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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrradgabel, einen Fahrradrahmen mit einer Fahrradgabel sowie ein entsprechendes Fahrrad.
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Bei Fahrrädern werden am Lenker induzierte Lenkimpulse über einen Lenkervorbau und weiter über eine kraft- und reibschlüssige, drehstarre Verbindung auf den Gabelschaft einer Fahrradgabel übertragen, in die ein Vorderrad eingespannt ist. Dazu wird die Fahrradgabel am Gabelschaft in einem Steuerrohr des Fahrradrahmens um eine Lenk- bzw. Steuerachse drehbar gelagert. Dies geschieht üblicherweise mit Hilfe zweier Steuerlager, die jeweils am oberen und unteren Ende des Steuerrohrs angeordnet sind und die Lenkachse festlegen. Häufig münden am Steuerrohr auch das Unter- und Oberrohr des Fahrradrahmens und schaffen eine gemeinsamen, durchgängigen Innenraum.
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Als Steuerlager werden beispielsweise Schrägkugellager mit vorzugsweise standardisierten Abmessungen eingesetzt, um die Bauteilkosten zu minimieren. Typische Abmessungen sind 25,4 mm (1 Zoll), 28,6 mm (1,125 bzw. 11/8 Zoll), 31,8 mm (1,25 bzw. 1¼ Zoll) oder 38,1 mm (1,5 bzw. 1½ Zoll), wobei die Maße sich auf den Innendurchmesser des Lagers beziehen. Die Lager können auf der Innenseite weiterhin eine 45°-Fase aufweisen um beispielsweise den Eingriff an konisch geformten, externen Bauteilen zu begünstigen. Weiterhin ist es bekannt konfizierte Gabelschäfte zu verwenden, die sich zum oberen Ende hin verjüngen und entsprechend Steuerlager mit unterschiedlichen Größen zu verwenden, das heißt eine oberes Steuerlager las kleiner ist als das untere Steuerlager, beispielsweise 1,5-Zoll als unteres Lager und 1,25-Zoll als oberes Steuerlager.
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Der Gabelschaft einer Fahrradgabel schließt sich üblicherweise unmittelbar an die Gabelkrone an und bildet den oberen Abschnitt bzw. das obere Ende der Fahrradgabel. Dabei verläuft der Gabelschaft üblicherweise durch beide Steuerlager hindurch und ragt über das obere Steuerlager hinaus. Mit anderen Worten wird als Gabelschaft zumindest der Abschnitt der Fahrradgabel bezeichnet der sich bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Fahrradgabel am Fahrradrahmen oberhalb der Unterseite des unteren Steuerlagers befindet. Mit anderen Worten der obere Abschnitt der Fahrradgabel bis zu einer Aufnahme für das untere Steuerlager herunter.
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Für eine spielfreie Lagerung der Fahrradgabel im Steuerrohr, wird der Gabelschaft gegenüber dem Steuerrohr über die Steuerlager verspannt. Weist der Gabelschaft ein Außengewinde auf, geschieht dies mit Hilfe eines Gewindesteuersatzes, bei welchem ein Lenkervorbauschaft des Lenkervorbaus beispielsweise mit Hilfe einen Keils im hohlen Innenraum des Gabelschafts verklemmt wird, um die oben genannte reib- bzw. kraftschlüssige, drehstarre und vorzugsweise auch höhenverstellbare Verbindung zwischen Lenker bzw. Lenkervorbau und Fahrradgabel zu schaffen. Weist der Gabelschaft kein Außengewinde auf, so geschieht das Verspannen des Gabelschafts gegenüber dem Steuerrohr mit Hilfe eines gewindelosen Steuersatzes (beispielsweise Aheadset, Diatech, YST ”GeForce”), bei welchem ein Expanderbauteil mit einer Kompressionskralle in dem hohlen Innenraum des Gabelschafts verklemmt wird, so dass ein auf der Außenseite des Gabelschafts oberhalb des oberen Steuerlagers zu befestigender Lenkervorbau über das Expanderbauteil gegen die Steuerlager verspannt werden kann. Liegt dabei der Lenkervorbau nicht umittelbar an dem oberen Steuerlager an, so können Abstandshalter (Spacer) zwischen oberem Steuerlager und Lenkervorbau vorgesehen werden, womit die gewünschte Höhe des Lenkervorbaus am Gabelschaft eingestellt werden kann. Dabei kann der Gabelschaft auch über den Lenkervorbau hinausragen, um beispielsweise zu einem späteren Zeitpunkt eine noch höhere Höhe des Lenkervorbaus am Gabelschaft wählen zu können. Im letzteren Fall kann, um das Komprimieren, respektive Verspannen der Lagen, des Vorbaus (Lenker-Vorbau-Einheit) und der Abstandhalter (Spacer), gegen das Steuerrohr zu ermöglichen, eine Abdeckung beispielsweise in Form eines (weiteren) Abstandshalters vorgesehen werden.
