DE60316003T2

DE60316003T2 - Fahrrad-vorderradgabel

Info

Publication number: DE60316003T2
Application number: DE60316003T
Authority: DE
Inventors: Michael Morgan Hill SINYARD; Bradley L. San Jose WALDRON; Christopher P. Watsonville D'Aluisio
Original assignee: Specialized Bicycle Components Inc
Current assignee: Specialized Bicycle Components Holding Co Inc
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: US7175191B2; US20060197303A1; WO2004007271A1; EP1549541A1; US20040007848A1; EP1840021B1; US7144028B2; US6669218B1; DE60316003D1; ATE371575T1; US20070210553A1; US20040084872A1; EP1840021A3; EP1549541B1; EP1840021A2; US7398986B2; ATE550249T1; AU2003238277A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Fahrräder. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Fahrrad-Vorderradgabel, die ausgestaltet ist, um Vibrationen zu reduzieren, die auf einen Fahrer des Fahrrads übertragen werden.
Beschreibung des Stands der Technik
Fahrradfahren und -rennen findet häufig auf weniger als idealen Geländebedingungen statt. Zum Beispiel können Fahrradtouren und -rennen häufig auf Landstraßen stattfinden, die unbefestigt sein können oder wo der Belag rauh und unregelmäßig sein kann, sogar wenn er neu ist. In stärker bevölkerten Gebieten kann ein beachtlicher Teil von befestigten Straßen beschädigt sein und eine Reparatur benötigen. Wenn sie von dem Fahrrad überquert werden, übertragen diese unregelmäßigen Oberflächen Vibrationen an das Fahrrad. Des Weiteren kann die Oberfläche von sogar einem relativ neuen Belag, während sie für Kraftfahrzeuge akzeptabel ist, rauh genug sein, um beachtliche Vibrationen an ein Fahrrad zu übertragen. Folglich verbringen die meisten Radfahrer zumindest einen beachtlichen Teil ihrer Fahrzeit mit dem Überqueren von rauen oder unregelmäßigen Oberflächen. Durch ein derartiges Gelände induzierte Vibrationen können, falls sie nicht ausreichend gedämpft werden, an den Fahrer des Fahrrads übertragen werden. Wenn sie an den Fahrer übertragen werden, verursachen diese Vibrationen häufig Unbehagen und Erschöpfung. JP 08-053092 A zeigt eine Vorderradgabel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, mit einer äußeren Rohrwand, die mit einem leichtgewichtigen Kernteil gefüllt ist.
Verschiedene Verfahren zur Dämpfung von durch das Gelände induzierten Vibrationen wurden genutzt. Zum Beispiel kann das Fahrrad mit vorderen und/oder hinteren Aufhängungsanordnungen ausgestattet sein, die zulassen, dass sich das hängende Rad gegen eine Vorspannkraft relativ zu dem Fahrradrahmen bewegt. Obwohl bei einigen Anwendungen höchst befürwortet, wie beispielsweise Fahrräder, die primär zur Verwendung im Gelände gedacht sind, waren derartige Aufhängungsanordnungen im Allgemeinen nicht erfolgreich in Verbindung mit Fahrrädern, die primär zur Verwendung auf befestigten Oberflächen (d.h. Straßenfahrräder) gedacht sind, wo ein geringes Gewicht und Aerodynamik als höchst wichtig erachtet werden. Des Weiteren sind derartige Aufhängungsanordnungen dafür gedacht, große Stöße zu absorbieren und können nicht effektiv sein beim Isolieren von Vibrationen aufgrund von inhärenter Reibung innerhalb der Anordnung, was eine Bewegung der Aufhängungsanordnung als Reaktion auf kleine Kräfte verhindern kann.
Bei Straßenfahrrad-Anwendungsgebieten wurde es kürzlich populär, Materialien mit verbesserten Dämpfungseigenschaften im Vergleich zu Metallen zu verwenden, um einen Abschnitt bzw. Teil des Fahrrads zwischen den Rädern und dem Fahrer auszubilden. Zum Beispiel wird häufig ein Verbundmaterial aus Kohlefasertuchware innerhalb einer Harzmatrix („Kohlefaser") bei einem Versuch verwendet, durch die Straße induzierte Vibrationen von dem Fahrer des Fahrrads zu isolieren. In einigen Fällen kann der gesamte Rahmen des Fahrrads ein Kohlefasermaterial umfassen. Aufgrund der hohen Herstellungskosten, die mit der Formgebung von Kohlefasern assoziiert werden, sind derartige Fahrradrahmen jedoch teuer bei der Herstellung. Ein anderes übliches Verfahren ist es, den Hauptrahmen aus einem herkömmlicheren Material herzustellen, wie beispielsweise Stahl, Aluminium oder Titan, und kleinere Komponententeile aus einem Kohlefasermaterial vorzusehen, bei einem Versuch Vibrationen zu verringern. Zum Beispiel können die Vorderradgabel, Sattelstütze, Lenkstangen und Hinterradgabelabschnitte des Rahmens (z.B. Hinterradgabelabschnitte zum Sitz und/oder Hinterradgabelabschnitte zum Tretkurbellager) aus einem Kohlefasermaterial produziert werden.
