Als Anti-Dive-Effekt bei der gefederten Hinterradaufhängung bezeichnet man denjeni gen Effekt, der diese bei einem Bremsvorgang nicht ausfedern läßt.
Der kinematische Bremsnickausgleich, der allein die Lage der statisch auftretenden Kräfte berücksichtigt, reicht für die Entwicklung einer Spitzen-Radaufhängung nicht aus. Hierfür müs sen die zeitliche Änderung von Kräften und Kraftlinien mit einem kinetischen Ansatz be trachtet werden.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß nicht der
hundertprozentige Bremsnickausgleich die be
sten Fahreigenschaften fördert, sondern ein ab
gemildeter. Hinzu kommen muß die nächstfol
gende Forderung:
- 2. Progressiver Verlauf der Bremsnickkom
pensation:
Dieser ist notwendig zur Verhinderung des Bremsstempelns und bewirkt, das das Radaufhängungssystem beim Bremsvorgang in eine stabile Einfederungslage fällt. - 3. Anti-Squad-Effekt:
Als Anti-Squad-Effekt bezeichnet man bei einer gefederten Hinterradaufhängung die Eigenschaft, bei einem Beschleunigungsvor gang unter Nutzung der auftretenden Antriebskräfte trotz Radlaständerung nicht ein zufedern. Ein neutrales Verhalten ist hier beim Fahrrad äußerst wichtig, da durch das stark schwankende Antriebsmoment beim treten an sonsten permanente Ein- und Ausfederbewe gungen auftreten. - 4. Kinematisches Ansprechverhalten:
Die Kinematik der Hinterradaufhängung be stimmt durch die Festlegung der Einfederrich tung entscheidend das Ansprechverhalten der Federung.
Zur Erfüllung der vorgenannten
Anforderungen ist die Positionierung des virtuel
len Momentanpoles bzw. dessen Verlagerung
beim Ein- und Ausfedern (letzteres vor allen für
Forderung 2) entscheidend.
Hinzu kommen noch folgende Anforderungen:
Hinzu kommen noch folgende Anforderungen:
- 5. Vermeidung von Pedalrückschlag:
Mit Pedalrückschlag wird die kinematische Erscheinung bezeichnet, daß bei einer Federbewegung des Hinterrades, übertragen durch Kette und Kettenblatt, die Tretkurbel eine Winkeländerung erfährt. Gleichzeitig werden hierbei Kräfte auf die Pedale und damit auf den Fahrer eingeleitet, die sich in einem unange nehmen Tretverhalten bemerkbar machen. Der Pedalrückschlag kann sogar zum Verlust der Fahrstabilität führen, wenn die Kurbel im oberen Totpunkt zurück schlägt und der Fahrer unge wollt entgegen der Tretrichtung ins Leere fällt. - 6. Hohe Seitensteifigkeit und hohe Torsions steifigkeit zur Verbindungsachse zwischen Hinterradlagerung und Steuerrohr zur Erzielung guter Fahr- und Führungsstabilität.
- 7. Hohe Lebensdauer des Systems unter harten Fahrbedingungen.
- 8. Bereitstellung von Federwegen zwischen 100 mm (Cross-Country-Version) und 180 mm (Downhill-Version).
- 9. Einpassung in die bewährten Rahmen-Grund geometrien (in Bezug auf Hinterbaulän ge, Tretlagerhöhe, Sattelrohrwinkel, Rahmen höhe)
- 10. Gewichtsoptimierung.
Die Aufgabe wurde gelöst durch das Finden
spezieller geometrischer Lagen der Längslenker
zueinander, einschließlich deren Lagerung in
speziellen Bereichen am Rahmen und ihrer
Längenverhältnisse zueinander.
Die Erfüllung der Forderungen bis 5 wurde
rechnergestützt überprüft und mit marktübli
chen gefederten Fahrrad-Hinterradaufhängun
gen verglichen.
Es wurde festgestellt, daß die
erfindungsgemäße Hinterradaufhängung im
Vergleich eine sehr neutrale und damit im
Fahrbetrieb besonders leicht zu beherrschende
Auslegung aufweist und daß die Erfüllung der
Kriterien in der Summe von keinem anderen
Anbieter erreicht wird.
Eine besonders steife Konstruktion zur
Erfüllung der Forderung 6 wird erreicht durch
durchgehende Bolzen an allen Gelenken, ei
nen in sich steifen Radträger mit Verbindung
von rechter und linker Seite vor dem Hinterrad
bzw. einer entsprechend steif gebauten einsei
tigen Konstruktion, kurzen und damit verwin
dungs- und biegesteifen Längslenkern sowie
weit voneinander entfernter Lagerung der
Längslenker an Rahmen und Radräder.
