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Die Erfindung betrifft eine Fahrradgabel, die insbesondere für Rennräder und Triathlonräder aber auch Trekking- oder Stadträder geeignet ist.
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Bei Rädern mit ungefederter Fahrradgabel für das Vorderrad treten insbesondere beim Überfahren von Unebenheiten wie beispielsweise schlechten Straßenbelägen, Kopfsteinpflaster oder Kieswegen Schläge auf. Diese führen zu starken Vibrationen, die eine Ermüdung der Armmuskulatur des Fahrers hervorrufen. Insbesondere im Leistungssport wird hierdurch die Leistungsfähigkeit des Fahrers beeinträchtigt. Desweiteren kann es insbesondere bei langen Fahrten zu Schmerzen oder dauerhaften Beschwerden kommen.
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Aus dem Bereich der Mountainbikes sind hydraulische Federgabeln bekannt. Diese können jedoch bei Rennrädern, Triathlonrädern etc. bereits auf Grund des erheblichen Eigengewichtes nicht eingesetzt werden.
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Desweiteren ist neben der Verwendung von Hydraulikfedern ebenfalls aus dem Bereich der Mountainbikes aus
WO 2013/046236 eine Gabel mit zweistückigen Gabelbeinen bekannt. Ein Vorderteil der jeweiligen Gabelbeine ist über mehrere lineare Blattfedern mit einem hinteren Teil der jeweiligen Gabelbeine verbunden. Die beiden in Fahrtrichtung hinteren Teile der Gabelbeine tragen die Vorderradachse. Die beiden über mehrere Blattfedern miteinander verbundenen Gabelteile verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Eine derartige Konstruktion ist insbesondere auf Grund des Gewichts der Fahrradgabel insbesondere für Rennräder und Triathlonräder nicht geeignet. Desweiteren weist diese Konstruktion den Nachteil auf, dass verhältnismäßig kurze Blattfedern eingesetzt werden. Die eingesetzten Federn dürfen auf Grund der notwendigen geforderten Steifigkeit nicht zu weich sein. Um den Federweg mit harten verwindungssteifen Federn zu realisieren, müssen diese jedoch eine gewisse Länge aufweisen. Dies ist mit der in
WO 2013/046236 beschriebenen Konstruktion nur bedingt möglich.
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Desweiten ist aus
EP 2 332 816 eine Vorderradgabel für Fahrräder bekannt, bei der die Gabelbeine ebenfalls zweiteilig ausgebildet sind. Zwischen den beiden im Wesentlichen ebenfalls parallelen zueinander laufenden Teilen der Gabelbeine sind Elastomerelemente vorgesehen, sodass die beiden Teile der Gabelbeine in Längsrichtung um einen gewissen Bereich gegeneinander verschiebbar sind. Da die beiden Gabelteile über eine möglichst große Länge parallel zueinander ausgeführt sein müssen, weist die Gabel ein verhältnismäßig hohes Gewicht auf. Desweiteren weist das Vorsehen von Elastomeren den Nachteil auf, dass deren Eigenschaften richtungsunabhängige sind. Dies führt zu einer unerwünschten Kippbewegung des Reifens. Um diese Kippbewegung möglichst gering zu halten kann auch nur ein sehr geringer vertikaler Federweg realisiert werden. Desweiteren ist eine Einstellung der Federeigenschaften nicht möglich, sodass beispielsweise in Abhängigkeit des Körpergewichtes unterschiedliche Gabeln vorgehalten werden müssten.