DE102008011364A1

DE102008011364A1 - Fahrrad Hinterradfederungssystem mit virtuellem Drehpunkt der Schwinge und schwimmenden Feder-Dämpfer-Element

Info

Publication number: DE102008011364A1
Application number: DE102008011364A
Authority: DE
Inventors: Robert Krauss; Markus Zander
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2009-09-10

Abstract

Ein Fahrradrahmen mit Hinterradfederung (Abbildung 1), bestehend aus einem vorderen Rahmendreieck (Hauptrahmen), umfassend in Steuerrohr (8), Sitzrohr (5), Tretlager (10), Unter- und Oberrohr (9; 7) und einem hinteren Rahmendreieck, umfassend ein Paar von Sitz- und Kettenstreben (2; 3) und Ausfallenden (1), an denen das Hinterrad montiert ist. Des Weiteren umfasst der Fahrradrahmen zwei Wippen (6; 11), mit denen das hintere Rahmendreieck am Hauptrahmen beweglich gelagert ist. Eine untere Wippe (11), welche nach Abbildung 1 beim Einfedern des hinteren Rahmendreiecks gegen den Uhrzeigersinn rotiert und eine obere Wippe (6), welche nach Abbildung 1 beim Einfedern im Uhrzeigersinn rotiert. Beide Wippen weisen 3 Anlenkpunkte auf. Einen Anlenkpunkt der drehbar mit dem Hauptrahmen verbunden ist, ein Anlenkpunkt der drehbar mit dem hinteren Rahmendreieck verbunden ist und einen Anlenkpunkt der drehbar mit einem Feder-Dämpfer-Element (4) verbunden ist. Das Feder-Dämpfer-Element (4) ist somit mit einem Ende an der oberen Wippe (6) drehbar verbunden und mit dem anderen Ende an der unteren Wippe drehbar verbunden. Beim Einfedern des hinteren Rahmendreiecks wird das Feder-Dämpfer-Element (4) somit von beiden Seiten angelenkt und komprimiert.