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Sowohl in dem Fall eines Gewindesteuersatzes wie auch in dem Fall eines gewindelosen Steuersatzes weisen die im Innern des Gabelschafts verklemmten Bauteile (Lenkervorbauschaft bzw. Expanderbauteil) standardmäßig einen kreisförmigen Außenquerschnitt um die mit der Lenkachse zusammenfallende Gabelschaftachse auf und sind vollständig oder im Wesentlichen zylinderförmig, gegebenenfalls auch rotationssymmetrisch ausgebildet.
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In den letzten Jahren hat sich zusätzlich zu diesen mechanischen Anforderungen noch der weitere Aspekt einer integrierte Führung von Schalt- und Bremszügen ergeben. Dabei sollen die mechanischen, hydraulischen oder auch elektrischen Brems- und Schaltzüge bzw. -leitungen ausgehend von den jeweiligen Bedienelementen am Lenker bzw. den Lenkerenden auf der Innenseite von Lenker und Lenkervorbau bzw. Lenker-Vorbau-Einheit (Combo), Fahrradrahmen und gegebenenfalls Fahrradgabel geführt werden. Diese zusätzliche Anforderung hat sowohl technische Hintergründe, wie eine aerodynamische Optimierung des Fahrrades, bei welcher die Windangriffsfläche des Fahrrades um diejenige der Schalt- um Bremszüge reduziert wird, als auch ästhetische Gründe, die dem Wunsch einer ”integrierten” Optik des Fahrrades Rechnung tragen.
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Bei einem bekannten Ansatz hierzu wird die Außenform des Gabelschafts verändert, beispielsweise abgeflacht, um einen freien Bauraum zur Führung der Brems- bzw. Schaltzüge auf der Innenseite des oberen Steuerlagers zu schaffen und somit die gewünschte Kabelintegration zu ermöglichen. Die Abflachung führt jedoch zu einer verringerten mechanischen Stabilität des Gabelschafts (beispielsweise zu einer Verringerung der Biegesteifigkeit bzw. des Widerstandsmoments zweiter Ordnung) und erfordert andererseits die Verwendung eines speziellen Expanderbauteils, das an die dann nicht-kreisrunde bzw. nicht-zylinderförmige Innenseite des abgeflachten Gabelschafts angepasst ist. Zudem ist hierbei der geschaffene freie Bauraum zu klein, um in jedem Fall alle vier Züge (beispielsweise zwei mechanische Bremszüge und zwei mechanische Schaltzüge) zu führen, so dass beispielsweise mechanische Schaltzüge nicht vollständig integriert geführt werden können.
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Bei einem weiteren bekannten Ansatz wird beispielsweise der Bremszug der Vorderradbremse über die Oberseite des Gabelschafts hinweg durch das Innere des Gabelschafts geführt. Bei diesem Ansatz muss allerdings ein spezielles Expanderbauteil verwendet werden, das zudem nur mit Spezialwerkzeug eingestellt bzw. festgezogen werden kann. Zudem darf bei diesem Ansatz der Gabelschaft nicht über den Lenkervorbau hinausstehen und muss gegebenenfalls entsprechend gekürzt werden, was ein späteres Erhöhen der Anbringungshöhe des Vorbaus am Gabelschaft ausschließt. Weiterhin werden hierbei enge Umlenkradien realisiert, was bei mechanischen Zügen, inbesondere wenn diese ohne Zughülle geführt werden, zu hohen Reibungsverlusten und einem entsprechen unpräzisen Schalten bzw. Bremsen führt.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lösung für die integrierte Führung von Brems- bzw. Schaltzügen zu schaffen, die eine hohe Biegesteifigkeit des Gabelschafts, die Verwendung kostengünstiger, standardisierter Bauteile sowie ein hohes Maß an Flexibilität bezüglich der Einstellung der Höhe des Lenkervorbaus am Gabelschaft gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Fahrradgabel mit einem Gabelschaft, wobei der Gabelschaft einen zylinderförmigen Gabelschaftabschnitt umfasst, der gegenüber der Lenkachse exzentrisch ausgebildet ist. Dabei ist die Fahrradgabel bzw. dessen Gabelschaft zur drehbaren Lagerung um eine Lenkachse in einem Steuerrohr eines Fahrradrahmens ausgebildet. Entsprechend umfasst bei bestimmungsgemäßer Anordnung der erfindungsgemäßen Fahrradgabel am Fahrradrahmen der Fahrradrahmen ein Steuerrohr, in welchem die erfindungsgemäße Fahrradgabel mit Hilfe eines oberen und eines unteren Steuerlagers drehbar gelagert ist. Dabei definieren die Steuerlager die Lenk- bzw. Steuerachse, um welche die Fahrradgabel in dem Steuerrohr drehbar ist. Der zylinderförmige Gabelschaftabschnitt weist eine Längs- bzw. Symmetrieachse auf, die im Folgenden als Gabelschaftachse bezeichnet wird und die von der Lenkachse verschieden ist.