Eine derartige Anordnung war erfolgreicher beim Isolieren von durch das Gelände induzierten Vibrationen davor, den Fahrer des Fahrrads zu erreichen, im Vergleich mit Fahrradrahmen und Komponenten, die gänzlich aus Metall gebildet sind. Obwohl Kohlefaser leichtgewichtig ist und verbesserte Vibrationsdämpfungscharakteristika im Vergleich zu Metall aufweist, kann nichtsdestotrotz eine beachtliche Vibrationsmenge durch die aus Kohlefaser hergestellten Komponenten übertragen werden.
Eine vorgeschlagene Lösung zu der unerwünschten Übertragung von Vibrationen durch Kohlefasern ist es ein zusätzliches Material in die Kohlefasertuchware aufzunehmen, die verwendet wird, um das endgültige Kohlefaserprodukt herzustellen. Zum Beispiel wurde ein Geflecht aus Titan-Filamenten in Kohlefasertuchware aufgenommen, bei einem Versuch die Vibrationsmenge zu reduzieren, die durch Komponenten übertragen wird, die aus Kohlefaser hergestellt sind. Eine derartige Lösung bedingt jedoch einen komplexen Herstellungsprozess und erhöht somit die Kosten für das Endprodukt.
Zusammenfassung der Erfindung
Folglich besteht ein Bedarf für ein kosteneffektives Verfahren, um eine Übertragung von Vibrationen von den Rädern eines Fahrrads an den Fahrer des Fahrrads zu reduzieren. Aspekte der Erfindung sind in den unteren Ansprüchen 1 und 13 definiert. Die abhängigen Ansprüche sind auf optionale und bevorzugte Merkmale gerichtet. Die Vorderradgabelanordnung der vorliegenden Erfindung umfasst einen ausgeschnittenen Abschnitt an jedem Schenkel der Gabelanordnung, der einen Hohlraum zur Aufnahme eines separaten Vibrationsdämpfungselements definiert, und ist vorzugsweise aus einem Kohlefasermaterial aufgebaut. Vorzugsweise ist das Vibrationsdämpfungselement aus einem Elastomermaterial aufgebaut, und wird mit einer Reibungspassung innerhalb des Hohlraums von jedem Schenkel der Vorderradgabel gehalten.
Eine Fahrrad-Vorderradgabelanordnung umfasst ein Lenkrohr und ein Paar von Gabelschenkeln, die sich in eine nach unten gerichtete Richtung von dem Lenkrohr erstrecken und voneinander in einer lateralen Richtung beabstandet sind. Jeder des Paars von Schenkeln weist einen oberen Abschnitt, einen Zwischenabschnitt und einen unteren Abschnitt auf, und definiert eine im Wesentlichen feste Länge. Die Gabelanordnung ist ausgestaltet, um ein Rad an den unteren Abschnitten des Paars von Schenkeln zu stützen, und das Paar von Schenkeln ist mit dem oberen Abschnitt verbunden. Jeder der Zwischenabschnitte weist eine Innenwand auf, die einen inneren Hohlraum definiert. Ein Dämpfungselement ist innerhalb des Hohlraums positioniert und berührt die Innenwand. Das Dämpfungselement umfasst ein Vibrationsdämpfungsmaterial.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrrad-Vorderradgabelanordnung bereitgestellt, mit einem Lenkrohr und einem Paar von hohlen, rohrförmigen Schenkeln, die sich in eine nach unten gerichtete Richtung von dem Lenkrohr erstrecken und voneinander in einer lateralen Richtung beabstandet sind. Jeder des Paars von Schenkeln definiert eine im Wesentlichen feste Länge. Die Gabelanordnung ist ausgestaltet, um ein Rad an einem unteren Ende des Paars von Schenkeln zu stützen. Jeder der Schenkel weist einen Außenwandabschnitt und einen Innenwandabschnitt auf. Der Innenwandabschnitt erstreckt sich von einer ersten Seite des Außenwandabschnitts zu einer zweiten Seite des Außenwandabschnitts, die der ersten Seite gegenüberliegt. Der Innenwandabschnitt definiert einen inneren Hohlraum. Ein Dämpfungselement ist innerhalb des Hohlraums positioniert und berührt die Innenwand. Das Dämpfungselement umfasst ein Vibrationsdämpfungsmaterial.