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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine hintere Aufhängung eines Fahrzeugs, wie
zum Beispiel von einem Fahrrad, einem Motorrad oder ähnlichem, vom
Typ, umfassend ein Chassis (Rahmen), das im Folgenden als Rahmen
bezeichnet wird, einen Schwingarm, der mit dem Rahmen verbunden
ist und die Radnabenachse eines Antriebsrads trägt und einen Stoßdämpfer, dessen
Enden jeweils mit dem Rahmen und dem Schwingarm verbunden sind,
wobei die Aufhängung
einen "Antipump"-Effekt bewirkt und
den Raum zwischen dem Sattel und dem hinteren Rad frei lässt, um
die Befestigung eines Schutzbleches, eines Gepäckträgers oder dergleichen zu erlauben.
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Im
Bereich von Mountainbikes (MTB) kennt man gut hintere Aufhängungen,
welche einen Schwingarm umfassen, der in dem unteren Teil des Sattelrohrs
gelenkartig verbunden ist und mit einem Stoßdämpfer zusammenwirkt. Das ist
der Fall zum Beispiel beim Fahrrad "XC FULL", das von dem Unternehmen LAPIERRE vermarktet
wird; der Schwingarm rotiert um eine feste Achse, die parallel zur
Achse des antreibenden Zahnrads ist, das von dem Pedalgehäuse getragen
wird, das am Schnittpunkt des schrägen Rohrs und des Sattelrohrs
liegt. Außerdem sind
die Enden des Stoßdämpfers mit
dem Schwingarm verbunden und jeweils mit dem horizontalen Rohr,
das das Sattelrohr mit der Fahrradgabel oder mit einem Zwischenrohr
verbindet, das sich etwa vom Pedalgehäuse zum horizontalen Rohr erstreckt, wobei
das Sattelrohr unterbrochen ist, um den Übergang dem Stoßdämpfer zu überlassen.
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Dieser
Typ einer hinteren Aufhängung
weist den Nachteil auf, den hinteren Teil des Fahrrads zu behindern,
das heißt
den Raum zwischen dem hinteren Rad und dem Sattel, so dass es nicht
möglich
ist, ein hinteres Schutzblech zu installieren, das somit verschiedene
Schlamm-, Wasserspritzer etc. auf dem Rücken des Radfahrers zum Beispiel
bei Regen erzeugt. Außerdem
erzeugt einer hintere Aufhängung,
unter der Wirkung eines kraftvollen Pedalstoßes, wie zum Beispiel eines
Pedaltritts um das Fahrrad anzukurbeln oder wenn der Radfahrer die "aus dem Sattel gehende" Position, auf den
Pedalen stehend beim Erklimmen eines Hangs annimmt, etc..., ein
Effekt, der "Pumpen" genannt wird, der
zu einem zyklischen Rammen der Aufhängung sogar auf einem gut nivellierten
Boden führt.
Somit verschwindet, außer
der Unanehmlichkeit der Fahrradsteuerung, ein Teil des vom Radfahrer
aufgebrachten Antriebsmoments im Stoßdämpfer, anstatt an der Bewegungsfähigkeit
des Fahrrads mitzuwirken.
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Allerdings
erstreckt sich bei diesem Typ einer hinteren Aufhängung der
obere gespannte Strang der Übertragungskette,
die sich zwischen dem antreibenden Zahnrad, das vom Pedalgehäuse getragen wird,
und dem angetriebenen Zahnrad, das mit dem hinteren Antriebsrad
verbunden ist, oberhalb der Rotationsachse des Schwingarms in Bezug
auf den Rahmen, wobei dadurch ein Antriebsmoment erzeugt wird, das
proportional zur Spannung des oberen Strangs ist und zum Abstand,
der den oberen Strang von der Kette des Rotationszentrums des Schwingarms
trennt, und dazu neigt, den Schwingarm nach oben zu drehen, wobei
er somit den Stoßdämpfer komprimiert,
wenn der Radfahrer auf die Pedale Druck ausübt, wobei das Fahrrad in einer
Position statischen Gleichgewichts ist, das heißt, wenn es von einem Radfahrer
gefahren wird. Wenn das von dem Radfahrer auf die Pedale angewandte
Antriebsmoment relativ gering und konstant ist, sind das auf den
Schwingarm aufgebrachte Antriebsmoment und folglich die Rammung
des Stoßdämpfers gleichermaßen gering
und konstant, so dass der Radfahrer keinen Pumpeffekt bemerkt, obwohl
ein Teil des Antriebsmoments im Stoßdämpfer verschwindet, wobei er
somit die Wirksamkeit seiner Pedalarbeit reduziert. Wenn der Radfahrer
jedoch einen Pedalstoß gibt,
um das Fahrrad anzutreiben oder wenn der Radfahrer in aufrechter, "in den Pedalen stehender" Position auf den
Pedalen ist, verändert
sich die Position des Gravitationszentrums der Gesamtheit Fahrrad/Radfahrer;
was eine vertikale Schwingbewegung des Rahmens des Fahrrads verursacht,
so dass das Antriebsmoment sprunghaft ansteigt, was eine Vergrößerung des
auf den Schwingarm angewandten Moments verursacht, der den Stoßdämpfer komprimiert
und den Pumpeffekt sehr schnell dem Radfahrer spürbar erscheinen lässt. Somit
vergrößert sich
bei einer energetischen Pedalarbeit das Antriebsmoment stark und
wird zyklisch, was bei jedem Pedaltritt eine Vergrößerung des
auf den Schwingarm aufgewandten Antriebsmoments verursacht, der
den Stoßdämpfer komprimiert
und nun den Pumpeffekt erscheinen lässt, wobei dieser letztgenannte
gekennzeichnet ist durch eine parasitäre, abwechselnde Kompressionsbewegung
der vorderen und hinteren Aufhängung des
Fahrrads im Rhythmus mit der Pedalfrequenz, die den Radfahrer stört.
