DE4446756C2 - Stoßdämpfermechanismus für die Vorderradgabel von Fahrrädern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft den Aufbau eines Federungssystems bei einem Rohrschen­ kel einer Vorderradgabel eines Fahrrades gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Mit der DE 94 00 166 U1 ist ein Stoßdämpfermechanismus bekannt geworden, der eine Kombination aus Stoßdämpferfeder mit Gummiringen und Halteblock besteht, wobei die Dämpfung über die Reibung am zylindrischen Innenteil statt­ findet, das eine Reibungsauskleidung trägt. Die Abwesenheit von Dämpfungs­ flüssigkeit vereinfacht das System, bringt aber Nachteile hinsichtlich Losbrech­ kraft und Dämpfung.

Aus der deutschen Patentschrift 807 491 ist eine Vorderradfederung für Krafträ­ der in Teleskopbauweise bekannt, die zusätzlich zu einer üblichen Schraubenfe­ der eine zu dieser in Serie geschaltete Gummisäulenfeder im Unterrohr der Vor­ derradfederung offenbart, die eine veränderliche Dämpfung dadurch bewirkt, daß sich die einzelnen Abschnitte der Gummisäulenfeder mit zunehmendem Druck durch die Verformung des Gummimaterials aufbauchen und durch ihre Berührung mit der Innenwandung des Unterrohres die Dämpfung der Vorderradfederung er­ höhen. Hierbei dient die Schraubenfeder als Zusatzfeder im Sinne der vorliegen­ den Erfindung mit geringerer Federrate als die Gummisäulenfeder.

Ferner zeigen insbesondere die Fig. 1 bis 3 des US-Patentes 5,284,352 eine gattungsgemäße Fahrrad-Teleskopgabel mit je einem Tragfederpaket aus drei zylindrischen Tragfe­ dern aus Kunststoff pro Holm mit Führungsringen jeweils zwischen den Stirnflä­ chen der Tragfedern, sowie eine in Reihe dazugeschaltete Spiralfeder als Zusatz­ feder zu dem Tragfederpaket. Hier wird offenbart, daß das Federungssystem aus Tragfedern, Führungsringen, einem Käfig sowie einer Zusatzfeder besteht, wobei die Zusatzfeder durch ihre geringere Federrate für die Abfederung der leichteren Fahrbahnunebenheiten eingesetzt wird.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Federungssystem zum Einbau in einen Rohr­ schenkel für eine teleskopartige Vorderradgabel für Fahrräder zu schaffen, wel­ ches den Federungskomfort besonders im Bereich der kleinen Federwege durch weiches Ansprechen der Federung verbessert.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 beschrieben.

Anhand einer Funktionsskizze wird ein Ausführungsbeispiel eines Rohrschenkels einer teleskopartigen Vorderradgabel für Fahrräder beschrieben.

Die Figur zeigt einen Rohrschenkel einer teleskopartigen Vorderradgabel für Fahr­ räder mit einem oberen und einem unteren zylindrischen Gehäuse, welche über ein Federungssystem gegeneinander vorgespannt sind.

Wird der komplette Rohrschenkel einer teleskopartigen Vorderradgabel für Fahr­ räder mit 1 bezeichnet, so besteht dieser aus einem oberen zylindrischen Gehäu­ se 2 und aus einem unteren zylindrischen Gehäuse 8, wobei eine teleskopartige Vorderradgabel aus zweien solcher Rohrschenkel 1 besteht, die über eine Brüc­ ke 18 verbunden sind, und wobei diese Brücke 18 mit dem Rahmen des Fahrra­ des und somit mit dem ungefederten Teil des Fahrrades verbunden ist. Die beiden zylindrischen Gehäuse 2 und 8 sind teilweise koaxial ineinander geschoben und gegeneinander verschiebbar, wobei zumeist eine Gleitlagerung aus Gleitringen 17 für geringe Reibung bei diesen Bewegungen sorgt. Die Gleitringe 17 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel fest mit der äußeren Zylinderfläche 7 des oberen zy­ lindrischen Gehäuses 2 verbunden und gleiten auf einer inneren Zylinderfläche 9 im unteren zylindrischen Gehäuse 8, wobei auf eine gute Gleitpaarung im Hin­ blick auf das Material der Reibpartner und auf gute Oberflächenbeschaffenheit der inneren Zylinderfläche 9 geachtet werden muß. Innerhalb vorzugsweise des oberen zylindrischen Gehäuses 2 ist ein Federungssystem angeordnet, das aus mindestens einer Tragfeder 14 und einer Zusatzfeder 19 besteht. Die Tragfe­ dern 14 und die Zusatzfeder 19 sind in Reihe übereinander angeordnet und be­ stehen vorzugsweise aus einem kompressiblen, elastischen, geschäumten, zelli­ gen Elastomer, wobei die Federrate der Zusatzfeder 19 kleiner ist als die der Tragfeder 14. Das untere zylindrische Gehäuse 8 weist neben einem Auge 12 zur Befestigung der Achse eines Vorderrades eines Fahrrades ein Tragrohr 10 auf, das am oberen Ende mit einem Anschlagbund 11 versehen ist, welcher als axiale Abstützung für die Zusatzfeder 19 dient. Die Tragfedern 14 liegen konzentrisch aneinander, wobei sie durch einen Führungsring 15 in ihrer Position sowohl zu­ einander als auch zu einer inneren Zylinderfläche 6 des oberen zylindrischen Ge­ häuses 2 gehalten werden.