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine Fahrradgabel, insbesondere eine Vorderrad-Fahrradgabel zu schaffen, die vorzugsweise für den Einsatz bei Rennrädern, Triathlonrädern und dergleichen geeignet ist und gute Dämpfungseigenschaften, insbesondere von kleineren Schlägen und Vibrationen aufweist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Die erfindungsgemäße Fahrradgabel, bei der es sich insbesondere um eine Vorderrad-Fahrradgabel handelt, ist insbesondere für Rennräder und Triathlonräder, aber auch für Trecking- und Stadträder geeignet. Die Fahrradgabel weist einen Gabelschaft auf, der über eine Gabelbrücke mit zwei Gabelbeinen verbunden ist. Der Gabelschaft, die Gabelbrücke und die Gabelbeine sind vorzugsweise einstückig ausgebildet. Insbesondere handelt es sich um ein aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere CFK hergestelltes Bauteil. Ferner weist die erfindungsgemäße Fahrradgabel zwei Schwingenelemente auf. Hierbei ist jedes Schwingenelement jeweils mit einer der beiden Gabelbeine verbunden. Das Schwingenelement dient zur Aufnahme der Radachse. Desweiteren weist die erfindungsgemäße Fahrradgabel ein Federelement auf. Das zumindest eine Federelement ist zwischen einem der Schwingenelemente und einem der Gabelbeine angeordnet. Zumindest eines der Gabelbeine ist somit einerseits mit einem Schwingenelement und andererseits mit einem Federelement, das zwischen den beiden Bauteilen angeordnet ist, verbunden. Vorzugsweise sind zwei Federelemente vorgesehen, sodass beide Schwingenelemente über das Federelement mit dem dazugehörigen Gabelbein verbunden sind. Bei dem Federelement handelt es sich erfindungsgemäß um eine gekrümmte Blattfeder. Die Krümmung der Blattfeder ist in Längsrichtung der Blattfeder ausgebildet. Ein derartiges Federelement, das vorzugsweise aus einer einzigen Blattfeder oder gegebenenfalls mehrere insbesondere aufeinander liegenden einzelnen Blattfederelemente besteht, kann eine gute Dämpfungscharakteristik bei geringem Gewicht der Fahrradgabel realisieren.
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Die Krümmung der mindestens einen Blattfeder erfolgt vorzugsweise in Richtung des Gabelbeins und/oder der Schwinge. Der Mittelpunkt des Krümmungsradius liegt somit auf der bzgl. des Gabelbeins bzw. der Schwinge abgewandten Seite der Blattfeder.
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In besonders bevorzugter Ausführungsform sind die beiden Schwingenelement jeweils über ein Gelenk mit dem jeweiligen Gabelbein verbunden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Gelenk um ein Schwenkgelenk, das insbesondere nur um eine Achse schwenkbar ist. Diese Achse ist bei eingebauter Vorderradgabel vorzugsweise horizontal ausgerichtet. Das Schwenkgelenk kann vorzugsweise Gleit- oder ein Wälzlager aufweisen. Die mindestens eine Blattfeder ist daher in bevorzugter Ausführungsform in Richtung des Schwenkgelenks gekrümmt.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist mindestens eines der Gabelbeine eine Federanlagefläche auf, wobei es wiederum bevorzugt ist, dass bei einem Vorsehen von zwei Federelementen jede Gabel eine entsprechende Federanlagefläche aufweist. An der Federanlagefläch liegt in eingefedertem Zustand ein Teil der Blattfeder an. Hierdurch erhöht sich die Progression der Blattfeder, da sich die im Eingriff befindliche Länge der Blattfeder verkürzt. Bei gleichbleibendem Federquerschnitt und E-Modul erhöht sich die Federkraft.
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Desweiteren ist es bevorzugt, dass die mindestens eine Blattfeder im Bereich eines freien Endes des Schwingenelements mit diesem verbunden ist. Hierdurch ist die Anordnung der Blattfeder optimiert.