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Um
diesen Nachteil zu heilen hat man bereits eine hintere Aufhängung für ein Fahrrad
erdacht, die einen "Anti-Pumpeffekt" bewirkt; das ist
der Fall zum Beispiel beim französischen
Patent
FR 2.774.966 , das
vom Anmelder eingereicht wurde, das eine hintere Fahrradaufhängung beschreibt,
die einen Schwingarm umfasst, der von zwei Streben geführt wird.
Die beiden Streben haben eine Ausrichtung, die so festgelegt ist,
dass der Schnittpunkt ihrer jeweiligen Achse durch das Zentrum ihrer
beiden Hauptstützen
verläuft,
wobei der Schnittpunkt das momentane Rotationszentrum des Schwingarms
verwirklicht, das entweder im vorderen, oberen Quadranten des Bezugspunkts
gelegen ist, der durch eine horizontale Achse und eine vertikale
Achse festgelegt ist, die am Zentrum des Pedalgehäuses zusammenlaufen,
und gelenkartig am Schwingarm verbunden sind an zwei Stellen, die
beträchtlich
voneinander entfernt sind. Die Aufhängung umfasst im Übrigen einen Stoßdämpfer, dessen
Enden jeweils mit dem Schwingarm und dem Sattelrohr verbunden sind,
wobei der Stoßdämpfer sich
etwa parallel zum Sattelrohr nach hinten dieses letztgenannten erstreckt.
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Obwohl
dieser Aufhängungstyp
einen Anti-Pumpeffekt bewirkt, weist er den Nachteil auf, den hinteren
Teil des Fahrrads zu behindern, so dass es nicht möglich ist,
ein hinteres Schutzblech, einen Gepäckträger oder ähnliches zu installieren. Im Übrigen weist
er, obwohl dieser Aufhängungstyp
einen besonders wirksamen Anti-Pumpeffekt bewirkt, nichtsdestotrotz
den Nachteil auf, eine nicht ausreichende Starrheit der Gesamtheit
Rahmen/Aufhängung
zu bewirken, die, wenn das Fahrrad intensiv beansprucht wird, dem
allgemeinen Verhalten des Fahrrads schadet, was das Fahrrad unkomfortabel
macht.
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Eines
der Ziele der Erfindung ist also diese Nachteile zu beheben, indem
eine hintere Fahrradaufhängung
oder ähnliches
vorgeschlagen wird, die gebildet ist aus einem Schwingarm, der die
Hinterradachse mit dem Steigrohr des Rahmens und einem Stoßdämpfer verbindet,
dessen Enden jeweils fest mit dem Rahmen und dem Schwingarm verbunden sind,
wobei der Rahmen und/oder Schwingarm Mittel umfassen, die erlauben,
den Raum zwischen dem Sattel und dem hinteren Rad frei zu lassen,
um zum Beispiel die Befestigung eines hinteren Schutzbleches oder
eines Gepäckträgers zu
erlauben, und gleichzeitig einen Antipumpeffekt zu bewirken.