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Weiterhin verläuft die durch den zylinderförmigen Gabelschaftabschnitt definierte Gabelschaftachse parallel zu der Lenkachse, ist von der Lenkachse beabstandet, nämlich gegenüber dieser in Exzenterrichtung um einen Exzenterabstand verschoben, wobei die Gabelschaftachse und Lenkachse in der Symmetrieebene der Fahrradgabel liegen, in der auch das von der Fahrradgabel zu haltende Vorderrad liegt. Vorzugsweise ist dabei die Gabelschaftachse zwischen 1 und 5 mm von der Lenkachse beabstandet (Exzenterabstand), beispielsweise um 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4 oder 5 mm, besonders bevorzugt um 3 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Wertebereichs sein kann. Dabei zeigt die Exzenterrichtung bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Fahrradgabel im Fahrradrahmen bevorzugt entgegen der Fahrtrichtung, so dass die Lenkachse in Fahrtrichtung vor der Gabelschaftachse liegt.
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Der zylinderförmige Gabelschaftabschnitt weist eine zylinderförmige, durchgehende Außenfläche auf und bildet typischerweise den oberen Abschnitt bzw. das obere Ende von Gabelschaft und/oder Fahrradgabel. Vorzugsweise verläuft bei bestimmungsgemäßer Anordnung der erfindungsgemäßen Fahrradgabel in dem Steuerrohr des Fahrradrahmens der exzentrisch ausgebildete, zylinderförmige Gabelschaftabschnitt durch die Innenseite des oberen Steuerlagers hindurch.
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Somit weist der zylinderförmige Gabelschaftabschnitt in eine Ebene senkrecht zu der Lenk- bzw. Gabelschaftachse einen kreisförmigen, durchgehenden Außenquerschnitt auf, dessen Kreismittelpunkt von der Lenkachse bzw. von dem Schnittpunkt des Querschnitts mit der Lenkachse beabstandet ist. Entsprechend weist der zylinderförmige Gabelschaftabschnitt einen kleineren Außendurchmesser als das Innenmaß des oberen Steuerlagers auf. Entsprechend ergibt sich ein freier Baurraum zwischen dem exzentrischen, zylinderförmigen Gabelschaftabschnitt und dem oberen Steuerlager.
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Dabei wird durch die zylindrische Form des Gabelschaft bzw. dessen kreisrunden Außenquerschnitt eine maximale laterale Biegesteifigkeit gewährleistet.
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Vorzugsweise weist der zylinderförmige Gabelschaftabschnitt nicht nur eine zylinderförmige Außenseite sondern auch eine zylinderförmige Innenseite auf, das heißt er ist innen hohl, weist bei vorzugsweise gleichbleibender Wandstärke einen kreisförmigen Innenquerschnitt senkrecht zu der Gabelschaftachse auf, so dass ein kostengünstiges Standard-Exzenterbauteil im Inneren des Gabelschafts befestigt werden kann. Die Verwendung eines speziell geformten Expanderbauteils ist entsprechend nicht notwendig.
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Bevorzugt umfasst der Gabelschaft der erfindungsgemäßen Fahrradgabel weiterhin einen Eingreifabschnitt zum Eingriff eines unteren Steuerlagers des Steuerrohrs, der im einfachsten Fall das untere Ende des Gabelschafts bildet und vorzugsweise unmittelbar unterhalb des zylinderförmigen Gabelschaftabschnitts angeordnet ist, das heißt sich unmittelbar an den zylinderförmigen Gabelschaftabschnitt anschließt. Die Form des Eingreifabschnitts ist an die Form des unteren Steuerlagers angepasst und definiert als Aufnahme für das untere Steuerlager Lage bzw. Position des unteren Steuerlagers am Gabelschaft und somit üblicherweise zugleich Lage bzw. Position der Lenkachse gegenüber dem Gabelschaft.
