DE212006000103U1

DE212006000103U1 - Dämpfungssystem für eine Fahrradfederung

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Publication number: DE212006000103U1
Application number: DE212006000103U
Authority: DE
Original assignee: Specialized Bicycle Components Inc
Current assignee: Specialized Bicycle Components Holding Co Inc
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2016-08-03
Also published as: TW200821212A; TWI398380B; US7810826B2; WO2008010813A1; EP2043909A1; AU2006346331B2; EP2043909B1; AU2006346331A1; US20080023935A1

Abstract

Fahrrad umfassend:
ein Vorderrad;
ein Hinterrad;
einen Rahmen;
eine Federungsanordnung, welche zwischen dem Rahmen und entweder dem Vorderrad oder dem Hinterrad wirksam positioniert ist, wobei die Federungsanordnung umfasst:
eine erste Fluidkammer;
eine zweite Fluidkammer;
eine erste Partition, welche die erste Fluidkammer von der zweiten Fluidkammer trennt;
ein erstes Ventil, welches dazu konfiguriert ist, einen Fluidfluss zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer über die erste Partition hinweg in einer ersten Richtung zu ermöglichen, wobei das erste Ventil zwischen einer ersten Position, in welcher ein Fluidfluss durch das erste Ventil im Wesentlichen verhindert wird, und einer zweiten Position, in welcher ein Fluidfluss durch das erste Ventil ermöglicht wird, bewegbar ist; und
ein zweites Ventil, welches dazu konfiguriert ist, einen Fluidfluss zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer über die erste Partition hinweg in der ersten Richtung zu ermöglichen, wobei das...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeugfederungssysteme. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein verbessertes Dämpfungssystem für eine Federung, welches in das Federungssystem eines Fahrzeuges aufgenommen werden kann, so wie beispielsweise eines Fahrrades.
Beschreibung des Standes der Technik
Federungssysteme erzeugen im Allgemeinen sowohl eine Federkraft als auch eine Dämpfungskraft in Reaktion auf eine Relativbewegung beweglicher Abschnitte des Federungssystems. Dämpfungssysteme für Federungen erzeugen im Allgemeinen eine Dämpfungskraft, welche mit der Relativgeschwindigkeit der bewegbaren Abschnitte der Dämpfungsanordnung variiert. Ein Ziel bei der Konstruktion von Federungen ist es, erwünschte Niveaus einer Dämpfungskraft über den gesamten Bereich der im Allgemeinen erfahrenen Geschwindigkeiten des Dämpfungssystems zu erreichen. Ansätze, welche dieses Ziel zu erreichen suchen, wurden mit unterschiedlichem Erfolg gekrönt und umfassen typischerweise mehrere Dämpfungskreise (engl. damping circuits), von denen jeder primär nur über einen Teil des gesamten Geschwindigkeitsbereichs effektiv ist.
In Verbindung mit Dämpfungssystemen für Federungen, welche mit Fahrradfederungssystemen verwendbar sind, ist eine vorrangige Begrenzung der Konstruktion jedoch der relativ kleine physische Raum, welcher für die Aufnahme des Dämpfungssystems verfügbar ist. Zusätzlich ist, da ein Fahrrad im Allgemeinen durch einen Menschen angetrieben wird, ist eine weitere wichtige Konstruktionsbegrenzung das Gewicht. Die Gesamtgröße und das Gewicht von verwendbaren oder vermarktbaren Fahrradfederungssystemen ist daher deutlich begrenzt im Vergleich zu anderen Fahrzeugen, so wie beispielsweise Kraftfahrzeugen. Aufgrund dieser Begrenzungen stellen Dämpfungssysteme für Fahrradfederungen typischerweise ein gewünschtes Niveau einer Dämpfungskraft nur in einem Teil des gesamten Bereiches der Geschwindigkeiten des Dämpfungssystems bereit. Zum Beispiel stellen einige Fahrraddämpfungssysteme des Standes der Technik ein gewünschtes Niveau einer Dämpfungskraft bei niedrigen Geschwindigkeiten bereit, aber nicht bei hohen Geschwindigkeiten, wohingegen andere Dämpfungssysteme des Standes der Technik eine gewünschte Dämpfungskraft bei hohen Geschwindigkeiten bereitstellen, aber unerwünschte Charakteristika bei niedrigen Geschwindigkeiten haben. Entsprechend ist das, was benötigt wird, ein verbessertes Fahrraddämpfungssystem, welches mit den vorliegenden physikalischen Begrenzungen für Fahrradfederungssysteme konform geht und ebenso ein gewünschtes Niveau einer Dämpfungskraft über einen größeren Bereich der erwarteten Dämpfungssystemgeschwindigkeiten bereitstellt, als es der Stand der Technik tut.
BESCHREIBUNG
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist ein Fahrrad, umfassend eine Federungsdämpfungsanordnung, welche wirksam zwischen einem Rahmen des Fahrrads und entweder dem Vorderrad oder dem Hinterrad des Fahrrades positioniert ist. Die Federungsdämpfungsanordnung umfasst eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer. Eine Partition trennt die erste Fluidkammer von der zweiten Fluidkammer. Ein erstes Ventil umfasst einen Ventilkörper und eine erste Öffnung (engl. orifice), welche durch die Partition definiert ist. Die erste Öffnung ist dazu konfiguriert es zu ermöglichen, dass Fluid zwischen einer ersten Seite der Partition und einer zweiten Seite der Partition hin und her fließen kann. Der Ventilkörper hat eine erste Position, in welcher der Ventilkörper einen Fluidfluss von der ersten Öffnung zwischen der Partition und dem Ventilkörper im Wesentlichen verhindert, und eine zweite Position, in welcher der Ventilkörper einen Fluidfluss von der ersten Öffnung zwischen der Partition und dem Ventilkörper hindurch zulässt. Ein zweites Ventil umfasst eine zweite Öffnung, welche durch den Ventilkörper definiert ist. Das zweite Ventil ist so konfiguriert, dass es einen Fluidfluss von einer ersten Seite des Ventilkörpers zu einer zweiten Seite des Ventilkörpers ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist ein Fahrrad, umfassend eine Federungsdämpfungsanordnung, welche wirksam zwischen einem Rahmen des Fahrrades und entweder dem Vorderrad oder dem Hinterrad des Fahrrades positioniert ist. Die Federungsdämpfungsanordnung umfasst eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer. Eine Partition trennt die erste Fluidkammer von der zweiten Fluidkammer. Ein erstes Ventil ist dazu konfiguriert, einen Fluidfluss zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer über die Partition hinweg in einer ersten Richtung zu ermöglichen. Das erste Ventil umfasst einen ersten Ventilkörper und eine erste Öffnung, welche durch die Dämpfungsanordnung definiert ist. Die erste Öffnung ist so konfiguriert, dass sie einen Fluidfluss zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer erlaubt. Der erste Ventilkörper ist bewegbar in Reaktion auf einen Fluiddruck zwischen einer ersten Position, in welcher der erste Ventilkörper die erste Öffnung blockiert um im Wesentlichen einen Fluidfluss von der ersten Öffnung zwischen der Partition und dem ersten Ventilkörper hindurch zu verhindern, und einer zweite Position, in welcher der erste Ventilkörper einen Fluidfluss von der ersten öffnung zwischen der Partition und dem ersten Ventilkörper hindurch ermöglicht. Ein zweites Ventil ist dazu konfiguriert, einen Fluidfluss zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer über die Partition hinweg in der ersten Richtung zu ermöglichen. Das zweite Ventil umfasst einen zweiten Ventilkörper und eine zweite Öffnung, welche durch die Dämpfungsanordnung definiert ist. Die zweite Öffnung ist dazu konfiguriert, einen Fluidfluss zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer zu ermöglichen. Der zweite Ventilkörper ist bewegbar in Reaktion auf einen Fluiddruck zwischen einer ersten Position, welche die zweite Öffnung blockiert um im Wesentlichen einen Fluidfluss durch die zweite Öffnung hindurch zu verhindern, und einer zweiten Position, in welcher der zweite Ventilkörper einen Fluidfluss durch die zweite Öffnung hindurch ermöglicht.
Noch ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist ein Fahrrad, umfassend eine Federungsdämpfungsanordnung, welche wirksam zwischen einem Rahmen des Fahrrades und entweder dem Vorderrad oder dem Hinterrad des Fahrrades positioniert ist. Die Federungsdämpfungsanordnung umfasst eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer. Eine Partition trennt die erste Fluidkammer von der zweiten Fluidkammer. Ein erstes Ventil ist dazu konfiguriert, einen Fluidfluss zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer über die Partition hinweg in einer ersten Richtung zu ermöglichen. Das erste Ventil ist bewegbar zwischen einer ersten Position, in welcher ein Fluidfluss durch das erste Ventil im Wesentlichen verhindert wird, und einer zweiten Position, in welcher ein Fluidfluss durch das erste Ventil hindurch ermöglicht wird. Ein zweites Ventil ist dazu konfiguriert, einen Fluidfluss zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer über die Partition hinweg in der ersten Richtung zu ermöglichen. Das zweite Ventil ist bewegbar zwischen einer ersten Position, in welcher der Fluidfluss durch das zweite Ventil im Wesentlichen verhindert wird, und einer zweiten Position, in welcher ein Fluidfluss durch das zweite Ventil hindurch ermöglicht wird. Das erste Ventil ist bewegbar zwischen der ersten Position und der zweiten Position wenn das zweite Ventil in entweder der ersten Position oder der zweiten Position ist. Weiterhin ist das zweite Ventil bewegbar zwischen der ersten Position und der zweiten Position, wenn das erste Ventil in entweder der ersten Position oder der zweiten Position ist.