Letzteres ergibt außerdem relativ geringe
Lagerkräfte, so daß Forderung 7 erfüllt ist.
Es wurden verschiedene Varianten für Gross-
Country- und Downhill-Einsatz überprüft, die die
Federwege gemäß Forderung 8 erreichen.
Forderung 9 kann mit entsprechender
Rahmenfarm erfüllt werden.
Forderung 10 wird erfüllt durch möglichst
kampakte Bauweise und geringstmöglichen
Materialeinsatz durch Minimierung der
Abmessungen der Einzelbauteile innerhalb der
möglichen, sich aus den anderen Forderungen
ergebenden Grenzen.
Der in Fig. 3 angegebene Bereich 38 kann
sinnvoll werden bei speziellen Vorderradauf
hängungen (z. B. Telelever-artigen Vorderrad
aufhängungen) zur Konzentrierung der
Krafteinleitungen am Rahmen und damit der
Gewichtsoptimierung der Gesamtheit von
Rahmen und Hinterradaufhängung.
In den Patentansprüchen bis 9 werden
Geometrien beschrieben die den Einsatz der
patentgemäßen Hinterradaufhängung an allen
denkbaren Fahrradtypen abdecken, dabei gilt
Anspruch 7 vorzugsweise für den Bereich soge
nannter Trial-Fahrräder. Relevant sind die in den
Fig. 2 und 3 dargestellten Bereiche (18, 19, 25
und 26).
Die Unteransprüche 10 bis 21 beschreiben
Geometrien für drei verschiedene, spezielle
Fahrradtypen, an denen die patentgemäße
Hinterradaufhängung jeweils besonders sinnvoll
eingesetzt werden kann.
Die Ansprüche 10 bis 13 beschreiben die
Geometrie für ein sogenanntes Cross-Country-Moun
tainbike, die Ansprüche 14 bis 17 für ein
sogenanntes Freerider-Fahrrad, die Ansprüche
18 bis 21 für ein sogenanntes Downhill-Moun
tain-bike. Relevant sind die in den Fig. 20
und 3a dargestellten Bereiche (18a/b, 19a/b
und 26a-c).
Für Fahrräder mit nur einem Kettenblatt am
Tretlager beschränkt sich der in Fig. 2 angege
bene Bereich (26) auf die von den Linien (20),
(21), (29) und (30) eingegrenzte Fläche.
Alle drei in den Fig. 4a bis c dargestellten
Anordnungen des Feder-/Dämpfer-Elementes
bewirken eine progressive Kennung der
Federung am Hinterrad, auch wenn die
Kennung des Federelementes allein linear ist.
Dies ist gewünscht, um ein weiches Ansprechen
der Federung bei gleichzeitigem hohen
Durchschlagschutz zu erreichen.
Die Anordnung aus Fig. 4c kann produktions
technische Vorteile aufweisen, da nur zwei
Gelenkochsen am Rahmen vorzusehen sind.
Die Erfindung ist in schematischen Zeich
nungen erläutert. Im einzelnen stellen dar:
Fig. 1 die relevanten Bauelemente an ei
nem Fahrrad mit patentgemäßer Hinterradauf
hängung;
Fig. 2 und 2a die patentgemäße Lage der
Längslenker zueinander;
Fig. 3 und 3a die patentgemäße Lage der
rahmenseitigen Gelenkachsen der beiden
Längslenker;
Fig. 4a bis c mögliche vorteilhafte Einbau
situationen eines Feder-/Dämpfer-Elementes für
die patentgemaße Hinterradaufhängung.
Auf allen Zeichnungen weist das Vorderteil
des Fahrrades nach links.
In Fig. 1 ist der Umriß eines Fahrradrahmens
(1) dargestellt, der an seinem hinteren oberen
Ende den Sattel (2) trägt und in seinem hinteren
unteren Ende das Tretlager (6) aufnimmt. Das
Hinterrad (3) ist mit einer Achse (12), deren
Mittelpunkt durch die Linien (13a) und (13b) de
finiert wird, drehbar in einem Radträger (5) ge
lagert. Der Radträger (5) ist im
Ausführungsbeispiel als Dreieck-Konstruktion
dargestellt, die sich von der Hinterradachse (12)
nach vorn oben und vorn unten bis vor das
Hinterrad erstreckt und an dessen beiden vor
deren Ecken ein oberer Längslenker (10) mit der
Gelenkachse (11b) und ein unterer Längslenker
(8) mit der Gelenkachse (9b) gelenkig gelagert
sind. Die Gelenkachse (11b) befindet sich im
Ausführungsbeispiel auf einer Geraden durch
die Hinterradachse, die mit einem Winkel von
ca. 30° zur Waagerechten nach vorn oben
ragt die Gelenkachse (9b) auf einer solchen,
die mit einem Winkel von ca. 15° zur
Waagerechten nach vorn unten ragt. Dadurch
daß die vorderen Ecken der Dreieck-Kon
struktion über den Radius des Hinterrades
hinausragen, ist es möglich, die Gelenkachsen
(9b) und (11b) als durchgehende Bolzen auszu
führen, was eine besonders steife und dauer
hafte Konstruktion darstellt.
