DE602004001853T2

DE602004001853T2 - Lenker für Fahrräder und Motorräder

Info

Publication number: DE602004001853T2
Application number: DE602004001853T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Mangano; Antonio Mangano
Original assignee: HI-LINE Srl GRUGLIASCO; Hi Line Srl
Current assignee: HI-LINE Srl GRUGLIASCO; Hi Line Srl
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2024-03-16
Also published as: ATE335647T1; US20050199089A1; DE602004001853D1; US20050198781A1; US7350437B2; US7721623B2; EP1577205B1; ES2295756T3; ATE371574T1; DE602004008576T2; ES2270327T3; DE602004008576D1; EP1577205A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lenker für Fahrräder und Motorräder.
Die Erfindung befasst sich besonders mit einem für zwei-, drei- oder vierrädrige Fahrräder und Motorräder geeigneten Lenker, insbesondere zur Verwendung querfeldein.
Die Lenker für Fahrräder und Motorräder bestehen im Allgemeinen aus gebogenen Stahlrohren, um einen Mittelabschnitt zur Befestigung des Lenkers am Gabelkopf zu bilden, wobei die Befestigung im Allgemeinen mittels einer passenden Klammer stattfindet, weiter aus zwei Endabschnitten zum Festhalten des Lenkers sowie zwei Zwischenverbindungsabschnitten.
Es ist bekannt, dass sämtliche Rahmenteile von Fahrrädern und Motorrädern zur Querfeldein-Verwendung hohe Festigkeit aufweisen müssen, da sie heftigen Stößen und Beanspruchungen unterworfen werden.
Ebenso ist die Tatsache bekannt, dass Fahrräder und Motorräder, und hier insbesondere Rennräder und Motorräder zur Leistungssteigerung und Leichtgängigkeit ganz allgemein in Leichtbauweise ausgelegt sein müssen.
Diese beiden Anforderungen stehen oft im Widerspruch, da der Einsatz leichterer Werkstoffe oder der Leichtbauweise mitunter die Festigkeit der Motorradteile gefährden kann.
Eines der Motorradteile, das während der letzten Jahre aus den obenerwähnten Gründen gewichtsreduzierenden Maßnahmen unterworfen worden ist, ist zum Beispiel der Lenker.
Vor kurzem sind besonders leichte, aus Aluminium hergestellte Lenker mit ausgezeichneten Fähigkeiten zur Schwingungsdämpfung eingeführt worden.
Dieses Material hat jedoch den Nachteil, dass es bei hohen Beanspruchungen, wie den während eines Querfeldeinrennens auftretenden Spannungen, bricht.
Um dieses Problem zu lösen, sind in der Vergangenheit Lenker mit variablen Durchmessern oder Dicken vorgeschlagen worden, um in den we niger beanspruchten Abschnitten Gewicht einzuschränken und die Festigkeit in denjenigen Abschnitten zu steigern, in denen in größerem Maße Brüche auftreten.
US 5,117,708 beschreibt zum Beispiel einen verstärkten Lenker für Motorräder, der einen zentralen Abschnitt mit einem größeren Durchmesser zeigt, zwei Endabschnitte mit einem Standarddurchmesser und zwei kegeligen Verbindungsabschnitten.
US 5,257,552 beschreibt einen Lenker mit unterschiedlichen Durchmessern und Dicken, wobei der zentrale Abschnitt einen größeren Durchmesser und eine größere Dicke aufweist als die Endabschnitte.
US 5,832,785 beschreibt einen Lenker mit einem konstanten Durchmesser, wobei die Dicke des zentralen Abschnitts innen verstärkt ist.
S 5,950,497 beschreibt einen Lenker mit unterschiedlichen Durchmessern und konstanter Dicke, wobei der Durchmesser des zentralen Abschnitts größer ist als der Durchmesser der Endabschnitte und wobei die Verbindungsabschnitte einen verjüngten Durchmesser aufweisen.
Die derart ausgeführten Lenker zeigen zwei Vorteile: Auf der einen Seite bieten sie in der Verbindungszone mit dem Gabelkopf hohe Festigkeit und auf der anderen Seite sind sie einfach herzustellen.