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrrad mit einem Rahmen, der eine Tretkurbelanordnung und ein Hinterrad stützt. Die Tretkurbelanordnung ist ausgestaltet, um das Hinterrad anzutreiben. Eine Vorderradgabelanordnung wird durch den Rahmen drehbar gestützt, zur Schwenkbewegung um eine Lenkachse. Die Gabelanordnung ist ausgestaltet, um ein Vorderrad des Fahrrads an einem unteren Ende der Gabel zu stützen. Die Gabelanordnung umfasst ein Lenkrohr und ein Paar von hohlen, rohrförmigen Schenkeln. Das Paar von Schenkeln erstreckt sich in eine nach unten gerichtete Richtung von dem Lenkrohr, und ist voneinander in einer lateralen Richtung beabstandet, und definiert eine im Wesentlichen feste Länge. Jeder des Paars von Schenkeln weist einen Außenwandabschnitt und einen Innenwandabschnitt auf. Der Innenwandabschnitt erstreckt sich von einer ersten Seite des Außenwandabschnitts zu einer zweiten Seite des Außenwandabschnitts, die der ersten Seite gegenüberliegt. Der Innenwandabschnitt definiert einen inneren Hohlraum. Ein Dämpfungselement ist innerhalb des Hohlraums positioniert und berührt die Innenwand. Das Dämpfungselement umfasst ein Vibrationsdämpfungsmaterial.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist ein Fahrrad mit einem Hauptrahmenabschnitt. Das Vorderrad und das Hinterrad sind mit dem Hauptrahmenabschnitt verbunden. Die Tretkurbelanordnung wird durch den Hauptrahmen gestützt. Die Vorderradgabelanordnung, oder beziehungsweise der Radstützabschnitt, ist mit dem Hauptrahmen an einem ersten Ende verbunden, und stützt eines von dem Vorderrad und dem Hinterrad an einem zweiten Ende. Das Paar von hohlen, rohrförmigen Schenkeln der Vorderradgabelanordnung erstreckt sich entlang gegenüberliegender Seiten von dem einen des Vorderrads und des Hinterrads.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf Zeichnungen einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die dazu gedacht ist, die vorliegende Erfindung darzustellen und nicht sie zu beschränken. Die Zeichnungen umfassen sechs Figuren.
1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads, das eine bevorzugte Vorderradgabelanordnung aufgenommen hat.
2 ist eine Perspektivansicht von oben, der linken Seite und hinten der Vorderradgabelanordnung von 1
3 ist eine Vorderansicht eines Abschnitts des Fahrrads und der Vorderradgabelanordnung von 1.
4 ist eine Querschnittansicht des linken Schenkelabschnitts der Vorderradgabelanordnung von 1, im Schnitt nach 4-4 von 2.
5 ist ein Teilquerschnitt des linken Schenkels der Vorderradgabelanordnung von 1, im Schnitt nach 5-5 von 4.
6 ist eine Teilschnittansicht des linken Schenkels der Vorderradgabelanordnung von 1, im Schnitt nach 6-6 von 2.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
1 stellt ein Fahrrad dar, das im Allgemeinen durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet wird. Das Fahrrad 10 umfasst einen Rahmen 12, der eine Radstütze, oder Vorderradgabelanordnung 14, nahe einem vorderen Ende des Rahmens 12 drehbar stützt, zur Rotation um eine Lenkachse. Ein unteres Ende der Gabelanordnung 14 stützt ein Vorderrad 16 des Fahrrads 10. Eine Lenkstangenanordnung 18 ist mit einem oberen Ende der Gabel 14 verbunden, zur Rotation der Gabelanordnung 14 und des Vorderrads 16 um die Lenkachse des Fahrrads 10. Außerdem kann die Lenkstangenanordnung 18 ein oder mehrere Fahrersteuerungen umfassen, wie beispielsweise Umschalt- oder Bremssteuerungen.
Ein Hinterrad 20 des Fahrrads 10 wird nahe einem rückwärtigen Ende des Rahmens 12 gestützt. Eine Tretkurbelanordnung 22 wird durch einen unteren Abschnitt des Rahmens 12 drehbar gestützt. Eine Antriebskette 24 erstreckt sich zwischen der Tretkurbelanordnung und dem Hinterrad, um eine Leistung dazwischen zu übertragen, wie in der Technik bekannt ist.
Ein Vorderbremsensattel 26 wird durch die Vorderradgabelanordnung 14 gestützt und ist ausgestaltet, um selektiv eine Druckkraft auf einen Rand des Vorderrads 16 aufzubringen. Ähnlich wird ein Hinterbremsensattel 28 durch den Rahmen 12 gestützt und ist ausgestaltet, um selektiv eine Druckkraft auf einen Randabschnitt des Hinterrads 20 aufzubringen. Alternativ können auch andere Arten von Bremssystemen verwendet werden.
Eine Sattelstütze 30 erstreckt sich in einer nach oben gerichteten Richtung von dem Rahmen 12, und stützt einen Sattel bzw. Sitz 32 an ihrem oberen Ende. Die Sattelstütze 30 kann in der Höhe relativ zu dem Rahmen 12 angepasst werden, um eine Sitzhöhe des Fahrrads 10 anzupassen.
