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Hintergrund
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Fahrradfederungssystem gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und betrifft insbesondere ein Fahrradfederungssystem mit
einem Anzeiger zum Anzeigen eines Federungsweges des Federungssystems.
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Fahrradfederungssysteme
sind für
das Abfedern von Stößen oder
Vibrationen entwickelt worden, die der Fahrer erfährt, wenn
das Fahrrad mit Bodenwellen, Spurrillen, Felsen, Schlaglöchern oder
anderen Hindernissen in Kontakt gerät. Fahrradfederungssysteme
können
für einen
Einsatz in der Vordergabel, in der hinteren Rahmenanordnung, in
dem Schaftrohr, das die vordere Gabel mit dem Fahrradrahmen und
der Lenkstange verbindet, in der Sattelstütze, in Verbindung mit einer
Schwenkarmanordnung oder an beliebigen anderen Stellen an einem Fahrradrahmen
ausgelegt sein.
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Üblicherweise
umfassen Fahrradfederungssysteme ein Paar sich teleskopartig zueinander
verschiebender innerer und äußerer Rohre,
die ein oder mehrere Vorspannungselemente aufweisen, die sich der
kompressiven oder expansiven Bewegung der sich teleskopartig verschiebenden
Rohre entgegenstellen. Die Vorspannungselemente sind üblicherweise
Vorrichtungen wie etwa Schraubenfedern, Elastomerfedern und Gasfedern.
Die Vorspannungselemente können
in einem oder in mehreren der Rohre zum Vorspannen der Rohre voneinander
weg oder aufeinander zu angeordnet werden. Das Verwenden von Vorspannungselementen
auf diese Weise ermöglicht
es, dass die Rohre sich in Abhängigkeit
von einem Stoß oder
anderen ausgeübten
Kräften
komprimieren und expandieren bzw. ausfedern, wenn die Kraft weggenommen
wird, so dass die inneren und äußeren Rohre
in ihre ursprünglichen,
relativ zueinander beabstandeten Positionen zurückkehren.
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Fahrradfederungssysteme
können
auch Dämpfungssysteme
umfassen, um das Leistungsverhalten des Federungssystems durch das
Dämpfen
der Bewegung des Federungssystems zu verbessern. Die Dämpfungssysteme
verwenden im Allgemeinen inkompressible Fluide wie etwa unter anderem
Hydrauliköl,
Wasser, Fischöl
und Glyzerin oder eine Kombination daraus. Die Dämpfungssysteme dienen zum Absorbieren
eines Teils der Energie eines Stoßes oder einer anderweitig
eingeleiteten Kraftanwendung, die eine Kompression oder ein Ausfedern
der Rohre bewirkt, so dass eine kontrollierte Antwort des Fahrrads
auf Kraftanwendungen erreicht werden kann. Dämpfungssysteme können in Kombination
mit stoßabsorbierenden
Federn verwendet werden, die den Kompressionskräften widerstehen. In einigen
Systemen können
sich die Hauptelemente der Federstruktur in einem Schenkel der Federgabel
und das Dämpfungssystem
in dem anderen Schenkel befinden.
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Die
Größenordnung
des Federwegs beziehungsweise die Ausdehnung einer maximalen relativen
Verschiebung zwischen den Rohren, wenn sie einer externen Last ausgesetzt
werden, hängt
von einer Anzahl von Faktoren ab, welche den Weg beziehungsweise
das Terrain, auf dem das Fahrrad gefahren wird, die Charakteristika
der verwendeten Dämpfungs-
und Federsysteme, die Geschwindigkeit des Fahrrads, das Gewicht
des Fahrers und weitere Faktoren umfassen. Bekannterweise können bei
bestimmten Verwendungszwecken die Dämpfungs- und Federcharakteristika
der Gabel, die für
ein Terrain oder einen Satz von Fahrbedingungen geeignet und wünschenswert
sind, für
andere Terrains oder Bedingungen nicht geeignet oder wünschenswert sein.
