DE29702928U1

DE29702928U1 - Hydraulisch gedämpfte Gasfeder, insbesonderefür Radaufhängungen an Fahrrädern

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Publication number: DE29702928U1
Application number: DE29702928U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2007-02-20

Description

- 3 -Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch gedämpfte Gasfeder, insbesondere für Radaufhängungen an Fahrrädern, mit einem in einem Zylinder geführten Kolben, wobei der Zylinder über eine mindestens in einer Richtung wirkende Drosselungseinrichtung mit einem Ausgleichsbehälter verbunden und mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, die im Ausgleichsbehälter auf ein abgeschlossenes Gaspolster einwirkt.

Höherwertige Fahrräder werden in den letzten Jahren zunehmend mit hydraulisch gedämpften Luftfedern ausgestattet, die einerseits den Fahrkomfort wesentlich erhöhen und mit denen andererseits neue Verwendungsgebiete für jedermann im Bereich des Querfeldein- und des Downhi11-Fahrens erschlossen werden.

Derartige Gasfedern bestehen aus einem Kolben, der sich in einem flüssigkeits-(insbesondere öl-)gefül1 ten Zylinder bewegt, wobei die Flüssigkeit bei Bewegung des Kolbens von der Zylinderkammer in einen Ausgleichsbehälter abströmt. Der Ausgleichsbehälter kann als separater Behälter vorliegen oder in Form einer Kammer Teil des Kolbens bzw. der Kolbenstange oder Teil des des Zylinders sein.

In diesem Ausgleichsbehälter wirkt die Flüssigkeit auf ein Gaspolster. Die Flüssigkeitsbewegung wird an einer Drosselstelle zwischen der Zylinderkammer und dem Ausgleichsbehälter gedämpft. Die Trennung des Flüssigkeitsbereiches von dem Gaspolster geschieht in der Regel mittels eines Trennoder Freikolbens, der radial geführt und gedichtet ist, sich axial jedoch frei bewegen kann. Die DE-PS 23 42 033 zeigt sehr anschaulich das Prinzip derartiger Gasfederungen. Eine weitere Gasfeder, die nach dem gleichen Wirkungsprinzip arbeitet, ist z.B. aus der WO 95/25 232 bekannt.

Das Gaspolster, das als Federung dient, läßt sich bei einigen bekannten Ausführungen, z.B. mittels Luftpumpe, auf einen bestimmten Vordruck bringen, der insbesondere dem Belastungszustand des Fahrzeuges, also im wesentlichen dem Gewicht des Fahrers, angepaßt werden kann. Mit einem bestimmten Vordruck im Gaspolster wird automatisch eine bestimmte Ruhelage, des Kolbens im Zylinder und eine bestimmte Progression der Federkennlinie festgelegt.

Die Position dieser Ruhelage sowie die Progression entscheiden jedoch über die Größe und die Charakteristik des nutzbaren Federweges, d. h. den Komfort und die Sicherheit gegen Durchschlagen. Dies ist zwangsläufig ein Kompromiß, bei dem der Fahrer jedoch keinen Einfluß nehmen kann, bzw. der nicht an die jeweilige Situation angepaßt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulisch gedämpfte Gasfeder der eingangs genannten Art anzugeben, deren Federcharakteristik weitgehend unabhängig von der Höhe der Belastung einstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Volumen des Ausgleichsbehälters veränderbar ist.

Mit der Verstellung des Volumens des Ausgleichsbehälters ergibt sich die Möglichkeit, gezielt die Progression der Federkennlinie zu beeinflussen. Damit ist eine individuelle Beeinflussung der Federkennlinie je nach Belastungsbedingungen möglich. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung bei Gasfedern anwendbar, bei denen der Druck des Gaspolsters einstellbar ist, so daß sich sowohl die Ruhelage als auch die Progression weitgehend unabhängig voneinander gezielt einstellen lassen.

Die Erfindung hat weiter den Vorteil, daß sich geringe Schleppölverluste, die sich im Laufe der Betriebszeit ergeben können, durch Verringerung des Volumens des Ausgleichs-

- 5 behälters
ausgleichen lassen.