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Bevorzugt ist der Eingreifabschnitt als ein konifizierter Gabelschaftabschnitt ausgebildet, dessen Konus einen Kegelstumpf bildet, der gegebenenfalls schief geschnittenen ist. Dabei weist der Konus des konifizierten Gabelschaftabschnitts in einer Ebene senkrecht der Lenkachse einen kreisförmig ausgebildeten Außenquerschnitt auf, dessen Kreismittelpunkt mit der Lenkachse zusammenfällt. Der Konus weist bevorzugt einen Winkel im Bereich von 30° bis 60°, bevorzugt von 45° gegenüber der Lenkachse auf, um mit einer entsprechenden Fase, beispielsweise einer 45°-Fase einer unteren Innenseite des unteren Steuerlagers zusammenzuwirken. Entsprechend weist ein erfindungsgemäßer Fahrradrahmen bevorzugt ein unteres Steuerlager mit einer gefasten unteren Innenseite, die im einfachsten Fall eine kegelstumpfförmige Konusfläche bildet, auf, wobei der Winkel der Fase im Bereich von 30° bis 60° gegenüber der Lenkachse liegt und bevorzugt 45° beträgt. Die Kegel- bzw. Konusspitze beider Konusse liegt auf der Lenkachse und zeigt zum oberen Ende der Fahrradgabel. Dabei ergibt sich vorzugsweise eine kegelstumpfförmige Auflagefläche des unteren Steuerlagers auf dem konifizierten Gabelschaftabschnitt, die auf der Konusfläche vorzugsweise eine Breite zwischen 3 und 10 mm, beispielsweise 3, 4, 5, 6, 8, oder 10 mm, bevorzugt 5 mm aufweist, wobei jeder der genannten Werte eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann.
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Bevorzugt weist der Eingreifabschnitt bzw. der konifizierte Gabelschaftabschnitt eine Höhe entlang der Lenk- bzw. Gabelschaftachse von 3 bis 10 mm auf, beispielsweise 3, 4, 5, 6, 8 oder 10 mm, bevorzugt 5 mm, wobei jeder der genannten Werte eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Der gesamte Gabelschaft weist vorzugsweise eine Länge zwischen 100 und 400 mm auf, beispielsweise 100, 120, 150, 200, 250, 300, 350 oder 400 mm, wobei jeder der genannten Werte eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Entsprechend weist der zylinderförmige Gabelschaftabschnitt eine Länge entlang der Gabelschaftachse zwischen 90 und 397 mm auf, beispielsweise 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350 oder 397 mm auf, wobei jeder der genannten Werte eine Ober- oder Untergrenze des genannten Wertebereichs sein kann.
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Bevorzugt besteht der Gabelschaft aus dem Eingreifabschnitt bzw. dem konifizierten Gabelschaftabschnitt, dem zylinderförmigen Gabelschaftabschnitt sowie vorzugsweise eine Durchführung bzw. Durchführungsöffnung für den Bremszug der Vorderradbremse. Diese ist bevorzugt am Übergang zwischen Eingreifabschnitt bzw. konifiziertem Gabelschaftabschnitt und zylinderförmigem Gabelschaftabschnitt angeordnet.
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Um eine spielfreie Lagerung des Gabelschafts in dem oberen Steuerlager zu ermöglichen, ist vorzugsweise eine Reduktionsschale (washer) vorgesehen, die an dem zylinderförmige Gabelabschnitt (üblicherweise an dessen Außenseite) und dem oberen Steuerlager (üblicherweise an dessen Innenseite) eingreift (üblicherweise formschlüssig eingreift) und somit den zylinderförmigen Gabelschaftabschnitt und das obere Steuerlager über den dazwischenliegenden freien Bauraum hinweg mechanisch verbindet bzw. relativ zueinander fest positioniert. Dazu weist die vorzugsweise einstückige Reduktionsschale einen Eingreifabschnitt zum Eingriff an dem oberen Steuerlager auf, der bevorzugt analog und/oder symmetrisch zu dem Eingreifabschnitt am unteren Ende des Gabelschafts ausgebildet ist. Entsprechend weist der Eingreifabschnitt der Reduktionsschale bevorzugt einen kegelstumpfförmigen bzw. konifizierten Abschnitt mit bevorzugt gleichbleibender Höhe auf, der in einer Schnittebene senkrecht zu der Lenkachse eine kreisförmigen Außenquerschnitt aufweist, dessen Kreismittelpunkt mit der Lenkachse zusammenfällt. Ähnlich wie der Eingreifabschnitt des Gabelschafts liegt die Höhe des Eingreifabschnitts der Reduktionsschale vorzugsweise im Bereich von 3 bis 10 mm und beträgt vorzugsweise 5 mm. Weiterhin weist der Konus bevorzugt einen Winkel im Bereich von 30° bis 60°, bevorzugt von 45° gegenüber der Lenkachse auf, womit der Eingriff an einer 45°-Fase einer oberen Innenseite des oberen Steuerlagers begünstigt wird. Die oben im Zusammenhang mit dem Eingreifabschnitt des Gabelschafts genannten numerischen Werte gelten sinngemäß auch für den Eingreifabschnitt der Reduktionsschale. Allerdings zeigt die Kegel- bzw. Konusspitze des konifizierten, kegelstumpfförmigen Abschnitts der Reduktionsschale nach unten, das heißt in Richtung unteres Steuerlager.
