DE9207661U1 - Fahrrad - Google Patents

Description

Michael A. Kemmerer, W-6301 Hungen

Fahrrad

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrrad gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die Zweiradtechnik und speziell die Fahrradtechnologie hat in den letzten Jahren eine stürmische Entwicklung genommen. Neben Mopeds, Mofas und den herkömmlichen Touren- und Rennrädern haben sich Mountain Bikes bzw. BMX-Räder, Trekking-Räder und dergleichen allgemein durchgesetzt. Im Zusammenhang damit sind neue Sportarten entstanden, darunter der MTB-Rennsport mit Buckelpisten- und Downhill-Rennen. Die dabei auftretenden hohen Beanspruchungen verlangten neue Konstruktionen vor allem bezüglich Festigkeit und Federung.

Es gibt zahlreiche Vorschläge für Federsysteme an Fahrrädern, wobei Teleskop-Anordnungen an der Vorderradgabel sowie an der Sattelstütze bevorzugt werden. Herkömmliche Hinterradfederungen haben eine an oder oberhalb der Tretlagerachse angelenkte Schwinge für die Hinterachse, von der eine Gabel zu einem Federgelenk an der Sattelstütze führt. Letzteres hat im allgemeinen nur einen kleinen Federweg. Höheres Bau-

gewicht, ein labiles Fahrgefühl und eine gewisse Mehranstrengung standen dem Absatz gefederter Fahrräder vielfach entgegen.

Daher bleiben weiterhin Wünsche offen, namentlich im Bereich des Gesundheitsschutzes und der Fahrsicherheit sowohl für Normalfahrer als auch für Leistungssportler. Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine neuartige Konstruktion zu schaffen, die unter Beibehaltung der Vorzüge üblicher Fahrräder eine erhöhte Eignung für Geländefahrten hat, aber auch allgemein verbesserten Fahrkomfort bietet. Sie soll außerdem starke Stoßkräfte, wie sie auf unebenem Untergrund auftreten können, sicher aufnehmen und deren Übertragung auf den Fahrerkörper weitgehend abfangen.

Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 31, wobei für Anspruch 15 und Anspruch 20 selbständiger Schutz geltend gemacht wird.

Nach der Erfindung weist die Vorderradgabel Torsionsstäbe oder breite Blattfedern auf, die an Gabelkopf-Trägern befestigt und an ihren unteren Enden mit Vorderachs-Halterungen versehen sind. Diese Konstruktion unterscheidet sich wesentlich von den bisherigen Rohrgabeln, deren hohe Steifigkeit nur sehr geringe Federwege zuließ; zusätzliche Teleskop-Federungen waren im wesentlichen nur in Gabelrichtung wirksam und klemmanfällig. Hingegen erweist sich die erfindungsgemäße Federung als gut geeignet, um die besonders hohen Beanspruchungen beim Gelände-Leistungssport aufzunehmen, beispielsweise beim Springen und beim Fahren auf Buckel- und Schotterpisten. Dabei ist es sehr vorteilhaft, daß sich dank geeigneter Dimensionierung nicht nur die Bodenhaftung verbessert, sondern bei plötzlichen Belastungen auch der Rad-

Beverlängert, was zur Erhöhung der Fahrsicherheit beiträgt. Die relative Nachgiebigkeit der Vorderradgabel erhöht aber auch allgemein den Fahrkomfort. Herstellung und Montage sind einfach und mit geringen Kosten durchführbar. Auch eine Nachrüstung vorhandener Fahrräder ist leicht möglich.

Laut Anspruch 2 sind zwei Torsionsstäbe bzw.- Stabgruppen oder Blattfedern in einem durch die Vorderachs-Länge vorgegebenen Abstand zueinander parallel an quer zur Lenkkopf-Achse angeordneten Trägern befestigt. Man erkennt, daß diese stabile Halterung mit geringem Aufwand verwirklichbar ist, wobei nach Anspruch 3 am oberen und unteren Ende des Lenkkopfes je ein Träger in Form eines Querbalkens vorhanden sein kann. Zum Abstimmen auf bestimmte Beanspruchung je nach Gewicht des Fahrers, Verwendung auf hartem oder weichen Pisten usw. lassen sich im Bedarfsfalle die Gabelfedern rasch und mit Standard-Werkzeug austauschen.

Die Ausgestaltung von Anspruch 4 sieht vor, daß die Träger außen nach hinten abgewinkelt oder gebogen sind, so daß die Vorderseiten der Blattfedern in erhabenem Winkel zueinander stehen. Diese Anordnung ermöglicht eine Vorspannung durch Verwindung der Blattfedern gegenüber ihren Enden, wodurch Stoß- und Schlagbeanspruchungen mit größerer Steifigkeit abgefangen werden.

Für die Montage ist es günstig, wenn jede Blattfeder gemäß Anspruch 5 eine Reihe von Schraublöchern zur verstellbaren Befestigung an den Trägern aufweist, so daß eine Anpassung an die Fahrzeughöhe bequem möglich ist. Dazu kann nach Anspruch 6 zumindest ein oberer Träger als metallischer Schuh ausgebildet sein, der die oberen Enden der Blattfedern vorzugsweise formschlüssig aufnimmt. Ferner kann die Befestigung der Blattfedern am Lenkkopf laut Anspruch 7 neigungsveränderlich sein, bevorzugt durch Unterfüttern mit einer keilförmigen

Einlage in einem solchen Schuh. Man erkennt, daß die Verstellbarkeit des Neigungswinkels sehr einfach durchzuführen ist und eine Veränderung der Fahreigenschaften bewirkt.

