DE9215744U1

DE9215744U1 - Federungseinrichtung für ein Zweirad

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Publication number: DE9215744U1
Application number: DE9215744U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-17
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 1993-05-13
Anticipated expiration: 2002-08-18

Description

DEG-32332

Erwin Keuschnigg

Federungseinrichtung für ein Zweirad

Die Erfindung betrifft eine Federungseinrichtung für ein Zweirad, insbesondere zur Federung des Sattels oder des Lenkers eines Fahrrades.

Bekannt sind Federungen für Sättel hauptsächlich im Bereich motorisierter Zweiräder, insbesondere Mofas und Mopeds, um die bei höherer Geschwindigkeit durch Bodenunebenheiten verursachten Stöße auf den Sattel bzw. den Fahrer abzumildern. Darüber hinaus ist auch die aufwendige Federung des Rahmens gegenüber der Radachsen bei Motorrädern üblich.

Bei Fahrrädern ist die Federung des Sattels abgesehen von der im Inneren des Sattels angebrachten Federn zwar bekannt, aber relativ unüblich, zum einen wegen der bei den niedrigen Geschwindigkeiten auftretenden geringeren Stoßkräfte und zum anderen wegen der durch den Einbau einer Federung bewirkten Verteuerung des Fahrrades.

Bisher wird eine Federung des Fahrzeuglenkers ebenfalls aus den oben genannten Gründen und wegen des relativ hohen technischen Aufwandes nicht vorgesehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Federungseinrichtung für ein Fahrrad, insbesondere zur Federung des Sattels oder des Lenkers eines Fahrrades, vorzusehen, die baulich einfach und unkompliziert zu montieren ist und die keine übermäßigen Umbauten am Fahrzeug erfordert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung ist darin zu sehen, daß diese durch die Verwendung von erfindungsgemäßen Drehgelenken einfach aufgebaut und geführt werden kann und einen sehr kompakten Aufbau und damit geringen Einbauraum aufweist. Die einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung sind ferner leicht zu fertigen und im Fall von Beschädigung einfach auszutauschen. Eine besonders wirksame Federung läßt sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Torsionsfederelements erreichen, die eine Reihe von Vorteilen ermöglicht, die mit herkömmlichen Federungseinrichtungen nicht oder nur unzureichend erreichbar sind. So hat ein mit einer Elastomerlage ausgestattetes Torsionsfederelement ein progressives Ansprechverhalten, was bei einer Zweiradfederung sehr erwünscht ist, um ein "Durchschlagen" der Federung zu vermeiden. Ferner hat diese Ausbildung ein sehr gutes Dämpfungsverhalten, wodurch ein unerwünschtes Nachfedern weitgehend unterdrückt werden kann und damit der Fahrkomfort verbessert ist.

Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 hat den Vorteil, daß bei Verwendung von mehreren Torsionsfederelementen diese durch die Schaltvorrichtung einzeln außer Eingriff gebracht werden können, so daß die Federhärte des Gesamtsystems auf sehr einfache Weise verstellbar ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn bei Verwendung von zwei oder mehreren Torsionsfederelementen diese mit unterschiedlichen Federhärten gefertigt werden, so daß durch wahlweise Ausschaltung einzelner oder mehrerer Torsionsfederelemente quasi eine Abstufung der Federhärte an unterschiedliche Fahrergewichte oder Straßenverhältnisse erreichbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrrades, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung II gemäß Fig. 1, und Fig. 3 eine Ansicht eines Torsionsfederelementes in

Axialrichtung,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Ausführung des Federungselementes,

Fig.5 das Federungselement von Fig.4 in Draufsicht, Fig.6 das Federungselement von Fig.4 von hinten, Fig.7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Federungseinrichtung, und

Fig. 8 einen Axialschnitt durch eine Torsionsfedersperre.

In Fig. 1 ist schematisch ein Fahrrad 1 dargestellt, das im wesentlichen aus einem Rahmen 2, zwei Rädern 3, einem nur angedeuteten Antriebsgetriebe 4 für das Hinterrad, einem Sattel 5 sowie einem Lenker 6 besteht. Es sind sowohl der Sattel 5 als auch der Lenker 6 über je eine erfindungsgemäße Federungseinrichtung 7a und 7b am Rahmen 2 angebracht. Die Federungseinrichtung 7a zur Aufhängung des Sattels 5 besteht im wesentlichen aus einem axial im Rahmen verschiebbaren Trägerrohr 8, an dem zwei Torsionsfederelemente 9a und 9b angebracht sind. Diese Torsionsfederelemente 9 sind, wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, aus zwei konzentrischen Ringen 10 und 11 aufgebaut, wobei deren ringförmiger Zwischenraum mit einem Elastomer 12 ausgefüllt ist, das vorzugsweise an beiden Ringen 10 und 11 angeklebt oder anvulkanisiert ist. Dadurch läßt sich eine Torsion relativ zu den beiden Ringen im Bereich von etwa ± &phgr; erreichen.

