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Die
Erfindung betrifft einen Fahrradrahmen mit gefedertem Hinterbau,
insbesondere einen Mountainbike-Rahmen mit gefedertem Hinterbau.
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In
einfachster Ausgestaltung weisen Fahrradrahmen mit gefedertem Hinterbau
einen über ein Hauptgelenk mit dem Hauptrahmenelement,
wie dem Sattelrohr oder dem Tretlagergehäuse, verbundenen
Hinterbau auf. Bei derartigen Eingelenkern sind die beiden Kettenstreben
des Hinterbaus von dem insbesondere im Bereich des Tretlagers mit
dem Rahmen verbundenen Hauptgelenk nach hinten zum Ausfallende,
das die Hinterradachse aufnimmt, geführt. Im Bereich der
Ausfallenden der Kettenstreben sind Sattelstreben fest mit diesen
verbunden und schräg nach oben in Richtung des Sattelrohrs
geführt. Über eine Vielzahl unterschiedlicher
Konstruktionen erfolgt sodann eine Verbindung der Sattelstreben
mit Dämpferelementen. Über ein einziges Gelenk
mit dem Rahmen verbundene Hinterbauten weisen eine kreisförmige
Raderhebungskurve auf. Hierbei wird unter Raderhebungskurve die
Bahn verstanden, auf der sich die Hinterradachse beim Einfedern bewegt.
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Da
gegenüber kreisförmigen Raderhebungskurven flache
Raderhebungskurven zur Verbesserung der Fahreigenschaften wünschenswert
sind, wurden Mehrgelenkhinterbauten entwickelt.
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Bei
dem sogenannten Horst-Link-Hinterbau ist die Kettenstrebe mit dem
Fahrradrahmen gelenkig im Bereich des Tretlagers verbunden und weist
zusätzlich eine im Bereich des Ausfallendes vorgesehene,
gelenkige Verbindung mit der jeweiligen Sattelstrebe auf. Das zusätzliche
Gelenk ist am Ausfallende bzw. in einem geringen Abstand zu diesem
von wenigen Zentimetern vorgesehen. Derartige gefederte Hinterbauten
sind in
US 5,678,837 sowie
US 5,509,679 beschrieben.
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Bei
einer Vielzahl von Mountainbikes mit Mehrgelenkhinterbauten ist
ein sogenannter VPP-Hinterbau vorgesehen. Hierbei weisen die Kettenstreben
zusätzlich zu dem im Bereich des Tretlagergehäuses
angeordneten Hauptgelenk ein in geringem Abstand zu diesem Gelenk
angeordnetes Zusatzgelenk auf. Das Zusatzgelenk ist in Längsrichtung
bzw. Fahrtrichtung des Rahmens vor dem Hinterrad angeordnet. Das
Zusatzgelenk weist eine Achse auf, die die beiden Kettenstreben
in Fahrtrichtung vor dem Hinterrad verbindet. Das Zusatzgelenk ist somit
zwischen Hinterrad und Tretlagergehäuse angeordnet. Der
VPP-Hinterbau weist eine steife bzw. starre Verbindung der Kettenstreben
mit der jeweiligen Sattelstrebe im Bereich der Ausfallenden auf. Zusätzlich
verläuft bei einem VPP-Hinterbau ausgehend von dem Zusatzgelenk
eine Querstrebe nach oben zu der jeweiligen Sattelstrebe. Die Querstrebe ist
in Fahrtrichtung ebenfalls vor dem Hinterrad angeordnet.
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Ein
weiterer mehrgelenkig ausgebildeter Hinterbau ist aus
US 6,843,494 bekannt. Bei diesem Hinterbau
ist die Kettenstrebe nach oben verschoben, so dass die Strebe oberhalb
der Kette verläuft. Die Strebe ist gelenkig mit dem Sattelrohr
und über ein starr mit der Sattelstrebe verbundenes Element gelenkig
mit der Sattelstrebe verbunden. Das in Richtung des Sattelrohrs
weisende Ende der Sattelstreben ist gelenkig über einen
Hebelmechanismus mit einem Dämpfer verbunden. Bei diesem
Hinterbau ist somit keine herkömmliche Kettenstrebe mehr
vorgesehen, die in einer Ansicht von oben durch die von der Kette
gebildete Schlaufe verläuft.
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Durch
die unterschiedlichen Ausgestaltungen mehrgelenkiger gefederter
Hinterbauten ist es möglich, unterschiedliche Raderhebungskurven
zu realisieren. Auch die Dämpfungseigenschaften und somit
das Fahrwerkverhalten des Fahrradrahmens können durch die
Art der Ausgestaltung des gefederten Hinterbaus beeinflusst werden.