Eine günstige Verteilung der Biegemomente erzielt man gemäß Anspruch 8 dadurch, daß die Blattfedern in Ruhezustand im wesentlichen gerade bzw. eben sind und ihre Dickenabmessung zur Vorderachse hin abnimmt. Konstruktiv läßt sich das besonders einfach verwirklichen, indem nach Anspruch 9 die Blattfedern aus sich abwärts kontinuierlich verjüngenden Ski-Abschnitten bestehen oder wie solche ausgebildet sind. Die Benutzung derartiger Verbundkörper hat den großen Vorteil eines geringen Gewichts bei zäh-elastischen Eigenschaften, so daß bei Stoß- oder Schlagbeanspruchung kein Einknicken stattfindet.

Zweckmäßig können die Blattfedern laut Anspruch 10 einen kasten- oder linsenförmigen Querschnitt haben, gegebenenfalls mit rückseitiger Verstärkung. Wahlweise oder zusätzlich können die Blattfedern zumindest an ihrer Vorderseite strömungsgünstig profiliert sein, und in jedem Falle eignet sich ihre große Fläche hervorragend für besonderes Farbdesign.

Sehr zweckmäßig ist die Werkstoffwahl gemäß Anspruch 11, wonach die Blattfedern aus korrosionsfestem Verbundmaterial bestehen, namentlich aus- bzw. mit Glasfaser verstärkten Kunststoffschichten, eventuell, kombiniert mit einer Blockbauweise nach Art von Langlauf-Skis.

Das Vor- und Zurückfedern der Gabel kann gemäß Anspruch 12 sehr vorteilhaft dadurch beeinflußt werden, daß die Blattfedern an der Vorderseite und/oder in einem daran anschließenden vorderen Innenbereich eine größere Federsteife

als im tieferen Mittelbereich und/oder an der Rückseite aufweisen, namentlich indem vorne härteres Material mit weicherem Material hinten zu einem Verbundkörper vereinigt ist. So gestaltete Vorderradgabeln gewährleisten weicheres Abfedern sowohl beim Sprung als auch im normalen Fahrbetrieb.

Indem die Blattfedern nach Anspruch 13 vorspannbar sind, beispielsweise mittels eines an ihrer Vorderseite angeordneten Seilzuges, eines Stellbügels o.dgl., kann man dem Zurückfedern der Gabel beim Bremsen und Auffahren entgegenwirken. Dazu ist es auch möglich, eine gebogene oder in sich verschränkte Anordnung der Vorderradgabel vorzusehen.

Die Vorderachs-Halterungen können laut Anspruch 14 als Winkelstücke ausgebildet sein, vorzugsweise jeweils mit einem Ausfall-Ende an einer radparallelen inneren Flanschfläche. An dieser können auch die Zugpunkte für einen Vorspann-Seilzug sitzen.

Bei einem Fahrrad, dessen Rahmen aus Oberstrebe, Unterrohr, Sitzrohr mit Sattel und einer vom Tretlager ausgehenden Hinterradgabel besteht, die gegenüber dem Sitzrohr durch Streben beiderseits des Hinterrades abgestützt ist, sieht die Erfindung vor, daß die Oberstrebe zumindest stückweise als breite Blattfeder ausgebildet, mit dem Sattel fest verbunden und über angelenkte Streben an der Hinterradgabel abgestützt ist, die bevorzugt als Schwinge ausgebildet und um die Tretlager-Achse schwenkbar ist. Diese Federung vermittelt ein ganz besonderes Fahrgefühl. Hierbei werden Schwingungen und Stöße von der Blattfeder-Strebe abgefangen, welche die Federung des an ihr gehalterten Sattels wirkungsvoll ergänzt. Die hintere Abstützung an der Hinterradgabel-Schwinge gewährleistet einen weichen Bewegungsausgleich bei Bodenuneben

heiten- Ein Kettenspanner ist nicht nötig, da sich der Abstand von der Tretlagerachse zur Hinterradachse nicht verändert und somit die Kettenspannung konstant bleibt.

Laut Anspruch 16 kann der Sattel mit der Oberstrebe einstückig sein, z.B. in Form eines gepolsterten Verbundkörpers. Alternativ ist der Sattel gemäß Anspruch 17 ausziehbar an einem Stützrohr gehaltert, das insbesondere mittels einer Stützplatte mit der Oberstrebe starr verbunden ist.

Letztere ist ihrerseits nach Anspruch 18 über ein Gelenk mit dem Sitzrohr verbunden, das mithin ein bewegliches Auflager aufweist bzw. bildet. Dies trägt wesentlich zur Stabilität des Rahmens und damit zur Fahrsicherheit bei. Der vordere Teil des Fahrrad-Hinterbaues ist in seiner Ebene steif, und nur die Ober st rebe kann in dem Maße durchschwingen, wie es die Gelenkfederung des Hinterrades momentan erfordert.