Demnach ist eine Einstellbarkeit der Dämpfungs- und/oder Federcharakteristika
in der Fahrradfedergabel für
das richtige Funktionieren der Federungssysteme wichtig.
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Fahrradfederungssysteme
sind mit Möglichkeiten
zu einem internen und externen Einstellen des Federweges der Gabel
versehen worden. Systeme mit einer internen Federwegeinstellung
erfordern ein Zerlegen der Federgabel und ein Einsetzen des richtigen
Federelementes/der richtigen Federelemente, um den gewünschten
Federweg zu erreichen. Federgabeln mit einer externen Federwegeinstellung
beseitigen die Notwendigkeit eines Zerlegens der Gabel. Einige externe
Einstellungssysteme benötigen eine
Einstellung, bevor das Rad montiert wird, während andere während des
Fahrens beziehungsweise "fliegend" für eine beste
Anpassung an das jeweilige angetroffene Terrain eingestellt werden
können.
Dies stellt einen offensichtlichen Vorteil dar, da während einer
typischen Fahrt eine Vielzahl von Terrain- und Fahrbedingungen angetroffen
wird und die Notwendigkeit eines Wechsels der Federwegscharakteristika
der Feder verschiedene Male während
der gleichen Fahrt auftreten kann. Bei einer externen Einstellung
kann an der Oberseite der Gabel ein Knopf vorgesehen sein, der entweder
im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden kann,
um eine Einstellungsvorrichtung zu betätigen, die den maximal möglichen
Federweg der Federung bei einem Anliegen einer externen Last erhöht oder
vermindert. Bei dieser Konfiguration ist es schwierig, den tatsächlich gewählten Federweg
durch das Drehen des Knopfes ohne eine Art von Anzeiger zu bestimmen,
die mit dem gewählten
Federweg in Beziehung steht. Im Allgemeinen besteht die einzige
zur Verfügung
gestellte Anzeige aus Plus-/Minussymbolen, die die Richtung anzeigen,
in die der Knopf gedreht werden soll, um den Federweg zu erhöhen oder zu
vermindern. Ein Problem bei dieser Anzeige besteht darin, dass sie
nicht den tatsächlich
durch den Fahrer gewählten
Federweg anzeigt und ein Messgerät
verwendet werden muss, um den gewählten Federweg zu bestimmen.
Demnach wäre
es wünschenswert,
eine Anzeige zu haben, die den durch den Fahrer gewählten maximalen
Federweg anzeigt, ohne dass ein Messgerät verwendet werden muss. Ebenfalls
wäre es
wünschenswert,
den Hub beziehungsweise die relative Verschiebung der Rohre der Federung
nach einer bestimmten ausgeübten
Last visuell anzuzeigen.
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Die
deutsche Veröffentlichung
DE 198 56 200 A1 offenbart
ein Fahrrad-Vordergabel-Federungssystem
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, wobei das äußere Rohr
und das innere Rohr mit einem Kabel versehen sind. Das Kabel ist
mit einem Anzeigegerät
verbunden, das an eine Lenkstange eines Fahrrads montierbar ist.
Das Anzeigegerät
umfasst einen Anzeigekolben, der innerhalb eines Gehäuses entsprechend
dem tatsächlichen
Abstand zwischen der Befestigung des Kabels an den inneren und äußeren Rohren
angeordnet ist. Diese Anordnung sieht eine Möglichkeit zum Anzeigen eines
maximal verfügbaren
Federweges mittels einer komplexen und empfindlichen Kabelanordnung
vor.
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US 5,478,099 offenbart eine
Fahrrad-Laufradgabelanordnung, die eine Gasfeder mit einer Luftkammer
aufweist, die von einer Ölkammer
mittels eines abteilenden Wandelements abgetrennt ist. Das abteilende
Wandelement kann mittels eines einstellbaren Rings verschoben werden,
um das Dämpfungsverhalten
des Federungssystems zu verändern.