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Zu
diesem Zweck und gemäß der Erfindung ist
vorgesehen das Antipumpsystem einer hinteren Aufhängung eines
Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Fahrrads, eines Motorrad oder ähnlichem,
vom Typ, umfassend einen Rahmen, einen Schwingarm, der mit dem Rahmen
verbunden ist und die Radnabenachse eines Antriebsrads trägt und einen
Stoßdämpfer, dessen
Enden jeweils mit dem Rahmen und dem Schwingarm verbunden sind,
wobei das Antriebsmoment auf das Antriebsrad von einer Kette übertragen
wird, die sich zwischen einem mit dem Rahmen verbundenen antreibenden
Zahnrad und einem mit der Radnabenachse des Antriebsrads verbundenen
angetriebenen Zahnrad erstreckt, wobei die besagte Kette zwischen
dem antreibenden und angetriebenen Zahnrad zwei Stränge bildet,
einen oberen gespannten Strang, der das Antriebsmoment auf das Antriebsrad überträgt und den
anderen unteren Strang, Umkehrstrang genannt, wobei der Rahmen von
einem etwas vertikalen Sattelrohr, einem horizontalen Rohr und einem
schrägen
Rohr gebildet wird, wobei das horizontale Rohr und das schräge Rohr
mit einem Steuerkopfrohr verbunden sind, das eine Gabel aufnimmt,
und wobei die Achse des antreibenden Zahnrads am Schnittpunkt des
Sattelrohrs und des schrägen
Rohrs positioniert ist und/oder wobei der Schwingarm Mittel umfasst,
damit der obere Strang der Übertragungskette
oder die ihn verlängernde
Gerade durch das momentane Rotationszentrum C des Schwingarms verläuft, wenn sich
das Fahrzeug in einer Position statischen Gleichgewichts befindet,
und damit sich der besagte obere Strang der Kette unterhalb des
momentanen Rotationszentrums des Schwingarms befindet, wenn sich
die Nabe des Antriebsrads über
ihrer Referenzposition Pr befindet, die der Position der Radnabenachse
des Antriebsrads entspricht, wenn sich das Fahrzeug in einer Position
statischen Gleichgewichts befindet. Die hintere Aufhängung ist
dadurch bemerkenswert, dass der Schwingarm mit mindestens zwei Gelenkmitteln
mit dem Rahmen verbunden ist, wobei sich der Schnittpunkt deren
Geraden D1, D2, der durch die Rotationsachsen jedes Gelenkmittels
verläuft,
im oberen hinteren Quadranten eine Bezugspunkts befindet, der von
einer horizontalen Achse (H) und einer vertikalen Achse (V) bestimmt
wird, der mit der Achse des antreibenden Zahnrads zusammenläuft, und
dadurch, dass die Enden des Stoßdämpfers jeweils
mit dem Schwingarm oder dem Gelenkmittel verbunden sind, das den
Schwingarm mit dem schrägen
Rohr und einer Schelle verbindet, wobei sich die Schelle in der
Ebene erstreckt, die die Rohre des Rahmens enthält, wobei sich der besagte
Stoßdämpfer vor
dem schrägen
Rohr erstreckt, das heißt zwischen
dem schrägen
Rohr und der das Vorderrad tragenden Gabel, etwa parallel zu diesem
oder zwischen den den Rahmen bildenden Rohren in der Ebene, die
diese enthält.
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Man
versteht gut, dass, wenn das Fahrrad auf einem perfekt nivellierten
Boden rollt, der obere Strang der Übertragungskette durch das
momentane Rotationszentrum des Schwingarms verläuft, das heißt, dass
das Rotationszentrum des Schwingarms zu jedem Augenblick t das vollständige Antriebsmoment
auf das Antriebsrad übertragen
wird und dass, wenn der Radfahrer den Rhythmus ändert und zum Beispiel eine
Ankurbelung durchführt,
wobei der obere Strang der Kette unterhalb des momentanen Rotationszentrums
des Schwingarms gelegen ist, ein Rückstellmoment erzeugt wird
proportional zur Spannung des oberen Strangs der Kette und im Abstand, der
den oberen Strang und das momentane Rotationszentrum des Schwingarms
trennt, das dazu neigt, den Schwingarm in seine Anfangsposition
zurückzuführen. Dieses
Rückstellmoment
wird bei jedem energiereichen Pedaltritt des Radfahrers erzeugt,
was somit das Auftreten des Pumpeffekts vermeidet. Es ist offensichtlich,
dass, bei Durchbrechung eines Hindernisses, das Rückstellmoment
sich zur Rückstellkraft
der Stoßdämpfers hinzufügt, was
die Bewegungsfähigkeit
beträchtlich
verbessert, zum Beispiel am Hang. Im Übrigen, im Gegensatz zu den
Lehren des französischen
Patents
FR 2.774.966 ,
wo das momentane Rotationszentrum des Schwingarms in vorderen oberen
Quadranten des Fahrrads gelegen ist, bewirkt die Position des momentanen
Rotationszentrums im hinteren oberen Quadranten und die Position
des Stoßdämpfers auf
dem schrägen
Rohr des Fahrrads eine größere Steifheit
der Gesamtheit Rahmen/Aufhängung
und erlaubt, den Raum zwischen dem hinteren Rad und dem Sattel freizumachen,
um einen hinteres Schutzblech, einen Gepäckträger oder ähnliches zu installieren.
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Gemäß einem
besonders vorteilhaften Kennzeichen der hinteren, erfindungsgemäßen Aufhängung bewegt
sich das momentane Rotationszentrum des Schwingarms etwa entlang
einer Geraden senkrecht zum oberen Strang der Kette, wenn die Radnabenachse
des Antriebsrads sich so bewegt, dass das Rückstellmoment proportional
zur Bewegung der Radnabenachse des Antriebsrads ist.
