DE4446756A1 - Stoßdämpfermechanismus für die Vorderradgabel von Fahrrädern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft den Aufbau eines Federungssystems bei einem Rohrschenkel einer Vorderradgabel eines Fahrrades gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit der DE 94 00 166 ist ein Stoßdämpfermechanismus bekannt geworden, der eine Kombination aus Stoßdämpferfeder mit Gummiringen und Halteblock besteht, wobei die Dämpfung über die Reibung am zylindrischen Innenteil stattfindet, das eine Reibungsauskleidung trägt. Die Abwesenheit von Dämpfungsflüssigkeit vereinfacht das System, bringt aber Nachteile hinsichtlich Losbrechkraft und Dämpfung.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Federungssystem zum Einbau in einen Rohrschenkel für eine teleskopartige Vorderradgabel für Fahrräder zu schaffen, welches dem Federungskomfort besonders im Bereich der kleinen Federwege durch weiches Ansprechen der Federung sowie durch geringe Losbrechkräfte verbessert.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen beschrieben.

Anhand einer Funktionsskizze wird ein Ausführungsbeispiel eines Rohrschenkels einer teleskopartigen Vorderradgabel für Fahrräder beschrieben.

Die Figur zeigt einen Rohrschenkel einer teleskopartigen Vorderradgabel für Fahrräder mit einem oberen und einem unteren zylindrischen Gehäuse, welche über ein Federungssystem gegeneinander vorgespannt sind.

Wird der komplette Rohrschenkel einer teleskopartigen Vorderradgabel für Fahrräder mit 1 bezeichnet, so besteht dieser aus einem oberen zylindrischen Gehäuse 2 und aus einem unteren zylindrischen Gehäuse 8, wobei eine teleskopartige Vorderradgabel aus zweien solcher Rohrschenkel 1 besteht, die über eine Brücke 18 verbunden sind, und wobei diese Brücke 18 mit dem Rahmen des Fahrrades und somit mit dem ungefederten Teil des Fahrrades verbunden ist. Die beiden zylindrischen Gehäuse 2 und 8 sind teilweise koaxial ineinander geschoben und gegeneinander verschiebbar, wobei zumeist eine Gleitlagerung aus Gleitringen 17 für geringe Reibung bei diesen Bewegungen sorgt. Die Gleitringe 17 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel fest mit der äußeren Zylinderfläche 7 des oberen zylindrischen Gehäuses 2 verbunden und gleiten auf einer inneren Zylinderfläche 9 im unteren zylindrischen Gehäuse 8, wobei auf eine gute Gleitpaarung im Hinblick auf das Material der Reibpartner und auf gute Oberflächenbeschaffenheit der inneren Zylinderfläche 9 geachtet werden muß. Innerhalb vorzugsweise des oberen zylindrischen Gehäuses 2 ist ein Federungssystem angeordnet, das aus mindestens einer Tragfeder 14 und einer Zusatzfeder 19 besteht. Die Tragfedern 14 und die Zusatzfeder 19 sind in Reihe übereinander angeordnet und bestehen vorzugsweise aus einem kompressiblen, elastischen, geschäumten, zelligen Elastomer, wobei die Federrate der Zusatzfeder 19 kleiner ist als die der Tragfeder 14. Das untere zylindrische Gehäuse 8 weist neben einem Auge 12 zur Befestigung der Achse eines Vorderrades eines Fahrrades ein Tragrohr 10 auf, das am oberen Ende mit einem Anschlagbund 11 versehen ist, welcher als axiale Abstützung für die Zusatzfeder 19 dient. Die Tragfedern 14 liegen konzentrisch aneinander, wobei sie durch einen Führungsring 15 in ihrer Position sowohl zueinander als auch zu einer inneren Zylinderfläche 6 des oberen zylindrischen Gehäuses 2 gehalten werden.

Die Führungsringe 15 sind aus Kunststoffmaterial und gleiten bei Bedarf ohne größeren Widerstand auf der inneren Zylinderfläche 6 ab. Als Widerlager für die Vorspannkräfte aus den Tragfedern 14 des Federungssystems ist ein Anschlagring 5 mit dem oberen zylindrischen Gehäuse 2 verbunden, wobei der Anschlagring 5 zur Herstellung der Ruhelage über eine Feder in Ausfederrichtung 13 an den Anschlagbund 11 herangezogen wird. Zwischen der Zusatzfeder 19 und den Tragfedern 14 ist zur Herstellung genauer Vorspannverhältnisse ein Käfig 16 mit einem rohrförmigen Fortsatz 20 angeordnet, welcher mit seiner endseitigen Kreisringfläche mittels eines Weichanschlages 21 am Anschlagring 5 unter Vorspannung anliegt. Diese Vorspannung wird von den Tragfedern 14 erzeugt, die sich nach der axial gegenüberliegenden Seite an einer Vorspannschraube 3 abstützen, wobei die Zusatzfeder 19 dieser Kraftrichtung entgegenwirkt, da sich diese gegen das Tragrohr 10 abstützt und an der anderen Seite des Käfigs 16 angreift. Die Kraft der Zusatzfeder 19 ist wegen der geringeren Vorspannung und wegen der gerin­ gen Federrate im Ruhezustand kleiner als die der Tragfeder 14, was sich bei der Auslegung der Federn 19 und 14, aber vor allem durch die Länge des rohrförmigen Fortsatzes 20 erreichen läßt. Die Vorspannschraube 3 ist unterschiedlich tief in das obere zylindrische Gehäuse 2 einschraubbar, wodurch sich die Vorspannung der Tragfedern 14 in Grenzen einstellen läßt.