Vorzugsweise umfasst der Rahmen 12 einen Hauptrahmenabschnitt 34 und eine Radstütze, oder hinteren Rahmenabschnitt 36. Der hintere Rahmenabschnitt 36 umfasst wünschenswerterweise ein Paar von unteren Schenkeln, oder Hinterradgabelabschnitte 38 zum Tretkurbellager (lediglich einer wird gezeigt), die sich auf jeder Seite des Hinterrads 20 von einem unteren Abschnitt des Hauptrahmens 34 erstrecken. Außerdem umfasst der hintere Rahmenabschnitt 36 ein Paar von oberen Schenkeln, oder Hinterradgabelabschnitte 40 zum Sitz, die sich von einem oberen Abschnitt des Hauptrahmens 34 auf jeder Seite des Hinterrads 20 erstrecken, und mit einem hinteren Ende der Hinterradgabelabschnitte 38 zum Tretkurbellager, nahe einer Nabenachse des Hinterrads 20, verbunden sind.
Wünschenswerterweise ist zumindest der Hauptrahmen 34 aus einer Vielzahl von rohrförmigen, zusammengeschweißten Metallstücken aufgebaut. Zum Beispiel kann der Hauptrahmen 34 aus einer Aluminium-, Stahl- oder Titan-Rohrstruktur aufgebaut sein. Alternativ kann der Rahmen ein Verbundmaterial umfassen und kann als ein einheitliches Stück aufgebaut sein. Außerdem können auch andere geeignete Materialien und/oder Konstruktionsverfahren verwendet werden, wie ein Fachmann zu schätzen wissen wird.
Wie oben beschrieben, ist die Vorderradgabelanordnung 14 vorzugsweise aufgebaut, um die Vibrationsmenge zu reduzieren, die von dem Vorderrad 16 an die Lenkstangenanordnung 18, und somit den Fahrer des Fahrrads 10, übergeht. Außerdem können andere Komponenten des Fahrrads 10 auch aufgebaut sein, um eine Vibrationsübertragung zu reduzieren. Zum Beispiel kann die Sattelstange 30 auf eine ähnliche Art wie die vorliegende Gabelanordnung 14 aufgebaut sein, um die Übertragung von Vibrationen von dem Rahmen 12 an den Sattel 32, und somit den Fahrer des Fahrrads 10, zu verringern. Eine derartige Sattelstütze 30 wird ausführlicher in einer mitanhängigen Anmeldung mit dem Titel „Bicycle Seat Post Assembly ( WO 2004/007,269 )", beschrieben, die dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung übertragen ist, und auf die der Fachleser für Details Bezug nehmen kann. Des Weiteren können andere Komponenten und/oder Abschnitte des Fahrrads 10, wie beispielsweise die Hinterradgabelabschnitte 38 zum Tretkurbellager oder Hinterradgabelabschnitte 40 zum Sitz des Rahmens 12 ähnlich angeordnet werden, um die Übertragung von Vibrationen von den Rädern 16, 20 auf den Fahrer des Fahrrads 10 zu reduzieren, wie ein Fachmann angesichts der Lehren der vorliegenden Anmeldung zu schätzen wissen wird.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 wird eine bevorzugte Vorderradgabel 14 detaillierter dargestellt. In 2 wurde das Vorderrad 16 weggelassen, und in 3 wird das Vorderrad 16 aus Klarheitsgründen als durchsichtige Darstellung gezeigt. Wie unten ausführlicher beschrieben wird, ist die Gabel 14 vorzugsweise als ein Verbund einer Vielzahl von Bögen eines Kohlefasermaterials mit einer Epoxidharzmatrix aufgebaut, und hat ein Vibrationsdämpfungselement aufgenommen, das ein Elastomermaterial umfasst. Vorzugsweise umfasst das Dämpfungselement ein thermoplastisches Elastomer, und bevorzugter ein viskoelastisches Material, wie unten ausführlicher beschrieben wird.
Ein Lenkrohr 42 der Vorderradgabelanordnung 14 erstreckt sich durch den Rahmen 12 des Fahrrads 10, und stützt die Lenkstangenanordnung 18 (1) an seinem oberen Ende. Ein Paar von Gabelschenkeln 44, 46 erstreckt sich nach unten von dem Lenkrohr 42 auf gegenüberliegenden Seiten des Vorderrads 16. Die Gabelschenkel 44, 46 sind an einem oberen Ende 48 verbunden, welches auch mit dem Lenkrohr 42 verbunden ist. Ein Zwischenabschnitt 56 der Gabelschenkel 44, 46 verbindet den oberen Abschnitt 48 mit dem unteren Abschnitt 52. Somit ist jeder Gabelschenkel 44, 46 ein im Allgemeinen steifes Element, das eine im Wesentlichen konstante Länge definiert. Das heißt, vorzugsweise ist die Gabelanordnung 14 derart aufgebaut, dass eine Relativbewegung zwischen dem Vorderrad 16 und dem Fahrradrahmen 12 im Wesentlichen verhindert wird. Ein derartiger Aufbau wird gewöhnlich als eine nicht hängende, oder steife, Gabelanordnung bezeichnet. Des Weiteren sind wünschenswerterweise die Gabelschenkel 44, 46 und das Lenkrohr 42 aus einem einstückigen Aufbau.