Des Weiteren ist eine Skalierung vorgesehen, die mit einem Zeiger
zusammenwirkt, der Informationen über die tatsächliche
Position des abteilenden Wandelements zur Verfügung stellt. Die Position des abteilenden
Wandelements gibt keine direkte Informationen über den tatsächlichen
Federweg an, der in einer bestimmten Fahrbedingungen zur Verfügung steht.
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Kurzer Abriss
der Erfindung
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Es
ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrradfederungssystem
anzugeben, das einen Anzeiger mit einer einfachen Struktur aufweist
und es dem Fahrer erlaubt, visuell den gewünschten Federweg des Federungssystems
zu wählen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Anzeiger
anzugeben, die visuell den Hub des Federungssystems nach einer ausgeübten Last
veranschaulicht.
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Die
vorliegende Erfindung gibt ein Fahrradfederungssystem mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 an. Dieses System umfasst einen Anzeiger bzw. eine Anzeigeeinrichtung
zum Anzeigen des Federweges eines Fahrradfederungssystems in Abhängigkeit
von einer ausgeübten
Last. Das System umfasst auch ein inneres Rohr, das teleskopartig
mit dem äußeren Rohr
zusammenwirkt. Ein Vorspannungsmechanismus, üblicherweise eine Federanordnung,
spannt die inneren und äußeren Rohre
voneinander weg. So konfiguriert widersteht der Vorspannungsmechanismus
einer Kompression der Rohre relativ zueinander in Abhängigkeit
von einer ausgeübten
Last und federt die Rohre auseinander, wenn die ausgeübte Last
entfernt wird. Das Federungssystem kann einen Einstellungsmechanismus
umfassen, der es dem Fahrer erlaubt, den gewünschten Federweg des Federungssystems
vorzuwählen.
Der Anzeiger kann eine Mehrzahl von Markierungen auf dem inneren
Rohr und einen entsprechenden Zeiger auf dem äußeren Rohr umfassen. Jede Markierung
entspricht einem Abstand, um den sich das innere oder das äußeren Rohr
bewegen kann. Der Fahrer kann den gewünschten Federweg durch ein
Ausrichten der Markierungen entsprechend dem gewünschten Federweg mit dem Zeiger
auf dem äußeren Rohr
wählen. Der
Anzeiger ermöglicht
es dem Fahrer, den Federweg des Federungssystems leicht zu bestimmen, ohne
dass er ein separates Messgerät
verwenden muss.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann der Einstellungsmechanismus ein
an der Oberseite des inneren Rohres angeordnetes Einstellungsrad
aufweisen, das im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn drehbar
ist, um den Federweg der Federung zu erhöhen oder zu vermindern. Der
Einstellungsmechanismus kann betriebsfähig mit dem Vorspannungsmechanismus
verbunden sein, so dass bei einer Drehung des Einstellrades die
inneren und äußeren Rohre
in Abhängigkeit
von der Richtung, in die das Einstellungsrad gedreht wurde, auseinander
gezogen oder zusammen geschoben werden. Um einen gewünschten
Federweg zu wählen, dreht
der Fahrer den Knopf, bis der Zeiger auf einem der Rohre zu der
Markierung auf dem anderen Rohr ausgerichtet ist, die dem gewünschten
Federweg entspricht. Der Anzeiger kann auch einen Auslenkungsrichtwert
umfassen, der sich mit einer Markierung in Abhängigkeit von einer ausgeübten Last
ausrichtet, um den Hub oder den tatsächlichen Federweg durch die
Federung für
diese bestimmte ausgeübte
Last anzuzeigen. Eine Oberfläche
des äußeren Rohres
kann eine Dichtung mit einer Oberfläche des inneren Rohres bilden.
Wenn das äußere Rohr
eine Dichtung mit dem inneren Rohr bildet, müssen die Markierungen an einer
Rohroberfläche
angebracht werden, die im Wesentlichen nicht mit der Dichtung zwischen
dem inneren und dem äußeren Rohr
während
einer Belastung der Federung Wechselwirken oder diese unterbrechen.