Hierbei ist auch die Art der Verbindung des gefederten Hinterbaus
mit dem Dämpferelement, beispielsweise die Anordnung und
Ausgestaltung eines Umlenkhebels, die Lage des Dämpfers
selbst, etc. von Bedeutung. Ein weiterer Aspekt bei der Ausgestaltung
eines gefederten Hinterbaus besteht in dem sogenannten Pedalrückschlag.
Je nach Art der Ausgestaltung des gefederten Hinterbaus vergrößert
sich beim Einfedern der Abstand zwischen dem Ausfallende bzw. der
Hinterradnabe und dem Tretlager. Dies führt zu einem Spannen
der Kette beim Einfedern und somit zu einem Zurückdrehen
des Kettenrades. Dies bewirkt einen Pedalrückschlag. Je
nach Anwendung und individuellen Bedürfnissen ist ein geringer
Pedalrückschlag durchaus erwünscht.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Fahrradrahmen mit gefedertem Hinterbau,
insbesondere einen Mountainbike-Rahmen mit gefedertem Hinterbau
zu schaffen, durch den die Raderhebungskurve, die Fahrwerkeigenschaften
und/oder die Stärke des Pedalrückschlags sich
gegenüber bekannten mehrgelenkigen Fahrradhinterbauten
unterscheiden, um insbesondere individuellen Bedürfnissen
nachzukommen.
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Die
Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch
die Merkmale des Anspruchs 1.
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Der
erfindungsgemäße Fahrradrahmen, bei dem es sich
insbesondere um einen Mountainbike-Rahmen mit gefedertem Hinterbau
handelt, weist ein Hauptrahmenelement auf. Bei dem Hauptrahmenelement
handelt es sich insbesondere um das Sattelrohr, das zur Aufnahme
des den Sattel tragenden Sattelstützrohrs dient und/oder
um das Tretlagergehäuse. Der Hinterbau ist mit dem Hauptrahmenelement,
insbesondere über ein Hauptgelenk, schwenkbar verbunden.
Das Hauptgelenk, das beispielsweise auch zwei gesonderte Gelenke,
insbesondere auf beiden Seiten, d. h. in Fahrtrichtung links und
rechts am Hauptrahmenelement, aufweisen kann, ist im Bereich des
Tretlagergehäuses angeordnet. Vorzugsweise weist die Mittelachse
des Hauptgelenks zur Mittelachse des Tretlagergehäuses
einen Abstand von weniger als 100 mm, insbesondere weniger als 80
mm und besonders bevorzugt weniger als 60 mm auf. Die Kettenstreben
des Hinterbaus sind somit bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten gefederten
Hinterbau schwenkbar mit dem Hauptrahmenelement im Bereich des Tretlagergehäuses
verbunden. Erfindungsgemäß ist in jeder Kettenstrebe ein
weiteres Gelenkelement angeordnet. Das zusätzliche Gelenkelement
ist hierbei erfindungsgemäß in einem mittleren
Bereich zwischen dem Tretlager und den Ausfallenden der Kettenstreben
angeordnet. Gegenüber einer als VPP bekannten Gelenkanordnung ist
das erfindungsgemäße Gelenkelement, bezogen auf
die Fahrtrichtung, weiter hinten angeordnet. Vorzugsweise sind die
beiden Gelenkelemente nicht wie das VPP-Gelenk zwischen Hinterrad
und Tretlager, sondern in Fahrtrichtung innerhalb des Felgenrings des
Hinterrads angeordnet. Seitlich sind die Gelenkelemente bei herkömmlichen
Felgenringen außerhalb derselben angeordnet.
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Da
die beiden in den Kettenstreben angeordneten Gelenkelemente in dem
mittleren Bereich zwischen Tretlager und Ausfallenden angeordnet
sind, weist das Gelenkelement auch einen vergleichsweise großen
Abstand zu den Ausfallenden der Kettenstreben auf. Insbesondere
beträgt der Abstand zu den Ausfallenden mehr als 100 mm,
insbesondere mehr als 150 mm. Durch die erfindungsgemäße
Anordnung von Gelenkelementen im mittleren Bereich der Kettenstrebe
kann gegenüber bekannten gefederten Hinterbauten eine verbesserte
Fahrdynamik sowie eine vorteilhafte Raderhebungskurve erzielt werden.