Noch ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist ein Fahrrad umfassend eine Federungsdämpfungsanordnung, welche wirksam zwischen einem Rahmen des Fahrzeuges und entweder einem Vorderrad oder einem Hinterrad des Fahrrades positioniert ist. Die Federungsdämpfungsanordnung umfasst eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer. Eine Partition teilt die erste Fluidkammer von der zweiten Fluidkammer ab. Ein erstes Ventil ist dazu konfiguriert, einen Fluidfluss zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer über die Partition hinweg in einer ersten Richtung zu ermöglichen. Das erste Ventil ist bewegbar zwischen einer ersten Position, in welcher ein Fluidfluss durch das erste Ventil hindurch im Wesentlichen verhindert wird, und einer zweiten Position, in welcher ein Fluidfluss durch das erste Ventil hindurch ermöglicht wird. Ein zweites Ventil ist dazu konfiguriert, einen Fluidfluss zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer über die Partition hinweg in der ersten Richtung zu ermöglichen. Das zweite Ventil ist bewegbar zwischen einer ersten Position, in welcher ein Fluidfluss durch das zweite Ventil im Wesentlichen verhindert wird, und einer zweiten Position, in welcher ein Fluidfluss durch das zweite Ventil hindurch ermöglicht wird. Die Dämpfungsanordnung hat zumindest einen ersten Modus (engl. mode), in welchem das erste Ventil in der ersten Position ist und das zweite Ventil in der ersten Position ist. Die Dämpfungsanordnung hat einen zweiten Modus, in welchem das erste Ventil in der ersten Position und das zweite Ventil in der zweiten Position ist. Zusätzlich ist hat die Dämpfungsanordnung einen dritten Modus, in welchem das erste Ventil in der zweiten Position und das zweite Ventil in der ersten Position ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist ein Fahrrad umfassend eine Federungsdämpfungsanordnung, welche wirksam zwischen einem Rahmen des Fahrrades und entweder einem Vorderrad oder einem Hinterrad des Fahrrades positioniert ist. Die Federungsdämpfungsanordnung umfasst ein Rohr, welches eine Fluidkammer definiert. Ein erster Kolben ist mit einer inneren Oberfläche des Rohrs abgedichtet und umfasst ein erstes Ventil, welches dazu konfiguriert ist, wahlweise einen Fluidfluss von einer ersten Seite des ersten Kolbens auf eine zweite Seite des ersten Kolbens zu ermöglichen. Ein zweiter Kolben ist mit einer inneren Oberfläche des Rohrs abgedichtet. Die ersten und Nebenkolben definieren eine Fluidkammer zwischen sich. Der Nebenkolben definiert eine Mehrzahl von Öffnungen, welche dazu konfiguriert sind, einen Fluidfluss von einer ersten Seite des Nebenkolbens auf eine zweite Seite des Nebenkolbens zu ermöglichen. Eine bewegbare Platte ist bewegbar zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position. In der ersten Position blockiert die Platte die Mehrzahl der Öffnungen nicht, so dass ein Fluidfluss zwischen der ersten Seite des Nebenkolbens und der zweiten Seite des Nebenkolbens bei einer ersten Durchflussrate (engl. flow rate) ermöglicht wird. In der zweiten Position blockiert die Platte zumindest eine der Mehrzahl der Öffnungen und blockiert zumindest eine der Mehrzahl der Öffnungen nicht, so dass ein Fluidfluss zwischen der ersten Seite des Nebenkolbens und der zweiten Seite des Nebenkolbens bei einer zweiten Durchflussrate ermöglicht ist, welche kleiner ist als die erste Durchflussrate.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile des vorliegenden Dämpfungssystems für Fahrradfederungen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben, welche dazu gedacht sind, die vorliegende Erfindung darzustellen, sie aber nicht zu beschränken. Die Zeichnungen umfassen (10) Figuren.
1 ist eine Draufsicht auf ein Fahrrad, umfassend einen Rahmen, ein Vorderrad und ein Hinterrad. Ein Vorderradfederungssystem ist wirksam zwischen dem Rahmen und dem Vorderrad positioniert und umfasst bevorzugt ein Paar Gabelbeine. Ein Hinterradfederungssystem ist wirksam zwischen dem Rahmen und dem Hinterrad positioniert.
2 ist eine partielle Querschnittsansicht eines Gabelbeines des Vorderradfederungssystems der 1. Das Gabelbein der 2 weist eine Gabelbeinanordnung umfassend ein äußeres Gabelbein und ein inneres Stützrohr (engl. inner stanchion tube). Das Gabelbein und die Stütze sind teleskopisch miteinander verbunden. Eine Dämpfungsanordnung ist innerhalb des Gabelbeins aufgenommen.
3 ist eine Querschnittsansicht der Dämpfungsanordnung des Gabelbeins der 2.
4 ist eine vergrößerte Ansicht einer Dämpfungskolbeneinrichtung der Dämpfungsanordnung der 3.
5 zeigt eine Position des Dämpfungskolbens der 4.
6 zeigt eine weitere Position der Dämpfungskolbenanordnung der 4.
7 ist eine Querschnittsansicht einer Modifikation der Dämpfungskolbenanordnung der 2–6.
8 ist eine weitere Querschnittsansicht der Dämpfungskolbenanordnung der 7, welche in einem Winkel bezüglich der Ansicht der 7 gezeigt ist.
9 ist eine radiale Querschnittsansicht eines Nebenkolbens der Dämpfungskolbenanordnung der 7 und 8 entlang der Linie 9-9 der 7.
10 ist eine Querschnittsansicht noch einer weiteren Modifikation der Dämpfungskolbenanordnung der 2–6 und 7–9. 10 zeigt auch eine Basisventilanordnung, welche ein Trägheitsventil umfasst.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Dämpfungsanordnung für Fahrradfederungen sind hierin offenbart. Obwohl die offenbarten Ausführungsbeispiele sehr geeignet sind zur Verwendung in Verbindung mit Fahrradfederungssystemen wird ebenso in Erwägung gezogen, dass die vorliegende Dämpfungsanordnung auch zur Verwendung in anderen Fahrzeugen, wie zu Beispiel Motorrädern, Kraftfahrzeugen, Schneemobilen und Geländefahrzeugen anzupassen. Zusätzlich werden die spezifischen Ausführungsbeispiele der Dämpfungsanordnung häufig hierin unter der Verwendung von relativen Begriffen wie beispielsweise "über", "unter", "aufwärts", "abwärts", "axial" und "radial" beschrieben. Diese relativen Begriffe werden aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung der spezifischen Ausführungsbeispiele, so wie sie in den Zeichnungen der vorliegenden Beschreibung orientiert sind, verwendet. Entsprechend sind solche relativen Begriffe nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken.
1 zeigt ein Fahrrad 20 umfassend eine Rahmenanordnung 22. Die Fahrradrahmenanordnung 22 umfasst einen Hauptrahmen 24 und einen Unterrahmen 26. Der Unterrahmen 26 ist verschwenkbar relativ zu dem Hauptrahmen 24 gehalten. Ein Stoßdämpfer 28 (engl. shock absorber) erstreckt sich zwischen dem Hauptrahmen 24 und dem Unterrahmen 26 und ist bevorzugt so konfiguriert, dass er sowohl eine Federkraft als auch eine Dämpfungskraft bereitstellt, welche eine Relativbewegung zwischen dem Hauptrahmen 24 und dem Unterrahmen 26 reguliert. Die Federkraft tendiert dazu, den Stoßdämpfer 28 zu verlängern und die Dämpfungskraft schwächt sowohl die Kompressions- als auch die Verlängerungs-(oder Rückstell)-Bewegung des Stoßdämpfers 28 ab.
Ein in der Vorwärtsrichtung gelegenes Ende der Rahmenanordnung 22 hält bevorzugt eine vordere Federgabel 30 zur Drehung um eine Steuerachse A_S. Ähnlich zu dem Stoßdämpfer 28 stellt die vordere Federgabel 30 bevorzugt eine Federkraft und eine Dämpfungskraft bereit, wie es detaillierter nachfolgend beschrieben wird.
Eine Lenkeranordnung 32 ist mit dem oberen Ende der Federgabel 30 verbunden. Ein Vorderrad 34 des Fahrrades 20 ist drehbar an einem unteren Ende der vorderen Federgabel 30 gehalten. Ein mittlerer, oberer Abschnitt der Rahmenanordnung 22 trägt eine Fahrradsattelanordnung 36, umfassend eine Sattelstütze 38 und einen Sattel 40.
Ein Hinterrad 42 ist drehbar an dem Unterrahmen 26 der Rahmenanordnung 22 gehalten. Daher ist das Hinterrad 42 zusammen mit dem Unterrahmen 26 relativ zu dem Hauptrahmen 24 bewegbar. Eine Bewegung des Hinterrades 42 und des Unterrahmens 26 ist durch den Stoßdämpfer 28 reguliert.
Ein unterer, zentraler Abschnitt der Rahmenanordnung 22 trägt eine Pedalkurbelanordnung 44 (engl. pedal crank assembly) zu ihrer Drehung um die Kurbelachse A_C. In der gezeigten Anordnung ist die Pedalkurbelanordnung 44 antriebsmäßig mit dem Hinterrad 42 über eine Kettenantriebsübertragung 46 gekoppelt. Die Kettenantriebsübertragung 46 umfasst bevorzugt eine endlose Antriebskette 48, die um eine einer Mehrzahl von unterschiedlich großen Zahnrädern, oder Kettenblättern 50, der Pedalkurbelanordnung 44 gelegt ist und einer Mehrzahl unterschiedlich großer Zahnräder, oder Ritzel 52 (engl. cogs), welche mit dem Hinterrad 42 gekoppelt sind.
Ein vorderer Umwerfer 54 ist dazu konfiguriert, die Antriebskette 48 auf ein ausgewähltes der Mehrzahl der vorderen Kettenblätter 50 zu bewegen. In gleicher Weise ist ein hinteres Schaltwerk 56 dazu konfiguriert, die Antriebskette 48 auf ein ausgewähltes der Mehrzahl der rückwärtigen Ritzel 52 zu bewegen. Durch das Bewegen der Antriebskette 48 zwischen unterschiedlichen Kombinationen von Kettenblättern 50 und Ritzeln 52 kann eine gewünschte Getriebeübersetzung aus der Mehrzahl der verfügbaren Getriebeübersetzungen ausgewählt werden. Obwohl eine solche Vielfachübersetzungskettenantriebsanordnung aufgrund ihrer Effizienz und Zuverlässigkeit bevorzugt ist, können andere geeignete Antriebskettenanordnungen ebenso verwendet werden.
Eine vordere Bremsenanordnung 58 ist dazu konfiguriert, eine Bremskraft auf das Vorderrad 34 aufzubringen. Gleicherweise ist eine rückwärtige Bremsenanordnung 60 dazu konfiguriert, eine Bremskraft auf das Hinterrad 42 aufzubringen. Obwohl Bremsen vom Scheibenbremsentyp gezeigt sind, können andere Typen von Bremssystemen ebenso verwendet werden, so wie beispielsweise Bremsen des Cantilevertyps. Bevorzugt sind Fahrergriffe 62 (engl. rider controls) an der Lenkeranordnung 32 bereitgestellt, um es einem Fahrer des Fahrrades 20 zu ermöglichen, den vorderen Umwerfer 54 und das hintere Schaltwerk 56, sowie die vorderen und hinteren Bremsenanordnungen 58, 60 zu bedienen.
2 zeigt eine Gabelbeinanordnung 70 der vorderen Federgabel 30 der 1. Im Allgemeinen wird die vordere Federgabel 30 ein Paar Gabelbeinanordnungen 70 umfassen, welche so orientiert sind, dass sie beiderseits des Vorderrads 34 liegen. In anderen Anordnungen jedoch kann nur eine Gabelbeinanordnung 70 bereitgestellt werden, wenn dies gewünscht ist. Zusätzlich können andere geeignete Strukturen ebenso verwendet werden, so wie beispielsweise eine Struktur des Zugstangentyps, wie es von dem Fachmann klar erkannt wird.
Die gezeigte Gabelbeinanordnung 70 umfasst ein äußeres Rohr, oder Gabelbein 72, und ein inneres Rohr, oder Stütze 74. Das Gabelbein 72 und die Stütze 74 sind teleskopartig miteinander für eine Relativbewegung entlang einer Längsachse A der Gabelbeinanordnung 70 verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel formt das äußere Rohr, oder Gabelbein 72, ein unteres Ende der Gabelbeinanordnung 70 aus, während die Stütze 74 das obere Ende der Gabelbeinanordnung 70 ausformt. In anderen Anordnungen könnten die Relativpositionen umgekehrt sein, so dass das äußere Rohr 72 relativ oberhalb des inneren Rohres 74 positioniert ist.