Die Rahmen-Abmessungen richten sich nach der Fahrer-Körpergröße. Für längeren Radstand und höhere Rahmen ist es zweckmäßig, wenn gemäß Anspruch 19 die Oberstrebe vom Lenkkopf bis über das Hinterrad reicht und an oder nahe ihrem hinteren Ende mit Gelenkköpfen der Streben verbunden ist. Bei einer anderen Ausführung laut Anspruch 20, die sich für kürzeren Radstand und niedrigere Rahmen anbietet, sieht die Erfindung vor, daß die Oberstrebe vom Lenkkopf bis zum Sattel reicht, hinter oder unter dem eine Befestigungs-Aufnahme für eine an den Streben angelenkte breite Kurzfeder angeordnet ist. Das kann eine härtere Federung ergeben, wie sie besonders bei sportlichem Fahren erwünscht ist.

Um Schwingungen entgegenzuwirken, die beim Bergauffahren oder beim Wiegetritt entstehen können, ist in Anspruch 21 vorgesehen, daß die Blattfeder und/oder die Kurzfeder blockierbar ist, namentlich mittels einer durch einen Seilzug betätig-

baren, an der Feder-Unterseite angeordneten Sperre. Letztere weist gemäß Anspruch 22 ein am freien Ende der Blatt- bzw. Kurzfeder befindliches Winkelstück und wenigstens eine federbelastete Falle auf, welche an einem festen Rohr, Balken o.dgl. gehalten ist und an welcher der Seilzug angreift. Die Falle kann durch Betätigung des Stellmechanismus jederzeit zum Einrasten gebracht werden, wozu Einlauf-Rundungen an den Rastelementen vorteilhaft beitragen.

An oder nahe der Sperre greift nach Anspruch 23 beiderseits des Hinterrades je ein Fangseil an, das am Sitzrohr nahe dem Tretlager verankert ist und ein Wegbrechen der Blockieranordnung bei plötzlichen Belastungen verhindert.

Für Montage und Wartung ist es zweckmäßig, wenn laut Anspruch 24 die Oberstrebe am Lenkkopf und/oder sattelseitig lösbar befestigt ist, vorzugsweise durch Verschraubung oder durch Steck-Schnellverschluß. Zur Anpassung an eine gewünschte Bodenfreiheit oder andere Körpermaße sieht Anspruch 25 vor, daß die hinteren Streben höhenverstellbar sind.

Wichtig ist die Konstruktion von Anspruch 26, wonach die Streben gelenkkopfseitig starr miteinander verbunden sind, vorzugsweise durch einFl-Profil, ein Winkelstück o.dgl. Diese Querverbindung verleiht dem gelenkigen Teil des Rahmens eine zusätzliche Stabilität, die maßgeblich zur Fahrsicherheit und zu einem stets sicheren Fahrgefühl beiträgt. Laut Anspruch 27 können die Gelenkköpfe der Streben von dem freien Ende der Blatt- bzw. Kurzfeder weg verschieb- und festsetzbar sein, so daß sich die Härte der Hinterradfederung verstellen läßt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht nach Anspruch 28 darin, daß der Rahmen eine geschlossene Fläche aufweist oder bildet, bevorzugt zwischen Unterrohr und Sitzrohr. Zweckmäßig wird hierbei statt des herkömmlichen Sattels

eine Rahmen-Sitzfläche vorgesehen. Gemäß Anspruch 29 kann der Rahmen ein Kunststoffkörper sein, der Oberstrebe, Unterrohr und Sitzrohr integriert sowie Verbindungs- und Lagerteile z.B. einlaminiert enthält. Hohe Festigkeit und geringe Verletzungsgefahr ergibt sich, wenn laut Anspruch 30 in Innenbereichen des Rahmens Versteifungselemente vorhanden sind, insbesondere in den inneren Winkelbereichen.

Noch eine andere Weiterbildung ist in Anspruch 31 angegeben. Danach kann zum Auffangen starker Stöße zwischen der Vorderradgabel und dem Unterrohr ein Stoßdämpfer, z.B. ein üblicher Teleskop-Zylinder, gelenkig angebracht sein.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Fahrrades,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Fahrrades von Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Vorderradgabel ensprechend dem Kreis III in Fig. 1,

Fig. 4 eine auseinandergezogene Vorderansicht von Teilen einer Vorderradgabel,

Fig. 5a je eine Vorder- bzw. Seitenansicht einer Gabel-Fig. 5b Blattfeder mit einer zugeordneten Folge von Quer-Fig. 5c schnitten,

Fig. 6a je eine auseinandergezogene Teilansicht von Rahmen-Fig. 6b bestandteilen entsprechend den Kreisen Via, VIb, VIc Fig. 6c in Fig. 1,

Fig. 7a eine auseinandergezogene Teilansicht eines Tretlagers,

Fig. 7b eine Teil-Axialschnittansicht des Tretlagers von

Fig. 7a,
Fig. 8 ein Kräfteschema an einem Fahrrad,

Fig. 9a ein Kräfteschema an einem Rahmen nach der Erfindung,

Fig. 9b ein Kräfteschema an einem Rahmen nach dem Stand der Technik,

Fig. 10 eine Seitenansicht eines Fahrrads von abgewandelter Bauform,

Fig. 11 eine Seitenansicht noch eines anderen Fahrrades,
Fig. 12a eine Seitenansicht eines Rahmen-Hauptteils,