Der untere Längslenker (8) ist auf seinem vom
Radträger abgewandten Ende mit eine
Gelenkachse (9a) gelenkig mit dem Rahmen
(1) verbunden, und zwar in einem Bereich un
terhalb des Tretlagers (6) oder mit der
Tretlagerachse zusammenfallend, Bevorzugte
Bereiche werden in Fig. 2 und 2a näher be
schrieben.
Der obere Längslenker (10) ist auf seinem vom
Radträger abgewandten Ende mit einer
Gelenkachse (11a) gelenkig mit dem Rahmen
(1) verbunden, und zwar in einem Bereich ober
halb des Tretlagers (6). Bevorzugte Bereiche
werden in Fig. 2 und 2a näher beschrieben.
Auch die Gelenkachsen (9a und 11a) sind als
durchgehende Bolzen auszuführen.
Desweiteren sind in Form von konzentrischen
Kreisen (7a), (7b) und (7c) um das Tretlager die
Teilkreisdurchmesser der üblicherweise verwen
deten drei Kettenblätter dargestellt.
Im vorderen Bereich des Rahmens (1) ist über ei
ne nicht dargestellte Vorderradgabel das
Vorderrad (4) gelagert.
In Fig. 2 ist erläutert, wie die Lage der
Längslenker zueinander patentgemäß zu
wählen ist. Basis hierfür sind die beiden Geraden
(22) und (23), wobei (22) die Verlängerung der
Verbindung der beiden Gelenkachsen (11a)
und (11b) des oberen Längslenkers nach vorn
darstellt und (23) die Verlängerung der
Verbindung der beiden Gelenkachsen (9a) und
(9b) des unteren Längslenkers nach vorn dar
stellt. Die Geraden (22) und (23) schneiden sich
im Schnittpunkt (24). Der Schnittpunkt liegt
patentgemäß in einem der Bereiche (25) oder
(26). Dabei wird der Bereich (26) wie folgt be
bildet:
die Begrenzung nach unten bildet die Linie (28), der Tangente von der Hinterradachse (12) an den Teilkreisdurchmesser des mittleren Kettenblattes (7b);
die Begrenzung nach oben bildet die Linie (30), die gebildet wird durch die Drehung der Linie (29) um ein Winkelgrad im Uhrzeigersinn um die Hinterradachse (12), wobei die Linie (29) die Tangente von der Hinterradachse (12) an den Teilkreisdurchmesser des großen Kettenblattes (7a) darstellt;
die Begrenzung nach hinten bildet ein konzen trisch zum Tretlager (6) liegender Kreisbogen abschnitt (20) durch die Gelenkachse (11a) mit dem Radius (R);
die Begrenzung nach vorn bildet ein konzen trisch zum Tretlager (6) liegender Kreisbogen abschnitt (21) mit dem 2,5-fachen Radius des Kreisbogenabschnittes (20).
die Begrenzung nach unten bildet die Linie (28), der Tangente von der Hinterradachse (12) an den Teilkreisdurchmesser des mittleren Kettenblattes (7b);
die Begrenzung nach oben bildet die Linie (30), die gebildet wird durch die Drehung der Linie (29) um ein Winkelgrad im Uhrzeigersinn um die Hinterradachse (12), wobei die Linie (29) die Tangente von der Hinterradachse (12) an den Teilkreisdurchmesser des großen Kettenblattes (7a) darstellt;
die Begrenzung nach hinten bildet ein konzen trisch zum Tretlager (6) liegender Kreisbogen abschnitt (20) durch die Gelenkachse (11a) mit dem Radius (R);
die Begrenzung nach vorn bildet ein konzen trisch zum Tretlager (6) liegender Kreisbogen abschnitt (21) mit dem 2,5-fachen Radius des Kreisbogenabschnittes (20).