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden
Beschreibung bestimmter spezifischer Ausführungsformen der Erfindung
noch besser verständlich,
die zusammen mit den begleitenden Zeichnungen zu sehen sind.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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In
den Zeichnungen ist:
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1 eine
Vorderansicht einer Fahrradfedergabel der 1 gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie A-A eines Schenkels der Fahrradfedergabel
der 1, die eine Federanordnung enthält, und
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3 eines
Seitenansicht eines Schenkels der Fahrradfedergabel der 1,
die die Federanordnung enthält.
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Detaillierte
Beschreibung
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht, die in den 1–3 abgebildet
ist. Das abgebildete Federungssystem ist eine Fahrradvorderfedergabel 10,
die einen Kopf 12 aufweist, der mit einer Steuerwelle 14,
einem ersten Schenkel 16, der einen Dämpfungsmechanismus enthalten
kann, und einem zweiten Schenkel 18 verbunden ist, der
einen Vorspannungsmechanismus oder eine Federanordnung 20 enthalten
kann. Jeder der Schenkel 16, 18 umfasst ein oberes
Rohr 22 und ein unteres Rohr 24. Obwohl die oberen
Rohre 22 als innere Rohre gezeigt sind, die innerhalb der
unteren äußeren Rohre 24 verschiebbar
sind, sollte es klar sein, dass die unteren Rohre alternativ als
die inneren Rohre konfiguriert sein können, die innerhalb der neu
konfigurierten äußeren Rohre
verschiebbar sind. Obwohl die Rohre 22, 24 so
gezeigt sind, dass sie einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt
aufweisen, sollte es klar sein, dass sie mit einer beliebigen Querschnittsform
konfiguriert sein können.
Die inneren und äußeren Rohre 22, 24 sind
mit ihren entfernten Enden 26, 28 jeweils mit
dem Kopf 12 und mit der Laufradachse (nicht abgebildet) über einen
Achsenaufnahmeabschnitt 30 verbunden.
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Die
Federanordnung 20 ist innerhalb der inneren und äußeren Rohre 22, 24 angeordnet,
um die Rohre 22, 24 voneinander weg in Richtung
ihrer neutralen Position vorzuspannen, wie in den 1–3 gezeigt.
In 2 umfasst die Federanordnung 20 eine
Kompressionsfeder 32, die vorzugsweise eine Spiralfeder
ist, die in dem inneren Rohr 22 angeordnet ist. Es können auch
andere Federarten und Federanordnungen verwendet werden, einschließlich Elastomerfedern,
mehrfache Schraubenfedern und Gasfedern. Die Kompressionsfeder 32 stellt
eine Gegenkraft für
einen Kolben 34 zur Verfügung, der sich teleskopartig
innerhalb des inneren Rohres 22 bewegt, wenn das innere
Rohr 22 durch eine einwirkende Kraft komprimiert wird.
Der Kolben 34 ist an seiner unteren Oberfläche 36 an
einer Kolbenstange 38 befestigt, die sich durch den unteren Abschnitt
des inneren Rohres 22 erstreckt und das innere Rohr 22 verlässt. An
dem unteren Ende 40 der Stange 38 ist die Kolbenstange 38 drehfest
an dem äußeren Rohr 24 mittels
einer Schraube 42 befestigt. Ein oberes Ende 44 des äußeren Rohres 24 bildet eine
Dichtung 45 mit einer äußeren Oberfläche 43 des
inneren Rohres 22.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das Federungssystem einen Einstellungsmechanismus 46 zum
Einstellen des Federweges der Gabel. Der Federweg der Gabel ist
der maximale Abstand, um den sich das innere Rohr 22 und
das äußere Rohr 24 relativ
zueinander verschieben, wenn eine externe Last beziehungsweise Kraft ausgeübt wird. Üblicherweise
liegt der Gabelfederweg zwischen 85 Millimetern und 125 Millimetern. Der
Einstellungsmechanismus 46 umfasst einen Knopf oder ein
Einstellrad 48, das sich an dem entfernten beziehungsweise
oberen Ende 25 des inneren Rohres 22 befindet
und funktionsfähig
mit der Kompressionsfeder 32 verbunden ist. Wenn das Einstellrad 48 entweder
im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, dreht
sich die Kompressionsfeder 32 und zieht das innere Rohr 22 und das äußere Rohr 24 auseinander
oder zusammen, wodurch sich der relative longitudinale Abstand zwischen
dem inneren Rohr 22 und dem äußeren Rohr 24 an deren
neutraler Position verändert.