Die gezeigte Gabelbeinanordnung 70 umfasst eine Dämpferanordnung 56, welche innerhalb eines Innenraumes positioniert ist, welcher durch das Gabelbein 72 und die Stütze 74 definiert ist. Die Dämpferanordnung 76, wie sie nachfolgend in größerem Detail beschrieben ist, ist bevorzugt dazu konfiguriert, eine Dämpfungskraft bereitzustellen, welche sowohl gegen eine Kompressionsbewegung, als auch gegen eine Verlängerungsbewegung (oder Rückstellungsbewegung) der Gabelbeinanordnung 70 Widerstand leistet. Zusätzlich umfasst die vordere Federgabel 70 bevorzugt eine Federungsfeder (nicht gezeigt), welche dazu konfiguriert ist, eine Federkraft bereitzustellen, welche dazu tendiert, die Gabelbeinanordnung 70 auseinanderzudrücken und gegen eine Kompression der Gabelbeinanordnung 70 Widerstand zu leisten. In einigen Ausführungsbeispielen kann das Dämpfungssystem der vorderen Federgabel 30 in einer Gabelbeinanordnung 70 angeordnet sein, wohingegen die Federungsfeder in der anderen Gabelbeinanordnung 70 angeordnet sein kann. In alternativen Anordnungen kann jede Gabelbeinanordnung 70 sowohl eine Dämpfungsanordnung 76 als auch eine Federungsfeder umfassen. Die Federungsfeder kann aus jeglicher geeigneten Konstruktion bestehen, so wie zum Beispiel einer Schraubenfeder oder einer Luftfederanordnung.
Die Dämpferanordnung 76 erstreckt sich bevorzugt im Wesentlichen über die gesamte Länge der Gabelbeinanordnung 70 hinweg und ist sowohl mit dem Gabelbein 72 als auch mit der Stütze 74 gekoppelt. Die Dämpferanordnung 76 kann mit der Gabelanordnung 70 mittels jeglicher geeigneten Verbindung verbunden werden. Zum Beispiel kann ein unteres Ende der Dämpferanordnung 76 direkt mit dem Gabelbein 72 gekoppelt sein. In der gezeigten Anordnung ist das obere Ende der Dämpferanordnung 76 mit der Stütze 74 mittels einer Kappe 78 (engl. cap) verbunden. Die Kappe 78 kann sowohl mit dem oberen Ende der Dämpferanordnung 76 als auch mit der Stütze 74 mittels einer Gewindeverbindung verbunden sein. Wie es den Fachleuten klar ist, kann die Kappe 78 auch Einstellungsgriffe, wie beispielsweise Einstellungshebel oder -knöpfe umfassen, welche eine Einstellung der Dämpfungsmerkmale der Dämpferanordnung 76, welche in größerem Detail nachfolgend beschrieben sind, ermöglichen.
Mit zusätzlicher Bezugnahme auf 3 umfasst die gezeigte Dämpferanordnung 76 ein Dämpferrohr 80 und eine Kolbenstange 82. Die Kolbenstange 82 und das Dämpferrohr 80 stehen teleskopisch miteinander in Eingriff für eine relative Kompressions-(also eine Verkürzungs-) und eine Extensions-(also Verlängerungs-)Bewegung. Wie oben beschrieben stellt die Dämpferanordnung 76 bevorzugt eine Dämpfungskraft in Reaktion sowohl auf eine Kompression als auch auf eine Extensionsbewegung zwischen dem Dämpfungsrohr 80 und der Kolbenstange 82 bereit. Die Dämpfungskraft kann für eine gegebene Geschwindigkeit zwischen der Bewegung in einer Kompressionsrichtung und einer Bewegung in einer Extensionsrichtung variieren.
Wie in 3 gezeigt, trägt die Kolbenstange 82 eine Dämpfungskolbenanordnung 84 an deren unterem Ende innerhalb des Dämpferrohrs 80. Die Dämpfungskolbenanordnung 84 ist in einem im Wesentlichen abgedichteten, gleitenden Eingriff mit einer inneren Oberfläche des Dämpferrohrs 80. Daher teilt die Dämpfungskolbenanordnung 84 das Innere des Dämpferrohrs 80 in eine erste Fluidkammer 86 unterhalb der Dämpfungskolbenanordnung 84, und eine zweite Fluidkammer 88 oberhalb der Dämpfungskolbenanordnung 84 ein. Die Fluidkammer 86 wird in ihrem Volumen in Reaktion auf eine Kompressionsbewegung der Dämpferanordnung 76 reduziert und wird häufig als die Kompressionskammer bezeichnet. Ähnlich wird das Volumen der Fluidkammer 88 in Reaktion auf eine Extension oder eine Rückstellbewegung der Dämpferanordnung 76 reduziert und wird häufig als die Rückstellkammer (engl. rebound chamber) bezeichnet.
Die Dämpferanordnung 76 umfasst auch einen Kompensator 90, welcher dazu konfiguriert ist, eine Verdrängung des Dämpfungsfluids innerhalb des Dämpferrohrs 80 zu kompensieren, hergerufen durch eine Vergrößerung des Volumens der Kolbenstange 82, welche innerhalb des Dämpferrohrs 80 vorliegt, als ein Resultat der Kompression der Dämpferanordnung 76. Da die Kolbenstange 82 ein ansteigendes Volumen des Dämpfungsrohres 80 bei der Kompression einnimmt, reduziert der Kompensator 90 daher das Volumen, wodurch er das Volumen der Kompressionskammer 86 vergrößert, um Fluid aufzunehmen, welches nicht in die Rückstellkammer 88 verdrängt werden kann.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Kompensator 90 eine Membran 92, welche die Kompressionskammer 86 von einer Gaskammer 94 trennt. Das Gas innerhalb der Gaskammer komprimiert sich so, dass die Gaskammer 94 dazu in der Lage ist, sich in ihrem Volumen so zu reduzieren, dass sie das Dämpfungsfluid kompensiert, welches während der Kompression der Dämpferanordnung 76 nicht in die Rückstellkammer 88 verdrängt werden kann.
Ein Ventil 96 kann bereitgestellt sein, um einen Zugang zu der Gaskammer 94 bereitzustellen. Die Gaskammer 94 ist typischerweise mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt, so wie beispielsweise Stickstoff. Obwohl ein Kompensator 90 eines Membrantypus gezeigt ist, können ebenso andere geeignete Konstruktionen verwendet werden. Beispielsweise kann ein schwebender Kolben innerhalb des Dämpfers 290 bereitgestellt werden, welcher in einem abgedichteten, gleitenden Eingriff mit der inneren Oberfläche des Dämpfungsrohrs 80 steht, um die Kompressionskammer 86 von der Gaskammer 94 zu trennen. Zusätzlich, wenn dies gewünscht wird, kann der Kompensator 90 in einem Rohr angeordnet sein, welches sich von dem Dämpferrohr 80 unterscheidet. Solch eine Rekonstruktion wird als eine Dämpfungsanordnung des entfernten Reservoirtyps bezeichnet.
Ein Vorteil der gezeigten Konstruktion der Dämpferanordnung 76 ist es, dass die Dämpferanordnung 76 eine in sich abgeschlossene Einheit ist. Also kann die Dämpferanordnung 76 aus dem Gabelbein 72 und der Stütze 74 entfernt werden, während sie als eine komplette Anordnung intakt bleibt. Entsprechend geht bevorzugt kein Dämpfungsfluid verloren wenn die Dämpferanordnung 76 aus dem Rest der Gabelbeinanordnung 70 entfernt wird, wodurch das Zusammensetzen und Auseinandernehmen der Gabelbeinanordnung 70 erleichtert wird. In alternativen Anordnungen jedoch kann das Fluid aus der Innenseite der Dämpferanordnung 76 in Kommunikation mit einem inneren Raum der Gabelbeinanordnung 70 zwischen dem Gabelbein 72 und dem Dämpferrohr 80 stehen. Der innere Raum der Gabelbeinanordnung 70 kann als ein Reservoir für das verdrängte Dämpfungsfluid verwendet werden, wie es von den Fachleuten erkannt werden wird.
Ein zusätzlicher Vorteil der gezeigten Konstruktion der Dämpferanordnung 76 ist, dass das Dämpferrohr 80 mehrere Abschnitte umfasst. Das gezeigte Dämpferrohr 80 umfasst einen oberen Abschnitt 80a und einen unteren Abschnitt 80b. Der obere Abschnitt 80a definiert einen gesamten Abschnitt der inneren Oberfläche des Dämpferrohrs 80, mit dem die Dämpfungskolbenanordnung 84 über deren kompletten Bereich einer Relativbewegung, oder Dämpfungsbewegung, eingreift. Daher muss die Dämpfungskolbenanordnung 84 nicht einen Übergang zwischen den Abschnitten 80a, 80b überwinden, was die Dichtungsstrukturen zwischen der Dämpfungskolbenanordnung 84 und dem Dämpfungsrohr 80 beschädigen könnte.
Der untere Abschnitt 80b definiert einen Teil des Dämpfungsrohrs 80, welcher den Kompensator 90 aufnimmt. Wie nachfolgend beschrieben ist, können zusätzliche Merkmale (beispielsweise eine Basisventilanordnung) innerhalb der Dämpferanordnung 76 gewünscht sein und können innerhalb des unteren Abschnitts 80b des Dämpfungsrohrs 80 vorgesehen sein. Daher kann der obere Abschnitt 80a zusammen mit der Kolbenstange 82 und der Dämpfungskolbenanordnung 84 eine erste Unteranordnung umfassen, und der untere Abschnitt 80b zusammen mit dem Kompensator 90 und/oder anderen gewünschten Strukturen kann eine zweite Unteranordnung umfassen. Das Bereitstellen separater Unteranordnungen ermöglicht es unterschiedlichen oberen und unteren Abschnitten 80a, 80b miteinander kombiniert zu werden, um unterschiedliche Modelle der Dämpferanordnung 76 zu produzieren, mit einer erhöhten Herstellungsflexibilität und Effizienz.
Unter Bezugnahme auf 4 umfasst die Dämpfungskolbenanordnung 84 einen Dämpfungskolben 100. Der Dämpfungskolben 100 steht in abgedichtetem, gleitendem Eingriff mit einer inneren Oberfläche des Dämpfungsrohrs 80. Ein Abdichtungselement 102 ist zwischen einer Umfangskante des Kolbens 100 und der inneren Oberfläche des Dämpfungsrohrs 80 angeordnet, um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung zwischen dem Kolben 100 und dem Dämpfungsrohr 80 zu erzeugen. Entsprechend dient der Kolben 100 als eine Partition zwischen der Kompressionskammer 86 und der Rückstellkammer 88.
Wie nachfolgend detailliert beschrieben ist, umfasst die Dämpfungskolbenanordnung 84 einen oder mehrere Fluidflusskreise, welche einen Fluidfluss zwischen der Kompressionskammer 86 und der Rückstellkammer 88 in einer beschränkten Weise ermöglichen, um eine Dämpfungskraft zu erzeugen. Obwohl die gezeigte Dämpfungskolbenanordnung 84 an der Kolbenstange 82 für eine Bewegung innerhalb des Dämpfungsrohrs 80 gehalten ist, können in anderen Anordnungen Fluidflusskreise ähnlich zu denen, welche nachfolgend beschrieben sind, innerhalb eines stationären Kolbens oder einer Partition zwischen der Kompressionskammer oder der Rückstellkammer, und einer weiteren Fluidkammer, so wie beispielsweise einer Reservoirkammer, vorgesehen sein.