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Weiterhin umfasst die Reduktionsschale zum Eingriff an dem zylinderförmigen Gabelschaftabschnitt vorzugsweise weiterhin ein kreisrundes Durchgangsloch, das exzentrisch gegenüber dem Eingreifabschnitt der Reduktionsschale ausgebildet ist, insbesondere korrespondierend zu der exzentrischen Anordnung des zylinderförmigen Gabelschaftabschnitts gegenüber der Lenkachse.
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Weiterhin umfasst die Reduktionsschale bevorzugt ein durchgehendes, vorzugsweise längliches Führungsfenster für Brems- und/oder Schaltzüge bzw. deren Hüllen, wobei das Führungsfenster bevorzugt zur Durchführung von vier Zügen bzw. Zughüllen, besonders bevorzugt zur Durchführung der Zughüllen von zwei Bremszügen und zwei Schaltzügen ausgebildet ist. Dabei ist das Führungsfenster zwischen dem kreisrunden Durchgangsloch und dem Eingreifabschnitt angeordnet, so dass vier Zughüllen zwischen Gabelschaft und oberem Steuerlager durchgeführt werden können, wobei die Zughüllen bevorzugt nebeneinander und/oder unmittelbar aneinanderliegend verlaufen. Dabei zeigen die vier Züge bzw. Zughüllen beim Durchtritt durch das Führungsfenster in Richtung oder im Wesentlichen in Richtung der Gabelschaftachse bzw. Lenkachse, das heißt sie verlaufen parallel oder im Wesentlichen parallel zu Gabelschaftachse bzw. Lenkachse. Dabei ist vorgesehen, dass auch mechanische Züge, die durch entsprechende Zughüllen geschützt bzw. geführt sind, durch das obere Steuerlager hindurch an dem Gabelschaft vorbei, durch das Führungsfenster geführt werden können. Dies erhöht den mechanischen Schutz, minimiert die Reibungsverluste und ermöglicht entsprechend ein präzises Schalten und/oder Bremsen.
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Vorzugsweise ist das Führungsfenster in Draufsicht auf die Reduktionsschale länglich und/oder gebogen bzw. nierenförmig ausgebildet, so dass die Züge bzw. Zughüllen darin einlagig nebeneinander angeordnet sind. Entsprechend weist das Führungsfenster bevorzugt eine Breite auf die dem Durchmesser einer Zughülle entspricht, vorzugsweise eine Breite im Bereich zwischen 5 und 6 mm, bevorzugt eine Breite von 5,2 mm. Entsprechend weist das Führungsfenster bevorzugt eine Länge entlang der gegebenenfalls gebogen verlaufenden Lochmitte auf, die vier Zughüllen entspricht, bevorzugt eine Länge im Bereich zwischen 20 und 25 mm.
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Das Führungsfenster ist – wie bereits erwähnt – zwischen dem kreisrunden Durchgangsloch und dem Eingreifabschnitt angeordnet und zwar ausgehend von dem kreisrunden Durchgangsloch vorzugsweise an einer Stelle entgegengesetzt zur Exzenterrichtung des kreisrunden Durchgangslochs gegenüber dem Eingreifabschnitt und/oder in bzw. symmetrisch zu einer Ebene, die die Gabelschaftachse und die Lenkachse umfasst. Mit anderen Worten ist das Führungsfenster innerhalb der Reduktionsschale an einer Stelle vorgesehen, an der die exzentrische Anordnung des kreisrunden Durchgangsloch den größten Abstand bzw. den größten freien Baurraum zwischen dem kreisrunden Durchgangsloch und dem Eingreifabschnitt bzw. dem konifizierten Abschnitt der Reduktionsschale schafft.