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Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Ende der mindestens einen Blattfeder in unterschiedlichen Positionen mit dem Gabelbein bzw. dem Schwingenelement verbindbar. Hierdurch kann die Federcharakteristik auf einfache Weise geändert werden. Das mindestens eine Ende der mindestens einen Blattfeder kann beispielsweise an mehreren Aufnahmen wie Bohrungen, Klemmungen oder anderen Spannvorrichtungen in unterschiedlichen Positionen fixiert werden. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine Aufnahme für ein Ende der mindestens einen Blattfeder als Schlitz oder Nut ausgebildet. Insofern ist eine stufenlose Veränderung der Position und somit eine stufenlose Einstellung der Federcharakteristik möglich. Eine Verbindung zwischen dem Ende der Blattfeder und dem Gabelbein oder dem Schwingenelement kann auch mittels einer Schelle erfolgen. Eine derartige Schelle umgreift das Gabelbein bzw. das Schwingenelement zumindest teilweise. Das Fixieren der Schelle kann über ein Klemmelement wie eine Schraube oder Rastelement erfolgen. Das Vorsehen einer Schelle hat insbesondere den Vorteil, dass durch ein einfaches Verschieben ein Befestigen des Federelements in unterschiedlichen Positionen stufenfrei möglich ist. Somit ist hierdurch auch eine stufenfreie Einstellung der Federcharakteristik möglich.
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Desweiteren ist es besonders bevorzugt, dass bei der erfindungsgemäßen Fahrradgabel die Schwingenelemente in Fahrtrichtung weisen. Es handelt sich somit in dieser Ausführungsform um eine geschobene Schwinge. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass der bei herkömmlichen Fahrradgabeln bestehende Nachlauf beibehalten werden kann und sich somit die grundlegenden Fahreigenschaften des Fahrrads nicht ändern. Ferner weist diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrradgabel den Vorteil auf, dass die Einfederrichtung der Stoßrichtung entspricht.
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Der erzielbare Federweg liegt der erfindungsgemäßen Fahrradgabel mit Federelement vorzugsweise im Bereich von 5–20 mm. Insbesondere sind Federwege von 7–15 mm verwirklicht.
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Besonders bevorzugt ist es, dass die vorstehend gegebenenfalls anhand nur eines Gabelbein und eines Federelement beschriebene Ausführungsform identisch an beiden Gabelbeinen vorgesehen ist, sodass vorzugsweise stets zwei Blattfedern entsprechend erfindungsgemäß ausgestaltet und vorgesehen sind.
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Ferner ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Fahrradgabel eine Bremssattelaufnahme aufweist, sodass eine Scheibenbremse vorgesehen werden kann. Hierbei kann die Bremssattelaufnahme an einem der Schwingenelemente oder an einen der Federbeine angeordnet sein, wobei die Sattelaufnahme insbesondere einstückig mit dem entsprechenden Bauteil ausgebildet ist.
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Die Blattfeder kann aus einem Metall hergestellt sein. Bevorzugt ist es, dass die Blattfeder einen Faserkunststoffverbund aufweist oder aus diesem hergestellt ist.
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Die erfindungsgemäße Fahrradgabel weist den besonderen Vorteil auf, dass sie ein sehr feines Ansprechverhalten und ein damit verbundenes niedriges Losbrechmoment aufweist. Dies liegt insbesondere darin begründet, dass die ungefederte Masse, beispielsweise im Vergleich zu
EP 2 332 816 , geringer ist. Hierdurch ist es möglich die auf Grund unebenen Untergrunds auftretenden Vibrationen stark zu mildern. Diese hat wiederum zur Folge, dass die Armmuskulatur langsamer ermüdet, und somit die Leistungsfähigkeit insbesondere bei Profisportlern zunimmt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Fahrrad-Gabel mit eingebauten Vorderrad in Seitenansicht,
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2 eine schematische Seitenansicht der Fahrradgabel und
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3 eine schematische Vorderansicht der Fahrradgabel.
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Die Vorderradgabel 10 die insbesondere für ein Rennrad oder Triathlonrad geeignet ist, weist einen Gabelschaft 12 auf, der in einem Gabelrohr 14 des Fahrradrahmens drehbar gelagert ist und mit einem nicht dargestellten Fahrradlenker verbunden ist. Ferner weist die Fahrradgabel 10 zwei über eine Gabelbrücke 16 (3) miteinander verbundene Gabelbeine 18 auf.