Fig. 12b eine Draufsicht auf den Rahmen-Hauptteil von Fig. 12a,

Fig. 13 eine Teilseitenansicht eines Rahmens von abgewandelter Bauform,

Fig. 14 eine vergrößerte Teil-Querschnittsansicht entsprechend dem Kreis XIV in Fig. 13,

Fig. 15 eine Seitenansicht einer Vorderradgabel mit einem Lenkkopf und

Fig. 16 eine Draufsicht auf eine Vorderradgabel einer abgewandelten Bauform.

Das in Fig. 1 vereinfacht dargestellte Fahrrad F hat einen Vorderteil V mit einer Vorderradgabel 10, die ein Vorderrad 12 lagert und ihrerseits mit einem Schaft 14 in einem Lenkkopf 16 gelagert sowie mit einer Lenkstange 18 versehen ist. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, hat die Vorderradgabel 10 zwei Blattfedern 20, die im Abstand a zueinander parallel mit ihren oberen Enden 22 an Trägern 24 befestigt sind, beispielsweise durch Verschraubung. Die Blattfedern 20 sind bevorzugt glasfaserverstärkte Kunststoffkörper, die sich zur Vorderachse 36 verjüngen, welche in Ausfall-Enden 34 an Winkelstücken 30 der unteren Enden 28 gehalten ist.

Eine Brücke 26 dient zum Haltern von Bremsbügeln 50 einer Felgenbremse, die mittels Seilzug 52 durch einen Griff 54 an der Lenkstange 18 betätigbar ist. Wie in Fig. 15 (und Fig. 1) gestrichelt angedeutet ist, kann in der Mitte der Brücke 26

&igr;&sgr;

z.B. mit einem Kugelkopf 104 ein Stoßdämpfer 102 angelenkt sein, der sich mit einem Gelenk 106 an einem Rahmen-Unterrohr 56 abstützt.

Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Befestigung der Blattfedern 20 am Lenkkopf 16. Man sieht, daß eine Keileinlage 23 es ermöglicht, den Neigungswinkel der Vorderradgabel 10 gegenüber dem Lenkkopf 16 auf einfache Weise zu verändern. Zur Befestigung der Vorderradachse 36 können Hutmuttern 38 oder (nicht gezeichnete) Flügelmuttern dienen.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Halterung der Blattfedern 20 mit ihren oberen Enden 22 in verschiedener Höhe an den Trägern 24 bewirkt werden kann, indem diese eine Reihe von Schraublöchern 44 haben, denen Schraublöcher in entsprechenden Abständen in den Blattfedern 20 zugeordnet sind. Die Anordnung ermöglicht einen raschen Austausch in der jeweils gewünschten Höhe.

Aus dem Beispiel von Fig. 5a und 5b ist zu entnehmen, das die oberen Enden 22 der Blattfedern 20 in einem Schuh 25 festlegbar sind, der die eingesteckten Enden 22 übergreift. Im Ruhezustand der keilförmigen Blattfeder 20 sind Vorderseite 40 und Rückseite 48 in diesem Ausführungsbeispiel eben; die Verjüngung bewirkt eine gleichmäßige Verteilung der Biegemomente bei den auftretenden Belastungen. Die zugeordnete Fig. 5c zeigt mögliche Querschnittsformen. Gestrichelt bzw. strichpunktiert ist angedeutet, daß die Vorderseite 40 strömungsgünstig gewölbt und die Rückseite 48 gerippt bzw. verdickt sein kann, um hier eine größere Steifigkeit zu erzielen. Auch kann in einem schematisch angedeuteten Mittelbereich 46 (Fig. 5c oben) bereits ein weicheres Material vorhanden sein als an der Vorderseite 40.

Im Beispiel der Figur 15 ist angedeutet, daß man an der Vorderseite 40 der Vorderradgabel 10 einen Seilzug 42 zwischen einem Zugpunkt 41 und einem Exzenterhebel 43 anordnen kann, um der Blattfeder 20 eine einstellbare Vorspannung zu vermitteln.

Eine andere Möglichkeit der Vorspannung ergibt sich aus Fig. 16. Hierbei haben die Träger 24 abgewinkelte oder nach außen gebogene Enden, an denen die Blattfedern 20 mit ihren oberen Enden 22 befestigt sind, während ihre unteren Enden 28 die Winkelstücke 30 für die Lagerung der Vorderradachse 36 in fluchtender Anordnung haltern. Die erzeugte Vorspannung, die durch (nicht dargestellte) Querkeile an den Trägern 24 veränderbar ist, hat eine größere Steifigkeit mit entsprechend geändertem Fahrverhalten zur Folge.