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Weiterhin ist vorzugsweise ein auf der Reduktionsschale angeordneter Abschlussring vorgesehen, der das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit verhindert. Dazu weist die Reduktionsschale auf einer Oberseite bevorzugt eine oder mehrere Vertiefungen auf zum formschlüssigen Eingriff des darüber liegenden Abschlussrings, welcher korrespondierende Hervorstehungen aufweist. Entsprechend weist der Fahrradrahmen bevorzugt einen Steuersatz umfassend einen derartigen Abschlussring auf, der unmittelbar auf der Reduktionsschale aufliegt und sich üblicherweise unmittelbar unter dem Lenkervorbau oder einem Abstandshalter befindet. Der formschlüssige Eingriff verhindert entsprechend eine Rotation des Abschlussrings gegenüber der Reduktionsschale um den zylinderförmigen Gabelschaftabschnitt herum. Entsprechend weist der Abschlussring ebenfalls ein Führungsfenster zur Durchführung der Brems- und/oder Schaltzughüllen auf, wobei das Führungsfenster des Abschlussrings bei bestimmungsgemäßer Anordnung auf der Reduktionsschale deckungsgleich zu dem Führungsfenster der Reduktionsschale ausgebildet ist.
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Weiterhin ist bevorzugt im Unterrohr ein Kabelanschlag für einen oder mehrere, insbesondere für zwei oder drei mechanische Schalt- und/oder Bremszüge vorgesehen. Dabei enden die Zughüllen der mechanischen Schalt- und/oder Bremszüge nach Durchtritt durch die Reduktionsschale an dem Kabelanschlag und die mechanischen Züge können in Richtung des Tretlagers bzw. Hinterrads im Inneren des Fahrradrahmens zumindest abschnittsweise oder vollständig ohne Zughülle geleitet werden. Dabei ist der Kabelanschlag bevorzugt an einem vorderen Ende bzw. im oberen Drittel des Unterrohrs angebracht, insbesondere 2 bis 20 cm entfernt von der Lenkachse, beispielsweise 2, 5, 10, 15 oder 20 cm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Wertebereichs sein kann. Das Vorsehen eines derartigen Kabelanschlags in der Nähe des Steuerrohrs ermöglicht es, den Bereich, in welchem die mechanischen Schaltzüge durch die jeweiligen Zughüllen geführt werden, zu minimieren und entsprechend das Gesamtgewicht des Fahrradrahmens und somit des Fahrrads zu reduzieren.
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Bevorzugt ist in dem Fahrradrahmen weiterhin vorgesehen, dass der Bremszug für die Vorderradbremse nach dem Durchtritt zwischen oberem Steuerlager und Gabelschaft, beispielsweise durch das Führungsfenster der Reduktionsschale, durch eine Durchführung bzw. Durchführungsöffnung in dem Gabelschaft in das Innere der Fahrradgabel eintritt und beispielsweise durch das rechte oder linke Fahrradgabelbein zu der Vorderradbremse geführt wird. Entsprechend ist die Durchführung in dem Gabelschaft bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Fahrradgabel in dem Fahrradrahmen unterhalb von Reduktionsschale und oberem Steuerlager und oberhalb von unterem Steuerlager angeordnet. Vorzugsweise befindet sich die Durchführung für den Bremszug der Vorderradbremse in dem zylinderförmigen Gabelschaftabschnitt oder am Übergang zwischen zylinderförmigem Gabelschaftabschnitt und Eingreifabschnitt des Gabelschafts. Zusätzlich oder alternativ zu dem Bremszug für die Vorderradbremse kann auch ein ein- oder mehradriges elektrisches Kabel auf dem gleichen Weg, das heißt durch das Führungsfenster der Reduktionsschale, durch die Durchführungsöffnung in dem Gabelschaft und durch das Innere der Fahrradgabel geführt werden, um ein elektrisches Signal an dem Vorderrad abzugreifen oder diesem zuzuleiten, beispielsweise für die Zwecke einer Geschwindigkeitsmessung.
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Bevorzugt weisen das obere und das untere Steuerlager die gleichen Maße bzw. Innenmaße auf, vorzugsweise 25,4 mm (1 Zoll), 28,6 mm (1,125 bzw. 11/8 Zoll), 31,8 mm (1,25 bzw. 1¼ Zoll) oder 38,1 mm (1,5 bzw. 1½ Zoll). Der zylinderförmige Gabelschaftabschnitt weist bevorzugt einen (Außen)-Durchmesser im Bereich zwischen 20 und 40 mm auf, bevorzugt 25,4 mm (1 Zoll), 28,6 mm (1,125 bzw. 11/8 Zoll) oder 31,8 mm (1,25 bzw. 1¼ Zoll).