Der gezeigte Kolben 100 ist an einer Haltewelle 104 (engl. support shaft) gehalten, welche sich entlang einer Achse der Dämpferanordnung 76 erstreckt. Die Haltewelle 104 ist mit einem unteren Ende des Kolbenstabes 82 gekoppelt. Die Haltewelle 104 tritt durch einen zentralen Durchlass des Kolbens 100 hindurch und umfasst eine Schulter 106, welche eine untere Oberfläche des Kolbens 100 kontaktiert und den Kolben 100 von unten hält.
Der Kolben 100 umfasst einen oder mehrere Kompressionskanäle 108, welche sich axial durch den Kolben 100 hindurch erstrecken. Die Kompressionskanäle 108 sind bevorzugt Durchlässe in dem Kolben 100, welche es einem Fluid ermöglichen, sich von der Kompressionskammer 86 durch den Kolben hindurch zu der Rückstellkammer 88 zu bewegen. Obwohl zwei Kompressionskanäle 108 in der 4 gezeigt sind, ist bevorzugt eine Mehrzahl von Kompressionskanälen 108 im Umfang um den Kolben 100 herum bereitgestellt. Zum Beispiel können in einem Ausführungsbeispiel acht solcher Kompressionskanäle 108 gleichförmig beabstandet um den Umfang des Kolbens 100 herum vorgesehen sein.
Ein Ventilkörper, welcher hierin als eine Kompressionsplatte 110 bezeichnet wird, ist in Richtung einer oberen Oberfläche des Kolbens 100 mittels einer Vorspannvorrichtung 112 vorgespannt. Die Vorspannvorrichtung 112 kann jeglichen Typus einer geeigneten Feder umfassen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Vorspannvorrichtung 112 eine Mehrzahl von Tellerfedern 114, welche im Allgemeinen als Belleville-Unterlagscheiben bezeichnet werden. Die Tellerfedern 114 sind in einer abwechselnden Anordnung zwischen der Kompressionsplatte 110 und einer Schulter 116 der Haltewelle 104 vorgesehen, so dass die Enden eines schmaleren Durchmessers der Tellerfedern 114 gegenüberliegend der Kompressionsplatte 110 und der Schulter 116 sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Tellerfedern 114 vorgesehen. In anderen Ausführungsbeispielen jedoch kann eine größere oder kleinere Anzahl von Tellerfedern 114 bereitgestellt sein, von denen eine oder mehrere miteinander eingreifen, im Gegensatz dazu dass sie sich abwechseln, wie gezeigt. Zusätzlich können ebenso andere geeignete Typen von Federn verwendet werden, so wie beispielsweise eine Schraubenfeder.
Die Kompressionsplatte 110 umfasst einen im Wesentlichen ebenen, plattenförmigen Abschnitt 118, welcher bevorzugt direkt gegen einer oberen Oberfläche des Kolbens 10 anliegt. Wünschenswerterweise hat der Plattenabschnitt 118 einen äußeren Durchmesser einer hinreichenden Größe, so dass der Plattenabschnitt 118 die Kompressionskanäle 108 abdeckt. Ein röhrenförmiger Wellenabschnitt 120 der Kompressionsplatte 110 erstreckt sich von dem Plattenabschnitt 118 aufwärts und steht gleitend mit der Haltewelle 104 in Eingriff, so dass die Kompressionsplatte 110 für eine Bewegung entlang der Achse A der Kolbenstange 82 relativ zu dem Kolben 100 konfiguriert ist.
Der Plattenabschnitt 118 der Kompressionsplatte 110 definiert ebenso zumindest einen, und bevorzugt eine Mehrzahl von Durchlässe oder Durchflusskanäle 122. Bevorzugt ist ein Kanal 122 für jeden der Kompressionskanäle 108 bereitgestellt. Zusätzlich sind die Kanäle 122 mit den Kompressionskanäle 108 ausgerichtet. Entsprechend überlappt zumindest ein Abschnitt des Kanals 122 mit der Kompressionskanal 108. Daher stehen die miteinander verbundenen Kompressionskanäle 108 und die Kanäle 122 in Fluidkommunikation wenn die Kompressionsplatte 110 gegen den Kolben 100 positioniert ist. Andere Anordnungen, um eine Fluidkommunikation zwischen den Kanälen 122 und den Kompressionskanälen 108 des Kolbens 100 bereitzustellen, können ebenso verwendet werden, wie beispielsweise ein Verbindungskanal, von dem ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel unten unter Bezugnahme auf die 7 und 8 gezeigt ist.
Die Kanäle 122 sind normalerweise an deren oberen Enden durch ein Plättchen 124 oder einen Stapel, welcher mehrere Plättchen 124 umfasst, geschlossen. Das Plättchen oder der Plättchenstapel 124 wird hierin im Singular verwendet, aber es soll verstanden werden, dass ein Stapel von mehreren Plättchen ebenso durch die Bezugnahme auf den Singular abgedeckt ist, außer er wird anders genannt. Zusätzlich werden zusätzliche Plättchen oder Plättchenstapel, welche hierin diskutiert werden, ebenso im Singular angesprochen, aber umfassen einen Stapel von mehreren Plättchen.
Das Plättchen 124 ist dazu konfiguriert, sich um die Achse A herum zu biegen oder zu krümmen, in einer aufwärts gerichteten Richtung von der Kompressionsplatte 110 aus, um einen Fluidfluss durch die Öffnung 122 in Reaktion auf ein Druckdifferential zu ermöglichen, welches hinreichend groß ist, um das Plättchen 124 zu biegen. Das Plättchen 124 wird gegen eine obere Oberfläche des Plattenabschnitts 118 der Kompressionsplatte 110 durch ein Rückhalteelement, wie beispielsweise einen Anschlag 126, welcher ebenso eine physische Sperrenoberfläche definiert, um die Bewegung des Aufwärtsbiegens des Plättchens 124 zu begrenzen, wie in 5 gezeigt. Wünschenswert ist ein Rückhalteelement, so wie eine Mutter 128, mit dem Wellenabschnitt 120 der Kompressionsplatte 110 in Eingriff, um das Plättchen 124 und den Anschlag 126 gegen die obere Oberfläche des Plattenabschnitts 118a der Kompressionsplatte 110 zu halten.
Bevorzugt sind die Kanäle 122 kleiner als die Kanäle 108, so dass Fluid innerhalb der Kompressionskanäle 108 gegen einen Abschnitt der unteren Oberfläche der Kompressionsplatte 110 presst, welche zu den Kanäle 108 hin freigelegt ist. Entsprechend wird, wenn ein Druckdifferential zwischen der Kompressionskammer 86 und der Rückstellkammer 88 oberhalb eines Grenzniveaus liegt, die Vorspannkraft der Vorspannanordnung 122 überwunden so dass sich die Kompressionsplatte 110 aufwärts von dem Kolben 100 fort bewegt, um einen Fluidfluss von den Kompressionskanälen 108 zwischen dem Kolben 100 und der Kompressionsplatte 110 zu ermöglichen, so wie es in 6 gezeigt ist.
Wünschenswert ist zusätzlich zu einem Fluidfluss durch den Kolben 100, ebenso ein Fluidfluss zwischen der Kompressionskammer 86 und der Rückstellkammer 88 durch eine zentrale Passage 130 der Haltewelle 104 hindurch bereitgestellt. Bevorzugt öffnet sich an deren unterem Ende die Passage 130 direkt in die Kompressionskammer 86. An ihrem oberen Ende kommuniziert die Passage 130 mit der Rückstellkammer 88 durch eine oder mehrere radiale Kanäle 132. Daher kooperieren die zentrale Passage 130 und die radialen Kanäle 132 miteinander, um einen Fluidfluss zwischen der Kompressionskammer 86 und der Rückstellkammer 88 zu ermöglichen.
Bevorzugt ist ein Einwegventil vorgesehen, um eine Einstellung des Fluidflusses durch die Passage 130 in einer Kompressionsrichtung zu ermöglichen (also von der Kompressionskammer 86 zu der Rückstellkammer 88). In der gezeigten Anordnung erstreckt sich eine Einstellwelle 134 durch eine hohle innere Passage 135 der Kolbenstange 82 und durch die Passage 130 der Haltewelle 104. Bevorzugt ist die Einstellwelle 134 an ihrem oberen Ende mit der Kappe 78 (2) der Gabelbeinanordnung 70 verbunden, um eine Drehung der Welle 134 relativ zu der Kolbenstange 82 mittels einer Nutzereinstellvorrichtung zu ermöglichen, wie beispielsweise einem Hebel oder einem Knopf. Bevorzugt ist die Einstellwelle 134 so konfiguriert, dass eine Drehung der Welle 134 die Verschiebung der Welle relativ zu der Kolbenstange 82 entlang der Achse A hervorruft.
Die Einstellwelle 134 trägt einen Ventilkörper 136, welcher dazu konfiguriert ist, mit einem Ventilsitz 138 zu kooperieren, welcher an dem unteren Ende der Passage 130 der Haltewelle 104 definiert ist. Daher kann die Haltewelle 134 so eingestellt werden, dass der Ventilkörper 136 einen Fluidfluss von der Kompressionskammer 36 in die Passage 130 begrenzt. Bevorzugt ist der Ventilkörper 136 in eine Position relativ zu dem Ventilsitz 138 bewegbar, so dass ein Fluidfluss von der Kompressionskammer 86 in die Passage 130 vollständig oder im Wesentlichen vollständig verhindert wird. Entsprechend kann ein Benutzer des Dämpfungskanals 20 die Kompressionscharakteristika der Dämpferanordnung 76 einstellen durch das Hervorrufen einer Drehung der Einstellwelle 134. Die Fachleute werden feststellen, dass unterschiedliche mögliche Benutzereinstellvorrichtungen, so wie beispielsweise Knöpfe oder Hebel, verwendet werden können, um eine externe Drehung der Einstellwelle 134 zu ermöglichen. Zusätzlich kann eine axiale Bewegung der Einstellwelle 134, oder des Ventilkörpers 136 auch durch andere geeignete Mechanismen erreicht werden, welche nicht notwendigerweise eine Drehung der Einstellwelle 134 erfordern.
Wünschenswerterweise steht der Ventilkörper 136 in gleitendem Eingriff mit einem Abschnitt reduzierten Durchmessers 140 der Einstellwelle. Ein Übergang zwischen dem Abschnitt reduzierten Durchmessers 140 und dem Rest der Einstellwelle 134 oberhalb des Abschnitts 140 definiert eine Schulter, welche eine obere Begrenzung für die Bewegung des Ventilkörpers 136 definiert, wie es durch die Position des Ventilkörpers 136 in 4 gezeigt ist. Ein Vorspannelement, beispielsweise eine Feder 142, ist zwischen dem Ventilkörper 136 und einem Anschlag 144 positioniert, um normalerweise den Ventilkörper 136 in dessen oberste Position vorzuspannen. Der Anschlag 144 kann an dem Abschnitt reduzierten Durchmessers 140 der Einstellwelle 134 durch ein Rückhalteelement, so wie beispielsweise eine Buchse 146, befestigt werden. Mit solch einer Anordnung kann der Fluiddruck innerhalb der Passage 130 den Ventilkörper 136 in einer Abwärtsrichtung gegen die Vorspannkraft der Feder 142 bewegen, um einen Fluidfluss der Rückstellkammer 88 über den Ventilkörper 136 hinweg in die Kompressionskammer 86 zu ermöglichen.