Eine mögliche Ausführungsform des Hinterbaues H ist aus den Ansichten von Fig. 6a, 6b, 6c ersichtlich. Der Lenkkopf 16 ist mit einer Aufnahme 55 für eine Oberstrebe 56 versehen, die zumindest stückweise als Blattfeder ausgebildet und mit einer Verschraubung 84 daran befestigt ist. Vom Lenkkopf 16 geht ferner ein Unterrohr 58 aus, das zu einem Tretlager 60 am unteren Ende eines Sitzrohres 68 führt. Dieses hat oben ein Gelenk 80 mit einem T-Stück 81, welches ein Auflager für die durchgehende Oberstrebe 56 bildet. An dieser ist mittels einer Verschraubung 84 eine Stützplatte 69 für ein Stützrohr 78 festgelegt, das den Sattel 70 (Fig. 1) trägt.

Die Oberstrebe bzw. Blattfeder 56 verjüngt sich kontinuierlich zu ihrem freien Ende 57 hin, das mit einem Winkelstück 94 verschraubt ist, welches beiderseits je einen Gelenkkopf 76 einer Strebe 74 lagert, die zum hinteren Ende einer Hinterradgabel 66 führt, die am Tretlager 60 angelenkt ist (Fig. 1). Die Befestigung des Winkelstücks 94 am hinteren Ende der Oberstrebe bzw. Blattfeder 56 ist versetzbar, wie in

Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet, um die Federsteife und mithin das Fahrverhalten bedarfsgemäß zu verändern.

Die Lagerung der mit Ausfall-Enden 67 für die Achse des Hinterrades 72 versehenen Schwinge 66 ist aus Fig. 7a und 7b ersichtlich. Das Tretlager 60 ist am Gehäuse bzw. einer äußeren Muffe 61 mit dem Unterrohr 58 fest verbunden. Darin ist drehbar ein inneres Lagerrohr 62 angeordnet, welches die Tretlagerwelle 59 aufnimmt. Durch eine Aussparung tritt die Hinterradgabel 66 aus, welche um die Achse der Tretlagerwellen 59 indem durch die Aussparungsgröße vorgegebenen Winkelbereich schwenkbar ist. Mit der Tretlagerwelle 59 sind die Kurbeln 63 samt Pedalen 65 sowie ein Kettentrieb 64 verbunden. Auch ein (nicht gezeichneter) Kardanantrieb ist möglich.

Der allgemein mit R bezeichnete Rahmen schließt insbesondere am Lenkkopf 16 sowie am Tretlager 60 zum Unterrohr 58 einerseits und zum Sitzrohr 68 bzw. zur Oberstrebe 56 andererseits jeweils Versteifungen 100 ein, die doppelwandig ausgebildet und mit einer Fläche 88 fest verbunden oder einstückig sein können, welche für Designzwecke, als Werbefläche o.dgl. zur Verfügung steht.

Schematisch zeigt Fig. 8 den Kräfte- und Spannungsverlauf an einem vereinfacht skizzierten Fahrrad F, wobei der Übersicht halber die Bezugszahlen weggelassen sind. Trifft das Vorderrad auf einen Stein S, so wirkt eine Stoßkraft G über die Vorderradachse auf die Vorderradgabel ein. Diese ist mit einem Rücksprung B gegenüber der Radachse und in solchem Neigungswinkel angeordnet, daß sich ein Nachlauf N im typischen Bereich von 60 mm bis 75 mm ergibt. Im gezeichneten

Belastungsfall kann sich die Vorderradgabel am unteren Ende nach vorne biegen, so daß sich der Nachlauf elastisch verringert, wie das auch beim Bremsen der Fall ist.

Die Stoßkraft G teilt sich in eine senkrechte Komponente und in eine schräge Komponente, die zum Schwerpunkt * gerichtet ist. Dieser wird durch das Körpergewicht K mitbestimmt; auf den Lenkkopf wirkt daher eine Eingangslast E, und an der Hinterradachse greift eine Eingangslast E' an. Dort wird auch die Antriebskraft A wirksam, die sich dynamisch zu den statischen Kräften addiert. Mit einfachen Pfeilen sind Zug- und Druckspannungen an bzw. in den einzelnen Bestandteilen des Rahmens R angedeutet.

In der Gegenüberstellung von Fig. 9a und 9b zeigt sich der Unterschied des teilweise gelenkigen, gefederten Rahmens nach der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik. Man erkennt, daß der herkömmliche starre Rahmen Ausweichbewegungen kaum oder nicht zuläßt, wogegen die erfindungsgemäße gefederte Gelenkanordnung hohe Elastizität und Seitenstabilität kombiniert. Da die Federsteife in einfacher Weise durch Auswechseln der Oberstrebe bzw. Blattfeder 56 und/oder durch Versetzen des hinteren Gelenks 94/76 nach Wunsch eingestellt werden kann, erlaubt die erfindungsgemäße Konstruktion alle Varianten zwischen einer sehr weichen und einer beinahe starren Hinterradfederung.