Jedoch lösen die Lenker nach dem Stand der Technik die Probleme von Gewicht und Elastizität nicht vollständig, die besonders bei Rennrädern und Motorrädern wichtig sind.
Die Elastizität von Lenkern ist tatsächlich ein besonders wichtiger Aspekt, da eine ausgewogene Elastizität zwei Vorteile gewährleistet: Auf der einen Seite zeigt sich der Lenker weniger anfällig gegenüber plötzlicher Überbeanspruchung (Bruch oder Biegung), die von den sehr hohen Belastungen hervorgerufen werden, die im Fall von besonders heftigen Stößen infolge von Sprüngen oder Stürzen auftreten; andererseits absorbiert er Schwingungen und Beanspruchungen besser, die aus der Bodenunebenheit herrühren, jene Beanspruchungen, die bei Benutzung eines starren Lenkers auf die Gliedmaßen des Fahrers übertragen werden würden und das Fahren wesentlich unbequemer machen würden.
Im Umkehrschluss macht ein Lenker mit der richtigen Elastizität die schwierige Aufgabe leichter und steigert die Leistung des Fahrers.
Die nach dem beschriebenen Stand der Technik realisierten Lenker zeigen weiterhin die Unannehmlichkeit einer nicht optimal verteilten Festigkeit, da sie mitunter im Zusammenhang mit den Zonen, die hohen Belastungen unterworfenen sind und daher kritischere Zonen sind, sich als schwach erweisen, während sie in weniger kritischen Zonen übermäßig stark sind und diese Lenker sich dabei als übermäßig schwer herausstellen.
Darüberhinaus sind die derart ausgeführten Lenker in Bezug auf ihre Enden oft sehr dünn, um ihr Gewicht zu begrenzen und dies erschwert die Befestigung von Zubehör („Handschutz") zum Schutz der Hände, die mit Hilfe von Begrenzungsflächen an den Enden des Lenkers gestoppt werden, wie es beispielsweise in der US 4,141,567 beschrieben wird.
Demgegenüber besteht immer mehr der Bedarf, Komponenten für Rennräder und Motorräder zur kreieren, die weniger Gewicht, hohe Stoßfestigkeit und gute elastische Eigenschaften aufweisen.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Lenker für Fahrräder und Motorräder zu schaffen, der leicht, widerstandsfähig und elastisch ist.
Ein weiterer Mangel der nach dem Stand der Technik aus Aluminiumlegierung hergestellten Lenker ist durch die Tatsache gegeben, dass Aluminium ein nicht zum Gleiten geeigneter Werkstoff ist und leicht verschleißen kann. Dies hat zur Folge, dass zwischen das Gasdrosselgriffrohr, das aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein kann, und den Lenker eindringender Schlamm und Schmutz eine größere Reibung hervorrufen kann, bis das Drosselrohr festfrisst.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es daher, das oben erwähnte Problem durch Bereitstellung eines aus Aluminium hergestellten Lenkers, der eine verbesserte Arbeitsweise der Drosselsteuerung erlaubt, zu lösen.
Die oben erwähnten Ziele werden mittels eines Lenkers für Fahrräder und Motorräder, wie in den hier beigefügten Ansprüchen dargestellt, erreicht.
US 6 182 528 offenbart einen Lenker nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Der erfindungsgemäße Lenker zeigt in vorteilhafter Weise einen variablen Durchmesser und eine variable Dicke entlang der Lenkerachse ge mäß einer Formel, die es ermöglicht, einen guten Kompromiss zwischen der Notwendigkeit, in den stärkeren Beanspruchungen unterworfenen Zonen eine hohe Festigkeit und große Elastizität beim Auftreten von dynamischen Spannungen zu erreichen und dabei gleichzeitig eine kleinere Masse als die der derzeit im Handel befindlichen Lenker zustande zu bringen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung leitet sich aus der Tatsache ab, dass es möglich ist, eine weiter verstärkte Version des Lenkers dank der Möglichkeit zu erzielen, eine verstärkende Quertraverse an den Zwischenverbindungsabschnitten zu montieren und zwar mittels zweier Spannelemente, die in Bezug auf die Konizität des Lenkers in der Befestigungszone eine umgekehrte Konizität aufweisen oder durch die Ausbildung entsprechender zylindrischer Partien im Lenker in jenen Zwischenverbindungsabschnitten, um die Befestigung des Spannelementes zu vereinfachen.