Die Führungsringe 15 sind aus Kunststoffmaterial und gleiten bei Bedarf ohne größeren Widerstand auf der inneren Zylinderfläche 6 ab. Als Widerlager für die Vorspannkräfte aus den Tragfedern 14 des Federungssystems ist ein Anschlag­ ring 5 mit dem oberen zylindrischen Gehäuse 2 verbunden, wobei der Anschlag­ ring 5 zur Herstellung der Ruhelage über eine Feder in Ausfederrichtung 13 an den Anschlagbund 11 herangezogen wird. Zwischen der Zusatzfeder 19 und den Tragfedern 14 ist zur Herstellung genauer Vorspannverhältnisse ein KäFig. 16 mit einem rohrförmigen Fortsatz 20 angeordnet, welcher mit seiner endseitigen Kreisringfläche mittels eines Weichanschlages 21 am Anschlagring 5 unter Vor­ spannung anliegt. Diese Vorspannung wird von den Tragfedern 14 erzeugt, die sich nach der axial gegenüberliegenden Seite an einer Vorspannschraube 3 ab­ stützen, wobei die Zusatzfeder 19 dieser Kraftrichtung entgegenwirkt, da sich diese gegen das Tragrohr 10 abstützt und an der anderen Seite des Käfigs 16 angreift. Die Kraft der Zusatzfeder 19 ist wegen der geringeren Vorspannung und wegen der geringen Federrate im Ruhezustand kleiner als die der Tragfeder 14, was sich bei der Auslegung der Federn 19 und 14, aber vor allem durch die Län­ ge des rohrförmigen Fortsatzes 20 erreichen läßt. Die Vorspannschraube 3 ist unterschiedlich tief in das obere zylindrische Gehäuse 2 einschraubbar, wodurch sich die Vorspannung der Tragfedern 14 in Grenzen einstellen läßt.

Wird das Fahrrad auf einer Fahrbahn mit Unebenheiten von geringer Höhe gefah­ ren, so wird die Zusatzfeder 19 beim Einfedern zusammengepreßt, wobei sich das obere zylindrische Gehäuse 2 und das untere zylindrische Gehäuse 8 ineinan­ der schieben und wobei sich der Anschlagbund 11 aus seiner vorgespannten La­ ge gegenüber dem Anschlagring 5 und der Feder in Ausfederrichtung 13 löst. Bei den so beschriebenen geringen Federwegen des Federungssystems können die Tragfedern 14 nicht zum Einsatz kommen und der rohrförmige Fortsatz 20 des Käfigs 16 bleibt gegenüber dem Anschlagring 5 an Ort und Stelle. Erst bei größe­ ren Federwegen auf stark unebener Fahrbahn wird die Zusatzfeder 19 auf ihre Blocklänge zusammengepreßt und die Kraft wird von der Zusatzfeder 19 an den FührungskäFig. 16 weitergegeben, der sich dann aus seiner durch den rohrförmi­ gen Fortsatz 20 definierten Position löst, wenn die durch die Tragfedern 14 er­ zielte Vorspannkraft durch die Tragkraft überschritten wird. Jetzt werden die Tragfedern 14 zusammengepreßt bis zu einem Federweg, der den oberen Kulmi­ nationspunkt des Kraftverlaufes oder die maximal mögliche Zusammendrückbar­ keit der Tragfedern 14 markiert. Läßt die von den Fahrbahnunebenheiten erzeug­ te Kraft nach, so wird zunächst der rohrförmige Fortsatz 20 auf Anschlag mit dem Anschlagring 5 und so dann der Anschlagbund 11 auf Anschlag mit dem Anschlagring 5 über die Feder in Ausfederrichtung 13 gedrückt.