Eine abgewandelte Bauform ist in Fig. 10 veranschaulicht. Die Anordnung entspricht allgemein derjenigen von Fig. 1, doch ist die Oberstrebe 56 hier als starr mit dem Sitzrohr 68 sowie dem Stützrohr 78 verbundenes Rohr ausgebildet. Der Rahmen R hat unterhalb des Sattels 70 eine z.B. als Lasche ausgebildete Aufnahme 82, an der z.B. durch Verschraubung 84 eine Kurzfeder 86 festlegbar ist. Diese ist eine breite Blattfeder, die sich zum freien Ende 87 hin verjüngt, an dem

das Winkelstück 94 für die Streben 74 versetzbar befestigt ist. Je nach Länge und Härte der Kurzfeder 86 lassen sich mit dieser Konstruktion des Hinterbaues H besonders für den Leistungssport geeignete Fahrradtypen verwirklichen.

Eine weitere Bauweise geht aus Fig. 11 hervor. Hierbei ist die Vorderrad- oder Sprunggabel 10 des Vorderteils V am Lenkkopf 16 mit einem geschlossenen Rahmen R verbunden, der eine integrale Kunststoff-Baugruppe sein kann. Dabei sind Verbindungs- und Lagerteile wie Lenkkopf 16, Tretlager 60, Sattel bzw. Sitzbank 70, Aufnahme 82 und Versteifungsteile 100 in den Rahmen R eingelassene Elemente. Einzelheiten gehen aus Fig. 12a und 12b hervor. Die Rahmenfläche 88 kann doppelwandig ausgebildet und mit eingesetzten Versteifungen 100 versehen sein. Die Aufnahme 82 ist besonders verankert, um die einsteckbare Kurzfeder 86 sicher zu haltern.

Zur Blockierung der Blattfeder 56 und analog der Kurzfeder 86 dient eine Sicherheits-Einrichtung, wofür Fig.13 und 14 ein Ausführungsbeispiel zeigen. Das Winkelstück 94 ist hierbei Bestandteil einer Sperre 90 und hat eine gerundete Ausnehmung, in welche eine ebenfalls gerundete Falle 97 als Rastelement eingreifen kann. Letztere ist von einer Feder 96 belastet und in einem Rohr 95, einem Balken o.dgl. geführt, das bzw. der am Sitzrohr 68 starr befestigt ist, wobei eine Versteifung z.B. in Form eines Knotenblechs vorgesehen sein kann. Ein Fangseil 98 beiderseits des (hier nicht gezeichneten) Hinterrades 72 sichert das Rohr 95 zusätzlich gegen Spitzenbelastungen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Wesentlich ist, daß die neue Vorderradfederung und die damit kombinierbare neuartige Hinterradfederung erhebliche mehr Gestaltungs-Spielraum bietet als die bisher bekannten Konstruktionen, wobei sowohl

größere Federwege als auch mehr Freiheitsgrade bei bedarfsweise einstellbarer Federhärte bzw. -steife bequem erzielbar sind. Fertigung und Montage sind einfach und kostengünstig. Vorhandene Fahrräder können nachträglich mit der neuartigen Vorderradgabel 10 ausgerüstet werden; ebenso ist es möglich, Rahmen-Umbausätze zu erstellen. In jedem Falle ergibt sich ein niedriges Gesamtgewicht, da Stoßdämpfer und komplizierte metallische Bauteile entfallen.

In einer bevorzugten Gestaltung lagert ein geneigter Lenkkopf 16 eines Fahrrads F lagert eine Vorderradgabel 10, die zwei zueinander parallele Torsionsstäbe bzw. -Stabgruppen oder breite, an Trägern 24 höhenverstellbar und/oder neigungsveränderlich befestigte Blattfedern 20 hat. Die Blattfedern 20 können aus sich abwärts kontinuierlich verjüngenden Ski-Abschnitten bestehen, einen kastenförmigen Querschnitt haben sowie rückseitig verstärkt und vorn strömungsgünstig profiliert sein. Eine Oberstrebe 56 des Rahmens R ist zumindest stückweise als breite Blattfeder ausgebildet, mit dem Sattel 70 fest verbunden und durch angelenkte Streben 74 an der Hinterradgabel 66 abgestützt, die um die Tretlager-Achse schwenkbar ist. Die am Sitzrohr 68 angelenkte Oberstrebe 56 reicht vom Lenkkopf 16 bis über das Hinterrad 72 oder nur bis zum Sattel 70. Ihr hinteres Ende 57 bzw. 87 ist über ein versetzbares Winkelstück 94 mit Gelenkköpfen 76 der Streben 74 verbunden. Z.B. am Stützrohr 78 kann eine Aufnahme 82 eine breite Kurzfeder 86 haltern. Eine Sperre 90 dient zum bedarfsweisen Blockieren der Blatt- bzw. Kurzfeder 56; 86. Ein flacher Kunststoffkörper 88 kann Oberstrebe 56, Unterrohr 58 und Sitzrohr 68 mit eingesetzten Verbindungs- und Lagerteilen 16, 61, 82 integrieren.