Description

Ein Fahrradrahmen mit Hinterradfederung (1) bestehend aus einem vorderen Rahmendreieck (Hauptrahmen) umfassend in Steuerrohr (8), Sitzrohr (5), Tretlager (10), Unter- und Oberrohr (9; 7) und einem hinteren Rahmendreieck umfassend ein Paar von Sitz- und Kettenstreben (2; 3) und Ausfallenden (1) an denen das Hinterrad montiert ist. Des weiteren umfasst der Fahrradrahmen 2 Wippen (6; 11) mit denen das hintere Rahmendreieck am Hauptrahmen beweglich gelagert ist.
Eine untere Wippe (11) welche in 1 beim Einfedern des hinteren Rahmendreiecks gegen den Uhrzeigersinn rotiert und eine obere Wippe (6) welche in 1 beim Einfedern im Uhrzeigersinn rotiert.
Beide Wippen weisen 3 Anlenkpunkte auf. Einen Anlenkpunkt der drehbar mit dem Hauptrahmen verbunden ist, ein Anlenkpunkt der drehbar mit dem hinteren Rahmendreieck verbunden ist und einen Anlenkpunkt der drehbar mit einem Feder-Dämpfer-Element (4) verbunden ist.
Das Feder-Dämpfer-Element (4) ist somit mit einem Ende an der oberen Wippe (6) drehbar verbunden und mit dem anderen Ende an der unteren Wippe drehbar verbunden. Beim Einfedern des hinteren Rahmendreiecks wird das Feder-Dämpfer-Element (4) somit von beiden Seiten angelenkt und komprimiert. Eine solche Anlenkung des Dämpfers wird im Allgemeinen als schwimmende Dämpferanlenkung bezeichnet.
Eine schwimmende Dämpferanlenkung ist zum Beispiel auch aus Gebrauchsmusterschrift DE 20217875 U1 bekannt. Allerdings bezieht sich diese Gebrauchsmusterschrift auf ein System was als Mehr- oder Viergelenker bekannt ist. Der Hebelmechanismus ist deutlich unterschiedlich und der Dämpfer wird im Gegensatz zu dem hier beschriebenen System zwischen einer oberen Wippe und den Kettentreben angelenkt. Das hier beschriebene Federungssystem beschreibt im Gegensatz dazu eine schwimmende Feder-Dämpfer-Element Anordnung bei einem Hinterradfederungssystem was im Allgemeinen als Federung mit virtuellem Drehpunkt bezeichnet wird.
Ein solches Hinterradfederungssystem ist aus US Patent 6,488,301 bekannt allerdings ohne die schwimmende Dämpferanordnung, außerdem ist die Anordnung der Wippen des hier beschrieben Hinterrad Federungssystems ist von US Patent 6,488,301 unterschiedlich. Die Achse des Hinterrads, bei dem hier beschriebenen Hinterradfederungssystems (im Gegensatz zu US Patent 6,488,301 ), bewegt sich beim Einfedern entlang eines Pfades der im unteren Teil einen gemittelten Radius aufweist der kleiner ist als im oberen Teil des Pfades, siehe hierzu 5 und 6. Wie deutlich zu erkennen ist, ist der gemittelte Radius der Raderhebungskurve im unteren Teil des Federwegs kleiner als im oberen Teil. US Patent 6,488,301 bezieht sich auf ein Hinterradfederungssystem bei dem sich das Hinterrad auf einem ausgewiesenen Pfad bewegt. Dieser hat im unteren Teil einen größeren gemittelten Radius als im oberen Teil des Pfades.
Die Wippen des erfindungsgemäßen Federungssystems sind so angeordnet dass eine möglichst gleich bleibende oder wachsende Verlängerung der Kettenstrebe beim Einfedern eintritt. (unterschiedlich zu US Patent 6,488,301 ) Als Kettenstrebenlänge wird der Abstand zwischen Tretlagerachse und Hinterradachse bezeichnet. Diese Variable wird im Folgenden als KSL bezeichnet. Das Rad bewegt sich als Antwort auf eine Kompression auf einen Kreisbahn nach oben und nach vorne. Der Abstand zwischen Start- und Endpunkt der Hinterradachse beim Einfedern wird als Variable F bezeichnet. Beim Einfedern wächst somit Variable F und KSL an. Da die Kettenstrebenverlängerung entweder möglichst konstant bleibt oder über den Federweg leicht anwachst ist das Ableitungsverhältnis d(KSL)/d(F) über den Federweg konstant oder eine Kurve mit positiver Steigung.
Dadurch wird besonders effektives Pedalieren ermöglicht. Die Verlängerung der Kettenstrebe wirkt der Verlängerung der oberen Kettenlinie (Länge der Kette zwischen vorderen Kettenblatt und hinterem Ritzel) beim Einfedern entgegen so dass diese beim Einfedern nicht durchhängt oder gestreckt wird. Beim Pedalieren merkt der Fahrer somit keine Kräfte die von der Federung über die Kette auf die Pedale übertragen werden. Allerdings kann die Federung nur für ein bestimmtes eingelegtes Gangverhältnis der Kettenschaltung optimiert werden, so dass nur in diesem Gangverhältnis keine Einflüsse der Federung auf die Pedale vorhanden sind. Das erfindungsgemäße Federungssystem wird auf einen mittleren eingelegten Gang optimiert der sich zwischen höchsten und niedrigsten Gang befindet.
Das Feder-Dämpfer-Element wird durch die erfindungsgemäße schwimmende Anlenkung linear angelenkt. Wird die Kompression des Feder-Dämpfer-Elements mit der Länge L beschrieben, so verursacht eine gleich bleibende Änderung in F auch eine gleich bleibende Änderung L. (siehe 4) Das Ableitungsverhältnis d(L)/d(F) ist somit annähernd konstant über den gesamten Federweg. Dies ermöglicht eine besonders Effektive Nutzung des gesamten Federweges. Außerdem wirkt sich beim Einsatz von Luftgefederten Dämpferelement, die im Allgemeinen eine hohe Progressivität über ihren Federweg besitzen, diese nicht so stark auf die Fahreigenschaften des Fahrrads aus wie bei einem Fahrrad mit progressiv angelenktem Dämpfer.
Beschreibung der Zeichnungen
1 & 2 zeigen den erfindungsgemäßen Fahrradrahmen in Seitenansicht, den Fahrradrahmen mit Hinterradfederung bestehend aus einem vorderen Rahmendreieck (Hauptrahmen) umfassend ein Steuerrohr (8), Sitzrohr (5), Tretlager (10), Unter- und Oberrohr (9; 7) und das hintere Rahmendreieck umfassend ein Paar von Sitz- und Kettenstreben (2; 3) und Ausfallenden (1) an denen das Hinterrad montiert ist. Des weiteren umfasst der Fahrradrahmen 2 Wippen (6; 11) mit denen das hintere Rahmendreieck am Hauptrahmen beweglich gelagert ist. Zwischen den Wippen ist das Feder-Dämpfer-Element (4) schwimmend gelagert.
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Hebelmechanismus der erfindungsgemäßen Hinterradfederung. Die untere Wippe (11) mit den drei Anlenkpunkten (A1, A2, A3) und die obere Wippe mit den 3 Anlenkpunkten (A4, A5, A6). Anlenkpunkt A1 verbindet untere Wippe drehbar mit dem Feder-Dämpfer-Element (4), Anlenkpunkt A2 verbindet untere Wippe drehbar mit Hauptrahmen, Anlenkpunkt A3 verbindet untere Wippe drehbar mit hinterem Rahmendreieck, Anlenkpunkt A4 verbindet obere Wippe drehbar mit Hauptrahmen, Anlenkpunkt A5 verbindet obere Wippe drehbar mit hinterem Rahmendreieck und Anlenkpunkt A6 verbindet die obere Wippe drehbar mit dem Feder-Dämpfer-Element (4).
4: Das Feder-Dämpfer-Element wird durch die erfindungsgemäße schwimmende Anlenkung linear angelenkt. Wird die Kompression des Feder-Dämpfer-Elements mit der Länge L beschrieben, so verursacht eine gleich bleibende Änderung in F auch eine gleich bleibende Änderung L.
5 & 6 zeigt wie sich die Achse des Hinterrads beim Einfedern entlang eines Pfades bewegt der im unteren Teil einen gemittelten Radius aufweist der kleiner ist als im oberen Teil des Pfades.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 20217875 U1 [0005]
- US 6488301 [0006, 0006, 0006, 0006, 0007]