Ein Ausstieg bzw. Drop-Out 50 ist an einem unteren Ende 52 von jedem Gabelschenkel 44, 46 befestigt. Die Ausstiege 50 haben eine derartige Größe und sind so geformt, dass sie einen Achsabschnitt einer Nabe 54 des Vorderrads 16 aufnehmen. Wünschenswerterweise sind die Ausstiege 50 aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium oder Stahl, aufgebaut und sind an den Gabelschenkeln 44, 46 durch einen Verbindungsprozess befestigt. Andere geeignete Ausstattungen, um das Vorderrad 16 mit der Gabelanordnung 14 zu verbinden, können auch verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2, sind die Gabelschenkel 44, 46 wünschenswerterweise derart angeordnet, dass die Nabe 54 auf einer Vorwärtsseite einer Achse A, die durch das Lenkrohr 42 definiert wird, gestützt wird. Dies wird gewöhnlich als der "Radsturz" der Gabel 14 bezeichnet. Eine derartige Anordnung sieht mehr Stabilität der Handhabungscharakteristika des Fahrrads 10 vor, wie in der Technik bekannt ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind der obere Abschnitt 48 der Gabelschenkel 44, 46 im Wesentlichen mit der Achse A des Lenkrohrs 42 ausgerichtet. Die Zwischenabschnitte 56 der Gabelschenkel 44, 46 biegen sich in eine Vorwärtsrichtung, derart dass die unteren Enden 52 und Ausstiege 50 vorwärts von der Achse des Fahrrads 10 positioniert sind. Bei anderen Anordnungen können die Gabelschenkel 44, 46 jedoch im Wesentlichen gerade sein und das Lenkrohr 42 in einem Winkel treffen, derart dass die Nabe 54 des Vorderrads 16 vorwärts von der Achse A positioniert ist.
Unter Bezugnahme auf 3 sind die Zwischenabschnitte 56 der Gabelschenkel 44, 46 jeweils nach innen in einer lateralen Richtung (d.h. zueinander hin) gebogen, derart dass ein Abstand dazwischen enger ist als ein Abstand zwischen den oberen Abschnitten 48 der Gabelschenkel 44, 46. Die unteren Enden 52 der Gabel 14 erstrecken sich in eine nach außen gerichtete Richtung (d.h. voneinander weg), derart dass der Abstand dazwischen größer ist als der Abstand zwischen den Zwischenabschnitten 56. Eine derartige Anordnung definiert einen im Allgemeinen Sanduhr-förmigen Raum zwischen den Gabelschenkeln 44 und 46, welcher der Querschnittform des Vorderrads 16 entspricht, um die Aerodynamik und vertikale Einhaltung der Gabelanordnung 14 zu verbessern.
Wie oben beschrieben, definiert jeder der Gabelschenkel 14 wünschenswerterweise einen Hohlraum, in dem ein Dämpfungselement 60 positioniert ist. Vorzugsweise befindet sich das Dämpfungselement 60 innerhalb des Zwischenabschnitts 56 von jedem Gabelschenkel 44, 46, und vorzugsweise innerhalb der Biegung des Zwischenabschnitts 56. Wünschenswerterweise weist das Dämpfungselement eine im Wesentlichen dreieckige Form auf, bei einer Seitenansicht. Eine derartige Anordnung maximiert vorteilhafterweise den Kontaktbereich zwischen dem Dämpfungselement 60 und dem Gabelschenkel 44, 46 innerhalb des verfügbaren Raums, was eine Vibrationsdämpfung steigert, während die Festigkeit und Steifheit der Gabel 14 bewahrt werden, was die Handhabung verbessert.
Des Weiteren ist das Dämpfungselement 60 wünschenswerterweise im Wesentlichen massiv, und vorzugsweise vollständig massiv. Eine derartige Anordnung sieht vorteilhafterweise eine konsistente, gleichmäßige Vibrationsdämpfungsfunktion des Dämpfungselements 60 vor. Außerdem ist wünschenswerterweise der Querschnittbereich des Dämpfungselements 60 groß genug, um effektiv Vibrationen zu dämpfen, so dass sie den Fahrer des Fahrrads 10 nicht erreichen. In dem Kontext einer Fahrrad-Vorderradgabelanordnung 14 ist vorzugsweise der Querschnittbereich des größten Abschnitts des Dämpfungselements 60 ungefähr 60mm², und bevorzugter ungefähr 120mm². Andere Querschnittabmessungen können jedoch wünschenswert sein, um einen unterschiedlichen Grad an Vibrationsdämpfung vorzusehen oder für andere Anwendungen.