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Andere
Vorteile und Kennzeichen gehen besser aus der folgenden Beschreibung
mehrerer Ausführungsvarianten
der hinteren Aufhängung
gemäß der Erfindung
hervor, die anhand nicht einschränkender
Beispiele angegeben sind, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
auf denen:
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die 1 eine
Seitenansicht eines Fahrrads ist, das mit einer hinteren erfindungsgemäßen Aufhängung ausgestattet
ist,
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die 2 eine
teilweise Seitenansicht einer ersten Ausführungsvariante einer hinteren,
erfindungsgemäßen Aufhängung, die
ein Fahrrad ausstattet,
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die 3 eine
teilweise Seitenansicht einer zweiten Ausführungsvariante einer hinteren
erfindungsgemäßen Aufhängung ist,
die ein Fahrrad ausstattet,
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die 4 eine
teilweise Seitenansicht einer dritten Ausführungsvariante einer hinteren
erfindungsgemäßen Aufhängung, die
ein Fahrrad ausstattet,
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die 5 eine
teilweise Seitenansicht einer vierten und letzten Ausführungsvariante
einer hinteren erfindungsgemäßen Aufhängung, die
ein Fahrrad ausstattet,
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die 6 eine
teilweise und schematische Darstellung eines Fahrrads ist, das mit
einer hinteren erfindungsgemäßen Aufhängung ausgestattet
ist, dargestellt in einer leeren Position,
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die 7 eine
schematische Teildarstellung eines Fahrrads ist, das mit einer hinteren,
erfindungsgemäßen Aufhängung ausgestattet
ist, in Position statischen Gleichgewichts,
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die 8 eine
schematische Teildarstellung eines Fahrrads ist, das eine hintere
erfindungsgemäße Aufhängung umfasst
beim Entstehen einer Pumpbewegung.
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren wird nun beispielhaft und nicht einschränkend eine
hintere Aufhängung
vom Typ Mountainbike beschrieben.
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In
dieser Hinsicht hat man in der 1 eine allgemeine
Seitenansicht eines Fahrrads dargestellt, welches umfasst ein Chassis,
dreieckiger Rahmen 1 genannt, der aus einem etwa vertikalen
Sattelrohr 2, einem schrägen Rohr 3, das durch
Schweißen
am unteren Ende des Sattelrohrs 2 zusammengebaut wird und
einem horizontalen Rohr 4, das am oberen Ende des Sattelrohrs 2 und
an einem etwa vertikalen Gabelrohr 5 zusammengebaut ist,
wobei das schräge
Rohr 3 im Übrigen
durch Schweißen
mit dem Gabelrohr 5 verbunden ist. Dieses letztgenannte
trägt eine
Gabel 6, welche eine Aufhängung 7 vom teleskopischen
Typ trägt,
die an ihrem unteren Ende die Radnabenachse des Vorderrads 8 trägt. Eine
Lenkstange 9 ist, auf klassische Weise, mit dem oberen Ende
der Gabel 6 verbunden, um die Lenkung des Fahrrads zu gewährleisten.
Außerdem
ist das Sattelrohr 2 geeignet, um einen Sattelstab 10 aufzunehmen,
der an seinem oberen Ende einen Sattel 11 umfasst, auf
dem der Radfahrer Platz nimmt. Das untere Ende der Sattelrohrs 2,
und genauer gesagt am Schnittpunkt des schrägen Rohrs 4 und des
Sattelrohrs 2, umfasst ein Pedalgehäuse 12, das die Achse der
antreibenden Zahnräder
trägt,
die gemeinhin Scheiben genannt werden, deren Rotationsachsen koaxial
sind, wobei Pedale 14 mit der Achse der antreibenden Zahnräder auf
beiden Seiten des Rahmens 1 des Fahrrads verbunden sind.
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Das
Fahrrad umfasst im Übrigen
einen Schwingarm 15, der aus zwei Halbarmen 15a und 15b gebildet
ist, die sich horizontal auf beiden Seiten des Rahmens 1 erstrecken,
wobei die Halbarme 15a und 15b mit einer oder
mehreren Abstandshaltern 16 verbunden sind. Der Schwingarm 15 ist
mit dem Rahmen 1 an zwei Streben 17 und 18 verbunden,
wobei die Strebe 17 zwei Rotationsachsen 17a und 17b umfasst,
die jeweils mit dem schrägen
Rohr 3 und dem Schwingarm 15 verbunden sind und
die Strebe 18 auch zwei Rotationsachsen 18a und 18b umfasst, die
jeweils mit dem Sattelrohr 2 und dem Schwingarm 15 verbunden
sind. Im Übrigen
trägt der Schwingarm 15 an
seinem freien Ende die Radnabenachse eines hinteren Antriebsrads 19 und
eines angetriebenen Zahnrads 20, das mit dem hinteren Rad 19 verbunden
ist, wobei dieses letztgenannte rotationsmäßig von einer Übertragungskette 21 angetrieben
wird, die sich zwischen dem antreibenden Zahnrädern 13 und angetriebenen
Zahnrad 20 erstreckt, indem sie zwei Stränge bilden,
von denen der eine oberer gespannter 22 genannt wird, der
das Antriebsmoment auf das hintere Rad 19 überträgt und der
andere, unterer Umkehrstrang 23 genannt wird. In diesem
speziellen Ausführungsbeispiel
erstreckt sich die Strebe 18 etwa vertikal und die Strebe 17 erstreckt
sich etwa horizontal, so dass sich die Streben 17 und 18 im
Wesentlichen senkrecht zueinander erstrecken und der Schnittpunkt
der Geraden D1, die entlang der Achsen 17a und 17b der
Strebe 17 verläuft,
und der Geraden D2, die entlang der Achsen 18a und 18b der
Strebe 18 verläuft,
liegt im hinteren oberen Quadranten eines Bezugpunkts, der durch eine
horizontale Achse H und eine vertikale Achse V festgelegt ist, der
mit der Achse des antreibenden Zahnrads 13 zusammenläuft, das
heißt,
dass der Punkt C oberhalb der horizontalen Achse H und rechts von
der vertikalen Achse V liegt. Es sei im Übrigen darauf hingewiesen,
dass der Punkt C das momentane Rotationszentrum des Schwingarms 15 bildet,
wobei das momentane Rotationszentrum C der Punkt ist, um den der
Dreharm 15 sich zu jedem Moment t dreht.