Das Trägerrohr 8 ist im vorliegenden Fall mit einem der Ringe 10 oder 11 des Torsionsfederelementes verbunden, während der jeweils andere Ring mit je einer Koppelstange 13a und 13b verbunden ist. Diese Koppelstangen 13a und 13b wiederum sind über weitere Torsionsfederelemente 9c und 9d mit einer Stütze 14

des Sattels 5 verbunden. Bei der gezeigten Ausführung sind also der Träger 8 und die Stütze 14 im wesentlichen parallel zueinander angeordnet und bleiben, falls die Koppelstangen 13a und 13b ebenfalls gleich lang und parallel sind, bei Betätigung der Federungseinrichtung auch in dieser parallelen Zuordnung. Andererseits kann bei Bedarf durch entsprechende Wahl der Längen der Koppelstangen 13a und 13b oder der Anlenkpunkte gezielt eine andere kinematische Zuordnung zwischen Träger 8 und Stütze 14 erreicht werden.

In der dargestellten Ausführung sind alle vier Gelenkpunkte als Torsionsfederelemente ausgebildet. Es ist jedoch möglich, eine der Koppelstangen 13a oder 13b beidendig über Führungsgelenke mit Träger 8 und Stütze 14 zu verbinden, sollte eine genauere Führung der Ausweichbewegung erforderlich sein.

Die im Bereich des Lenkers 6 dargestellte Ausführungsform der Federungseinrichtung 7b, die perspektivisch in Fig. 7 dargestellt ist, umfaßt einen als Lenksäule ausgebildeten Träger 15, der in einem Gelenkkopf 16 des Rahmens 2 gelagert ist und mit einer Vorderradgabel 17 des Fahrrades verbunden ist. Der Lenker 6 selbst ist an einer Konsole 18 befestigt, die wiederum über ein Führungslager 19 mit dem Träger 15 derart in Verbindung steht, daß der Lenker 6 um die Drehachse des Führungslagers 19 schwenken kann, jedoch gegenüber sonstigen am Lenker angreifenden Kräften und Momenten steif gelagert ist.

Zwei Koppelstangen 13c und 13d (die Koppelstange 13d ist doppelt ausgeführt) sind über drei Gelenke miteinander, mit der Konsole 18 und dem Träger 15 verbunden, wobei mindestens eines dieser Gelenke, vorzugsweise aber alle drei als Torsionsfederelemente 9e, 9f, 9g ausgebildet sind.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist das Torsionsfederelement 9e an der doppelarmigen Konsole 18 unter Zuhilfe-

nähme einer Schaltvorrichtung angelenkt, bei der unter Verdrehung des Hebels 20a die Federwirkung des Torsionsfederelementes 9e zu- oder abschaltbar ist. Im abgeschalteten Zustand wirkt das Element 9e lediglich als Gelenk, so daß die Gesamtfederhärte der vorderen Federungseinrichtung 7b reduziert ist. Auf gleiche Weise können, wie in Fig. 7 dargestellt, die anderen Torsionsfederelemente 9f und 9g mit derartigen Hebeln 20b versehen werden. Hierdurch läßt sich vorteilhafterweise eine abgestufte Anpassung der Federhärte an verschiedene Straßenbedingungen erreichen. Alternativ kann die Schaltvorrichtung auch so ausgebildet sein, daß das Gelenk festgestellt ist, also der Lenker 6 fixiert ist und bei Stoßen nicht mehr nachgibt. Diese beiden Ausführungen lassen sich natürlich auch kombinieren. Eine oder mehrere Schaltvorrichtungen können zweckmäßigerweise auch bei der im Bereich des Sattels 5 dargestellten Federungseinrichtung 7a vorgesehen werden.

In Fig. 8 ist ein Axialschnitt durch ein Teil der Federungseinrichtung 9f dargestellt, bei der erkennbar ist, daß drei Torsionsfederelemente axial hintereinander auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Durch ein Umkippen des Hebels 20b werden die drei Elemente gegeneinander gedrückt und das gebildete Gelenk dadurch versteift. Bei Bedarf können auch anstelle der drei Torsionsfederelemente nur eines oder zwei verwendet werden.

Es wurden oben zwei unterschiedliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung mit Bezug zu Sattel und Lenker eines Fahrrades dargestellt. Diese Ausführungen können selbstverständlich auch umgekehrt eingesetzt werden, also die Federungseinrichtung 7b zur Abstützung des Sattels und umgekehrt.

In den Figuren 4 bis 6 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federungseinrichung gezeigt, die sich von

der Ausführung gemäß Fig I dadurch unterscheidet, daß keine zusätzlichen Koppelstangen vorgesehen sind und das Torsionsfederelement im Drehgelenk angeordnet ist.