Unter Bezugnahme auf die 4 bis 6, wird der linke Gabelschenkel 46 in verschiedenen Schnittansichten gezeigt. Die Schnittansichten, und die damit in Zusammenhang stehende Beschreibung des Gabelschenkels 46, werden unter Bezugnahme auf ein Koordinatensystem beschrieben, bei dem sich eine vertikale, längliche Ebene entlang der Länge des Fahrrads 10 erstreckt, und im Wesentlichen mit einer Ebene ausgerichtet ist, die durch den Rahmen 12 und Räder 16, 20 definiert wird. Eine vertikale, laterale bzw. seitliche Ebene ist im Wesentlichen senkrecht zu der länglichen Ebene, und eine horizontale Ebene ist im Wesentlichen senkrecht zu beiden, der länglichen und der lateralen Ebene.
4 ist eine Querschnittansicht des Gabelschenkels 46, im Schnitt entlang einer horizontalen Ebene und das Dämpfungselement 60 schneidend. 5 ist eine Teilquerschnittansicht des Gabelschenkels 46, im Schnitt entlang einer vertikalen, länglichen Ebene und das Dämpfungselement 60 schneidend. 6 ist eine Teilquerschnittansicht des Gabelschenkels 46 im Schnitt entlang einer vertikalen, seitlichen Ebene und mit einer vorderen Oberfläche des Dämpfungselements 60 ausgerichtet.
Wie dargestellt, hat der Gabelschenkel 46 vorzugsweise einen dünnwandigen, hohlen Aufbau, um Gewicht zu reduzieren. Vorzugsweise umfasst der Gabelschenkel 46 einen Außenwandabschnitt 62, der eine äußere Oberfläche des Gabelschenkels 46 definiert, und einen Innenwandabschnitt 64, der einen Hohlraum 66 zur Aufnahme des Dämpfungselements 60 definiert. Somit definiert der Außenwandabschnitt 62 einen vorderen, hinteren, linksseitigen und rechtsseitigen Wandabschnitt des Gabelschenkels 46.
Wünschenswerterweise sind der Außen- und der Innenwandabschnitt 62, 64 miteinander kontinuierlich. Wie oben beschrieben, weist der Hohlraum 66 wünschenswerterweise eine im Wesentlich dreieckige Form auf, und geht vollständig durch den Gabelschenkel 46 in einer lateralen Richtung. Folglich ist der Innenwandabschnitt 64 im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse AR des Vorderrads 16 (3). Eine derartige Anordnung lässt zu, dass der Gabelschenkel 46 die Festigkeit in einer Längsrichtung (d.h. die Richtung, in der Lasten primär auf das Rad 16 übertragen werden) beibehält, während das Dämpfungselement 60 aufgenommen wird. Bei anderen Anordnungen kann der Hohlraum 66 jedoch lediglich durch den Gabelschenkel 46 gehen, und kann vollständig oder teilweise an einer oder beiden Seiten geschlossen sein.
Unter Bezugnahme auf 4 weist ein zentraler Abschnitt 68 des Dämpfungselements 60 eine reduzierte Dicke in einer Längsrichtung auf, derart dass eine vordere und hintere Oberfläche des zentralen Abschnitt 68 dem gebogenen vorderen und hinteren Abschnitt der Wand 64 des Gabelschenkels 46 entspricht, der den Hohlraum 66 definiert. Das heißt, vorzugsweise ist eine Breite des Hohlraums 66 in einem zentralen Abschnitt von ihm reduziert. Eine derartige Anordnung hilft dabei, das Dämpfungselement 60 innerhalb des Hohlraums 66 zu halten, und lässt einen im Wesentlichen vollständigen Kontakt zwischen der Wand 64 und dem äußeren Durchmesser des Dämpfungselements 60 zu. Wünschenswerterweise ist der Querschnitt des Dämpfungselements 60 im Wesentlichen durchweg über seine Länge konsistent. Das heißt, die reduzierte Dicke des zentralen Abschnitts 68 erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen über die ganze Länge des Dämpfungselements 60. Eine derartige Anordnung hilft vorteilhafterweise dabei, das Dämpfungselement 60 innerhalb des Hohlraums 66 zu halten, weil die äußeren Abschnitte des Dämpfungselements 60 größer sind als der zentrale Abschnitt des Hohlraums 60.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 ist das Dämpfungselement 60 wünschenswerterweise entlang seiner Länge gebogen, um beiden, der vorderen und der lateralen Biegung des Gabelschenkels 46 zu entsprechen, wie oben beschrieben. Unter Bezugnahme auf 6 ist jedoch eine äußere Oberfläche 72 des Dämpfungselements 60 (d.h. die Oberfläche gegenüberliegend dem Rad 16 in 3) im Wesentlichen linear in einer vertikalen Richtung. Eine derartige Anordnung steigert die Sichtbarkeit des Dämpfungselements.
Obwohl es nicht im Detail gezeigt wird, ist der rechte Gabelschenkel 44 wünschenswerterweise im Wesentlichen ein Spiegelbild des linken Gabelschenkels 46. Wie ein Fachmann leicht zu schätzen wissen wird, ist in anderen Aspekten das Dämpfungselement 60 des rechten Gabelschenkels 44 jedoch im Wesentlichen identisch mit demjenigen, das oben beschrieben wird.