Eine weiterer Vorteil der Erfindung wird dadurch erzielt, dass an einem Ende ein Einsatz vorgesehen ist, der aus einem Material hergestellt ist, das zum Gleiten auf Oberflächen wie dem Drosselsteuerrohr besser geeignet ist als Aluminium.
Einige bildhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung sollen nunmehr unter Hinweis auf die hier beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigt:
1 eine geschnittene Vorderansicht des Lenkers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine geschnittene Vorderansicht des Lenkers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit des Lenkers gemäß 2;
4 einen Schnitt einer Einzelheit des Lenkers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Unter Bezug auf 1 wird ein gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung realisierter Lenker 11 gezeigt.
Diesen Lenker 11 erzeugt man aus einem gebogenen Rohr, das vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist und kreisförmigen Querschnitt hat und das einen Mittelabschnitt 13 zur Befestigung des Lenkers 11 am Gabelkopf des Fahrzeugs aufweist, sowie zwei Endabschnitte 15, 17 zum Halten des Lenkers und zwei Zwischenabschnitte 19, 21 zur Verbindung des Zentralabschnitts 13 mit den beiden Endabschnitten 15, 17.
Erfindungsgemäß variieren sowohl Durchmesser wie Dicke des Lenkers 11 entlang der Längsachse S des Lenkers, um einen Bereich 23 vom Durchmesser d₂₃ und Dicke s₂₃ im Zentrum des Mittelabschnitts 13 zu bilden, der innere Biegezonen aufweist, einen im Wesentlichen im Zentrum der Zwischenabschnitte 19, 21 befindlichen Bereich 25 mit Durchmesser d₂₅ und Dicke s₂₅, einen Bereich 26, der den jeweiligen äußeren Biegezonen 24 entspricht, mit einem Durchmesser d₂₆ und einer Dicke s₂₆, einem Bereich 27 im Zentrum der Endabschnitte 15, 17 mit einem Durchmesser d₂₇ und einer Dicke s₂₇ sowie einem Bereich 29 am freien Ende der Endabschnitte 15, 17 mit einem Durchmesser d₂₉ und einer Dicke s₂₉ und einer Länge von etwa 50 mm.
Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung variiert der Durchmesser des Lenkers folgender Formel gemäß: d23 > d25 > d27 und die Dicke des Lenkers variiert nach folgender Formel: s26 > S23 > S25 > S29 > S27 , wobei vorzugsweise d₂ ≅ d₂₇.
Darüberhinaus sind die beiden Zwischenverbindungsabschnitte 19, 21 kegelig und weisen einen stetig abnehmenden Durchmesser auf, wenn man sich von dem Zentralabschnitt 13 weg in Richtung der entsprechenden Endabschnitte 15, 17 bewegt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Erfindung weist das gebogene Rohr einen Durchmesser d₂₃ von etwa 28 mm und einen Durchmesser d₂₇ von etwa 22 mm auf, wobei der Durchmesser d₂₅ zwischen diesen beiden Werten liegt.
Bei dieser Ausführungsform weist das gebogene Rohr weiterhin eine Dicke s₂₆ ≅ 5,2 mm, s₂₃ ≅ 4,5 mm, s₂₅ ≅ 4,2 mm, s₂₉ ≅ 4,0 mm und s₂₇ ≅ 2,8 mm auf.
In vorteilhafter Weise wird nach der Erfindung der Durchmesser und die Dicke des Rohres, demzufolge der Lenker 11 variiert, so ausgeführt, dass einerseits eine größere Festigkeit an den kritischen Punkten und andererseits eine optimale Elastizität und Leichtigkeit erreicht wird.