lie

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

?&Lgr;

a	Abstand	G	Stoßkraft	R Rahmen	102	Gehäuse/Muffe
A	Antriebskraft	H	Hinterbau	S Stein	104	(Innen-) Lagerrohr
B	Rücksprung	K	Körpergewicht V Vorderteil	106	Kurbel
E,E'	Eingangslast	L	Lenkkopf-Achse * Schwerpunkt		Kettentrieb
F	Fahrrad	N	Nachlauf		Pedale
10	Vorderradgabel		61	Hinterradgabel/Schwin
12	Vorderrad		62	Ausfall-Enden
14	Schaft		63	Sitzrohr
16	Lenkkopf		64	Stützplatte
18	Lenkstange		65	Sattel/Sitzbank
20	Blattfedern		66	Hinterrad
22	obere Enden		67	Streben
23	Keileinlage		68	Gelenkköpfe
24	Träger		69	Stützrohr
25	Schuh		70	Gelenk
26	Brücke		72	T-Stück
28	untere Enden		74	Lasche / Aufnahme
30	Winkelstücke		76	Verschraubung
32	Flanschflächen		78	Kurzfeder
34	Ausfall-Enden		80	freies Ende
36	Vorderradachse		81	(Werbe)-Fläche
38	Hutmutter		82	Sperre
40	Vorderseite		84	Seilzug
41	Zugpunkt		86	Winkelstück
42	Seilzug		87	Rohr / Balken
43	Exzenterhebel		88	Feder
44	Schraublöcher		90	Fall
46	Mittelbereich		92	Fangseil
48	Rückseite		94	Versteifungen
50	Bremsbügel		95	Stopdämpfer
52	Seilzug		96	Kugelkopf
54	Griff		97	Gelenk
55	Aufnahme		98
56	Oberstrebe/Blattfeder 100
57	freies Ende
58	Unterrohr
59	Tretlagerwelle
60	Tretlager

Claims (1)

1. 3.7

   Schutzansprüche

   1. Fahrrad (F), bestehend aus einem radgestützten Vorderteil (V) und einem radgestützten Hinterbau (H), die miteinander an einem Lenkkopf (16) gelenkig verbunden sind, welcher einen Schaft (14) für eine Lenkstange (18) sowie eine damit drehfest verbundene, geneigte Vorderradgabel (10) lagert und fester Bestandteil eines Rahmens (R) ist, der ein Tretlager (60) für ein Kurbel-Pedal-Paar (62,64) hat und eine Hinterradgabel (66) haltert, dadurch g ekennzeichnet, daß die Vorderradgabel (10) Torsionsstäbe oder breite Blattfedern (20) aufweist, die an Gabelkopf-Trägern (24) befestigt und an ihren unteren Enden (28) mit Vorderachs-Halterungen (30) versehen sind.

   2. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß zwei Torsionsstäbe bzw. -Stabgruppen oder Blattfedern (20) in einem durch die Vorderachs-Länge vorgegebenen Abstand (a) zueinander parallel an quer zur Lenkkopf-Achse (L) angeordneten Trägern (24) befestigt sind.

   3. Fahrrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen und unteren Ende des Lenkkopfes (16) je ein Träger (24) in Form eines Querbalkens vorhanden ist.

   4. Fahrrad nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (24) außen nach hinten abgewinkelt oder gebogen sind, so daß die Vorderseiten der Blattfedern (20) in erhabenem Winkel zueinander stehen.

   r-ia

   5. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g ekennzeichnet, daß jede Blattfeder (20) eine Reihe von Schraublöchern (44) zur verstellbaren Befestigung an den Trägern (24) - beispielsweise mittels Schloßschrauben - aufweist.

   6. Fahrrad nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch g ekennzeichnet, daß zumindest ein oberer Träger (24) als metallischer Schuh ausgebildet ist, der die oberen Enden (22) der Blattfedern (20) vorzugsweise formschlüssig aufnimmt.

   7. Fahrrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Blattfedern (20) am Lenkkopf (16) neigungsveränderlich ist, bevorzugt durch Unterfüttern mit einer keilförmigen Einlage (23) in einem Schuh (25).

   8. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g ekennzeichnet, daß die Blattfedern (20) im Ruhezustand im wesentlichen gerade bzw. eben sind und ihre Dickenabmessung zur Vorderachse (36) hin abnimmt.

   9. Fahrrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (20) aus sich abwärts verjüngenden kontinuierlich Ski-Abschnitten bestehen oder wie solche ausgebildet sind.

   10. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g ekennzeichnet, daß die Blattfedern (20) einen kasten- oder linsenförmigen Querschnitt haben, gegebenenfalls mit rückseitiger Verstärkung, und/oder daß die Blattfedern (20) zumindest an ihrer Vorderseite (40) strömungsgünstig profiliert sind.

   11. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g ekennzeichnet, daß die Blattfedern (20) aus korrosionsfestem Verbundmaterial bestehen, namentlich aus bzw. mit glasfaserverstärkten Kunststoffschichten.

   12. Fahrrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (20) an der Vorderseite (40) und/oder in einem daran anschließenden vorderen Innenbereich eine größere Federsteife als im tieferen Mittelbereich (46) und/oder an der Rückseite (48) aufweisen, namentlich indem vorne härteres Material mit weicherem Material hinten zu einem Verbundkörper vereinigt ist.

   13. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g ekennzeichnet, daß die Blattfedern (20) vorspannbar sind, beispielsweise mittels eines an ihrer Vorderseite (40) angeordneten Seilzuges (42), eines Stellbügels o.dgl.