Wenn die neutrale Position der Rohre 22, 24 verändert wird, wird
der Federweg verändert.
Ferner kann sich durch das Drehen des Einstellrades 48 und
durch das Rotieren der Feder 32 die Federkonstante beziehungsweise
die Kraft, die zum Komprimieren der Feder über einen bestimmten Abstand
benötigt
wird, entsprechend verändern.
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Ein
Anzeiger 50 befindet sich an dem inneren Rohr, um den Federweg
des Federungssystems anzuzeigen. Der Anzeiger umfasst eine Mehrzahl von
Markierungen 51, die an der äußeren Oberfläche 43 des
inneren Rohres 22 angebracht sind und einen Zeiger (in
dieser Ausführungsform
ein Ende 44 des äußeren Rohres 24).
Jede Markierung 51 entspricht einem Abstand, um den sich
das innere Rohr 22 relativ zu dem äußeren Rohr 24 verschieben
kann, wenn eine externe Last ausgeübt wird. Der Fahrer kann einen
maximalen Abstand wählen,
um den sich das innere Rohr 22 relativ zu dem äußeren Rohr 24 in
Abhängigkeit
von einer ausgeübten
Last bewegen kann, indem er das Einstellrad 22 dreht, bis
sich die Markierung 51 auf dem äußeren Rohr 22, entsprechend
dem gewünschten
Federweg, mit dem oberen Ende 44 des äußeren Rohres 24 ausrichtet.
In dieser Ausführungsform
sind die Markierungen 51 auf der äußeren Oberfläche 43 des
inneren Rohres 22 angebracht, so dass sie im Wesentlichen
nicht mit der Dichtung 45 zwischen dem inneren Rohr 22 und
dem äußeren Rohr 24 wechselwirken
oder diese unterbrechen, wenn das innere Rohr 22 innerhalb
des äußeren Rohres 24 gleitet.
Der Anzeiger 50 stellt dem Fahrer ein visuelles Verfahren
zum Bestimmen und Auswählen
des maximalen Federweges zur Verfügung, um den die Gabel in Abhängigkeit
von einer ausgeübten
Last federt, ohne von einem Messgerät Gebrauch machen zu müssen. In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann der Anzeiger 50 eine Auslenkungsführung 52 umfassen, die
an der äußeren Oberfläche 43 des
inneren Rohres 22 angebracht ist, um einen Hut des inneren
Rohres 22 bei einer bestimmten ausgeübten Last anzuzeigen. Die Auslenkungsführung 52 bewegt
sich auf dem inneren Rohr 22 nach jeder ausgeübten Last
auf und ab.
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Während diese
Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform
beschrieben wurde, sollte es klar sein, dass zahlreiche Veränderungen
innerhalb des Geltungsbereichs der angehängten Ansprüche vorgenommen werden können. Beispielsweise
wurde die Fahrradfederung als eine Federgabel abgebildet, sie kann
aber auch die Form einer hinteren Stoß-, einer Sattelstützen- und
einer beliebigen anderen Art einer Federung annehmen, die entlang
des Fahrradrahmens angeordnet ist. Dementsprechend soll die Erfindung
nicht auf die offenbarte Ausführungsform
beschränkt
sein, sondern den durch den Wortlaut der angehängten Ansprüche erlaubten vollen Geltungsbereich
einnehmen.