Der Bereich (25) wird wie folgt gebildet:
die Begrenzungen nach oben, vorn und hinten werden gebildet durch die bereits beschriebe ne Linie (28) und die bereits beschriebenen Kreisbogenabschnitte (20) und (21);
die Begrenzung nach unten wird gebildet durch die Linie (27), der Tangente von der Hinterradachse (12) an den Teilkreisdurchmes ser des kleinen Kettenblattes (7c).
die Begrenzungen nach oben, vorn und hinten werden gebildet durch die bereits beschriebe ne Linie (28) und die bereits beschriebenen Kreisbogenabschnitte (20) und (21);
die Begrenzung nach unten wird gebildet durch die Linie (27), der Tangente von der Hinterradachse (12) an den Teilkreisdurchmes ser des kleinen Kettenblattes (7c).
Fig. 2a zeigt eingeschränkte Bereiche (26a),
(26b) und (26c) für den in Fig. 2 dargestellten
Schnittpunkt (24) der Geraden (22) und (23), die
innerhalb der Grenzen des Bereiches (26) lie
gen.
Dabei wird Bereich (26c) nach unten begrenzt
durch die in Fig. 2 beschriebene Linie (29), nach
oben begrenzt durch die in Fig. 2 beschriebene
Linie (30), nach hinten begrenzt durch den in
Fig. 2 beschriebenen konzentrisch zum Tretlager
liegenden Kreisbogenabschnitt (20) mit dem
Radius (R) nach vorn begrenzt durch durch ei
nen zum Kreisbogenabschnitt (20) konzentri
schen Kreisbogenabschnitt mit dem 1,15-fa
chen Radius des Kreisbogenabschittes (20).
Bereich (26b) wird nach oben begrenzt durch
die in Fig. 2 beschriebene Linie (29), nach unten
begrenzt durch die Linie (34), die gebildet wird
durch die Drehung der in Fig. 2 beschriebenen
Linie (28) um ein Winkelgrad im Uhrzeigersinn
um die Hinterradachse (12), nach hinten be
grenzt durch einen zum Kreisbogenabschnitt
(20) konzentrischen Kreisbogenabschnitt mit
dem 1,3-fachen Radius des Kreisbogenab
schnittes (20), nach vorn begrenzt durch einen
zum Kreisbogenabschnitt (20) konzentrischen
Kreisbogenabschnitt mit dem 1,5-fachen
Radius des Kreisbogenabschnittes (20).
Bereich (26a) wird nach unten begrenzt durch
die in Fig. 2 beschriebene Linie (28), nach oben
begrenzt durch die Linie (34), nach hinten be
grenzt durch einen zum Kreisbogenabschnitt
(20) konzentrischen Kreisbogenabschnitt mit
dem 1,65-fachen Radius des Kreisbogenab
schnittes (20), nach vorn begrenzt durch einen
zum Kreisbogenabschnitt (20) konzentrischen
Kreisbogenabschnitt mit dem 1,85-fachen
Radius des Kreisbogenabschnittes (20).
In Fig. 3 sind bevorzugte Lagen der rah
menseitigen Gelenkachsen (9a) und (11a) der
Längslenker (8) bzw. (10) beschrieben.
Gelenkachse (9a) liegt im Bereich (19), der ein
Kreissegment mit dem Radius 60 mm mit
Kreismittelpunkt in Tretlagermitte (6) darstellt,
begrenzt durch den nach unten weisenden
Winkelbereich zwischen den Linien (16b) und
(16a). Linie (16b) ist die Horizontale durch die
Tretlagermitte, Linie (16a) entsteht durch die
Drehung der Senkrechten (35) durch die
Tretlagermitte um 45° im Uhrzeigersinn um die
Tretlagermitte.
Die Gelenkachse (11a) liegt in einem der
Bereiche (18) oder (38). Bereich (18) wird nach
unten begrenzt durch einen zum Tretlager kon
zentrischen Kreisbogenabschnitt (14b) mit dem
Radius 150 mm, nach oben begrenzt durch ei
nen zum Tretlager konzentrischen Kreisbogen
abschnitt (14a) mit dem Radius 250 mm, nach
vorn begrenzt durch die Linie (15a) und nach
hinten begrenzt durch die Linie (15b), wobei die
Linien (15a) und (15b) symmetrisch zur
Senkrechten (35) durchs Tretlager (6) einen
Winkel von 20° einschließen und sich in
Tretlagermitte treffen.
Der Bereich (38) wird nach oben und unten
durch die gleichen Kreisbogenabschnitte (14a)
und (14b) begrenzt wie Bereich (18), nach hin
ten begrenzt durch die Linie (15a) und nach
vorn begrenzt durch eine Linie, die entsteht
durch Drehung der Linie (15a) um 20° gegen
den Uhrzeigersinn um die Tretlagermitte.
