-
Die
Erfindung betrifft eine Federgabel für ein Zweirad, insbesondere
für ein Mountainbike, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
-
Bei
den meisten Zweirädern, insbesondere bei Motorrädern
und Mountainbikes werden zur Führung des Vorderrades an
einem Rahmen Federgabeln verwendet. Der Grundaufbau derartiger Federgabeln
ist beispielsweise unter http://de.wikipedia.org/wiki/federgabel beschrieben.
Derartige Federgabeln haben üblicherweise zwei Gabelbeine,
mit jeweils einem mit Bezug zum Rahmen festgelegten Standrohr und
einem eine Nabe des Vorderrads tragenden Gleitrohr. Bei so genannten
UpsideDown-Federgabeln tragen die dünneren Gleitrohre jeweils
ein Ausfallende, an dem die Nabe befestigt wird. Diese Gleitrohre
tauchen in die mit wesentlich größerem Durchmesser
ausgeführten Standrohre ein, die über eine, in
den meisten Fällen zwei Gabelbrücken mit dem Lenkschaftrohr
verbunden sind. Derartige UpsideDown-Federgabeln werden häufig
bei Motorrädern eingesetzt. Die häufigste Bauform
bei Mountainbikes sind so genannte RightSideUp-Federgabeln, bei
denen die dünneren Standrohre mit der oder den Gabelbrücken
verbunden sind und in die die Nabe tragenden Gleit- oder Tauchrohre
eintauchen.
-
Die
bekannten Federgabeln haben Stahlfedern, Elastomerfederungen und
oder Luftfederungen, denen jeweils eine Dämpfung zugeordnet
ist. In den meisten Anwendungen wird dabei eine hydraulische Dämpfung
vorgesehen, wobei beispielsweise bei einer RightSideUp-Federgabel
in dem nabenseitigen, vergleichsweise dicken Gleitrohr ein offenes Ölreservoir
ausgebildet ist. Bei der Axialverschiebung dieses Gleitrohrs mit
Bezug zum relativ dazu fest stehenden Standrohr wird durch die daraus
resultierende Verkleinerung eines einen Teil des Öls aufnehmenden
Druckraums, Öl aus diesem verdrängt und über
ein Ventil, beispielsweise eine einstellbare Drosselöffnung
in einen anderen Druckraum verdrängt, so dass eine Dämpfung
der Federung erfolgt.
-
Die
Lagerung des Gleitrohrs auf dem Standrohr erfolgt üblicher
Weise über zwei im Abstand zueinander stehende Lagerbuchsen,
wobei ein möglichst großer Abstand angestrebt
wird, um die Steifigkeit der Federgabel zu verbessern. Die Abdichtung des
das Ölreservoir aufnehmenden Innenraums des Gleitrohrs
erfolgt über eine Dichtung, auch Abstreifring genannt,
der in die standrohrseitige Ringstirnfläche des Gleitrohrs
eingesetzt ist und dichtend am Außenumfang des dünneren
Standrohrs anliegt.
-
Ein
Problem bei derartigen Konstruktionen ist, das oben liegende Gleitlager
sowie einen Abstreifring der von aussen eintretenden Schmutz zurückhalten
soll, hinreichend mit Öl zu versorgen, so dass die Gabel
auch bei harten Bedingungen ein gutes Ansprechverhalten aufweist.
Mit anderen Worten gesagt, es muss dafür gesorgt werden,
dass von dem oben genannten Abstreifring nach unten hin stets ein hinreichender
Gleitfilm an dem im Gleitrohr geführten Standrohr ausgebildet
ist. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die sich mit der Temperatur ändernde Viskosität
des Öls wichtig, da es beispielsweise im Winter bei niedrigen
Temperaturen sehr schwierig ist, den oben beschriebenen Schmierfilm
im Bereich des oberen Gleitlagers auszubilden. Bei starken Temperaturunterschieden
kann es sogar erforderlich sein, das Öl je nach Einsatzbereich
auszuwechseln. Für eine ordnungsgemäße
Funktion der Federgabel ist es dann wichtig, dass der vorbestimmte
Füllstand der Dämpferanordnung eingehalten wird – häufig
wird bei einem Nachfüllen zu viel Öl eingefüllt,
so dass dann entsprechend die Dichtungselemente beschädigt
werden. Bei mangelnder Schmierung kann es vorkommen, dass der oben
genannte Abstreifring abgehoben wird und somit Schmutz in den Bereich
der Gleitführung eindringt, so dass das Ansprechverhalten
der Gabel den Anforderungen nicht mehr genügen kann.