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Schließlich umfasst
das Fahrrad einen Stoßdämpfer 24,
dessen Enden mit dem distalen Ende der Strebe 17 verbunden
sind, das heißt
mit dem Ende, das am weitesten von seiner Achse 17a entfernt ist,
und jeweils mit einer Schelle 25, die an das schräge Rohr 3 in
der Nähe
des Pedalgehäuses 12 geschweißt ist,
wobei die Schelle 25 sich in der Ebene erstreckt, die die
Rohre 2 bis 5 des Rahmens 1 enthält.
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Somit
erstreckt sich der Stoßdämpfer 24 vor dem
schrägen
Rohr 3, das heißt
zwischen dem schrägen
Rohr 3 und der Gabel, die das vordere Rad trägt, etwa
parallel zu diesem letztgenanntent.
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Es
versteht sich von selbst, dass der Stoßdämpfer 24 mit dem Schwingarm
verbunden sein kann und mit einer Schelle, die an das eine Rohr
des Rahmens geschweißt
ist, und dass er sich zwischen den Rohren 2, 3 und 4 des
Rahmens in der Ebene erstrecken kann, die diese letztgenannten enthält oder hinter
dem Sattelrohr 2 parallel zu dieser, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen.
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Der
Raum zwischen dem hinteren Rad 19 und dem Sattelbereich,
das heißt
das Sattelrohr 2, der Sattelstab 10 und der Sattel 11,
ist somit freigegeben, was erlaubt, ein Schutzblech 26 zu
befestigen, das in gestrichelten Zügen dargestellt ist, am Sattelrohr 2 durch
eine Zugentlastung 27, die zwischen dem horizontalen Rohr 4 und
der Strebe 18 positioniert ist, um Schlamm-, Wasserspritzer
und Kiesaufwürfe
etc. – auf
dem Rücken
des Radfahrers zu vermeiden.
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Es
versteht sich von selbst, dass ein Gepäckträger anstatt oder oberhalb des
Schutzbleches hinter dem Sattelbereich 2, 10, 11 oberhalb
des hinteren Rads 19 installiert werden kann.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Antipumpsystems,
unter Bezugnahme auf die 2, ist die Rotationsachse 17a der Strebe 17,
die den Schwingarm 15 am schrägen Rohr 3 befestigt,
verdreht auf einem Exzenter 28 befestigt, der um eine Achse 29 dreht,
die parallel zur Achse der antreibenden Zahnräder 13 ist, wobei
der Exzenter 28 mit dem schrägen Rohr 3 verbunden
ist und die Rotationsachse 17b der Strebe 17 ist
mit dem Schwingarm 15 verbunden. Der Exzenter 28 umfasst
im Übrigen
einen Arm 30, dessen freies Ende mit beliebigen bekannten
Mittel mit einem gespannten Kabel 31 verbunden werden kann,
wobei es sich parallel zum schrägen
Rohr 3 vor diesem letztgenannten erstreckt, das mit einem
Steuergehäuse 32 einer
Kettenschaltung 33 verbunden ist, die erlaubt, die Kette
von einem ersten Zahnrad 13a, genannt große Scheibe,
zu einem zweiten Zahnrad 13b, genannt Zwischenscheibe,
oder zu einem dritten Zahnrad 13c, genannt kleine Scheibe,
zu überführen, wobei
das Kabel 32 unter dem Pedalgehäuse 12 verläuft. Somit
verursacht die Lockerung des Kabels 31, wobei die Kette 21 anfangs
auf der großen Scheibe 13a entsprechend
der Position C1 des momentanen Rotationszentrums des Schwingarm 15 ist,
welche die Überführung der
Kette 21 von der großen
Scheibe 13a auf die mittlere Scheibe 13b erlaubt,
die Rotation des Exzenters 28 gegen den Uhrzeigersinn,
was die Strebe 17 in Rotation um ihre Achse 17b im
Uhrzeigersinn bringt, so dass das momentane Rotationszentrum C2,
das der Geraden D1 entspricht, die entlang der Rotationsachsen 17a und 17b der
Strebe 17 verläuft,
und der Geraden D2, die entlang der Rotationsachsen 18a und 18b der
Strebe verläuft,
auf dem oberen Strang 22 der Kette 21 liegt, die
von der Zwischenscheibe 13b angetrieben wird. Im Übrigen verursacht
eine neue Lockerung des Kabels 31 der Kettenschaltung 32,
die das Überführen der
Kette 21 von der Zwischenscheibe 13b zur kleinen
Scheibe 13c erlaubt, die Rotation des Exzenters 28 gegen
den Uhrzeigersinn, was eine Rotation um ihre Achse 17b der
Strebe 17 verursacht, bis das momentane Rotationszentrum
C3 des Schwingarms auf dem oberen Strang der Kette 21 ist.