Wenn sie im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut ist, hindert die bevorzugte Gabelanordnung 14, dass Vibrationen durch die Gabelschenkel 44, 46 durchgehen. Somit werden Vibrationen, die von dem unteren Ende 52 der Gabelschenkel 44, 46 (d.h. von dem Vorderrad 16) stammen, daran gehindert, dass sie an die oberen Enden 48 und das Lenkrohr 42 der Gabel 14 gehen, und somit an die Lenkstange 18 des Fahrrads 10. Eine derartige Anordnung verbessert den Komfort des Fahrers und verringert eine Erschöpfung während langer Fahrten.
Vorzugsweise ist die gesamte Gabelanordnung 14, mit Ausnahme der Dämpfungselemente 60, auf eine für Verbundfahrradgabeln übliche Art aufgebaut. Die Gabelanordnung 14 kann jedoch durch jedes andere geeignete Verfahren aufgebaut sein. Wünschenswerterweise weisen die Dämpfungselemente 60 eine Größe auf, die etwas größer als die Hohlräume 66 ist, und werden innerhalb der Hohlräume 66 durch Kontaktreibung dazwischen gehalten. Vorzugsweise weisen die Dämpfungselemente 60 eine derartige Größe auf, dass sie per Hand in die Gabel 14 eingebaut werden können. Die Dämpfungselemente 60 können auch in die Hohlräume 66 pressgepasst werden, unter Verwendung der Hilfe einer Maschine, wie zum Beispiel einer Presse.
Obwohl der oben beschriebene Prozess bevorzugt wird, können die Dämpfungselemente 60 innerhalb der Hohlräume 66 auch durch andere Mittel befestigt werden. Zum Beispiel kann ein Haftmittel verwendet werden, um eine chemische Verbindung zwischen den Kontaktoberflächen des Dämpfungselements 60 und der Wand 64 zu erzeugen, die den Hohlraum 66 definiert. Bei anderen Anordnungen kann das Dämpfungselement 60 während der Herstellung der Gabelanordnung 14 eingebaut werden, wie zum Beispiel durch Coformgebung.
Natürlich ist die vorangehende Beschreibung diejenige bestimmter Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung, an der verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, abzuweichen. Außerdem könnte eine Vorderradgabelanordnung nicht sämtliche der oben diskutierten Ziele und Vorteile haben, um bestimmte Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung zu nutzen. Somit werden Fachleute zum Beispiel erkennen, dass die Erfindung auf eine Art verkörpert oder ausgeführt werden kann, die einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen, wie sie hierin gelehrt werden, erreicht oder optimiert, ohne notwendigerweise andere Ziele oder Vorteile, wie sie hierin gelehrt oder angeregt werden können, zu erreichen.

Claims

Fahrrad-Vorderradgabelanordnung (14), mit: einem Lenkrohr (42); einem Paar von hohlen, rohrförmigen Schenkeln (44, 46), die sich in eine nach unten gerichtete Richtung von dem Lenkrohr erstrecken und voneinander in einer lateralen Richtung beabstandet sind, wobei jeder der Schenkel eine im Wesentlichen feste Länge definiert, wobei die Gabelanordnung ausgestaltet ist, um ein Rad (16) an einem unteren Ende des Paars von Schenkeln zu stützen, wobei jeder der Schenkel einen Außenwandabschnitt (62) und einen Innenwandabschnitt (64) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Innenwandabschnitt von einer ersten Seite des Außenwandabschnitts zu einer zweiten Seite des Außenwandabschnitts erstreckt, die der ersten Seite gegenüberliegt, und einen inneren Hohlraum (66) definiert; und wobei ein Dämpfungselement (60) innerhalb des Hohlraums, die Innenwand berührend, positioniert ist, wobei das Dämpfungselement ein Vibrationsdämpfungsmaterial umfasst.
Gabelanordnung nach Anspruch 1, wobei die Gabelanordnung ausgestaltet ist, um ein Rad zur Rotation um eine Nabenachse zu stützen, wobei der Innenwandabschnitt im Wesentlichen parallel zu der Nabenachse ist.
Gabelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder des Paars von Schenkeln einen oberen Abschnitt (48), einen Zwischenabschnitt (56) und einen unteren Abschnitt (52) umfasst, wobei sich der innere Hohlraum innerhalb des Zwischenabschnitts des Paars von Schenkeln befindet.
Gabelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein gesamter Umfang des Dämpfungselements die Innenwand berührt.
Gabelanordnung nach Anspruch 4, wobei das Dämpfungselement im Allgemeinen rechteckig im horizontalen Querschnitt ist.
Gabelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vibrationsdämpfungsmaterial ein Elastomermaterial umfasst.
Gabelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder des Paars von Schenkeln nach vorne in eine Längsrichtung gebogen ist, derart, dass die unteren Enden des Paars von Schenkeln zu einer Vorwärtsseite von einer durch das Lenkrohr definierten Achse beabstandet sind, wobei sich der innere Hohlraum im Allgemeinen innerhalb der Biegung befindet.
Gabelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Zwischenabschnitte des Paars von Schenkeln in einer lateralen Ebene nach innen gebogen ist, wobei die Dämpfungselemente gebogen sind, um den gebogenen Zwischenabschnitten zu entsprechen.
Gabelanordnung nach Anspruch 8, wobei eine äußere Oberfläche (72) des Dämpfungselements im Wesentlichen linear ist.
Gabelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich der Hohlraum vollständig durch den Schenkel erstreckt.
Gabelanordnung nach Anspruch 10, wobei sich der Hohlraum durch den Schenkel in einer lateralen Richtung erstreckt.
Gabelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Innenwand eine erste Seite und eine zweite Seite umfasst, die der ersten Seite zugewandt ist, wobei ein Mittelabschnitt der ersten Seite und der zweiten Seite zueinander hin gebogen sind, derart, dass eine Breite des Hohlraums in dem Mittelabschnitt verringert ist, wobei das Dämpfungselement so geformt ist, dass es im Wesentlichen der verringerten Breite des Hohlraums entspricht.
Fahrrad (10), mit: einem Rahmen (12), wobei der Rahmen eine Tretkurbelanordnung (22) und ein Hinterrad (20) stützt, wobei die Tretkurbelanordnung ausgestaltet ist, um das Hinterrad anzutreiben; und einer Vorderradgabelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Gabelanordnung durch den Rahmen, für eine Schwenkbewegung um eine Lenkachse (A), drehbar gestützt ist, und wobei die Gabelanordnung ausgestaltet ist, um ein Vorderrad (16) des Fahrrads an einem unteren Ende der Gabel zu stützen.
Fahrrad nach Anspruch 13, ferner mit: einem Hauptrahmenabschnitt (34); wobei das Vorderrad und das Hinterrad mit dem Hauptrahmenabschnitt verbunden sind; die Tretkurbelanordnung durch den Hauptrahmenabschnitt gestützt wird; und die Vorderradgabelanordnung mit dem Hauptrahmen an einem ersten Ende verbunden ist und eines von dem Vorderrad und dem Hinterrad an einem zweiten Ende stützt, wobei sich das Paar von Schenkeln der Vorderradgabelanordnung entlang gegenüberliegender Seiten von dem einen des Vorderrads und des Hinterrads erstreckt.
Fahrrad nach Anspruch 14, wobei die Gabelanordnung ausgestaltet ist, um ein Rad zur Rotation um eine Nabenachse zu stützen, wobei der Innenwandabschnitt im Wesentlichen parallel zu der Nabenachse ist.
Fahrrad nach Anspruch 14 oder 15, wobei jeder des Paars von Schenkeln einen ersten Endabschnitt, einen zweiten Endabschnitt und einen Zwischenabschnitt umfasst, wobei sich der innere Hohlraum innerhalb des Zwischenabschnitts befindet.
Fahrrad nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei ein gesamter Umfang des Dämpfungselements die Innenwand berührt.
Fahrrad nach Anspruch 17, wobei das Dämpfungselement im Allgemeinen rechteckig im horizontalen Querschnitt ist.
Fahrrad nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei das Vibrationsdämpfungsmaterial ein Elastomermaterial umfasst.
Fahrrad nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei jeder des Paars von Schenkeln nach vorne in eine Längsrichtung gebogen ist, derart, dass die unteren Enden des Paars von Schenkeln zu einer Vorwärtsseite von einer durch das Lenkrohr definierten Achse beabstandet sind, wobei sich der innere Hohlraum im Allgemeinen innerhalb der Biegung befindet.
Fahrrad nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei jeder der Zwischenabschnitte des Paars von Schenkeln in einer lateralen Ebene nach innen gebogen ist, wobei die Dämpfungselemente gebogen sind, um den gebogenen Zwischenabschnitten zu entsprechen.
Fahrrad nach Anspruch 21, wobei eine äußere Oberfläche des Dämpfungselements im Wesentlichen linear ist.
Fahrrad nach Anspruch 14 oder 15, wobei sich der Hohlraum vollständig durch den Schenkel erstreckt.
Fahrrad nach Anspruch 23, wobei sich der Hohlraum durch den Schenkel in einer lateralen Richtung erstreckt.
Fahrrad nach einem der Ansprüche 14 bis 24, wobei die Innenwand eine erste Seite und eine zweite Seite umfasst, die der ersten Seite zugewandt ist, wobei ein Mittelabschnitt der ersten Seite und der zweiten Seite zueinander hin gebogen sind, derart, dass eine Breite des Hohlraums in dem Mittelabschnitt verringert ist, wobei das Dämpfungselement so geformt ist, dass es im Wesentlichen der verringerten Breite des Hohlraums entspricht.