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Erfindungsgemäß ist nicht das Ausfallende der Gabelbeine unmittelbar zur Aufnahme der Fahrradachse ausgebildet. Vielmehr sind die beiden Gabelbeine 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils über ein Schwenkgelenk 20 jeweils mit einem Schwingenelement 22 verbunden. An einem freien bzw. in Fahrtrichtung 24 nach vorne weisenden Ende der Schwingenelemente 22 ist zur Aufnahme der Radachse beispielsweise eine Öffnung 26 (2) oder eine entsprechende schlitzförmige Ausnehmung, wie bei herkömmlichen Ausfallenden von Fahrradgabeln, vorgesehen.
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Zur Ausgestaltung einer erfindungsgemäß Stöße und Vibrationen dämpfenden Fahrradgabel sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden Gabelbeine 18 jeweils über ein als Blattfeder 28 ausgebildetes Federelement miteinander verbunden. Die beiden Blattfedern 28 sind in Richtung des jeweiligen Gabelbeins 18 bzw. des Schwingenelements 22 sowie in Richtung des Schwenkgelenks 20 gekrümmt. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung der Blattfedern 28 mit dem entsprechenden Gabelbein 18 sowie dem entsprechenden Schwingenelement 22 über schellenartige Verbindungselemente 30. Die Schellen 30 können hierbei vorzugsweise in Längsrichtung des entsprechenden Gabelbeins 18 bzw. des Schwingenelements 22 verschoben werden. Wobei Gegenebenfalls nur eine der beiden Schellen 30 verschiebbar ist. Durch Verschieben zumindest einer der beiden Schellen 30 kann die wirksame Länge der Blattfeder verändert und somit die Federcharakteristik eingestellt werden. Dies ist beim Vorsehen derartiger Schellen 30 stufenfrei möglich.
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Desweiteren ist wie insbesondere in 1 ersichtlich die Anordnung der Blattfeder 28 derart gewählt, dass eine in Richtung der Gabelbeine 18 weisende Rückseite der Blattfedern 28 zumindest in eingefedertem Zustand an einer Federanlangefläche 32 anliegt. Die Länge, über der die Blattfeder 28 an der Federanlagefläche anliegt, nimmt zu je weiter die Fahrradgabel einfedert. Hierdurch erhöht sich die Progression der Feder.
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In den 2 und 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Fahrradgabel dargestellt, die grundsätzlich mit der in 1 dargestellten Prinzipdarstellung übereinstimmt. Identische oder ähnliche Bauteile sind daher mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Der wesentliche Unterschied der in 2 und 3 dargestellten Fahrradgabel besteht darin, dass die beiden Enden der Blattfeder 28 mit Fixierelementen 36 verbunden sind. Die beiden Fixierelemente 36 weisen stiftartige Ansätze 38 auf, die jeweils in einem Schlitz 40 bzw. 42 geführt sind. Hierdurch ist ein einfaches Verschieben der Fixierelemente 36 in den Schlitzen 40 bzw. 42 möglich. Durch nicht dargestellte Halteelemente, wie Schrauben, Rastelemente oder dergleichen, kann ein Fixieren der Fixierelemente 36 an unterschiedlichen Positionen erfolgen. Hierdurch ist wiederum ein Einstellen der Federcharakteristik möglich. Auch kann ein Fixieren dadurch bereits ausreichend realisiert werden, dass der sich oberhalb des Stifts 38 befindende Teil des sich im Gabelbein 18 befindenden Schlitzes 40 mit einem Halteelement bzw. Anschlagselement verschlossen wird. Auf Grund der Federkraft drückt der Stift 38 gegen dieses Anschlagelement, sodass ein Fixieren des Fixierelements 36 und somit eine definierte Position der Blattfeder 28 realisiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2013/046236 [0004, 0004]
- EP 2332816 [0005, 0019]