Tatsächlich sind die Zonen, in denen sich die Spannungen stärker konzentrieren und daher die Zonen, die infolge Bruch oder plastischer Deformation versagen, jene Zonen, die mit der Gabelantriebsplatte in Verbindung stehen sowie die entsprechenden Biegezonen des Lenkers. Ferner stellen sich letztere Zonen aufgrund ihrer Geometrie und wegen der Schwächung infolge der Beanspruchung des Materials während des Biegens oft als weniger widerstandsfähig in Bezug auf die übrigen Partien des Lenkers heraus und benötigen daher eine angemessene Dicke.
Dank der beschriebenen Durchmesser- und Dickenvariationen ist es möglich, das Verhalten des Lenkers zu optimieren und dabei eine hohe Festigkeit in den Biege- und Betätigungszonen aufrechtzuerhalten. Insbesondere in den äußeren Biegezonen, die in der Zeichnung mit der Bezugzahl 26 angegeben sind, ist die Schwächung infolge des reduzierten Durchmessers durch die Zunahme der Dicke ausgeglichen. Tatsächlich ergibt sich in diesen Zonen eine größere Materialdicke als in den übrigen Teilen des Lenkers.
Gemäß der Erfindung weist der Lenker 11 in vorteilhafter Weise auch einen Bereich 29 mit erhöhter Dicke (etwa 4,0 mm) von einer Ausdehnung von etwa 50 mm im Zusammenhang mit den freien Enden des Lenkers auf, um spreizbare Einsätze zu befestigen, zum Beispiel, um Handschutzelemente zu fixieren.
Der so ausgelegte Lenker optimiert Verzugsfestigkeit, Elastizität und Leichtigkeit. Insbesondere wird die Festigkeit als Funktion der Beanspruchungen, denen der Lenker im Betrieb in den verschiedenen Abschnitten unterworfen ist, variiert, um das Gewicht nicht in den gering beanspruchten Zonen nutzlos zu erhöhen und in den Zonen, die Spannungen in größerem Ausmaß ausgesetzt sind, eine hohe Festigkeit beizubehalten. Auf diese Weise werden sogar, indem der Lenker leicht bleibt, größere Flexibilität und Elastizität im Hinblick auf bekannte Lenker erzielt sowie eine optimale Aufnahme der Stöße aufgrund von Bodenunebenheiten, Sprüngen und Stürzen, die für die Querfeldeinverwendung von Fahrrädern und Motorrädern typisch sind.
Unter Hinweis auf 2 und 3 ist ein Lenker 11 beschrieben, der nach zwei Varianten einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwirklicht wurde.
Der Lenker 111 zeigt einen Bereich 125 im Wesentlichen im Zentrum jedes Zwischenabschnitts 119, 121, an den ein Spannelement 151 befestigt ist, das mit einer Auskragung 153 und einem Befestigungselement, zum Beispiel einer Schraube oder einem Bolzen 155 versehen ist, um eine Querverstärkungsstange oder Traverse 157 zu befestigen, die im Wesentlichen parallel zum Zentralabschnitt 113 angeordnet ist.
Da der Bereich 125 konisch ist und einen abnehmenden Durchmesser aufweist, wenn man sich vom Zentralabschnitt 113 weg bewegt, zeigt das Spannelement 151 entsprechend einen inneren Abschnitt mit komplementärem Kegel, um sich an den Kegel des mittleren Bereichs 125 anzupassen.
Alternativ kann nach einer Variante dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass dieser mittlere Bereich 125 zylindrisch ausgeführt wird. In diesem Fall bildet der bei konstantem Durchmesser zylindrische Bereich 125 vorteilhafterweise eine für die Befestigung eines Standardspannelements 151 geeignete Zone mit einem ebenso zylindrischen inneren Bereich. In diesem Fall weisen die Zwischenabschnitte 119, 121 an ihren Enden zwei konische Abschnitte auf, die sie auf der einen Seite an den zylindrischen Bereich 125 anschließen und jeweils an der anderen Seite an die innere 124 und äußere Biegezone 126 anschließen. Der zylindrische Bereich 125 wird auf diese Art zwischen den beiden konischen Abschnitten eingeschlossen sein.