Wird das Fahrrad auf einer Fahrbahn mit Unebenheiten von geringer Höhe gefahren, so wird die Zusatzfeder 19 beim Einfedern zusammengepreßt, wobei sich das obere zylindrische Gehäuse 2 und das untere zylindrische Gehäuse 8 ineinander schieben und wobei sich der Anschlagbund 11 aus seiner vorgespannten Lage gegenüber dem Anschlagring 5 und dem Feder in Ausfederrichtung 13 löst. Bei den so beschriebenen geringen Federwegen des Federungssystems können die Tragfedern 14 nicht zum Einsatz kommen und der rohrförmige Fortsatz 20 des Käfigs 16 bleibt gegenüber dem Anschlagring 5 an Ort und Stelle. Erst bei größeren Federwegen auf stark unebener Fahrbahn wird die Zusatzfeder 19 auf ihre Blocklänge zusammengepreßt und die Kraft wird von der Zusatzfeder 19 an den Führungskäfig 16 weitergegeben, der sich dann aus seiner durch den rohrförmigen Fortsatz 20 definierten Position löst, wenn die durch die Tragfedern 14 erzielte Vorspannkraft durch die Tragkraft überschritten wird. Jetzt werden die Tragfedern 14 zusammengepreßt bis zu einem Federweg, der den oberen Kulminationspunkt des Kraftverlaufes oder die maximal mögliche Zusammendrückbarkeit der Tragfedern 14 markiert. Läßt die von den Fahrbahnunebenheiten erzeugte Kraft nach, so wird zunächst der rohrförmige Fortsatz 20 auf Anschlag mit dem Anschlagring 5 und so dann der Anschlagbund 11 auf Anschlag mit dem Anschlagring 5 über die Feder in Ausfederrichtung 13 gedrückt.

Zur Zentrierung aller am Federungssystem beteiligten Elemente kann eine Führungsstange 4 zentral angeordnet sein, die von der Vorspannschraube 3 in das Innere des Tragrohres 19 reicht.

Von Vorteil ist die Verwendung eines Gleitmittels, beispielsweise Dämpferöl, das die Beweglichkeit aller am Federungssystem beteiligten Elemente verbessert.

Die bereits erwähnte Einstellbarkeit der Tragfähigkeit des Federungssystems durch die verschieden tief eingeschraubte Vorspannschraube 3 bewirkt einen Vorspannbereich der Tragfeder 14, der noch erweiterungsfähig ist durch den Austausch der Tragfedern 14 unter Verwendung von solchen mit höherer oder niedrigerer Federrate. Es hat sich gezeigt, daß es von Vorteil ist, für verschieden schwere Fahrer mehrere Sätze von Tragfedern 14 mit unterschiedlichen Federraten bereitzustellen, um den Komfort der Federung vergleichbar zu gestalten.

Claims (7)

1. Rohrschenkel (1) einer Vorderradgabel eines Fahrrades, umfassend

• - ein mit einer Brücke (18) verbundenes oberes zylindrisches Gehäuse (2)
• - eine den oberen Abschluß des oberen zylindrischen Gehäuse (2) bildende und mehr oder weniger tief in das obere zylindrische Gehäuse (2) einschraubbare Vorspannschraube (3)
• - ein unteres zylindrisches Gehäuse (8) mit einem koaxial zu diesem angeordneten Tragrohr (10)
• - mindestens einen Gleitring (17)
• - eine zwischen mit dem oberen zylindrischen Gehäuse (2) und dem unteren zylindrischen Gehäuse (8) wirkende Feder in Ausfederrichtung (13) sowie
• - ein Federungssystem,

dadurch gekennzeichnet, daß das Federungssystem aus mindestens einer Tragfeder (14), mindestens einem Führungsring (15), mindestens einem Käfig (16) sowie mindestens einer Zusatzfeder (19) besteht, wobei die Tragfedern (14) und der Käfig (16) hintereinander mit Vorspannung zwischen der Vorspannschraube (3) und einem Anschlagring (5) im oberen zylindrischen Gehäuse (2) angeordnet sind, und wobei die Zusatzfeder (19) von der Vorspannung der Tragfedern (14) abgekoppelt die Wirkverbindung als Druckfeder zum unteren zylindrischen Gehäuse (8) herstellt.

2. Rohrschenkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfedern (14), die Zusatzfeder (19) sowie die Feder in Ausfederrichtung (13) aus einem kompressiblen, elastischen, geschäumten, zelligen Elastomer bestehen.

3. Rohrschenkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federrate der Zusatzfeder (19) geringer ist als die der Tragfeder (14).

4. Rohrschenkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beweglichkeit des Federungssystems durch ein Gleitmittel erhöht ist.

5. Rohrschenkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (16) einen rohrartigen Fortsatz (20) aufweist, der die Vorspannung der Tragfedern (14) und die Vorspannung der Zusatzfeder (19) trennt.

6. Rohrschenkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslegung des Federungssystems auf hohes oder niedriges Fahrzeuggewicht durch die Wahl von Tragfedern (14) mit hoher oder niedriger Federrate variierbar ist.