Fig. 3a zeigt eingeschränkte Bereiche (18a)
und (18b) für die Lage der oberen rahmenseiti
gen Gelenkachse (11a) die innerhalb der
Grenzen des Bereiches (18) liegen sowie einge
schränkte Bereiche (19a) und (19b) für die Lage
der unteren rahmenseitigen Gelenkachse (9a),
die innerhalb der Grenzen des Bereiches (19)
liegen.
Die Bereiche (19a) und (19b) werden zum
Tretlager hin begrenzt durch einen zum
Tretlager konzentrischen Kreisbogenabschnitt
mit dem Radius 40 mm und auf der dem
Tretlager abgewandten Seite durch einen zum
Tretlager konzentrischen Kreisbogenabschnitt
mit dem Radius 55 mm.
Der Bereich (19a) wird seitlich begrenzt durch
zwei Linien (37a) und (37b), die sich im Tretlager
schneiden und symmetrisch zur Senkrechten
(35) durchs Tretlager (6), nach unten ragend ei
nen Winkel von 20° einschließen.
Der Bereich (19b) wird seitlich begrenzt durch
die Linien (39a) und (39b), die sich im Tretlager
schneiden. Linie (39a) entsteht durch Drehung
der Senkrechten (35) durchs Tretlager um 30°
gegen den Uhrzeigersinn um die Tretlagermit
te, Linie (39b) entsteht durch Drehung der
Senkrechten (35) durchs Tretlager um 60° ge
gen den Uhrzeigersinn um die Tretlagermitte,
wobei die Linien (39a) und (39b) vom Tretlager
aus nach hinten unten ragen.
Die Bereiche (18a) und (18b) werden seitlich
begrenzt durch die Linien (40a) und (40b), die
sich im Tretlager schneiden und vom Tretlager
aus nach oben ragen. Linie (40a) entsteht
durch Drehung der Senkrechten (35) durchs
Tretlager um 5° gegen den Uhrzeigersinn um die
Tretlagermitte, Linie (40b) entsteht durch
Drehung der Senkrechten (35) durchs Tretlager
um 2° im Uhrzeigersinn um die Tretlagermitte.
Der Bereich (18a) wird nach unten begrenzt
durch den zum Tretlager konzentrischen
Kreisbogenabschnitt (36a) mit dem Radius
180 mm und nach oben begrenzt durch den
zum Tretlager konzentrischen Kreisbogenab
schnitt (36b) mit dem Radius 200 mm.
Der Bereich (18b) wird nach unten begrenzt
durch den zum Tretlager konzentrischen
Kreisbogenabschnitt (36b) und nach oben be
grenzt durch den zum Tretlager konzentrischen
Kreisbogenabschnitt (36c) mit dem Radius
220 mm.
In Fig. 4a ist ein im Fahrradbau übliches
Feder-Dämpfer-Element (31) gezeigt, das sich
ab seiner unteren Seite gelenkig mit der
Gelenkachse (33a) auf der hinteren Hälfte des
oberen Längslenkers (10) abstützt. Von dort aus
ragt es nach vorn oben und ist an seinem an
deren Ende mit einer Gelenkachse (32a) ge
lenkig mit dem Rahmen (1) verbunden.
Im Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel zwi
schen der Längsachse des Feder-/Dämpfer-Ele
mentes und der Horizontalen ca. 60°, die
Gelenkachse (32a) liegt annähernd senkrecht
über der Gelenkachse (11a) des oberen
Längslenkers (10).
In Fig. 4b ist das Feder-/Dämpfer-Element
an seinem unteren Ende mit der Gelenkachse
(33b) am Radträger (5), und zwar an der unte
ren Hälfte der Verbindung der Gelenkachsen
(9b) und (11b) gelagert. Von dort aus ragt es
nach vorn oben und ist an seinem anderen
Ende mit einer Gelenkachse (32b) gelenkig mit
dem Rahmen (1) verbunden.
Im Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel zwi
schen der Längsachse des Feder-/Dämpfer-Ele
mentes und der Horizontalen ca. 750, die
Gelenkachse (32b) liegt im oberen Drittel zwi
schen Tretlager (6) und rahmenseitiger
Gelenkachse (11a) des oberen Längslenkers
(10), annähernd auf der Senkrechten (35)
durchs Tretlager.