Der Betrieb der gezeigten Dämpfungskolbenanordnung 84 wird unter Bezugnahme auf die 4–6 beschrieben. Wie in 4 gezeigt, wenn es kein Druckdifferential zwischen einer Kompressionsfluidkammer 86 und der Rückstellfluidkammer 88 gibt, oder ein Druckdifferential nicht hinreichend groß ist um die Vorspannkraft des Plättchens 124 zu überwinden, bleibt das Plättchen 124 in einer Position, welche die Öffnung 122 der Kompressionsplatte 110 schließt. Zusätzlich ist die Kompressionsplatte 110 gegen eine obere Oberfläche des Kolbens 100 vorgespannt, um die Kompressionskanäle 108 in dem Kolben 100 zu verschließen. In der gezeigten Anordnung kontaktiert die Kompressionsplatte 110 den Kolben 100 direkt, um das obere Ende der Kompressionskanal 108 zu verschließen (zusammen mit dem Plättchen 124). In anderen Anordnungen jedoch können die Kompressionskanäle 108 durch ein anderes Element als die Kompressionsplatte 110 verschlossen sein oder die Kanäle 122 können durch ein anderes Element definiert sein als durch die Kompressionsplatte 110. Mit anderen Worten können die Kanäle 108 und Kanäle 122 zusammen mit den Strukturen, welche die Kanäle 108 und 122 verschließen, so konstruiert sein, dass sie nicht irgendwelche gemeinsamen Komponenten teilen.
Wenn die Kanäle 108 und 122 geschlossen sind, kann ein Kompressionsfluidfluss von der Kompressionskammer 86 zu der Rückstellkammer 88 durch die Passage 130 der Haltewelle 104 und die radialen Passagen 132 ermöglicht sein. Wie oben beschrieben, kann die Einstellwelle 134 entlang der Achse A bewegt werden um eine Position des Ventilkörpers 136 relativ zu dem Ventilsitz 138 zu verändern um eine Dämpfungskraft zu erhöhen oder zu erniedrigen, welche durch die Dämpfungskolbenanordnung 84 bei niedrigen Kompressionsgeschwindigkeiten bereitgestellt wird. Bevorzugt kann die Einstellwelle 134 so eingestellt werden, dass der Ventilkörper 136 den Ventilsitz 138 kontaktiert, um vollständig oder im Wesentlichen vollständig einen Fluidfluss von der Kompressionskammer 86 durch die Passage 130 und die radialen Passagen 132 hindurch zu der Rückstellkammer 88 zu verhindern. Wenn der Ventilkörper 136 so eingestellt ist, dass er einen Kompressionsfluidfluss durch die Passage 130 verhindert, wird eine Kompressionsbewegung der Dämpferanordnung 76 verhindert werden bis das Druckdifferential zwischen der Kompressionskammer 86 und der Rückstellkammer 88 ausreichend ist, um die Plättchen 124 zu öffnen oder die Kompressionsplatte 110 zu bewegen.
Zusätzlich zu dem Kompressionsfluss ermöglicht die Durchbrechung 120 und die radialen Kanäle 132 bevorzugt ebenso einen Rückstellfluidfluss von der Rückstellkammer 88 zu der Kompressionskammer 86. Wünschenswerterweise ist die Vorspannkraft, welche durch die Feder 142 gegen den Ventilkörper 136 bereitgestellt wird, relativ klein, so dass der Ventilkörper 136 durch den Fluiddruck von Fluid innerhalb der Passage 130 nach unten geschoben werden kann, um einen Fluidfluss von der Passage 130 in die Kompressionskammer 86 mit relativ geringem Widerstand durch den Ventilkörper 136 zu ermöglichen. Zusätzlich kann, wenn der Ventilkörper 136 in Kontakt mit dem Ventilsitz 138 positioniert ist um im Wesentlichen einen Kompressionsfluss durch die Passage 130 zu verhindern, einen Rückstellfluss durch die Passage 130 immer noch den Ventilkörper 136 öffnen, durch das Überwinden der relativ kleinen Vorspannkraft, welche durch die Feder 142 bereitgestellt sind. Daher wird ein Rückstellfluss durch die Passage 130 ermöglicht, selbst wenn die Einstellwelle 134 so eingestellt ist, dass sie im Wesentlichen einen Kompressionsfluss durch die Passage 130 hindurch verhindert.
Unter Bezugnahme auf die 5 wird, wie oben beschrieben, wenn eine Kompressionskraft, welche auf die Dämpferanordnung 76 wirkt, ein Druckdifferential zwischen der Kompressionskammer 86 und der Rückstellkammer 88 von der Größe eines Schwellwertes erzeugt, das Plättchen 124 von der Kompressionsplatte 110 fort vorgespannt, um einen Fluidfluss von der Kompressionsfluidkammer 86 zu der Rückstellfluidkammer 88 durch die Kanäle 122 der Kompressionsplatte 110 hindurch zu ermöglichen. Bei relativ niedrigen Kompressionsgeschwindigkeiten (welche in relativ niedrigen Druckdifferentialen resultieren) verbleibt die Kompressionsplatte 110 in einer Position, vorgespannt in Richtung des Kolbens 100, so dass ein Fluidfluss zwischen der Kompressionsplatte und dem Kolben 100 vollständig oder im Wesentlichen vollständig verhindert wird. Zusätzlich kann zu dem Fluidfluss durch den Durchgang 122, wie durch den Pfeil C₁ gezeigt, ein Fluidfluss ebenso durch die Passage 130 und die radialen Kanäle 132 auftreten.
Unter Bezugnahme auf 6 bringt, wenn das Druckdifferential zwischen der Kompressionskammer 86 und der Rückstellkammer 88 ein Schwellwertdifferential erreicht, der Fluiddruck, welcher auf die Kompressionsplatte 110 wirkt und insbesondere auf den Abschnitt der unteren Oberfläche der Kompressionsplatte 110 wirkt, welche zu den Kompressionskanäle 108 hin freigelegt ist, die Kompressionsplatte 110 dazu, sich an der Haltewelle 104 gegen die Vorspannkraft der Tellerfedern 114 aufwärts zu bewegen. Als ein Resultat wird ein Fluidfluss von der Kompressionskammer 86 zu der Rückstellkammer 88 durch die Kompressionskanäle 108 ermöglicht, so wie es durch den Pfeil C₂ gezeigt ist. Weiterhin gleicht, wie in 6 gezeigt, wenn die Kompressionsplatte 110 von dem Kolben 100 fortgehoben wird, sich der Fluiddruck innerhalb der Öffnung 122 mit dem Fluiddruck oberhalb des Plättchens 124 so an, dass das Plättchen 124 in Richtung dessen geschlossener Position bewegt wird, gegen die Kompressionsplatte 110 anliegend. Wie durch den Pfeil C₂ gezeigt, tritt der Fluidfluss von der Kompressionskammer 86 zu der Rückstellkammer 88 durch den Kompressionskanal 108 zwischen dem Kolben 100 und der Kompressionsplatte 110 hindurch. In der gezeigten Anordnung wird das Fluid weiter in einer Aufwärtsrichtung zwischen der Kompressionsplatte 110 und dem Dämpfungsrohr 80 hindurch fließen. In anderen Anordnungen hingegen können andere Fluidflusspfade verwendet werden, so wie beispielsweise eine Passage zwischen der Kompressionsplatte 110 und der Haltewelle 104. Weiterhin, obwohl in der gezeigten Anordnung die Kompressionsplatte 110 an der Haltewelle 104 gleitet, kann in einer alternativen Anordnung die Kompressionsplatte 110 so konfiguriert sein, dass sie entlang der inneren Oberfläche des Dämpferrohrs 80 so kontaktiert und gleitet, dass ein Fluidfluss durch eine axiale Passage der Kompressionsplatte 110 auftreten kann, zwischen der Kompressionsplatte 110 und der Haltewelle 104 hindurch, wenn sie bereitgestellt wird.
Wie oben bereits genannt, tritt ein Rückstellfluidfluss von der Rückstellkammer 88 zu der Kompressionskammer 86 durch die radialen Kanäle 132 und die Passage 130 auf. Wenn es gewünscht wird, können jedoch zusätzliche Rückstellfluidkreise bereitgestellt werden, so wie beispielsweise zusätzliche Kanäle innerhalb des Kolbens 100. Solch eine Anordnung ist in 8 gezeigt und unter Bezugnahme darauf beschrieben.
Mit der Anordnung, wie sie in 2–6 gezeigt ist, ist die Dämpferanordnung 76 dazu in der Lage, ein gewünschtes Niveau einer Dämpfungskraft über einen relativ breiten Bereich von Kompressionsgeschwindigkeiten der Federgabel 30 bereitzustellen. Obwohl das Plättchen 124 und die Kompressionsplatte 110 dazu konfiguriert sind, einen Kompressionsfluidfluss zu regulieren, können in anderen Anordnungen die gleichen oder ähnliche Elemente bereitgestellt werden, um den Rückstellfluidfluss zusätzlich zu regulieren, wobei dies die Alternative zu dem gezeigten Plättchen 124 und der Kompressionsplatte 110 ist. Weiterhin, obwohl die Dämpfungsanordnung 86 in Verbindung mit der vorderen Federgabel 30 beschrieben wurde, kann ein hinterer Stoßdämpfer 28 so konstruiert sein, dass er ein Dämpfungssystem ähnlich zu der Dämpferanordnung 86 aufnimmt, wie es vom Fachmann verstanden wird.
7–9 zeigen eine Modifikation der Dämpfungskolbenanordnung 84 der 2–6. Aus Bequemlichkeit sind die gleichen Referenzzeichen in den 7 und 8 gezeigt, die auf die gleichen oder im Wesentlichen gleichen Komponenten Bezug zu nehmen wie die, welche oben in Verbindung mit den 2–6 beschrieben wurden. Daher wird auf die Kolbenanordnung der 7–9 im Allgemeinen mittels des Referenzzeichens 84 Bezug genommen und, außer es ist unten beschrieben, ist es strukturell und funktional ähnlich zu der Dämpfungskolbenanordnung 84 der 2–6.
Ähnlich zu der Dämpfungskolbenanordnung 84 der 2–6 umfasst die Dämpfungskolbenanordnung 84 der 7 und 8 einen Hauptkolben 100 in gleitendem Eingriff mit einem Dämpfungsrohr 80. Der Hauptkolben 100 ist an einer Haltewelle 104 gehalten, welche durch eine Kolbenstange (nicht gezeigt) getragen ist. Der Hauptkolben 100 umfasst eine oder mehrere Kompressionskanäle 408, welche sich in einer Axialrichtung durch den Kolben 100 hindurcherstrecken.