Der Lenker nach dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform, der so unterschiedliche Dicke und Durchmesser aufweist und mit einer Querstange 157 versehen ist, stellt sich als besonders geeignet heraus, bei fortgesetzter hoher Dauerbeanspruchung eingesetzt zu werden sowie in allen jenen Fällen, in denen eine Abstützung nötig ist, um Hilfsinstrumente stabil zu verankern, wie zum Beispiel die Instrumente, die bei Motorradrallyes benötigt werden.
Mit Bezug auf 4 wird ein Lenker 211 beschrieben, der nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung verwirklicht wurde.
Dieser Lenker 211 aus Aluminium ist an mindestens einem Endabschnitt 215, 217 mit einem zylindrischen Sitz 261 ausgestattet, der durch einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser gebildet wird, um eine Büchse 263 aus härterem Werkstoff einzusetzen, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl oder Verbundmaterial.
Diese Büchse weist eine im Wesentlichen gleiche Dicke wie der Sitz 261 auf, so dass der Lenker 211 im Ergebnis ohne Stufen in der Außenfläche des mit einem Sitz 261 versehenen Endabschnitts verbleibt.
In dem dargestellten Beispiel weist die Büchse 263 eine Länge von etwa 100 mm auf.
Nach dieser erfindungsgemäßen Variante ist es vorteilhafterweise möglich, Lenker aus Aluminiumlegierung und folglich sehr leichte Lenker zu schaffen, die zur Montage der Drosselsteuerung geeignet sind und die nicht den Mangel höherer Reibung des Drosselrohrs, das im Allgemeinen aus Kunststoff und manchmal aus Aluminium hergestellt ist, gegen die Aluminiumoberfläche des Lenkers aufweisen. Die harte Oberfläche der Büchse 263 ist tatsächlich dem Abrieb, der durch das Gleiten zwischen dem Drosselrohr und dem Lenker während der Drehung des Rohres beim Betätigen der Drosselsteuerung in Schmutz und Schlamm hervorgerufen wurde, weniger unterworfen, und deshalb ergibt sich eine weitgehend leichtere Drehung der Drosselsteuerung.

Claims

Lenker für Fahrräder und Motorräder (11; 111; 211), der ein gebogenes Rohr umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Mittelabschnitt (13; 113) einen zentralen Bereich (23) mit einem Durchmesser d₂₃ und einer Dicke s₂₃ zur Befestigung des Lenkers aufweist; – zwei Endabschnitte (15, 17), deren jeder einen zentralen Bereich (27) mit einem Durchmesser d₂₇ und einer Dicke s₂₇ zum Halten des Lenkers aufweist; sowie – zwei Zwischenabschnitte (19, 21), deren jeder einen zentralen Bereich (25) mit einem Durchmesser d₂₅ und einer Dicke s₂₅ aufweist, der mit dem Mittelabschnitt (13) über eine innere Biegezone (24) und mit einem entsprechenden Endabschnitt (15, 17) über eine äußere Biegezone (26) mit einer Dicke s₂₆ verbunden ist; – jener Lenker verschiedene Durchmesser und Dicken aufweist, wobei der Durchmesser nach folgendem Gesetz variiert: d23 > d25 > d27 und die Dicke des Lenkers nach folgendem Gesetz variiert: S23 > S25 > S27 , dadurch gekennzeichnet, dass S26 > S23 .
Lenker für Fahrräder und Motorräder nach Anspruch 1, wobei jene Endabschnitte (15, 17) einen entsprechenden Endabschnitt (29) mit einem Durchmesser d₂₉ und einer Dicke s₂₉ aufweisen und wobei s₂₅ > s₂₉ > s₂₇ sowie außerdem d₂₉ ≅ d₂₇ ist,
Lenker für Fahrräder und Motorräder nach Anspruch 2, wobei jene beiden Zwischenabschnitte (19, 21) konisch sind und einen Durchmesser aufweisen, der kontinuierlich vom Mittelabschnitt (13) zum entsprechenden Endabschnitt (15, 17) hin abnimmt.