In Fig. 4c ist das Feder-/Dämpfer-Element
an seinem unteren Ende mit der Gelenkachse
(33c) am Radträger (5), und zwar an der unte
ren Hälfte der Verbindung der Gelenkachsen
(9b) und (11b), gelagert. Von dort aus ragt es
fast senkrecht nach oben und ist an seinem an
deren Ende mit einer Gelenkachse (32c) ge
lenkig in der vorderen Hälfte des Längslenkers
(10) gelagert.
Claims (24)
1. Hinterradaufhängung für Fahrräder mit
zwei Längslenkern, die jeweils an ihrem einen
ersten Ende mit einem Schwenkgelenk an
dem Rahmen des Fahrrades und an ihrem
zweiten Ende mit einem weiteren
Schwenkgelenk an einem, die Achse des
Hinterrades aufnehmenden Radträger befe
stigt sind, wobei sämtliche Schwenkgelenke
vor dem Hinterrad angeordnet sind und der
Radträger eine Armkonstruktion ist, dessen
Erstreckung von der Aufnahme der Hinter
radachse bis zu den Schwenkgelenken, die
ihn mit den Längslenkern verbindet, größer
als der Hinterradradius ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei statischer Einwirkung des
Gewichtes des Fahrers in dessen normaler
Sitzposition, die durch die Mitte der
Gelenkachsen (9a und 9b) des unteren
Längslenkers (8) definierte Gerade (23) und
die durch die Mitte der Gelenkachsen (11a
und 11b) des oberen Längslenkers (10) defi
nierte Gerade (22) sich im Schnittpunkt (24)
im Bereich (26) schneiden, dessen Begren
zung nach unten gebildet wird durch die
Linie (28), der Tangente von der Hinterrad
achse (12) an den Teilkreisdurchmesser des
mittleren Kettenblattes (7b), dessen Begren
zung nach oben gebildet wird durch die
Linie (30), die gebildet wird durch die
Drehung der Linie (29) um ein Winkelgrad im
Uhrzeigersinn um die Hinterradachse (12),
wobei die Linie (29) die Tangente von der
Hinterradachse (12) an den Teilkreisdurch
messer des großen Kettenblattes (7a) dar
stellt, dessen Begrenzung nach hinten gebil
det wird durch einen konzentrisch zum
Tretlager (6) liegenden Kreisbogenabschnitt
(20) durch die Gelenkachse (11a) mit dem
Radius (R) und dessen Begrenzung nach
vorn gebildet wird durch einen konzentrisch
zum Tretlager (6) liegenden Kreisbogenab
schnitt (21) mit dem 2,5-fachen Radius des
Kreisbogenabschnittes (20) und zusätzlich
die Gelenkachse (9a) in der Nähe des
Tretlagers am Rahmen gelagert ist und zu
sätzlich die Gelenkachse (11a) in einem
Bereich oberhalb des Tretlager gelagert ist.
2. Hinterradaufhängung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich
für die Lagerung der Gelenkachse (9a) am
Rahmen auf den Bereich (18) am Rahmen
eingeschränkt ist, der nach unten begrenzt
wird durch einen zum Tretlager konzentri
schen Kreisbogenabschnitt (14b) mit dem
Radius 150 mm, nach oben begrenzt wird
durch einen zum Tretlager konzentrischen
Kreisbogenabschnitt (14a) mit dem Radius
250 mm, nach vorn begrenzt wird durch die
Linie (15a) und nach hinten begrenzt wird
durch die Linie (15b), wobei die Linien (15a)
und (15b) symmetrisch zur Senkrechten (35)
durchs Tretlager (6) einen Winkel von 20°
einschließen und sich in Tretlagermitte tref
fen.
3. Hinterradaufhängung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich
für die Lagerung der Gelenkachse (9a) am
Rahmen auf den Bereich (19) eingeschränkt
ist, der ein Kreissegment mit dem Radius
60 mm mit Kreismittelpunkt in Tretlagermitte
(6) darstellt, begrenzt durch den nach unten
weisenden Winkelbereich zwischen den
Linien (16b) und (16a), dabei ist Linie (16b)
die Horizontale durch die Tretlagermitte.
Linie (16a) entsteht durch die Drehung der
Senkrechten (35) durch die Tretlagermitte
um 45° im Uhrzeigersinn um die
Tretlagermitte.
4. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der obere Längslenker (10) eine Länge
von Gelenkachse (11a) zu Gelenkachse
(11b) aufweist, die um den Faktor 1,3 bis 2,5
größer ist als die Länge des unteren
Längslenkers von Gelenkachse (9a) zu
Gelenkachse (9b).
5. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der untere Längslenker (8) eine Länge
von Gelenkachse (9a) zu Gelenkachse (9b)
von 80 mm bis 100 mm aufweist.
6. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fahrrad vorn nur zwei Kettenblätter
(7a) und (7b) aufweist und das kleinste
Kettenblatt (7c) entsprechend Fig. 2 wegfällt.
7. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fahrrad vorn nur ein Kettenblatt (7a)
aufweist und der Bereich (26) auf die von
den im Anspruch 1 definierten Linien (20),
(21), (29) und (30) eingegrenzte Fläche be
schränkt ist.
8. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bereich (26) um den Bereich (25)
nach unten vergrößert ist, dessen Begrenzun
gen nach oben, vorn und hinten gebildet
werden durch die bereits beschriebene Linie
(28) und die bereits beschriebenen
Kreisbogenabschnitte (20) und (21) und des
sen Begrenzung nach unten gebildet wird
durch die Linie (27), der Tangente von der
Hinterradachse (12) an den Teilkreisdurch
messer des kleinen Kettenblattes (7c).
9. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bereich (18) um den Bereich (38)
nach vorn vergrößert ist, der nach oben und
unten durch die gleichen Kreisbogenab
schnitte (14a) und (14b) begrenzt wird wie
Bereich (18), nach hinten begrenzt durch
die Linie (15a) und nach vorn begrenzt durch
eine Linie, die entsteht durch Drehung der
Linie (15a) um 20° gegen den Uhrzeigersinn
um die Tretlagermitte.
10. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bereich (26) auf den Unterbereich
(26a) eingeschränkt ist, der nach unten be
grenzt wird durch die in Anspruch 1 be
schriebene Linie (28), nach oben begrenzt
durch die Linie (34), die gebildet wird durch
die Drehung der Linie (28) um ein Winkelgrad
im Uhrzeigersinn um die Hinterradachse (12),
nach hinten begrenzt durch einen zum
Kreisbogenabschnitt (20) konzentrischen
Kreisbogenabschnitt mit dem 1,65-fachen
Radius des Kreisbogenabschnittes (20) und
nach vorn begrenzt durch einen zum
Kreisbogenabschnitt (20) konzentrischen
Kreisbogenabschnitt mit dem 1,85-fachen
Radius des Kreisbogenabschnittes (20).
11. Hinterradaufhängung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich
(18) auf den Unterbereich (18a) einge
schränkt ist, der nach unten begrenzt wird
durch den zum Tretlager konzentrischen
Kreisbogenabschnitt (36a) mit dem Radius
180 mm, nach oben begrenzt wird durch den
zum Tretlager konzentrischen Kreisbogenab
schnitt (36b) mit dem Radius 200 mm, seitlich
begrenzt durch die Linien (40a) und (40b),
die sich im Tretlager schneiden und vom
Tretlager aus nach oben ragen, dabei ent
steht Linie (40a) entsteht durch Drehung der
Senkrechten (35) durchs Tretlager um 5° ge
gen den Uhrzeigersinn um die Tretlagermitte
und Linie (40b) durch Drehung der
Senkrechten (35) durchs Tretlager um 2° im
Uhrzeigersinn um die Tretlagermitte.
12. Hinterradaufhängung nach Anspruch 10
oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der
Faktor, um den der obere Längslenker (10)
von Gelenkachse zu Gelenkachse länger ist
als der untere Längslenker (8) von
Gelenkachse zu Gelenkachse auf den
Bereich zwischen 1.4 und 1.6 eingeschränkt
ist.
13. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeich
net, daß der Bereich (19) auf den
Unterbereich (19a) eingeschränkt ist, der zum
Tretlager hin begrenzt wird durch einen zum
Tretlager konzentrischen Kreisbogenab
schnitt mit dem Radius 40 mm, auf der dem
Tretlager abgewandten Seite durch einen
zum Tretlager konzentrischen Kreisbogenab
schnitt mit dem Radius 55 mm und seitlich be
grenzt wird durch zwei Linien (37a) und (37b),
die sich im Tretlager schneiden und symme
trisch zur Senkrechten (35) durchs Tretlager
(6), nach unten ragenden Winkel von 20°
einschließen.
14. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bereich (26) auf den Unterbereich
(26b) eingeschränkt ist, der nach oben be
grenzt wird durch Linie (29), nach unten be
grenzt durch die Linie (34), nach hinten be
grenzt durch einen zum Kreisbogenabschnitt
(20) konzentrischen Kreisbogenabschnitt mit
dem 1,3-fachen Radius des Kreisbogenab
schnittes (20) und nach vorn begrenzt durch
einen zum Kreisbogenabschnitt (20) konzen
trischen Kreisbogenabschnitt mit dem 1,5-fa
chen Radius des Kreisbogenabschnittes (20).