Eine Kompressionsplatte 110 ist in Richtung einer oberen Oberfläche des Kolbens 100 mittels einer Vorspannanordnung 112 vorgespannt, bevorzugt umfassend eine Mehrzahl von Tellerfederplättchen 114. In der gezeigten Anordnung sitzt die Kompressionsplatte 110 direkt auf der oberen Oberfläche des Kolbens 100. Die Kompressionsplatte 110 umfasst ebenso eine oder mehrere Kanäle 122, welche sich in einer axialen Richtung durch die Kompressionsplatte 110 hindurch erstrecken. Die Kanäle 122 sind an einem oberen Ende mittels eines Plättchens oder eines Plättchenstapels 124 verschlossen. In der gezeigten Anordnung sitzt das Plättchen 124 direkt an der oberen Oberfläche der Kompressionsplatte 110. Ein Anschlag 126 hält das Plättchen 124 gegen die Kompressionsplatte 110. Der Anschlag 126 ist mit der Kompressionsplatte 110 mittels eines Halteelementes, so wie beispielsweise einer Buchse 128 (engl. nut), befestigt.
Die Haltewelle 104 definiert eine zentrale Passage 130, welche dazu konfiguriert ist, einen Fluidfluss zwischen der Kompressionskammer 86 und der Rückstellkammer 88 zu ermöglichen. Radiale Kanäle 132 erstrecken sich von einem oberen Ende der Passage 130 aus und öffnen sich in die Rückstellkammer 88 hinein. Eine Einstellwelle 134 erstreckt sich durch die Passage 130 der Haltewelle 104 und trägt einen Ventilkörper 136, welcher dazu konfiguriert ist, mit einem Ventilsitz 138 an dem unteren Ende der Passage 130 zu kooperieren. Eine Feder 142 ist an einem Anschlag 144 gehalten und spannt den Ventilkörper 136 in Richtung dessen oberster Position relativ zu der Einstellwelle 134 vor.
Zusätzlich umfasst die Dämpfungskolbenanordnung 84 der 7 und 8 einen Nebenkolben 150, welcher unterhalb des Kolbens 100 positioniert ist, welcher auch als der "Haupt"-Kolben bezeichnet wird. Der Nebenkolben 150 wird durch die Haltewelle 104 gehalten, und steht, wie der Kolben 100, in gleitendem Eingriff mit einer inneren Oberfläche des Dämpfungsrohrs 80. Der Nebenkolben 150 ist entlang der Achse A der Haltewelle 104 von dem Hauptkolben 100 aus so beabstandet, dass eine Fluidkammer 152 zwischen dem Hauptkolben 100 und dem Nebenkolben 150 definiert ist. Da die Fluidkammer 152 unterhalb des Hauptkolbens 100 liegt, kann sie als eine zweite Kompressionskammer betrachtet werden.
Der Nebenkolben 150 umfasst einen ersten Kanal 154, welcher sich axial durch den Nebenkolben 150 hindurch erstreckt. Bevorzugt sind mehrere erste Kanäle 154 vorgesehen. Der Nebenkolben 150 umfasst ebenso einen zweiten Kanal 156, welcher sich axial durch den Kolben 150 hindurch erstreckt und radial einwärts von den Kanälen 154 positioniert ist. Bevorzugt sind mehrere zweite Kanäle 156 bereitgestellt. Ein oberes Ende der Kanäle 156 ist durch eine oder mehrere Plättchen 158 verschlossen.
Unter Bezugnahme auf 9 sind bevorzugt die ersten Kanäle 154 relativ groß, verglichen mit den zweiten Kanälen 156. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist jeder der ersten Kanäle 154 länglich und gebogen in seiner Form und erstreckt sich eine deutliche Distanz um einen Umfang des Kolbens 150 herum. In der gezeigten Anordnung sind drei erste Kanäle 154 bereitgestellt, und erstrecken sich zusammen um im Wesentlichen den gesamten Umfang einer Umgebung des Kolbens 150.
Im Kontrast hierzu sind die zweiten Kanäle 156 bevorzugt im Allgemeinen kreisförmig in ihrer Form und deutlich kleiner als ein einziger der ersten Kanäle 154. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind acht der zweiten Kanäle 156 bereitgestellt, wobei die gemeinsame Fläche der zweiten Kanäle 156 wesentlich kleiner ist als die gemeinsame Fläche der ersten Kanäle 154. In anderen Anordnungen können eine größere oder kleinere Anzahl von Kanälen 156 bereitgestellt werden. Zusätzlich können die Kanäle 156 andere Formen haben als kreisförmig.
Zusätzlich umfasst der Ventilkörper 136 einen plattenähnlichen Abschnitt 160, welcher im Wesentlichen parallel zu dem Nebenkolben 150 orientiert ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der plattenförmige Abschnitt 160 eine mit dem Ventilkörper 136 integrierte Struktur. In anderen Anordnungen jedoch können der Ventilkörper 136 und die Platte 160 aus separaten Komponenten konstruiert sein.
Die Platte 160 umfasst eine oder mehrere Kanäle 162, welche sich axial durch die Platte 160 hindurcherstrecken. Bevorzugt ist ein Kanal 162 für jeden der Kanäle 156 des Nebenkolbens 150 bereitgestellt. Die Kanäle 162 stehen bevorzugt in einer radialen Ausrichtung mit den Kanäle 156 des Nebenkolbens 150. Also sind bevorzugt die Kanäle 162 in einem Radius von der Achse A aus angeordnet, welche der gleiche oder von einem ähnlichen Wert ist, wie der Radius der Orte der Kanäle 156. Zusätzlich können die Kanäle 152 in einer winkelmäßigen Ausrichtung mit den Kanäle 156 stehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel jedoch definiert eine untere Oberfläche des Nebenkolbens 150 eine ringförmige Rille 164, welche die Kanäle 156 miteinander verbindet. Entsprechend ist eine Fluidkommunikation zwischen den Kanälen 162 der Platte 160 und der Kanäle 156 möglich, unabhängig von der winkelmäßigen Ausrichtung zwischen den Kanäle 162 und 156. Zusätzlich definiert eine obere Oberfläche des Nebenkolbens 150 eine ähnliche Rille 166, welche die oberen Enden der Kanäle 156 miteinander verbindet. Daher ist die gesamte Fläche des Fluiddrucks, welcher auf das Plättchen 158 wirkt, im Allgemeinen äquivalent zu der Fläche der Rille 166, im Gegensatz zu der einfachen Gesamtfläche der Kanäle 156.
Wie oben beschrieben, ist die Platte 160 zusammen mit der Einstellwelle 134 in Richtung der unteren Oberfläche des Nebenkolbens 150 in eine Position bewegbar, welche hinreichend dafür ist, einen Fluidfluss durch die Kanäle 154 zu verhindern, so wie es in der Phantomlinie in 7 gezeigt ist. Bevorzugt kann die Platte 160 gegen eine untere Oberfläche des Nebenkolbens 150 positioniert sein, so dass ein Fluidfluss durch den Kanal 154 im Wesentlichen oder vollständig verhindert wird. Wenn die Platte 160 in die geschlossene Position bewegt wird (so wie durch die Phantomlinie gezeigt), wird ein Fluidfluss noch durch die Kanäle 156 ermöglicht. Die Fluidflussfläche der Zusammenstellung der Kanäle 156 ist jedoch signifikant kleiner als die Fluidflussfläche der Kanäle 154. Zusätzlich muss ein Fluidfluss durch die Kanäle 156 die Vorspannkraft des Plättchens 158 überwinden. Als ein Resultat wird, für gleiche Kompressionsgeschwindigkeiten der Dämpfungskolbenanordnung 84 relativ zu dem Dämpfungsrohr 80 eine signifikant kleinere Flussrate auftreten, wenn die Platte 160 in der oberen oder geschlossenen Position ist, verglichen dazu, wenn sie in der unteren oder geöffneten Position ist. Als ein Resultat wird ein Dämpfer, welcher die Dämpfungskolbenanordnung 84 der 7 und 8 verwendet, eine signifikant größere Dämpfungskraft bereitstellen, wenn die Platte 160 in der geschlossenen Position ist im Vergleich dazu, wenn die Platte 160 in der geöffneten Position ist. Da die Platte 160 (und der Ventilkörper 136) mit der Einstellwelle 134 bewegbar sind, kann eine externe Benutzersteuervorrichtung bereitgestellt sein, um es einem Benutzer der Federgabel 30 zu erlauben, die Platte 160 zwischen der geöffneten und der geschlossenen Position zu bewegen.
Bevorzugt definiert eine obere Oberfläche des Hauptkolbens 100 eine ringförmige Rille 170, welche ähnlich zu den Rillen 164 und 166 des Nebenkolbens 150 ist. Also verbindet die Rille 170 die Mehrzahl der Kompressionskanäle 108 des Hauptkolbens 100. Als ein Resultat wird ein Fluiddruck auf die Kompressionsplatte 100 eher über eine ringförmige Fläche (ohne die gemeinsame Fläche der Kanäle 122) aufgebracht, als an den diskreten Orten der Kanäle 108, wie in der Anordnung der 2–6. Zusätzlich ist es nicht notwendig, dass die Kanäle 122 mit den Kompressionskanälen 108 ausgerichtet werden, was eine einfachere Herstellung der Dämpfungskolbenanordnung 84 ermöglicht.
Die Dämpfungskolbenanordnung 84 der 7 und 8 umfasst auch einen Mechanismus zum Einstellen eines Fluidflusses durch die Passage 130 der Haltewelle 104 hindurch. Insbesondere umfasst die gezeigte Anordnung eine Einstellmanschette 172 (engl. adjustment sleeve), welche koaxial an der Einstellwelle 134 innerhalb der Passage 130 gehalten ist. Die Einstellmanschette 172 ist dazu konfiguriert, entlang der Achse A einstellbar zu sein, um einen ausgewählten Abschnitt der radialen Kanäle 132 abzudecken. Die Einstellmanschette 172 kann mit einer oberen Kappe der Gabelanordnung gekoppelt sein, um eine externe Einstellung durch einen Benutzer zu ermöglichen, so wie oben beschrieben. Daher kann der Rückstellfluidfluss durch die Passage 130 so eingestellt werden, dass er eine Rückstelldämpfungskraft verändert, welche durch die Dämpfungskolbenanordnung 84 für eine gegebene Relativgeschwindigkeit der Kolbenanordnung 84 relativ zu dem Dämpfungsrohr 80 erzeugt wird.
Zusätzlich zu dem Rückstellfluidfluss durch die Passage 130 umfasst der Hauptkolben 100 bevorzugt eine oder mehrere Rückstellfluidflusskanäle 174. ein unteres Ende der Kanäle 174 ist normalerweise geschlossen durch eines oder mehrere Plättchen 176. Die Plättchen 176 sind dazu konfiguriert, einen Kompressionsfluidfluss durch die Kanäle 174 zu verhindern, öffnen sich aber in Reaktion auf einen Rückstellfluidfluss durch die Kanäle 174 oberhalb eines Grenzdruckdifferentials zwischen der Rückstellkammer 88 und der Fluidkammer 152, welcher in den meisten Fällen der gleiche sein wird, wie der Druck innerhalb der Kompressionskammer 86.