-
Demgegenüber
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorderradgabel zu
schaffen, bei der auch bei ungünstigen Bedingungen eine
hinreichende einfach zu handhabende Schmierung gewährleistet
ist.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Federgabel mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
-
Erfindungsgemäß hat
die für ein Zweirad, insbesondere für ein Mountainbike
vorgesehene Federgabel zumindest ein Gabelbein, das ein am Rahmen
abgestütztes Standrohr hat, auf dem über eine Lageanordnung
ein eine Nabe tragendes Gleitrohr verschiebbar geführt
ist. Die Abdichtung zwischen Gleitrohr und Standrohr erfolgt über
eine Dichtung. Erfindungsgemäß ist die Federgabel
mit einem Schmierstoffvolumen ausgeführt, das in Radialrichtung
von der Innenumfangswandung des Gleitrohrs und von der Außenumfangswandung
des Standrohrs stirnseitig einerseits durch die Dichtung und andererseits
durch eine Innendichtung begrenzt ist. Zum Befüllen des
Schmierstoffvolumens ist die Federgabel mit einem vorzugsweise im
Bereich der Innendichtung mündenden Befüllanschluss
und – bei einer Variante – einem weiteren, im
Bereich der oberen Dichtung angeordneten Überlaufanschluss
ausgeführt, so dass ein vollständiges Befüllen
und Entleeren dieses Schmierstoffvolumens gewährleistet
ist.
-
Über
dieses Schmierstoffvolumen ist stets sichergestellt, dass sich im
Bereich der Lageranordnung am Außenumfang des Standrohrs
ein hinreichender Schmierfilm ausbilden kann, so dass das Ansprechverhalten
der Federgabel auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen, beispielsweise
bei großen Temperaturunterschieden und auch bei Fahrten
durch schweren Boden und Schlamm, mit entsprechender Verschmutzung
der Fahrwerkskomponenten praktisch unverändert bleibt.
-
Das
Schmierstoffvolumen, das nichts mit dem Ölreservoir von
Hydraulikgabeln zu tun hat, eröffnet die Möglichkeit,
für die Dämpfung und für das Ölvolumen
unterschiedliche, im Hinblick auf den jeweiligen Anwendungsfall
(Dämpfung/Schmierung) optimierte Öle einzusetzen.
-
Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat
die Lageranordnung zwei axial zueinander beabstandete Lagerbuchsen.
Dabei kann bei einer Variante die Innenrichtung zur Begrenzung des
Schmierstoffvolumens zwischen den Lagerbuchsen angeordnet sein,
so dass eine Schmierung im Bereich der oberen Lagerbuchse durch
das Schmierstoffvolumen garantiert ist.
-
Bei
einer alternativen Lösung kann sich das Schmierstoffvolumen
in Axialrichtung auch über die zweite, untere Lagerbuchse
hinaus hin zur Nabe erstrecken.
-
Die
innerhalb des Schmierstoffvolumens angeordnete Lagerbuchse hat vorzugsweise
eine Vielzahl von Innenlängsnuten, die jeweils Durchtrittskanäle
für das Öl bilden.
-
Um
eine Querverteilung des Öls innerhalb der Gleitlagerung
zu ermöglichen, sind diese Durchtrittskanäle in
Umfangsrichtung miteinander verbunden.
-
Die
erfindungsgemäße Konstruktion lässt sich
besonders gut bei Federgabeln mit Federwegverstellung einsetzen,
da bei derartigen herkömmlichen Lösungen der Bauraum
für ein einer Dämpfung zugeordnetes Ölreservoir
weiter beschränkt ist und somit die eingangs beschriebenen
Schmierprobleme verstärkt auftreten.
-
Sonstige
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer
Unteransprüche.
-
Im
Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
-
1 eine
Ansicht einer Federgabel für ein Mountainbike;
-
2 eine
Schnittdarstellung durch ein Gabelbein der Federgabel aus 1 und
-
3 eine
Schnittdarstellung einer Lagerbuchse der Federgabel gemäß 1 und 2.
-
1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel einer Federgabel für Mountainbikes.
Details dieser Federgabel sind unter www.bionicon.de abrufbar,
so dass hier nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen
Elemente beschrieben werden. Selbstverständlich kann die
Erfindung auch bei anderen Federgabel-Konstruktionen eingesetzt
werden.
-
Die
Federgabel 1 hat zwei Gabelbeine 2, 4, die
jeweils ein mit Bezug zum Rahmen festes Standrohr 6 haben,
das in ein Gleitrohr 8 mit größerem Durchmesser
eintaucht. Es handelt sich somit um eine so genannte RightSideUp-Gabel.