   14. Fahrrad nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderachs-Halterungen (30) als Winkelstücke ausgebildet sind, vorzugsweise jeweils mit einem Ausfall-Ende (34) an einer radparallelen inneren Flanschfläche (32).

   15. Fahrrad insbesondere nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Rahmen (R) aus Oberstrebe (56), Unterrohr (58), Sitzrohr (68) mit Sattel (70) und einer vom Tretlager (60) ausgehenden Hinterradgabel (66) besteht, die durch Streben (74) beiderseits des Hinterrades (72) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberstrebe (56) zumindest stückweise als breite Blattfeder ausgebildet, mit dem Stützrohr (78) fest verbunden und über angelenkte Streben (74) an der Hinterradgabel (66) abgestützt ist, die bevorzugt

   als Schwinge ausgebildet und um die Tretlager-Achse schwenkbar ist.

   16. Fahrrad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sattel (70) mit der Oberstrebe (56) einstückig ist, z.B. in Form eines gepolsterten Verbundkörpers .

   17. Fahrrad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sattel (70) ausziehbar an einem Stützrohr (78) gehaltert ist, das insbesondere mittels einer Stützplatte (69) mit der Oberstrebe (56) starr verbundenen ist.

   18. Fahrrad nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch g ekennzeichnet, daß die Oberstrebe (56) an einem Gelenk (80) mit dem Sitzrohr (68) verbunden ist.

   19. Fahrrad nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch g ekennzeichnet, daß die Oberstrebe (56) vom Lenkkopf (16) bis über das Hinterrad (72) reicht und an oder nahe ihrem hinterem Ende mit Gelenkköpfen (76) der Streben (74) verbunden ist.

   20. Fahrrad, insbesondere nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Rahmen (R) aus Oberstrebe (56), Unterrohr (58), Sitzrohr (68) mit Sattel (70) und einer vom Tretlager (60) ausgehenden Hinterradgabel (66) besteht, die durch Streben (74) beiderseits des Hinterrades (72) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberstrebe (56) vom Lenkkopf (16) bis zum Sattel (70) reicht, hinter oder unter dem z.B. am Stützrohr (78) eine Lasche oder Aufnahme (82) zum Befestigen einer an den Streben (74) angelenkten breiten Kurzfeder (86) angeordnet ist.

   21. Fahrrad nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch g ekennzeichnet, daß die Blattfeder (56) und/oder die Kurzfeder (86) blockierbar ist, namentlich mittels einer durch einen Seilzug (92) betätigbaren, an der Feder-Unterseite angeordneten Sperre (90).

   22. Fahrrad nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre (90) ein am freien Ende (57; 87) der Blatt- bzw. Kurzfeder (56; 86) befindliches Winkelstück (94) und wenigstens eine an einem festem Rohr (95), Balken o.dgl. gehaltene, federbelastete Falle (97) aufweist, an welcher der Seilzug (92) angreift.

   23. Fahrrad nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß an oder nahe der Sperre (90) beiderseits des Hinterrades (72) je ein Fangseil (98) angreift, das am Sitzrohr (68) nahe dem Tretlager (60) verankert ist.

   24. Fahrrad nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch g ekennzeichnet, daß die Oberstrebe (56) am Lenkkopf (16) und/oder sattelseitig lösbar befestigt ist, vorzugsweise durch Verschraubung (84) oder durch Steck-Schnellverschluß.

   25. Fahrrad nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch g ekennzeichnet, daß die Streben (74) höhenverstellbar sind.

   26. Fahrrad nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (74) gelenkkopfseitig starr miteinander verbunden sind vorzugsweise durch ein &Pgr;-Profil, ein Winkelstück (94) o.dgl.

   ⁴ 22

   27. Fahrrad nach Anspruch 19, Anspruch 20 oder Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkköpfe (76) der Streben (74) von dem freien Ende (57), 87) der Blatt- bzw. Kurzfeder (56, 86) weg versetzbar sind.

   28. Fahrrad nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch g ekennzeichnet, daß der Rahmen (R) eine geschlossene Fläche (88) aufweist oder bildet, bevorzugt ein ebenes Blech oder Drahtgitter, eine Kunststoffplatte oder ein Verbundmaterial zwischen Unterrohr (58) und Sitzrohr (68).

   29. Fahrrad nach einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch g ekennzeichnet, daß der Rahmen (R) ein Oberstrebe (56), Unterrohr (58) und Sitzrohr (68) integrierender Kunststoffkörper mit eingesetzten Verbindungs- und Lagerteilen (16, 61, 82) ist.

   30. Fahrrad nach einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch g ekennzeichnet, daß in Innenbereichen das Rahmens (R) Versteifungselemente (100) vorhanden sind, insbesondere in Winkelbereichen zwischen dem Lenkkopf (16) und der Oberstrebe (56) und/oder dem Unterrohr (58), zwischen letzterem und dem Sitzrohr (68) und/oder entlang diesem an der Aufnahme (82).

   31. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß an einem unteren Gabelkopf-Träger (24) oder an einer darunter befindlichen, z.B. als Halterung für einen Bremsbügel (50) dienenden Brücke (26) mittig ein Stoßdämpfer (102) angelenkt ist, der sich am Rahmen-Unterrohr (58) gelenkig abstützt.