Zusätzlich zu den radialen Kanälen 132 ermöglicht ein zusätzlicher Satz radialer Kanäle 180 eine Fluidkommunikation zwischen der Passage 130 und der Rückstellkammer 188. Die Kanäle 180 öffnen sich in ein im Wesentlichen glockenförmiges Gehäuse 182, welches an der Haltewelle 104 gehalten ist. Ein offenes, oberes Ende des Gehäuses 182 ist im Wesentlichen durch ein Plättchen 184 verschlossen. Wie gezeigt existiert ein kleiner Spalt zwischen einem oberen Ende des Gehäuses 182 und dem Plättchen 184. Wenn der Druck in der Rückstellkammer 188 jedoch im Vergleich mit dem Druck in dem Gehäuse 82 erhöht wird (und daher der Druck innerhalb der Kompressionskammer 86) verbiegt sich das Plättchen 184 in einer Abwärtsrichtung so, dass es das Gehäuse 182 kontaktiert und einen Fluidfluss von der Rückstellkammer 88 in das Innere des Gehäuses 182 verhindert oder im Wesentlichen verhindert. In Reaktion auf den Kompressionsfluidfluss verbiegt sich das Plättchen 184 in einer Aufwärtsrichtung, um einen Fluidfluss von dem Inneren des Gehäuses 182 in die Rückstellkammer 88 zu ermöglichen. Daher kooperieren das Plättchen 184 und das Gehäuse 182, um ein Einwegventil auszuformen, um einen Kompressionsfluidfluss zu ermöglichen, während es einen Rückstellfluidfluss unmöglich macht oder zumindest im Wesentlichen verhindert.
Daher, da der Kompressionsfluidfluss durch die Passage 130 nicht durch die Größe der radialen Kanäle 132 begrenzt ist welche durch die Einstellmanschette 172 freigelegt sind, wird aufgrund der großen Menge des Volumenflusses, welcher durch die radialen Öffnungen 180 ermöglicht ist, ein Kompressioinsfluidfluss durch die Passage 130 zuvorderst durch die Position des Ventilkörpers 136 relativ zu dem Ventilsitz 138 reguliert. Im Kontrast dazu, da der Ventilkörper 136 gegen eine kleine Vorspannkraft der Feder 142 geöffnet werden wird, wird ein Rückstellfluidfluss durch die Passage 130 zuvorderst durch das Volumen der radialen Passagen 132 reguliert, welche durch die Einstellmanschette 172 freigelegt sind. Entsprechend können sowohl der Kompressions- als auch der Rückstellfluidfluss durch die Passage 130 individuell für einen gegebenen Satz von Fahrbedingungen optimiert werden.
10 zeigt noch eine weitere Modifikation der Dämpferanordnung 86 der 2–6 und der 7–9. Aus Bequemlichkeit werden wiederum in 10 gleiche Komponenten durch die gleichen Referenzzeichen wie die korrespondierenden Komponenten in den 1–9 in Bezug genommen werden. Die Dämpfungskolbenanordnung 84 der 10 ist im Wesentlichen gleich zu dem Dämpfungskolben 84 der 2–6 und der Dämpfungskolbenanordnung 84 der 7–9. Die Dämpfungskolbenanordnung 84 der 10 umfasst jedoch zusätzliche Rückstelldämpfungseinstellmechanismen.
Die Haltewelle 104 der Dämpfungskolbenanordnung 84 der 10 umfasst eine zentrale Passage 130, welche mit der Rückstellkammer 88 durch radiale Kanäle 132 kommuniziert. Eine Einstellmanschette 172 ist innerhalb der Passage 130 der Haltewelle 104 positioniert und kann entlang der Achse A der Dämpferanordnung 76 bewegt werden, um die Fläche der radialen Kanäle 132, welche zu der zentralen Passage 130 hin freigelegt sind, zu variieren. Wünschenswerterweise ist die Einstellmanschette 172 dazu in der Lage, vollständig oder im Wesentlichen vollständig die radialen Kanäle 132 von der zentralen Passage 130 zu verschließen.
Zusätzlich ist eine zweite Manschette 200 innerhalb der zentralen Passage 130 der Haltewelle 104 positioniert. Bevorzugt nimmt die zweite Manschette 200 einen mittleren Abschnitt einer zentralen Passage 130 ein und passt genau gegen die innere Oberfläche der Haltewelle 104. Die Manschette 200 definiert einen oder mehrere Kanäle 202, welche sich radial durch einen oberen Endabschnitt der Manschette 200 hindurch erstrecken.
Ein zweiter Rückstellungseinstellstab 204 erstreckt sich durch das Innere der Einstellmanschette 172 hindurch. Ein Ventilkörper 206 ist an dem unteren Ende des Einstellstabs 204 gehalten. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Ventilkörper 206 durch eine Maschinenschraube definiert und, insbesondere, durch einen Kopfabschnitt der Maschinenschraube. Die Maschinenschraube ist in gewindemäßigem Eingriff mit der zweiten Einstellungsstange 204. Der Kopf der Maschinenschraube 206 ist innerhalb eines oberen Endes der Manschette 200 positioniert. Der Kopf der Maschinenschraube 206 ist so bemessen, dass er einen wesentlichen Abschnitt des hohlen Inneren der Manschette 200 einnimmt, aber dennoch immer noch einen Fluidfluss zwischen dem Kopf der Maschinenschraube 206 und der inneren Oberfläche der Manschette 200 ermöglicht.
Die Einstellstange 204 ist dazu konfiguriert, sich entlang der Achse A zu bewegen, so dass der Kopf der Maschinenschraube 206 so eingestellt werden kann, dass er einen gewünschten Abschnitt der Öffnungen 202 blockiert. Entsprechend ist eine Einstellung der Menge des Fluidflusses, welcher von der Rückstellkammer 88 durch die radialen Kanäle 132 und über die Maschinenschraube 206 hinweg in einen unteren Abschnitt der zentralen Passage 130 der Haltewelle 104 ermöglicht ist, ermöglicht. Der Einstellstab 204 kann mit einer Benutzersteuerung an der Kappe 78 (2) des Gabelbeins 70 gekoppelt werden, um ein externes Einstellen der Position des Einstellstabes 204 zu ermöglichen und, daher, der Maschinenschraube 206 relativ zu den Kanälen 202. Darüber hinaus, obwohl nicht spezifisch gezeigt, umfasst die Dämpfungskolbenanordnung 84 der 10 bevorzugt einen Rückstellspezifischen Flusskreis durch den Hauptkolben 100, ähnlich zu den Rückstellkanälen 174 und dem Plättchen 176, welches in den 7 und 8 gezeigt ist.
Ein Einwegventil 210 schließt ein unteres Ende der zentralen Passage 130. Das Ventil 110 umfasst einen Ventilkörper 212, welcher gegen einen Ventilsitz 214 mittels eines Vorspannelementes, so wie beispielsweise einer Feder 216, vorgespannt ist. Der Ventilkörper umfasst einen oder mehrere Kanäle 218, welche sich radial durch eine Seitenwand des Ventilkörpers 212 hindurch erstrecken. Entsprechend kann ein Fluiddruck innerhalb der zentralen Passage 130 die Vorspannkraft der Feder 116 überwinden, um den Ventilkörper 212 in einer Abwärtsrichtung fort von dem Ventilsitz 214 zu bewegen, so dass ein Fluidfluss von der zentralen Passage 130 durch die Kanäle 218 und in die Kompressionskammer 86 ermöglicht wird. Im Kontrast dazu tendiert der Fluiddruck in der Kompressionskammer 86 dazu, den Ventilkörper 212 stärker gegen den Ventilsitz 214 zu drücken, so dass ein Kompressionsfluidfluss durch die zentrale Passage 130 im wesentlichen oder vollständig verhindert wird.
Zusätzlich umfasst die Dämpfungsanordnung 76 der 10 ein Trägheitsventil 220, welches dazu konfiguriert ist, zumindest partiell den Fluidfluss von der Kompressionskammer 86 zu einer Reservoirkammer 222 zu regulieren. Die Reservoirkammer 222 ist von der Kompressionskammer 86 durch eine Partition oder einen Kolben 224 geteilt. Insbesondere ist der Kolben 224 in dem oberen Ende eines unteren Abschnitts 80b des Dämpfungsrohres 80 angeordnet. Wie oben beschrieben ist ein unterer Abschnitt 80b des Dämpfungsrohres 80 an dem oberen Abschnitt 80a des Dämpferrohres 80 befestigt. Daher hat das Dämpferrohr 80 zwei Abschnitte, 80a und 80b, was es dem unteren Abschnitt 80b ermöglicht, variiert zu werden, abhängig davon, ob ein Trägheitsventil 220 für ein bestimmtes Modell Gabel, wie oben beschrieben, gewünscht ist. Als ein Resultat kann die Effizienz des Herstellungsprozesses zum Produzieren des Gabelbeines 70 vergrößert werden.
Eine Welle 226 ist innerhalb eines zentralen Durchgangs des Kolbens 224 gehalten und ist mit dem Kolben 224 durch eine Buchse 228 befestigt. Die Welle 226 erstreckt sich in einer Abwärtsrichtung von dem Kolben 224 aus und hält das Trägheitsventil 222, so wie es nachfolgend in größerem Detail beschrieben ist.
Der Kolben 224 umfasst sich axial erstreckende Kanäle 230, wobei die unteren Enden derer mittels eines Plättchens 232 geschlossen sind. Daher erzeugen die Kanäle 230 und das Plättchen 232 ein Einwegventil, welches einen Fluidfluss von der Kompressionskammer 86 zu der Reservoirkammer 222 ermöglicht, aber im Wesentlichen oder vollständig einen Fluidfluss von der Reservoirkammer 222 in die Kompressionskammer 86 verhindert. Der Anschlag 234 definiert eine Anschlagoberfläche, welche eine offene Position des Plättchens 232 definiert.
Bevorzugt umfasst der Kolben 224 eine zusätzliche Einwegstruktur, welche einen Fluidfluss von der Reservoirkammer 222 zu der Kompressionskammer 86 bei einer Rückstellbewegung der Dämpfungsanordnung 76 ermöglicht. Solch ein Einwegventil ist wünschenswert, um es einem Fluid zu ermöglichen, welches während der Kompression der Dämpferanordnung 76 in die Reservoirkammer 222 verdrängt wurde, dazu in der Lage zu sein, in die Kompressionskammer 76 bei der nachfolgenden Rückstellbewegung zurückzukehren. Solch ein Einwegrückstellventil kann aus Rückstellkanälen konstruiert sein und einem Rückstellplättchen, welches ein oberes Ende der Rückstellkanäle verschließt ähnlich zu den Kanälen 230 und dem Plättchen 232, wie es von den Fachleuten erkannt werden wird. Zusätzlich können andere geeignete Strukturen, um einen Nachfüllfluss von der Reservoirkammer 222 zur der Kompressionskammer 86 zu ermöglichen, ebenso verwendet werden.