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Bezogen
auf die Mitte zwischen der Hinterradachse und der Tretlagerachse
sind die Gelenkelemente vorzugsweise in einem Bereich von ±30
mm, insbesondere ±20 mm vorgesehen.
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Die
Kettenstrebe verläuft, wie auch bei herkömmlichen
Fahrradrahmen, bei einer Sicht von oben durch die Kette hindurch.
Bei einer Sicht von oben ist die Kettenstrebe an ihrem Ausfallende,
d. h. im Bereich der Hinterradnabe, außerhalb der Ritzel und
somit außerhalb der Kette angeordnet. Bei der Verbindung
der Kettenstrebe mit dem Hauptrahmenelement, insbesondere im Bereich
des Tretlagergehäuses, ist die Kettenstrebe sodann innerhalb
des mindestens einen Kettenblattes angeordnet. Die Kettenstrebe
verläuft auf der in Fahrtrichtung üblicherweise
rechten Seite, auf der die Kette angeordnet ist, somit durch die
von der Kette gebildete, geschlossene Schlaufe hindurch. Erfindungsgemäß ist
zumindest das Gelenkelement, das in derjenigen Kettenstrebe angeordnet
ist, die auf der Seite der Kette verläuft, innerhalb einer
inneren Kettenebene angeordnet. Üblicherweise handelt es
sich hierbei um die in Fahrtrichtung rechte Kettenstrebe. Die innere
Kettenebene ist hierbei diejenige Ebene, in der die Kette im Wesentlichen
verläuft, wenn sie auf dem inneren, üblicherweise
größten Ritzel, sowie bei mehreren Kettenblättern
auf dem inneren, üblicherweise kleinsten Kettenblatt angeordnet
ist. Auch bei dieser Extremlage der Kette ist es erfindungsgemäß bevorzugt,
dass das in der kettenseitigen bzw. rechten Kettenstrebe angeordnete
Gelenkelement innerhalb, d. h. bezogen auf die Kettenebene auf der
Seite der Speichen, angeordnet ist.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die im
Bereich der Ausfallenden mit der jeweiligen Kettenstrebe verbundenen
Sattelstreben fest bzw. starr mit der jeweiligen Kettenstrebe verbunden.
Bevorzugt ist es, zusätzlich eine Verbindungsstrebe vorzusehen.
Die Verbindungsstrebe verläuft vorzugsweise auf beiden
Seiten des Hinterbaus jeweils zwischen der Kettenstrebe und der
Sattelstrebe. Die Verbindungsstrebe ist hierbei vorzugsweise mit
dem hinteren Teil der Kettenstrebe, d. h. demjenigen Teil der Kettenstrebe,
das sich vom Gelenkelement zum Ausfallende erstreckt, angeordnet. Besonders
bevorzugt ist hierbei, dass das Verbindungselement nahe des Gelenkelements
angeordnet ist, da hierdurch die Steifigkeit des Hinterbaus verbessert
werden kann. Insbesondere ist es möglich, dass die Verbindungsstrebe
mit der Kettenstrebe derart verbunden ist, dass an der Verbindungsstelle das
Gelenkelement vorgesehen ist. Die Verbindungsstrebe ist vorzugsweise
fest bzw. starr mit dem hinteren Teil der Kettenstrebe verbunden.
Ferner ist es bevorzugt, dass die Verbindungsstrebe mit der entsprechenden
Sattelstrebe ebenfalls starr bzw. fest verbunden ist. In besonders
bevorzugter Ausführungsform bildet der hintere Teil der
Kettenstrebe, die Sattelstrebe oder zumindest ein Teil der Sattelstrebe und
die Verbindungsstrebe jeweils ein starres Dreieck.
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Bei
sämtlichen vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen
ist der in Fahrtrichtung des Fahrrads linke und rechte Teil des
Hinterbaus vorzugsweise symmetrisch ausgestaltet.
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In
besonders bevorzugter Ausführungsform ist in unbelastetem
Zustand der vordere Teil der Kettenstreben in Richtung des Gelenkelements
gegenüber einer Horizontalen nach unten geneigt. Der hintere
Teil der Kettenstreben ist in unbelastetem Zustand entweder waagrecht
oder verläuft, ausgehend vom Gelenkelement, in Richtung
des Ausfallendes leicht nach oben. Zwischen der vorderen und der
hinteren Kettenstrebe besteht somit vorzugsweise ein Winkel von < 180°,
wobei der Winkel vorzugsweise jedoch > 135°, insbesondere > 150° ist.