Die Gasfeder kann bevorzugt so ausgeführt sein, daß der Ausgleichsbehälter einen das Gaspolster enthaltenden Hauptbehalter und einen mit dem Hauptbehälter kommunizierenden Zusatzbehälter aufweist, dessen Volumen veränderbar ist.

Der Zusatzbehälter kann hierzu bevorzugt mit einem Stellkolben ausgerüstet sein.

Zweckmäßig ist der Stellkolben in diesem Fall im Zusatzbehälter über ein Gewinde verschiebbar, indem z. B. der Stellkolben mit einem Außengewinde und der Zusatzbehälter mit einem Innengewinde versehen ist.

Die Gasfeder kann auch so ausgeführt sein, daß der Zusatzbehälter in den Hauptbehälter, den Zylinder oder den Kolben integriert ist.

Um zu vermeiden, daß im Zusatzbehälter ein hoher Druck herrscht, der dann auch auf die Dichtung des Stellkolbens wirkt, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Zusatzbehälter vom Hauptbehälter durch ein Absperrventil entkoppelt ist.

Außerdem kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Verbindung zwischen dem Zylinder und dem Ausgleichsbehälter über einen flexiblen Schlauch erfolgt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Auführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Gasfeder im Schnitt,

Fig. 2 und

Fig. 3 einen Vergleich der Druckverhältnisse bei verschiedenem Volumen des Ausgleichsbehälters,
5

Fig. 4 drei Federkennlinien bei verschiedenem Volumen des Ausgleichsbehälters und

Fig. 5 eine weitere Variante einer Gasfeder im Schnitt.

Fig. 1 zeigt einen Zylinder 1, der mit einem Hydrauliköl 2 gefüllt ist. In dem Zylinder 1 ist ein Tauchkolben 3 mittels eines Führungsringes 4 gleitend geführt. Die Kolbenstange 5 ist mit einer Dichtung 6 und einem Abstreifer 7 gegenüber dem Zylinder 1 abgedichtet und zusätzlich mit einem Führungsring geführt.

Wirkt eine Kraft auf die Kolbenstange 5 im Sinne einer Verringerung des Volumens der Zylinderkammer 9, so wird das nicht kompressible Hydrauliköl 2 in einen Ausgleichsbehälter 10 gedrückt, in dem sich außer dem Hydrauliköl 2 ein Luftpolster 11 befindet, das von dem Hydrauliköl 2 durch eine Membran 12 getrennt ist.

Der Ausgleichsbehälter 10 bildet damit eine Gegenkammer zur Zylinderkammer 9. Wird die äußere Belastung wieder verringert, fließt das Hydrauliköl aufgrund der Federwirkung des Luftpolsters 11 wieder zurück in die Zylinderkammer 9.

Der Tauchkolben 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit kleinen Durchbrechungen versehen, so daß hinter dem Tauchkolben 3 eine kleine ringförmige Kammer entsteht, die jedoch keine Funktion hinsichtlich des Öldruckes erfüllt. Mit dieser Maßnahme kann die Notwendigkeit einer gleitenden Dichtung zwischen dem Kolben und der Zylinderwand vermieden werden.

Um die Gasfeder zu dämpfen, passiert das Hydrauliköl 2 zwischen der Zylinderkammer 9 und dem Ausgleichsbehälter 10 eine Drosselungseinrichtung 13, die je nach Bauart eine Dämpfung des öldurchflusses in einer oder beiden Richtungen bewi rkt.

Der Ausgleichsbehälter 10 ist über eine Rohrverbindung mit einem Zusatzbehälter 14 verbunden, dessen Volumen mittels eines Stellkolbens 15 vergrößert bzw. verkleinert werden kann. Zu diesem Zweck sind der Stellkolben 15 außen und der Zusatzbehälter 14 innen mit einem Gewinde 16 versehen. Gegenüber dem Zusatzbehälter 14 ist der Stell kolben 15 durch eine Dichtung 17 abgedichtet.

Der Druck des Luftpolsters 11 kann über ein Ventil 18 verändert werden, das beispielsweise für eine Fahrradluftpumpe ausgelegt ist.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die Wirkung der Verstellbarkeit des Volumens Vi des Ausgleichsbehälters. Die obere Figurenreihe zeigt die Druckverhältnisse bei großem, die untere bei kleinem Volumen Vi des Zusatzbehälters 14.