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Werden als oberes und unteres Steuerlager 1,5-Zoll-Lager verwendet, so weist bevorzugt der zylinderförmige Gabelschaftabschnitt einen Außendurchmesser von 31,8 mm (1,25 Zoll) auf, während der Eingreifabschnitt des Gabelschaftabschnitts als konifizierter Gabelschaftabschnitt mit einem 45°-Konus ausgebildet ist, dessen Konus- bzw. Kegelradien wenigstens im Bereich zwischen 38,1 und 41,6 mm liegen. Werden als oberes und unteres Steuerlager 1,25-Zoll-Lager verwendet, so weist bevorzugt der zylinderförmige Gabelschaftabschnitt einen Außendurchmesser von 25,4 mm (1 Zoll) oder 28,6 mm (1,125 Zoll), auf, während der Eingreifabschnitt des Gabelschaftabschnitts als konifizierter Gabelschaftabschnitt mit einem 45°-Konus ausgebildet ist, dessen Konus- bzw. Kegelradien jeweils wenigstens im Bereich zwischen 28,6 und 32,1 mm oder im Bereich zwischen 31,8 und 35,3 mm liegen. Dadurch wird am oberen Steuerlager ein freier Bauraum zwischen dem exzentrischen, zylinderförmige Gabelschaftabschnitt und dem oberen Steuerlager zur Durchführung der Brems- bzw. Schaltzüge gewährleistet, die typischerweise einen Durchmesser von 5,2 mm aufweisen.
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Bevorzugt umfasst der Steuersatz in dem Fahrradrahmen ausschließlich Standard-Bauteile, womit die Bauteil-Kosten minimiert werden können. Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Fahrrad, insbesondere ein Rennrad umfassend einen wie oben beschriebenen Fahrradrahmen bzw. eine wie oben beschriebene Fahrradgabel.
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Weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand des in den begleitenden Figuren erläuterten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, die die Erfindung in keiner Weise einschränkt. Die gezeigten Figuren sind schematische Darstellungen, die die realen Proportionen nicht notwendigerweise widerspiegeln, sondern einer verbesserten Anschaulichkeit des Ausführungsbeispiels dienen. Im Einzelnen zeigen die Figuren:
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1 eine Schnittansicht einer in einem Fahrradrahmen gelagerten erfindungsgemäßen Fahrradgabel;
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2 eine perspektivische Explosionsansicht der Fahrradgabel in dem Fahrradrahmen;
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3 bis 5 eine Seitenansicht, eine Draufsicht sowie eine perspektivische Ansicht einer Reduktionsschale; und
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6 eine perspektivische Ansicht eines Kabelanschlags in dem Unterrohr sowie von erfindungsgemäß geführten Schaltzügen
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In der Schnittansicht der 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Fahrradgabel 1 dargestellt. Die Zeichenebene der 1 umfasst die Fahrtrichtung und die Lenkachse 5 und bildet somit zugleich die Symmetrieebene der Fahrradgabel, in der auch das von der Fahrradgabel zu haltende Vorderrad zu liegen kommt, das in 1 gestrichelt angedeutet ist. Die Fahrradgabel 1 ist an ihrem Gabelschaft 2 innerhalb des Steuerrohrs 10 eines Fahrradrahmens mit Hilfe eines unteren Steuerlagers 11 und eines oberen Steuerlagers 12 drehbar gelagert. An dem Steuerrohr 10 laufen Unterrohr 13 und Oberrohr 14 zusammen und schaffen einen gemeinsamen, durchgehenden Innenraum. Der Gabelschaft 2 umfasst einen Eingreifabschnitt 3, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel konifiziert ausgebildet ist und das untere Ende des Gabelschafts 2 bildet, sowie einen zylinderförmigen Gabelschaftabschnitt 4, der das obere Ende des Gabelschafts 2 bildet. Die Lenkachse 5 verläuft radial-symmetrisch durch die oberen und unteren Steuerlager 11, 12, wird durch diese definiert und bildet die Achse, um welche die Fahrradgabel 1 in dem Steuerrohr 10 drehbar gelagert ist. Gegenüber der Lenkachse 5 ist der zylinderförmige Gabelschaftabschnitt 4 exzentrisch ausgebildet, wobei dessen Längs- bzw. Symmetrieachse die Gabelschaftachse 6 definiert, welche von der Lenkachse 5 beabstandet ist. Lenkachse 5 und Gabelschaftachse 6 verlaufen parallel, liegen beide in der Symmetrieebene der Fahrradgabel 1 und sind in Exzenterrichtung um den Exzenterabstand e voneinander beabstandet. Der Exzenterabstand e beträgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 3 mm; die Exzenterrichtung zeigt entgegengesetzt zu der Fahrtrichtung.