Während
die Orientierung des Strebes 18 im Wesentlichen unveränderlich
während
dieser Änderungen
der Scheiben bleibt, liegen die Positionen C1, C2 und C3 des momentanen
Rotationszentrums des Schwingarms 15 auf der Geraden D2,
die entlang den Rotationsachsen 18a und 18b des
Strebes 18 verlaufen. Im Übrigen wird man gut verstehen,
dass das Unterspannungstellen des Kabels 31 der Kettenschaltung 32 die Überführung der
Positionen C3 zu C2, dann von C2 zu C1 durch eine Rotation im Uhrzeigersinn
des Exzenters 28 erlaubt, der die Rotation des Strebes 17 in
Bezug auf seine Achse 17b gegen den Uhrzeigersinn beim Übergang
von der kleinen Scheibe 13c zu mittleren Scheibe 14b und
entsprechend beim Übergang
der mittleren Scheibe 13b zur großen Scheibe 13a verursacht.
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Es
ist offensichtlich, dass die vorhin beschriebenen Mittel zur Variation
der Position des momentanen Rotationszentrums C angepasst werden können an
die Rotationsachse 18a der Strebes 19, das den
Schwingarm 15 am Sattelrohr 2 befestigt ohne den
Umfang der Erfindung zu verlassen.
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Im Übrigen versteht
sich von selbst, dass die Mittel zur Variation der Position des
momentanen Rotationzentrums C des Schwingarms 15 durch
die Steuermittel der vorderen Kettenschaltung 32 und/oder
einer hinteren, nicht auf den Figuren dargestellten Kettenschaltung
gelenkt werden können.
Außerdem
können
die Mittel zur Veränderung
der Position des momentanen Rotationszentrums C des Schwingarms 15 aus
Mitteln zur Variation der Sraffheit des Stoßdämpfers 24 bestehen,
wobei die Variation der Straffheit eine Variation der Länge des
Stabs des Stoßdämpfers 24 verursacht,
welche die Rotation der Streben 17 und 18 verursacht
und folglich die Verschiebung des momentanen Rotationszentrums C
entlang der Geraden D2.
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Im Übrigen und
gemäß einer
zweiten Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Anti-Pump-Aufhängung, unter
Bezugnahme auf die 3, kann die Strebe 18,
die den Schwingarm 15 mit dem Sattelrohr 2 verbindet,
vorteilhaft durch ein flexibles Plättchen 34 ersetzt
werden, wie ein Stahlplättchen
aus Karbonfaserzusammensetzung oder ähnlichem, dessen Enden mit
dem Abstandshalter 16 des Schwingarms 15 und mit
einer Befestigung 35 des Sattelrohrs 2, das zwischen
dem Pedalgehäuse 12 und
dem Schwingarm 12 gegenüber
dem hinteren Rad positioniert ist, verbunden sind, wobei das Plättchen 34 sich
folglich etwa parallel zum Sattelrohr 2 erstreckt. Das
flexible Plättchen 34 ist
an dem Abstandshalter 16 und an die Befestigung 15 durch Schrauben 36 zum
Beispiel verbunden. Außerdem sei
darauf hingewiesen, dass, wobei die Befestigung des Plättchens 34 an
das Sattelrohr 2 unter der Befestigung des Plättchens 34 am
Schwingarm 15 liegt, der Rahmen unter dem Schwingarm 15 so
aufgehängt
ist, dass das Plättchen
nur im Zug beansprucht wird.
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Gemäß einer
dritten Ausführungsform
der hinteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,
unter Bezugnahme auf die 4, kann die Gelenkverbindung,
die den Schwingarm 14 mit dem Sattelrohr 2 verbindet,
vorteilhaft erreicht werden durch eine Gelenkverbindung vom Typ "Silentbloc", die eine eingetragene
Marke ist, die aus einem rohrförmigen
Abstandhalter 37 besteht, der an das Sattelrohr 2 derart geschweißt ist,
dass seine Achse parallel zur Achse der antreibenden Zahnräder 13 ist,
zwei längliche "Silentblocs" 38a, 38b,
in Schwarz dargestellt, erhalten aus Kautschuck, eingelassen in
längliche
Rinnen 39a, 39b praktiziert jeweils in jedem Halbarm 15a, 15b des
Schwingarms 15 und eine Achse 40, die sich in
den "Silentblocs" 38a, 38b und
in dem rohrförmigen
Abstandshalter 37 zwischen den Halbarmen 15a, 15b des
Schwingarms 15 erstreckt. Die Längsachse M der länglichen
Rinnen 39a, 39b erstreckt sich etwa horizontal
und die "Silentblocs" 38a, 38b weisen
eine maximale Elastizität
auf, die dieser selben Achse M derart folgt, dass die Achse 40 sich
in den Rinnen 39a, 39b entlang dieser Achse bewegen kann.