Claims

Ein Fahrradrahmen mit Hinterradfederung (1) bestehend aus einem vorderen Rahmendreieck (Hauptrahmen), einem hinteren Rahmendreieck und 2 Wippen (1 _ 6; 11) mit denen das hintere Rahmendreieck am Hauptrahmen beweglich gelagert ist. Bei welchem des Weiteren die untere Wippe (11) nach 1 beim Einfedern des hinteren Rahmendreiecks gegen den Uhrzeigersinn rotiert und die obere Wippe (6) nach 1 beim Einfedern im Uhrzeigersinn rotiert. Des Weiteren weisen beide Wippen des erfindungsgemäßen Fahrradrahmens 3 Anlenkpunkte auf. Einen Anlenkpunkt der drehbar mit dem Hauptrahmen verbunden ist, ein Anlenkpunkt der drehbar mit dem hinteren Rahmendreieck verbunden ist und einen Anlenkpunkt der drehbar mit einem Feder-Dämpfer-Element (4) verbunden ist. Das Feder-Dämpfer-Element (4) ist somit mit einem Ende an der oberen Wippe (6) drehbar verbunden und mit dem anderen Ende an der unteren Wippe drehbar verbunden. Beim Einfedern des hinteren Rahmendreiecks wird das Feder-Dämpfer-Element (4) somit von beiden Seiten angelenkt und komprimiert.
Ein Fahrrad Federungssystem nach Anspruch 1 bei dem sich die Achse des Hinterrads beim Einfedern entlang eines Pfades bewegt der im unteren Teil einen gemittelten Radius aufweist der kleiner ist als im oberen Teil des Pfades.
Ein Fahrrad Federungssystem nach Anspruch 2 bei dem die Wippen so angeordnet sind dass eine möglichst gleich bleibende oder wachsende Verlängerung der Kettenstrebe beim Einfedern eintritt. Als Kettenstrebenlänge wird der Abstand zwischen Tretlagerachse und Hinterradachse bezeichnet. (Variable KSL). Der Abstand zwischen Start- und Endpunkt der Hinterradachse beim Einfedern wird als Variable F bezeichnet. Das Ableitungsverhältnis d(KSL)/d(F) ist über den Federweg konstant oder eine Kurve mit positiver Steigung.
Ein Fahrrad Federungssystem nach Anspruch 3 beim dem der Dämpfer im Wesentlichen senkrecht über dem Tretlager montiert ist.
Ein Fahrrad Federungssystem nach Anspruch 4 bei dem die obere Wippe an einem Punkt am Hauptrahmen beweglich gelagert ist der vor einer gedanklichen Linie zwischen Tretlagerachse und Sattel liegt.
Ein Fahrrad Federungssystem nach Anspruch 5 bei dem die obere Wippe so montiert ist, dass eine Linie zwischen Hauptrahmenanlenkpunkt und Anlenkpunkt des hinteren Rahmendreiecks im nicht eingefederten Zustand des Federungssystems einen Winkel zur Senkrechten von bis zu +/–20° aufweist.
Ein Fahrrad Federungssystem nach Anspruch 6 bei dem der untere Hebel an einem Punkt in Tretlagernähe am Hauptrahmen montiert ist. Dieser Punkt liegt vor einer gedanklichen Linie zwischen Tretlagerachse und Sattel.
Ein Fahrrad Federungssystem nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet dass der Dämpfer annähernd linear angelenkt wird. Ein gleiche Änderung des Abstandes F verursacht immer eine gleiche Änderung des Abstandes L. Das Ableitungsverhältnis d(L)/d(F) ist somit annähernd konstant.