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Der konifizierte Gabelschaftabschnitt 3 weist einen Konus von 45° gegenüber der Lenkachse 5 auf, an welchem das untere Steuerlager 11 eingreift. Das untere Steuerlager 11 weist an der unteren Innenseite eine entsprechende 45°-Fase auf. Dabei wird eine kegelstumpfförmige Auflage- bzw. Eingriffsfläche mit einer Breite von 5 mm geschaffen.
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Beide Steuerlager 11,12 weisen ein Innenmaß von 1,5 Zoll (38,1 mm) auf. Dadurch entsteht um den zylinderförmigen Gabelschaftabschnitt 4 innerhalb des oberen Steuerlagers 12 ein freier Bauraum, der durch eine Reduktionsschale 15 geschlossen wird. Die Reduktionsschale 15 dient zur Durchführung von vier Brems- bzw. Schaltzügen 33, die in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Die Reduktionsschale 15 sowie die Durchführung der vier Brems- bzw. Schaltzüge 33 ist in den 2 bis 5 näher dargestellt.
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In dem zylinderförmigen hohlen Innenraum des nach oben offenen Gabelschafts 2 ist weiterhin ein Standard-Expanderbauteil 17 vorgesehen, mit dessen Hilfe der Lenkervorbau 16 (bzw. eine Lenker-Vorbau-Einheit) den Gabelschaft 2 über die Steuerlager 11, 12 gegenüber dem Steuerrohr 10 verspannt.
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In der Explosionszeichnung der 2 ist weiterhin eine Durchführungsöffnung 7 in dem Gabelschaft 2 dargestellt, über die der Bremszug 33 der Vorderradbremse am Übergang zwischen zylinderförmigem Gabelschaftabschnitt 4 und konifiziertem Eingreifabschnitt 3 in das Innere der Fahrradgabel geführt wird.
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In den 3 bis 5 ist die Reduktionsschale 15 detailliert dargestellt. Die Reduktionsschale 15 umfasst einen Eingreifabschnitt 30 mit einem 45°-Konus zum Eingriff an dem oberen Steuerlager 12, welcher analog zu dem konifizierten Eingreifabschnitt 3 des Gabelschafts 2 zum Eingriff an dem unteren Steuerlager 11 ausgebildet ist. Die Reduktionsschale 15 umfasst weiterhin ein gegenüber dem Eingreifabschnitt 30 exzentrisch ausgebildetes, kreisförmiges Durchgangsloch 31 zum Eingriff an dem zylinderförmigen Gabelschaftabschnitt 4. Weiterhin umfasst die Reduktionsschale 15 ein längliches, nierenförmiges, durchgehendes Führungsfenster 32 zur Durchführung von vier nebeneinander liegenden Zügen bzw. Zughüllen 33, nämlich zwei Schaltzügen und zwei Bremszügen. Weiterhin umfasst die Reduktionsschale 15 Vertiefungen 34 zum Eingriff von korrespondierenden Hervorstehungen 35 in einem darüber angeordneten Abschlussring 18, wodurch Abschlussring 18 und Reduktionsschale 15 drehfest miteinander verbunden werden.
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Entsprechend werden die vier Brems- bzw. Schaltzüge 33 vollständig im Inneren des Fahrradrahmens geführt, ausgehend von den jeweiligen Bedienelementen an einem Lenker, durch den Lenkervorbau 16 und das Führungsfenster 32 der Reduktionsschale 15 in das Innere des Steuerrohrs 10. Von dort werden, wie in 6 dargestellt, beispielsweise die beiden Schaltzüge 33 um den zylinderförmigem Gabelschaftabschnitt 4 herum bis zu einem am vorderen Ende des Unterrohrs 13 angeordneten Kabelanschlag 19 geführt und von dort weiter ohne Zughülle. Dagegen wird der Bremszug 33 der Vorderradbremse ausgehend von dem Führungsfenster 32 in der Reduktionsschale 15 durch die Durchgangsöffnung 7 im Gabelschaft 2 in das Innere der Fahrradgabel 1 geführt.
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Der zylinderförmige Gabelschaftabschnitt 4 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Außendurchmesser von 1,25 Zoll (31,8 mm) auf, womit der zylinderförmige Gabelschaftabschnitt 4 auch auf der Innenseite Standardabmessungen bzw. eine Standardform (zylinderförmig) aufweist, wodurch die Verwendung eines Standard-Expanderbauteil 17 möglich ist, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist entsprechend ein Expanderbauteil 17 für einen Gabelschaft 2 mit einem Außendurchmesser von 1,25 Zoll (31,8 mm) vorgesehen.