Das momentane Rotationszentrum C des Schwingarms 15 besteht
im Schnittpunkt der Geraden D'1,
die entlang der Achsen der Gelenkmittel des Schwingarms 15 zum
schrägen
Rohr 3 verläuft,
die nicht in dieser Figur dargestellt sind, und von der Geraden
D'2 senkrecht zur
großen
Achse M der Gelenkverbindung vom Typ "Silentbloc", die durch das Zentrum seiner Achse 40 verläuft.
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Gemäß einer
letzten Ausführungsvariante der
hinteren, erfindungsgemäßen Aufhängung, unter Bezugnahme
auf die 5, bestehen die Gelenkmittel
des Schwingarms 15 in Bezug auf den Rahmen 1 des
Fahrrads aus einem rohrförmigen
Abstandshalter 42, der an das Sattelrohr 2 derart
geschweißt
ist, dass seine Achse parallel zur Achse der antreibenden Zahnräder 13 ist,
zwei bogenförmige Öffnungen 42a, 42b,
die in die zwei Halbarme 15a, 15b des Schwingarms 15 eingearbeitet
sind, wobei die Konkavität
der Öffnungen 42a, 42b nach
oben gerichtet ist, das heißt
zum Sattel, und ihre Längsachsen
erstrecken sich etwa horizontal, und wobei sich eine Achse 43 in
einem rohrförmigen
Abstandshalter 41 erstreckt und in den Öffnungen 42a, 42b,
wobei die Achse 43 in diesen letztgenannten gleiten kann.
Das momentane Rotationszentrum C besteht folglich im Schnittpunkt
der Geraden D''1, die entlang der
Achsen der Gelenkmittel des Schwingarms 15 zum schrägen Rohr 3 verläuft, das
nicht in dieser Figur dargestellt ist und von der Geraden D''2, die einerseits entlang der Achse 42 und
andererseits durch das Zentrum Y des Bogenkreises der Öffnungen 42a und 42b verläuft.
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Es
ist offensichtlich, dass die Öffnungen 41a und 41b aus
etwa geradlinigen Öffnungen
bestehen können,
deren Längsachse
sich etwa horizontal erstreckt und dass die Gelenkmittel des Schwingarms 15 am
Rahmen 1 des Fahrrads aus beliebigen äquivalenten Mittel bestehen
können,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Es
wird nun die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Anti-Pump-Systems unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 erklärt.
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Unter
Bezugnahme auf die 6, die eine teilweise und schematische
Darstellung des Fahrrads ist, das in 1 in leerer
Position dargestellt ist, das heißt, wenn das Fahrrad in Druck
auf den Boden ohne Radfahrer ist, wobei der Schwingarm 15 am Rahmen 1 an
den beiden Streben 17 und 18 befestigt ist, die
jeweils mit dem schrägen
Rohr 3 und dem Sattelrohr 2 derart verbunden sind,
dass die Strebe 18 im Wesentlichen senkrecht zum gespannten Strang 22 der
Kette 21 ist und dass das momentane Rotationszentrum C,
das dem Schnittpunkt der Geraden D1 und D2 entspricht, im hinteren
oberen Quadranten des Bezugspunktes gelegen ist, der durch eine
horizontale Achse H und eine vertikale Achse V festgelegt ist, der
mit der Achse des antreibenden Zahnrads 13 unterhalb des
oberen Strangs 22 der Kette 21 zusammenläuft.
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Wenn
der Radfahrer auf das Fahrrad steigt, das heißt, wenn er Druck auf den Sattel
und/oder Pedale ausübt,
unter Bezugnahme auf die 7, senkt sich der Sattel in
Bezug auf seine leere Gleichgewichtsposition, die in punktierten
Zügen dargestellt ist,
was die Rotation der Strebe 17 gegen den Uhrzeigersinn
verursacht, wie es der Pfeil a angibt, bis das momentane Rotationszentrum
C sich auf dem oberen Strang 22 der Kette 21 befindet,
wobei die charakteristischen Eigenschaften des Stoßdämpfers 24 in
Abhängigkeit
des Gewichts des Radfahrers festgelegt sind, insbesondere damit
in dieser Gleichgewichtsposition, genannt statisch, der obere Strang 22 der
Kette 21 durch das momentane Rotationszentrum C des Schwingarms 14 verläuft. Das
von der Pedalarbeit des Radfahrers bewirkte Antriebsmoment wird
zum Antriebsrad 19 durch den oberen Strang 22 übertragen,
der durch das Rotationszentrum des Schwingarms 15 verläuft, das
am Schwingarm 15 angelegte Moment ist Null, so dass das
Antriebsmoment vollständig
auf das Antriebsrad übertragen wird,
wenn der Radfahrer in die Pedale tritt.