Zur Zentrierung aller am Federungssystem beteiligten Elemente kann eine Füh­ rungsstange 4 zentral angeordnet sein, die von der Vorspannschraube 3 in das Innere des Tragrohres 10 reicht.

Von Vorteil ist die Verwendung eines Gleitmittels, beispielsweise Dämpferöl, das die Beweglichkeit aller am Federungssystem beteiligten Elemente verbessert.

Die bereits erwähnte Einstellbarkeit der Tragfähigkeit des Federungssystems durch die verschieden tief eingeschraubte Vorspannmutter 3 bewirkt einen Vor­ spannbereich der Tragfeder 14, der noch erweiterungsfähig ist durch den Aus­ tausch der Tragfedern 14 unter Verwendung von solchen mit höherer oder nied­ rigerer Federrate. Es hat sich gezeigt, daß es von Vorteil ist, für verschieden schwere Fahrer mehrere Sätze von Tragfedern 14 mit unterschiedlichen Federra­ ten bereitzustellen, um den Komfort der Federung vergleichbar zu gestalten.

Claims (4)

1. Rohrschenkel (1) einer Vorderradgabel eines Fahrrades, umfassend

• 1. ein mit einer Brücke (18) versehenes oberes zylindrisches Gehäuse (2) mit einer äußeren Zylinderfläche (7)
• 2. eine den oberen Abschluß des oberen zylindrischen Gehäuses (2) bildende und mehr oder weniger tief in das obere zylindrische Gehäuse (2) ein­ schraubbare Vorspannschraube (3)
• 3. ein unteres zylindrisches Gehäuse (8) mit einer inneren Zylinderfläche (9) und mit einem in seinem Inneren koaxial angeordneten Tragrohr (10) sowie mit einem Auge (12)
• 4. mindestens einen Gleitring (17) zwischen der inneren Zylinderfläche (9) und der äußeren Zylinderfläche (7)
• 5. eine zwischen dem oberen zylindrischen Gehäuse (2) und dem unteren zy­ lindrischen Gehäuse (8) in Ausfederrichtung als Druckfeder wirkende Fe­ der (13) sowie
• 6. ein Federungssystem aus mehreren hintereinander geschalteten in Einfe­ derrichtung als Druckfedern wirkenden Tragfedern (14), mindestens einem Führungsring (15) als Zwischenlage zwischen den Stirnflächen der Tragfe­ dern (14), einem KäFig. (16) sowie mindestens einer in Einfederrichtung als Druckfeder wirkenden Zusatzfeder (19),

dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente des Federungssystems unter Vorspannung zwischen der Vorspannschraube (3) und einem Anschlagring (5) im oberen zylindrischen Gehäuse (2) koaxial zueinander stehend angeordnet sind, wobei die Zusatzfe­ der (19) durch die Anlage eines rohrartigen Fortsatzes (20) des Käfigs (16) am Anschlagring (5) von der Vorspannung des Federungssystems abgekop­ pelt ist und beim Einfedern eine Wirkverbindung als Druckfeder zum Fede­ rungssystem und somit zum oberen zylindrischen Gehäuse (2) herstellt, in­ dem die Anlage des rohrartigen Fortsatzes (20) am Anschlagring (5) gelöst wird.

2. Rohrschenkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslegung des Federungssystems auf hohes oder niedriges Fahr­ zeuggewicht durch die Wahl von Tragfedern (14) mit hoher oder niedriger Federrate variierbar ist.

3. Rohrschenkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfeder (14), die Zusatzfedern (19) sowie die Feder (13) aus einem kompressiblen, elastischen, geschäumten, zelligen Elastomer bestehen.

4. Rohrschenkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beweglichkeit des Federungssystems durch ein Gleitmittel erhöht­ wird.