Bei gleichem Ruhedruck Pr, d.h. gleicher Belastung des Fahl— rades wird durch Verringerung des Luftvolumens im Fall eines minimalen Volumens Vi des Zusatzbehälters 14 (Fig. 3) gegenüber einem maximalen Volumen Vi (Fig 2) die gleiche Kolbenstellung eingestellt (mittlere Figuren). Damit ergibt sich für ein maximales Volumen Vi eine Federkennlinie, wie sie in Fig. 4 unten gezeigt ist, die also nahezu linear verläuft. Für das minimale Volumen Vi ergibt sich eine Kennlinie, wie sie in Fig. 4 oben gezeigt ist, die gegen Ende des Federweges stark in eine progressiven Bereich kommt, da das zur Verfügung stehende Luftvolumen entsprechend kleiner ist und bei gleicher öl Verdrängung durch den Tauchkolben 3 ein höherer Maximal druck Pmax2 entsteht als für den Fall des maximalen Volumens Vi (Maximaldruck Pmaxi). Bei kleinem Volumen Vi

ist deshalb eine wesentlich höhere Durchschlagsicherheit gegeben.

Fig. 5 zeigt eine Variante einer Gasfeder, bei der die Vei— bindung des Zylinders 1 mit dem Ausgleichsbehälter 10 über eine Drosseleinrichtung, bestehend aus den Formstiften 20 und 21, dem mit zwei Kammern versehenen Kolben 24 und zwei in verschiedenen Richtungen wirkenden Rückschlagventilen 25, 26 hergestellt ist. Jeder Formstift 20, 21 bewirkt eine bestimmte Dämpfungskennlinie in einer Richtung. Die Verbindung zwischen dem Kolben 24 und dem Ausgleichsbehälter 10 ist durch einen flexiblen Schlauch 27 realisiert. Die Einstellbarkeit des Volumens des Ausgleichsbehälters erfolgt in gleicher Weise wie im oben beschriebenen Beispiel über den Zusatzbehälter 14. Diese Gasfeder weist eine maximale Variabilität der Dämpfungskennlinie auf.

Claims

Patentanwalt Dipl.-Ing. Werner E. König Habsburgerallee 23-25, 52064 Aachen Ralf Conrads, 52382 Niederzier Gebrauchsmusteranmel dung 10 HYDRAULISCH GEDÄMPFTE GASFEDER, INSBESONDERE FÜR RADAUFHÄNGUNGEN AN FAHRRÄDERN Ansprüche

1. Hydraulisch gedämpfte Gasfeder, insbesondere für Radaufhängungen an Fahrrädern, mit einem in einem Zylinder

(I) geführten Kolben (3), wobei der Zylinder (1) über eine mindestens in einer Richtung wirkende Drosselungseinrichtung (13) mit einem Ausgleichsbehälter (10, 14) verbunden und mit einer Hydraulikflüssigkeit (2) gefüllt ist, die im Ausgleichsbehälter (10, 14) auf ein abgeschlossenes Gaspolster

(II) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Ausgleichsbehälters (10, 14) veränderbar ist.

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Gaspolsters (11) veränderbar ist.

3. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsbehälter (10, 14) einen das Gaspolster (11) enthaltenden Hauptbehälter (10) und einen mit dem Hauptbehälter (10) kommunizierenden Zusatzbehälter (14) aufweist, dessen Volumen veränderbar ist.

4. Gasfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzbehälter (14) mit einem Stellkolben (15) ausgerüstet ist.

5. Gasfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (15) im Zusatzbehälter (14) über ein Gewinde verschiebbar ist.

6. Gasfeder nach einem der Ansprüche 3 bis &dgr;, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzbehälter (14) in den Hauptbehälter (10) integriert ist.

7. Gasfeder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzbehälter (14) in den Zylinder

(1) integriert ist.

8. Gasfeder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzbehälter (14) in den Kolben

(3) integriert ist.

9. Gasfeder nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzbehälter (14) vom Hauptbehälter (10) durch ein Absperrventil (18) entkoppelt ist.

10. Gasfeder nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Zylinder (1) und dem Ausgleichsbehälter (10, 14) über einen flexiblen Schlauch (27) erfolgt.