Hierbei wird unter "unbelastetem Zustand" der Zustand verstanden,
in dem das Fahrrad nur durch das Eigengewicht und nicht durch den
Fahrer belastet ist. Bei Belastung durch den Fahrer ist es bevorzugt,
dass der vordere und der hintere Teil der Kettenstrebe einen Winkel
von etwa 180° einschließen, wobei hierbei ausschließlich eine
Belastung durch das Eigengewicht des Fahrers, d. h. ohne Fahrdynamik
verstanden wird. In diesem sogenannten SAG ist der Abstand zwischen
dem im Bereich des Tretlagergehäuses angeordneten Hauptgelenk
und dem Ausfallende bzw. der Hinterradachse maximal. Bei weiterem
Einfedern verringert sich dieser Abstand. Dies führt zu
einer äußerst positiven Raderhebungskurve.
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Die
Sattelstreben sind vorzugsweise über einen Quersteg, der
insbesondere zwischen dem Hinterrad und dem Sattelrohr angeordnet
ist, zur Versteifung miteinander verbunden. Vorzugsweise sind die Sattelstreben,
unabhängig davon, ob eine Versteifungsstrebe vorgesehen
ist oder nicht, mit einem Dämpferelement verbunden. Das
Dämpferelement ist beispielsweise über ein Hebelelement
mit dem Rahmen verbunden. In besonders bevorzugter Ausführungsform
ist das Dämpferelement im Wesentlichen parallel zum Oberrohr
angeordnet. Das Hebelelement ist hierbei sodann vorzugsweise schwenkbar
mit dem Oberrohr verbunden. Durch eine derartig bevorzugte Anordnung
des Dämpferelements können die durch den erfindungsgemäß ausgestalteten Hinterbau
erzielten Vorteile, insbesondere hinsichtlich der Raderhebungskurve
und der Fahrwerksstabilität, weiter verbessert werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Mountainbikes mit erfindungsgemäßem
Fahrradrahmen,
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2 eine
schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1,
und
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3 eine
schematische Ansicht in Richtung des Pfeils III in 2.
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Das
in 1 schematisch dargestellte Fahrrad weist einen
Fahrradrahmen 10 auf. Der Fahrradrahmen 10 weist
im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Oberrohr 12,
ein Unterrohr 14 und ein Sattelrohr 16 auf. Der
Rahmen ist im Wesentlichen dreieckförmig, wobei in einem
Gabelrohr 18, das das Oberrohr 12 mit dem Unterrohr 14 verbindet,
eine Vorderradgabel 20 angeordnet ist. Mit der Vorderradgabel 20 ist über
das Gabelrohr ein Lenker 22 verbunden. In dem Sattelrohr 10 ist
das einen Sattel 24 tragende Sattelstützrohr 26 angeordnet.
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Ein
Hinterbau 28 des Fahrradrahmens ist gelenkig mit dem Fahrradrahmen
verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der
Hinterbau 28 zwei einander gegenüberliegende Kettenstreben
auf, die sich aus einem vorderen Teil 30 und einem hinteren
Teil 32 zusammensetzen. Der vordere Teil 30 ist auf
seinem vorderen, in Fahrtrichtung 34 weisenden Ende über
ein Hauptgelenk 36 im Bereich eines Tretlagergehäuses 38 mit
dem Sattelrohr 16 verbunden. Das Hauptgelenk 36 ist
somit mit einem Hauptrahmenelement 16 verbunden.
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Die
beiden Teile 30, 32 der Kettenstreben sind über
ein Gelenkelement 40 miteinander verbunden. Der hintere
Teil 32 der Kettenstrebe erstreckt sich somit von dem Gelenkelement 40 zu
einem Ausfallende 42, das die Hinterradnabe trägt.
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Im
Bereich des Ausfallendes 42 ist mit dem hinteren Teil 32 der
Kettenstrebe auf jeder Seite des Fahrrads eine Sattelstrebe 44 starr
mit dem hinteren Teil 32 der Kettenstrebe verbunden.
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Ausgehend
von dem Gelenkelement 40 weist der Hinterbau 28 ferner
eine Verbindungsstrebe 46 auf. Diese ist an ihrem unteren
Ende im Bereich des Gelenkelements 40 starr mit dem hinteren Teil 32 der
Kettenstrebe verbunden. An dem oberen Ende der Verbindungsstrebe 46 ist
diese mit der Sattelstrebe 44 starr verbunden. Über
eine Verbindungsstrebe, die zwischen dem Hinterrad 50 und
dem Sattelrohr 16 angeordnet ist, sind die einander gegenüberliegenden
Sattelstreben 44 sowie die Verbindungsstreben 46 miteinander
verbunden. Die Sattelstreben verlaufen sodann nach der Verbindung
mit der Verbindungsstrebe 46 weiter seitlich an dem Sattelrohr 16 vorbei.