15. Hinterradaufhängung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich
(18) auf einen der Unterbereiche (18a) oder
(18b) eingeschränkt ist, wobei Bereich (18b)
seitlich begrenzt wird durch die Linien (40a)
und (40b), nach unten begrenzt durch den
zum Tretlager konzentrischen Kreisbogenab
schnitt (36b) und nach oben begrenzt durch
den zum Tretlager konzentrischen
Kreisbogenabschnitt (36c) mit dem Radius
220 mm.
16. Hinterradaufhängung nach Anspruch 14
oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der
Faktor, um den der obere Längslenker (10)
von Gelenkachse zu Gelenkachse länger ist
als der untere Längslenker (8) von
Gelenkachse zu Gelenkachse auf den
Bereich zwischen 1,8 und 2,2 eingeschränkt
ist.
17 Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeich
net, daß der Bereich (19) auf den
Unterbereich (19b) eingeschränkt ist, der zum
Tretlager hin begrenzt wird durch einen zum
Tretlager konzentrischen Kreisbogenab
schnitt mit dem Radius 40 mm und auf der
dem Tretlager abgewandten Seite durch ei
nen zum Tretlager konzentrischen Kreisbo
genabschnitt mit dem Radius 55 mm, seitlich
begrenzt durch die Linien (39a) und (39b),
die sich im Tretlager schneiden, wobei Linie
(39a) entsteht durch Drehung der
Senkrechten (35) durchs Tretlager um 30° ge
gen den Uhrzeigersinn um die Tretlagermit
te und Linie (39b) entsteht durch Drehung
der Senkrechten (35) durchs Tretlager um 60°
gegen den Uhrzeigersinn um die Tretlager
mitte, wobei die Linien (39a) und (39b) vom
Tretlager aus nach hinten unten ragen.
18. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bereich (26) auf den Unterbereich
(26c) eingeschränkt ist, der nach unten be
grenzt wird durch die Linie (29), nach oben
begrenzt durch die Linie (30), nach hinten
begrenzt durch den konzentrisch zum
Tretlager liegenden Kreisbogenabschnitt
(20) mit dem Radius (R), nach vorn begrenzt
durch durch einen zum Kreisbogenabschnitt
(20) konzentrischen Kreisbogenabschnitt mit
dem 1,15-fachen Radius des Kreisbogenab
schnittes (20).
19. Hinterradaufhängung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich
(18) auf den in Anspruch 15 beschriebenen
Unterbereich (18b) eingeschränkt ist.
20. Hinterradaufhängung nach Anspruch 18
oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der
Faktor, um den der obere Längslenker (10)
von Gelenkachse zu Gelenkachse länger ist
als der untere Längslenker (8) von
Gelenkachse zu Gelenkachse auf den
Bereich zwischen 1,9 und 2,2 eingeschränkt
ist.
21. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeich
net, daß der Bereich (19) auf den in
Anspruch 17 beschriebenen Unterbereich
(19b) eingeschränkt ist.
22. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeich
net, daß das verwendete Feder-/Dämpfer-Ele
ment auf seiner einen Seite mit einer
Gelenkachse (33a) in der hinteren Hälfte des
oberen Längslenkers (10) und auf seiner an
deren Seite mit einer Gelenkachse (32a) am
Rahmen (1) gelagert ist, so daß die
Verbindung der Gelenkachsen (32a) und
(33a) mit der Verbindung der Gelenkachsen
(11a) und (11b) einen nach vorn öffnenden
Winkel zwischen 45° und 90° aufspannt.
23. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeich
net, daß das verwendete Feder-/Dämpfer-Ele
ment auf seiner einen Seite mit einer
Gelenkachse (33b) am Radträger (5) an der
unteren Hälfte der Verbindung der
Gelenkachsen (9b) und (11b) gelagert ist
und auf seiner anderen Seite mit der
Gelenkachse (32b) am Rahmen (1) ober
halb des Tretlagers gelagert ist.
24. Hinterradaufhängung nach einem der
Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeich
net, daß das verwendete Feder-/Dämpfer-Ele
ment auf seiner einen Seite mit einer
Gelenkachse (33c) am Radträger (5) an der
unteren Hälfte der Verbindung der
Gelenkachsen (9b) und (11b) gelagert ist
und auf seiner anderen Seite mit der
Gelenkachse (32c) in der vorderen Hälfte
des Längslenkers (10) gelagert ist.
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