Lenker für Fahrräder und Motorräder nach Anspruch 2, wobei das gebogene Rohr einen Durchmesser d₂₃ von etwa 28 mm sowie einen Durchmesser d₂₇ von etwa 22 mm aufweist und der Durchmesser d₂₅ zwischen diesen beiden Werten liegt.
Lenker für Fahrräder und Motorräder nach Anspruch 3, wobei das gebogene Rohr eine Dicke s₂₆ ≅ 5,2 mm, s₂₃ ≅ 4,5 mm, s₂₅ ≅ 4,2 mm, s₂₉ ∼ 4,0 mm und s₂₇ ∼ 2,8 mm aufweist.
Lenker für Fahrräder und Motorräder (111) nach Anspruch 1, wobei jeder der Zwischenabschnitte (119, 121) eine zylindrische Partie (125) mit einem konstanten Durchmesser im Wesentlichen in der Mitte jedes Zwischenabschnitts (119, 121) zur Befestigung eines Spannelements (151) mit einer zylindrischen inneren Partie aufweist.
Lenker für Fahrräder und Motorräder (111) nach Anspruch 6, der außerdem Folgendes umfasst: – eine Stange oder Traverse zur Querverstärkung (157), die im Wesentlichen parallel zum Mittelabschnitt (113) angeordnet ist; sowie – ein Spannelement (151) mit einer zylindrischen Innenpartie, die an einer der zylindrischen Partien (125) befestigt ist, die einen konstanten Durchmesser im Wesentlichen in der Mitte jedes Zwischenabschnitts (119, 121) haben und jenes Spannelement mit einer Auskragung (153) und einem Befestigungselement (155) versehen ist, an dem die Stange oder Traverse (157) zur Querverstärkung befestigt ist.
Lenker für Fahrräder und Motorräder (111) nach Anspruch 1, wobei jeder der Zwischenabschnitte (119, 121) einen konischen Bereich (125) im Wesentlichen im Zentrum jedes Zwischenabschnitts (119, 121) aufweist, wobei der Durchmesser dieses konischen Bereichs mit größerem Abstand vom Mittenabschnitt (113) abnimmt und zur Befestigung eines Spannelements (151) dient, das eine zu jenem konischen Bereich komplementäre innere konische Partie (125) aufweist.
Lenker für Fahrräder und Motorräder (111) nach Anspruch 8, der außerdem Folgendes umfasst: – eine Stange oder Traverse zur Querverstärkung (157), die im Wesentlichen parallel zum Mittelabschnitt (113) angeordnet ist; sowie – ein Spannelement (151) mit einer zu dem konischen Bereich (125) konischen Innenpartie, das mit einer Auskragung (153) und einem Befestigungselement (155) versehen ist, an dem die Stange oder Traverse (157) zur Querverstärkung befestigt ist.
Lenker für Fahrräder und Motorräder (211) nach Anspruch 1, wobei der Lenker an mindestens einem der Endabschnitte (215, 217) mit einem zylindrischen Sitz (261) versehen ist, der durch einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser zum Einfügen einer Büchse (263) gekennzeichnet ist, die vorzugsweise aus rostfreiem Stahl oder Verbundmaterial zur Gewährleistung besserer Gleitbedingungen beim Gasgeben hergestellt ist.
Lenker für Fahrräder und Motorräder (211) nach Anspruch 10, wobei die Büchse eine Dicke aufweist, die im Wesentlichen der Tiefe des Sitzes (261) entspricht, so dass der Lenker an dem mit einem Sitz (261) versehenen Endabschnitt ohne Abstufungen der Außenfläche ist.
Lenker für Fahrräder und Motorräder (211) nach Anspruch 11, wobei die Büchse (263) eine Länge von etwa 100 mm aufweist.
Lenker für Fahrräder und Motorräder (11; 111; 211) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lenker aus Aluminiumlegierung hergestellt ist.