Die beiden Standrohre 6 sind über zwei im Abstand
zueinander stehende Gabelbrücken 10, 12 miteinander
verbunden, die auf dem Außenumfang der Standrohre 6 geklemmt
werden. Die in 1 obere Gabelbrücke 12 trägt
einen verstellbaren Lenkervorbau 14. Über die beiden
Gabelbrücken 10, 12 und einen nicht dargestellten
Lenkkopfschaft und einen Steuersatz ist die Federgabel 1 am
Lenk- oder Steuerkopf des Rahmens gelagert.
-
Zur
Erhöhung der Steifigkeit der Federgabel 1 sind
auch die beiden unteren Gleitrohre 8 mit einer Brücke 16 verbunden,
die etwas nach oben, hin zu den Standrohren 6 gezogen ist,
um Bauraum für das Vorderrad zu schaffen. An den in 1 unteren
Endabschnitten des Gleitrohrs 8 sind jeweils Ausfallenden 18 zur
Aufnahme einer Vorderradnabe vorgesehen.
-
In
dem Innenraum des Gleitrohrs 8 ist jeweils ein Federelement
(Elastomer, Stahlfeder, Luftfedereinrichtung) angeordnet, dem eine
hydraulische Dämpfung zugeordnet werden kann. Das Ölreservoir dieser
hydraulischen Dämpfung kann ebenfalls im Gleitrohr 8 aufgenommen
sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Federgabel 1 zusätzlich noch mit einer Federwegverstellung
ausgeführt.
-
2 zeigt
eine vereinfachte Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in 1,
wobei die Außengeometrie des Gleitrohrs 8 vereinfacht
dargestellt ist.
-
Wie
bereits oben ausgeführt, taucht das mit vergleichsweise
geringerem Durchmesser ausgeführte Standrohr 6 in
das Gleitrohr 8 ein und ist in diesem über eine
Gleitlageranordnung mit zwei im Axialabstand zueinander stehenden
Lagerbuchsen 20, 22 geführt, deren Aufbau
im Folgenden beschrieben wird. Zur Aufnahme dieser beiden Lagerbuchsen 20, 22 ist
die Innenumfangswandung 24 im Lagerbereich stufenförmig
erweitert, so dass eine Ringschulter 26 entsteht, an der
die in 2 untere Lagerbuchse 22 abgestützt
ist. Auf der in 2 oberen Ringstirnfläche
der Lagerbuchse 22 sitzt eine Innendichtung 28 auf,
die in den erweiterten Teil des Gleitrohrs 8 eingesetzt
ist. Diese Innendichtung 28 besteht beim dargestellten
Ausführungsbeispiel aus einem außen liegenden
O-Ring 30, der einen im Hinblick auf die dynamischen Belastungen
günstigeren X-Ring 32 umgreift. Anstelle dieser
Anordnung kann auf ein spezieller im Spritzgießverfahren
hergestellter Dichtring verwendet werden. Im Anschluss an die Innendichtung 28 ist
in den erweiterten Teil des Gleitrohrs 8 eine Abstandsbuchse 34 eingesetzt,
deren Innendurchmesser jedoch größer als der Außendurchmesser
des Standrohrs 6 ist, so dass ein Ringraum 36 verbleibt.
Auf der oberen Stirnseite der Abstandsbuchse 34 liegt die
zweite Lagerbuchse 20 auf, die über einen Abstreifer 38 in
Anlage an die Abstandsbuchse 34 gehalten wird. Dieser Abstreifer 38 wird
in den in 2 oben liegenden Endabschnitt
des Gleitrohrs 8 eingesetzt und hat Dichtlippen 40,
mit denen er dichtend am Außenumfang des Standrohrs 6 anliegt.
Durch den Abstreifer 38 und die Innendichtung 30 ist
in Axialrichtung sowie durch die Innenumfangswandung des Gleitrohrs 8 und
die Außenumfangswandung des Standrohrs 6 in Radialrichtung
ein zusätzliches Schmierstoffvolumen 42 begrenzt,
das auch den vorbeschriebenen Ringraum 36 enthält. Dieses
zusätzliche Volumen kann mit Öl befüllt
sein, um eine hinreichende Schmierung der oberen Lagerbuchse 20 zu
gewährleisten, die innerhalb dieses zusätzlichen
Schmierstoffvolumens 42 liegt.