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Wenn
der Radfahrer den Rhythmus der Pedalarbeit ändert, indem er zum Beispiel
eine Ankurbelung durchführt,
bewegt sich, unter Bezugnahme auf die 8, die Radnabenachse 1 des
hinteren Rads etwa entlang einer geradlinigen Trajektorie, das heißt entlang
eines Bogenkreises mit großem
Krümmungsradius,
nach oben von einer Referenzposition Pr aus, wie es der Pfeil b
angibt. Die Referenzposition Pr der Radnabenachse des hinteren Rads
entspricht der Position der Achse, wenn das Fahrrad in einer Position
statischen Gleichgewichts ist. Die Bewegung der Radnabenachse des
hinteren Antriebsrads verursacht die Rotation des Schwingarms 15 um das
momentane Rotationszentrum C, das sich etwa auf der Geraden D2 bewegt,
die zu jedem Zeitpunkt t, sich etwa senkrecht zum gespannten Strang 22 der Kette 21 erstreckt,
das heißt,
dass sich ihre Orientierung bei der Rotation des Schwingarms 15 wenig ändert. Wenn
die Radnabenachse des hinteren Antriebsrads sich nach oben bewegt,
bewegt sich das momentane Rotationszentrum des Schwingarms 15 derart
nach oben, dass der obere gespannte Strang 22 der Kette 21 unterhalb
des momentanen Rotationszentrums C liegt und somit ein Rückstellmoment erzeugt,
das proportional zur Spannung des oberen Strangs 22 der
Kette 21 ist und zum Abstand Z, der den oberen Strang 22 vom
momentanen Rotationszentrum des Schwingarms 15 trennt,
der dazu neigt, den Schwingarm in seine anfängliche Position statischen
Gleichgewichts zurückzuführen. Es
sei darauf hingewiesen, dass, wenn der Schwingarm sich nach oben
bewegt, das momentane Rotationszentrum des Schwingarms 15 sich
nach unten bewegt, so dass der obere, gespannte Strang 22 der
Kette sich oberhalb des momentanen Rotationszentrums C befindet,
wobei er somit ein Rückstellmoment
schafft, das proportional zur Spannung des oberen gespannten Strangs 22 ist
und zum Abstand, der diesen letztgenannten vom momentanen Rotationszentrum
C des Schwingarms trennt, das dazu neigt, den Schwingarm 15 in
seine Position statischen Gleichgewichts zurückzubringen. Somit wirkt das
Moment des Rückstellens
des Schwingarms 15 zu seiner Position statischen Gleichgewichts
entgegen, was auch immer ihre Richtung ist, und zu jedem Augenblick
t, bei Entstehen der parasitären
Schwingbewegung, genannt Pumpbewegung, die durch die Pedalarbeit
des Radfahrers erzeugt wird. Außerdem
befindet sich, wenn das Antriebsrad in seine anfängliche Gleichgewichtsposition
Pr zurückkommt,
das momentane Rotationszentrum 6 des Schwingarms 15 erneut
auf dem oberen Strang 22 der Kette 1, so dass
das auf den Schwingarm 15 angewandte Moment Null ist.
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Es
versteht sich von selbst, dass das Rotationszentrum C des Schwingarms 15 fest
sein kann, wobei der Rahmen (Chassis) und/oder der Schwingarm folglich
Mittel umfassen, damit der obere Strang 22 der Übertragungskette
oder die ihn verlängernde Gerade
durch das Rotationszentrum des Schwingarms verläuft, wenn das Fahrzeug in einer
Position statischen Gleichgewichts ist, und dass der obere Strang 22 unterhalb
des Rotationszentrums des Schwingarms gelegen ist, wenn die Radnabe
des Antriebsrads oberhalb ihrer Referenzposition ist.
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Im Übrigen ist
es offensichtlich, dass der Schwingarm 15 aus einem dreieckigen
Arm bestehen kann, das heißt
einem Arm, der drei Rohre umfasst, die aneinander geschweißt sind,
um ein Dreieck zu bilden, wobei die Radnabenachse des hinteren Rads
von dem einen der Winkel des Dreiecks getragen wird, der an zwei
Streben befestigt ist, deren Achsen jeweils mit dem Sattelrohr und
dem Rohr des Schwingarms 15 verbunden sind, der der Radnabe des
hinteren Rads gegenüberliegt,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Schließlich versteht
sich von selbst, dass das erfindungsgemäße Antipumpsystem an alle Fahrzeugtypen
angepasst werden kann vom Typ, die einen Rahmen (Chassis) umfassen,
einen Schwingarm, der mit dem Chassis verbunden ist und die Radnabe
wenigstens eines Antriebsrads trägt,
sowie einen Stoßdämpfer, dessen
Enden jeweils mit dem Chassis und dem Schwingarm verbunden sind,
wie beispielsweise ein Motorrad, ein Quad, oder ähnliches, und dass die Beispiele
von Fahrzeugen, die eben beschrieben wurden nur spezielle Veranschaulichungen
sind, die keinesfalls Anwendungen des erfindungsgemäßen Anti-Pump-Systems
einschränken.