Die innerhalb der ein Dreieck bildenden Rahmenelemente 12, 14, 16 endenden
Sattelstreben 44 sind gemeinsam an einem Hebel 52 gelenkig
gehalten. Der Hebel 52 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
schwenkbar mit dem Oberrohr 12 verbunden. Zwischen dem
Hebel 52 und einer Dämpferhalterung 54 ist
ein Dämpfer 56 angeordnet.
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Die
beiden einander gegenüberliegenden Gelenkelemente 40 sind
in Längsrichtung 34 innerhalb eines durch eine
Felge 58 gebildeten Felgenkreises angeordnet. Ferner sind
die beiden Gelenkelemente 40 in bevorzugter Ausführungsform
mittig zwischen den Ausfallenden 42 und einer Mittelachse des
Tretlagergehäuses angeordnet. Der Abstand vom Gelenkelement
zur Mitte des Tretlagergehäuses 38 sowie zur Mitte
der Achse der Hinterradnabe ist somit im Wesentlichen gleich. Ferner
sind die Gelenkelemente 40 von oben betrachtet (2)
vorzugsweise derart angeordnet, dass sie einen geringeren Abstand
zueinander aufweisen, als die Breite des Mantels 60 des
Hinterrads 50.
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Auf
jeder Seite des Hinterrads 50 sind die Sattelstrebe 44,
die Verbindungsstrebe 46 und der hintere Teil 32 der
Kettenstrebe starr miteinander verbunden und bilden somit ein starres
Dreieck.
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In
dem Tretlagergehäuse 38 ist eine Kurbelwelle 62 gelagert.
Mit der Kurbelwelle 62 sind mehrere Kettenblätter 64 verbunden,
wobei das kleinste Kettenblatt 64 auf der Innenseite angeordnet
ist. In 2 verläuft eine Kette 66 von
dem inneren kleinsten Kettenblatt 64 zu dem inneren, im
Durchmesser größten Ritzel 68. Dargestellt
ist somit die Lage der Kette 66 in ihrer innersten Position,
d. h. in der Position, in der die Kette am weitesten in Richtung
des Hinterrades 50 angeordnet ist. Die Kette 66 bildet
in dieser Lage die innere Kettenebene 70. Das Gelenkelement 40 ist,
wie aus 2 deutlich ersichtlich, innerhalb
der inneren Kettenebene 70 angeordnet.
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Wie
ebenso aus 2 gut ersichtlich ist, verläuft
der hintere Teil 32 der Kettenstrebe kurvenförmig
ausgehend von dem Kettengelenkelement 40 innerhalb der
inneren Kettenebene durch die von der Kette 66 gebildete
Schlaufe hindurch nach außen und bildet sodann das Ausfallende 42 zur
Aufnahme der Hinterradnabe.
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Insbesondere
aus 3 ist die prinzipielle Formgestaltung der Verbindungsstrebe 46 ersichtlich.
Diese verläuft ausgehend von dem Gelenkelement 40,
das innerhalb der inneren Kettenebene 70 angeordnet ist,
nach oben und beschreibt sodann einen nach außen gerichteten
Bogen, um an dem Mantel 60 des Hinterrades vorbeigeführt
zu werden.
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Der
Hinterbau, insbesondere die beiden Teile 30, 32 der
Kettenstrebe, die Sattelstrebe 44 und die Verbindungsstrebe 46 sind
vorzugsweise zur Längsrichtung 34 des Rahmens
im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet. Insbesondere auf Grund der
in Fahrtrichtung rechten Seite angeordneten Ritzel 68 können
geringe Abweichungen von der Symmetrie gegeben sein.
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Das
Hauptgelenk 36 sowie das Gelenkelement 40 sind
vorzugsweise derart ausgebildet, dass die entsprechenden Schwenkachsen
horizontal verlaufen und lediglich ein Schwenken um die horizontalen
Achsen möglich ist. Dies gilt vorzugsweise auch für
das an den Enden der Sattelstrebe 44 vorgesehene Gelenk 72 (1), über
das die Sattelstrebe 44 gelenkig mit dem Hebel 52 verbunden
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5678837 [0004]
- - US 5509679 [0004]
- - US 6843494 [0006]