Die gezeigte Federungseinrichung umfaßt im wesentlichen einen Träger oder Lenkerholm 15, der im Rahmen 2 des Zweirades drehbar gelagert ist. An diesem Träger 15 ist ein Ring 30 befestigt, vorzugsweise angeschweißt. Dieser Ring 30 ist von zwei Teilen 31a und 31b einer etwa horizontal verlaufenden Stütze 31 beidendig derart umschlossen, daß die Bereiche 32a und 32b als Lager für den Ring 30 dienen. Die beiden Teile 31a und 31b werden mittels Schrauben 33 zusammengehalten. Ferner ist am anderen Ende der Stütze 31 der Lenker 6 fixiert.

Das Torsionsfederelement 9h ist wie in Fig. 3 dargestellt aufgebaut, wobei der äußere Ring 10 fest mit dem Ring 30 verbunden oder verspannt ist und der innere Ring 11 fest mit einem Bolzen 34 verbunden ist, der wiederum in der Stütze 31 drehfest befestigt ist.

Im Betrieb ist die Stütze 31 mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung über die beiden Lagerabschnitte 32a und 32b gegenüber dem Träger 15 drehbar geführt und gefedert. Die beiden Lagerabschnitte 32a und 32b sind als Gleitlager dargestellt, es ist aber genauso zweckmäßig, diese als Wälzlager auszubilden, wenn eine flüssigere Bewegbarkeit erwünscht ist. Grundsätzlich ist es ebenfalls möglich, die weiter oben erwähnten Sperreinrichtungen 20 einzusetzen, wenn das Gelenk starr geschaltet werden soll.

Claims

DEG-32332 Erwin Keuschnigg Schutzansprüche

1. Federungseinrichtung für ein Zweirad, insbesondere Fahrrad, mit mindestens einem gefederten Element wie Sattel und/oder Lenker, dadurch gekennzeichnet, daß die Federung des Elements (5, 6) mindestens ein Drehgelenk aufweist, an dem über eine Stütze (15) der Sattel (5) bzw. Lenker (6) angebracht sind, und das Drehgelenk ein Torsionsfederelement (9) umfaßt, das aus zwei konzentrischen Ringen ( 10, 11) besteht, deren Zwischenraum mit einem Elastomerring (12) ausgefüllt ist, der an beiden Ringen (10, 11) haftet.

2. Federungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit einem Rahmen (2) verbundenen Träger (8, 15) und eine mit dem abzufedernden Element (5, 6) verbundene Stütze (14, 18), die miteinander zusammen mit zwei Koppelstangen (13a, 13b; 13c, 13d) an vier Gelenkpunkten zur Bildung eines Viergelenks verbunden sind, wobei mindestens eines der Gelenke als Torsionsfederelement (9) ausgebildet ist.

3. Federungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (15) und die Stütze (18) miteinander in einem Führungsgelenk (19) verbunden sind, und die anderen

Gelenke als Torsionsfederelemente (9e, 9f, 9g) ausgebildet sind.

4. Federungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) und die Stütze (14) in etwa parallel zueinander angeordnet sind, und über die beiden Koppelstangen (13a, 13b) miteinander verbunden sind.

5. Federungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Koppelstangen (13a) beidendig in Führungsgelenken und die andere Koppelstange (13b) beidendig über Torsionsfederelemente jeweils an Träger und Stütze angelenkt ist.

6. Federungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Torsionsfederelemente (9e) mit einer Schaltvorrichtung (20a) zur Ausschaltung der Federwirkung des Torsionsfederelementes versehen ist.

7. Federungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsfederelement (9) im ausgeschalteten Zustand als Gelenk wirkt.

8. Federungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsfederelement (9) im ausgeschalteten Zustand starr ist.

9. Federungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (20a) als Klemmeinrichtung ausgebildet ist, durch die einer der beiden Ringe (10, 11) an einem angelenkten Bauteil festklemmbar ist.

10. Federungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfederelemente (9) unterschiedliche Federhärten aufweisen.

11. Federungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Träger (15) eine etwa horizontal angeordnete Stütze (31) angelenkt ist, und auf der Drehachse zwei Führungsgelenke (32a, 32b) mit dazwischen angeordnetem Torsionsfederelement (9h) angeordnet sind.

12. Federungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (15) ein Ring (30) horizontal angebracht ist, dessen beide Enden in zwei Lagerabschnitten (32a, 32b) der geteilt ausgebildeten Stütze (31a, 31b) geführt sind.

13. Federungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Ring (30) innenseitig der Außenring (10) des

1C

Torsionsfederelementes (9h) fixiert ist, und dessen Innenring (11) an einem drehfest in der Stütze (31) abgestützten Bolzen (34) befestigt ist.

14. Verwendung der Federungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Federung des Lenkers eines Fahrrades.

15. Verwendung der Federungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Federung des Sattels eines Fahrrades.