Die Welle 226 umfasst eine zentrale Passage 240, welche sich axial entlang der Welle 226 erstreckt. Die Welle 226 definiert einen oberen Satz von Kanälen 242, welche sich radial durch die Welle 226 hindurcherstrecken, und einen unteren Satz von Kanälen 244, welche sich radial durch die Welle 226 hindurch erstrecken. Eine Trägheitsmasse 264 ist in einer Aufwärtsposition gegen den Anschlag 234 mittels eines Vorspannelementes, wie beispielsweise einer Feder 248, vorgespannt, so dass die Trägheitsmasse 246 normalerweise die Kanäle 242 und 244 blockiert. Bei einer Aufwärtsbeschleunigung des Dämpfungsrohrs 80 tendiert die Trägheitsmasse 246 dazu, der Bewegung zu widerstehen, so dass sich das Dämpferrohr und die Trägheitsventilwelle 226 aufwärts relativ zu der Trägheitsmasse 246 bewegen. Von einer anderen Perspektive aus betrachtet, in Reaktion auf eine Aufwärtsbeschleunigung des Dämpferrohrs 80, bewegt sich die Trägheitsmasse 246 relativ abwärts an der Welle 226, wobei sie die Vorspannkraft der Feder 248 überwindet, um die Kanäle 242 und 244 freizulegen. Daher wird ein Fluidfluss von der Kompressionskammer 86 in die Reservoirkammer 222 durch das Trägheitsventil 220 zusätzlich zu dem Kompressionsfluidfluss ermöglicht, welcher durch die Kompressionskanäle 230 des Kolbens 224 ermöglicht ist. Entsprechend, wenn ein deutlicher Schlag erfahren wird, öffnet sich das Trägheitsventil 220, um einen zusätzlichen Fluidfluss zu ermöglichen und die Dämpfungskraft zu reduzieren, welche durch die Dämpfungsanordnung 76 bereitgestellt ist. In Reaktion auf eine Abwärtsbewegung des Dämpferrohrs 80 verbleibt das Trägheitsventil 220 jedoch geschlossen. Entsprechend öffnen abwärts gerichtete Kräfte, so wie beispielsweise Kräfte, die durch den Fahrer eingebracht werden, das Trägheitsventil 220 nicht, so dass die Gabel 30 dazu tendiert, einer Kompression in Reaktion auf durch den Fahrer eingebrachte Kräfte zu widerstehen.
Bevorzugt wird ein Fluss durch die Kanäle 242 und 244 ebenso durch eine druckregulierte Ventilanordnung 250 gesteuert. Das Ventil 250 umfasst einen Ventilkörper 252, welcher normalerweise durch ein Vorspannelement, wie beispielsweise eine Feder 254, in eine Aufwärtsposition vorgespannt ist, so dass eine obere Oberfläche 254 des Ventilkörpers 252 einen Ventilsitz 256 kontaktiert, welcher durch die Welle 226 definiert ist, um die Kanäle 242 und 244 zu verschließen. Der Ventilkörper 252 ist in einer Abwärtsrichtung in Reaktion auf einen Fluiddruck von der Kompressionskammer 86 bewegbar, um einen oder beide Sätze der Kanäle 242, 244 zu öffnen. Daher ist mit der gezeigten Anordnung sowohl eine hinreichende Aufwärtsbeschleunigung des Dämpferrohrs 80 als auch ein ausreichendes Druckdifferential zwischen der Kompressionskammer 86 und der Reservoirkammer 122 dazu notwendig, einen Fluidfluss durch die Kanäle 242 und 244 zu ermöglichen.
Wie durch die Fachleute erkannt werden wird, können das Trägheitsventil 220 und das druckregulierte Ventil 250 mit den Dämpfungskolbenanordnungen 84 der 2–6 oder 7–9 kombiniert werden, anstelle der Dämpfungskolbenanordnung 84 der 10. Zusätzlich, obwohl nicht spezifisch in 10 gezeigt, wird bevorzugt eine Volumenkompensationsvorrichtung (ähnlich zu dem Kompensator 90 der 2) bereitgestellt, um ein zunehmendes Volumen der Kolbenstange zu kompensieren, welche das Dämpfungsrohr 80 während der Kompressionsbewegung einnimmt. Die Volumenkompensationsbewegung kann unterhalb des Trägheitsventils 220 und des druckregulierten Ventils 250 positioniert sein.
Obwohl diese Erfindung im Kontext mit bestimmten bevorzugten Ausführungsbeispielen und Beispielen offenbart wurde, wird von den Fachleuten verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung sich über die spezifisch offenbarten Ausführungsbeispiele hinweg auf andere alternative Ausführungsbeispiele und/oder Verwendungen der Erfindung und naheliegende Modifikationen und Äquivalente derer bezieht. Insbesondere wird, obwohl das vorliegende Fahrraddämpfungssystem im Kontext von besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, der Fachmann im Lichte der vorliegenden Offenbarung verstehen, dass bestimmte Vorteile, Merkmale und Aspekte des Systems in einer Vielzahl anderer Anwendungen realisiert werden können, von denen viele oben genannt wurden. Zusätzlich wird erwogen, dass unterschiedliche Aspekte und Merkmale der Erfindung, welche beschrieben wurde, separat voneinander durchgeführt werden können, miteinander kombiniert werden können oder durch einander ersetzt werden können, dass eine Mehrzahl von Kombinationen und Unterkombinationen der Merkmale und Aspekte durchgeführt werden kann und immer noch unter den Schutzumfang der Erfindung fallen. Daher ist es vorgesehen, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung, welche hierin offenbart ist, nicht durch die besonders offenbarten Ausführungsbeispiele, welche oben beschrieben sind, beschränkt wird, sondern nur durch ein angemessenes Lesen der Ansprüche.

Claims

Fahrrad umfassend: ein Vorderrad; ein Hinterrad; einen Rahmen; eine Federungsanordnung, welche zwischen dem Rahmen und entweder dem Vorderrad oder dem Hinterrad wirksam positioniert ist, wobei die Federungsanordnung umfasst: eine erste Fluidkammer; eine zweite Fluidkammer; eine erste Partition, welche die erste Fluidkammer von der zweiten Fluidkammer trennt; ein erstes Ventil, welches dazu konfiguriert ist, einen Fluidfluss zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer über die erste Partition hinweg in einer ersten Richtung zu ermöglichen, wobei das erste Ventil zwischen einer ersten Position, in welcher ein Fluidfluss durch das erste Ventil im Wesentlichen verhindert wird, und einer zweiten Position, in welcher ein Fluidfluss durch das erste Ventil ermöglicht wird, bewegbar ist; und ein zweites Ventil, welches dazu konfiguriert ist, einen Fluidfluss zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer über die erste Partition hinweg in der ersten Richtung zu ermöglichen, wobei das zweite Ventil zwischen einer ersten Position, in welcher ein Fluidfluss durch das zweite Ventil im Wesentlichen verhindert wird, und einer zweite Position, in welcher ein Fluidfluss durch das zweite Ventil ermöglicht wird, bewegbar ist; wobei die Dämpfungsanordnung zumindest einen ersten Modus, in welchem das erste Ventil in der ersten Position ist und das zweite Ventil in der ersten Position ist, einen zweiten Modus, in welchem das erste Ventil in der ersten Position und das zweite Ventil in der zweiten Position ist, und einen dritten Modus, in welchem das erste Ventil in der zweiten Position und das zweite Ventil in der ersten Position ist, aufweist.
Fahrrad gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend eine zweite Partition, welche von der ersten Partition beabstandet ist, wobei die zweite Partition zumindest eine Öffnung umfasst, welche dazu konfiguriert ist, einen Fluidfluss durch die zweite Partition hindurch zu ermöglichen.
Fahrrad gemäß Anspruch 2, weiterhin umfassend eine Platte, welche dazu konfiguriert ist, zwischen einer ersten Position, welche im Wesentlichen einen Fluidfluss durch die zumindest eine Öffnung der zweiten Partition hindurch verhindert, und einer zweiten Position, in welcher ein Fluidfluss durch die zumindest eine Öffnung der zweiten Partition hindurch ermöglicht, bewegbar zu sein.
Fahrrad gemäß Anspruch 1, wobei die erste Partition ein Kolben ist, welcher durch eine Kolbenstange getragen ist, welche relativ zu einem Rohr bewegbar ist, welches zumindest teilweise zumindest entweder die erste Fluidkammer oder die zweite Fluidkammer definiert.
Fahrrad gemäß Anspruch 4, wobei das gesamte Dämpfungsfluid der Federanordnung innerhalb des Rohres aufgenommen ist.
Fahrrad gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend eine dritte Fluidkammer und ein Trägheitsventil, wobei das Trägheitsventil auf Beschleunigungskräfte, welche entlang einer Längsachse der Federanordnung gerichtet sind, reagiert, und dazu konfiguriert ist, einen Fluidfluss zwischen der dritten Fluidkammer und entweder der ersten Fluidkammer oder der zweiten Fluidkammer zu regulieren.
Fahrrad gemäß Anspruch 1, wobei das erste Ventil eine erste Öffnung umfasst, durch welche ein Fluid hindurchfließen kann, und das zweite Ventil eine zweite Öffnung umfasst, durch welche ein Fluid fließen kann, wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung miteinander ausgerichtet sind.
Fahrrad gemäß Anspruch 7, wobei eine Durchflussfläche der ersten Öffnung größer ist als eine Durchflussfläche der zweiten Öffnung.
Fahrrad gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend eine dritte Fluidkammer und ein Trägheitsventil, wobei das Trägheitsventil auf Beschleunigungskräfte, welche entlang einer Längsachse der Federanordnung gerichtet sind, reagiert und dazu konfiguriert ist, einen Fluidfluss zwischen der dritten Fluidkammer und entweder der ersten Fluidkammer oder der zweiten Fluidkammer zu regulieren.
Fahrrad gemäß Anspruch 1, wobei das zweite Ventil weiterhin einen Anschlag und einen Ventilkörper umfasst, welcher bewegbar ist, um das zweite Ventil zwischen der ersten Position und der zweiten Position zu bewegen, wobei der Ventilkörper den Anschlag in der zweiten Position des zweiten Ventils kontaktiert.
Fahrrad gemäß Anspruch 10, wobei der Ventilkörper ein Plättchen umfasst, wobei ein äußerer ringförmiger Abschnitt des Plättchens dazu konfiguriert ist sich zu verbiegen, so dass er sich in die zweite Position bewegt.
Fahrrad gemäß Anspruch 11, wobei das Plättchen durch einen Abschnitt des ersten Ventils getragen ist.
Fahrrad gemäß Anspruch 1, wobei die erste Trennungswand ein Kolben ist, welcher durch eine Kolbenstange getragen ist, welche relativ zu einem Rohr bewegbar ist, welches zumindest teilweise entweder die erste Fluidkammer oder die zweite Fluidkammer definiert, und das erste Ventil einen Ventilkörper umfasst, welcher relativ zu dem Kolben bewegbar ist, um das erste Ventil zwischen der ersten Position und der zweiten Position zu bewegen.
Fahrrad gemäß Anspruch 13, wobei der Ventilkörper durch die Kolbenstange gehalten ist und entlang einer Achse der Kolbenstange gleitet.
Fahrrad gemäß Anspruch 14, wobei der Ventilkörper des ersten Ventils wahlweise eine Öffnung des Kolbens blockiert oder nicht blockiert.