-
Zur
Befüllung dieses zusätzlichen Schmierstoffvolumens 42 sind
in der Umfangswandung des Gleitrohrs 8 ein Befüllanschluss 44 und
ein Überlaufanschluss 46 ausgebildet, in die jeweils
ein Befüll- bzw. Überlaufnippel einsetzbar ist.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Anschlüsse 44, 46 als
Bohrungen ausgeführt, wobei der Befüllanschluss 44 knapp
oberhalb der Innendichtung 28 und der Überlaufanschluss 46 knapp
unterhalb des Abstreifers 38 in das Schmierstoffvolumen 42 mündet, so
dass eine zuverlässige Befüllung und auch ein vollständiges
Ablassen dieses Öls gewährleistet ist.
-
3 zeigt
den Grundaufbau der Lagerbuchse 20, wobei der Übersichtlichkeit
halber lediglich eine Hälfte dargestellt ist. Demgemäß hat
die Lagerbuchse 20 an ihrer Innenumfangswandung eine Vielzahl
von achsparallel verlaufenden Durchtrittskanälen 44,
die gleichmäßig am Umfang verteilt sind. Die Lagerbuchse 20 ist
mit ihrer Außenumfangsfläche 50 in das
Gleitrohr 8 eingesetzt, während die Längsflächen 52 der
die Durchtrittskanäle 50 begrenzenden Stege als
Gleitflächen für das Standrohr 6 wirken.
-
Zumindest
an der dem Abstreifer 38 zugewandten Ringstirnfläche
der Lagerbuchse 20 sind vier am Umfang verteilte Ausnehmungen 54 vorgesehen,
von denen in der Darstellung gemäß 3 lediglich
drei sichtbar sind. In diese können entsprechende Vorsprünge
des Abstreifers 38 eintauchen. An der innen liegenden Umfangskante
dieser Ringstirnfläche ist eine Fase 56 ausgebildet,
die dafür sorgt, dass eine Querverbindung zwischen den Durchtrittskanälen 48 besteht,
so dass sich das Öl in Querrichtung verteilen kann. Diese
Querverteilung wird durch die Ausnehmungen 54 unterstützt.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich stets ein hinreichender
Gleitfilm im Anlagebereich zwischen der oberen Lagerbuchse 20 und
dem Standrohr 6 ausbilden kann.
-
Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel ist die unten liegende,
nabenseitige Lagerbuchse 22 außerhalb dieses zusätzlichen Ölvolumens
angeordnet. Prinzipiell könnte die Innendichtung 28 jedoch
auch unterhalb dieser Lagerbuchse 22 angeordnet werden,
so dass auch diese über das zusätzliche Ölvolumen
geschmiert wird.
-
Der
Einfachheit halber ist die unten liegende Lagerbuchse 22 auf
gleiche Weise wie die in 3 beschriebene Lagerbuchse 20 ausgeführt.
-
Durch
die erfindungsgemäße Konstruktion ist sichergestellt,
dass die beiden Lagerbuchsen 20, 22 auch bei Gabeln
mit Federwegsverstellung in einem maximalen Abstand zueinander angeordnet werden
können und dass die oben liegende Lagerbuchse 20 sowie
der Abstreifer 38 (er erzeugt die meiste Reibung im System)
stets hinreichend geschmiert sind, so dass die Federgabel 1 ihr
vorbestimmtes Ansprechverhalten auch bei ungünstigen Umgebungsbedingungen
beibehält, wobei die Ölfüllung sehr einfach
gewechselt werden kann, um eine optimale Schmierung bei unterschiedlichen
Temperaturen und Einsatzbereichen zu gewährleisten.
-
Offenbart
ist eine Federgabel für ein Zweirad mit einem Gabelbein,
das ein rahmenfestes Standrohr hat, das abschnittsweise in ein Gleitrohr
eintaucht, wobei die Führung zwischen Gleit- und Standrohr über
eine Lageranordnung erfolgt. Erfindungsgemäß ist
ein zusätzliches Schmierstoffvolumen vorgesehen, über
das eine hinreichende Schmierung der Lageranordnung gewährleistet
ist.
-
- 1
- Federgabel
- 2
- Gabelbein
- 4
- Gabelbein
- 6
- Standrohr
- 8
- Gleitrohr
- 10
- Gabelbrücke
- 12
- Gabelbrücke
- 14
- Lenkervorbau
- 16
- Brücke
- 18
- Ausfallende
- 20
- Lagerbuchse
- 22
- Lagerbuchse
- 24
- Innenumfangswandung
- 26
- Ringschulter
- 28
- Innendichtung
- 30
- O-Ring
- 32
- X-Ring
- 34
- Abstandsbuchse
- 36
- Ringraum
- 38
- Abstreifer
- 40
- Dichtlippen
- 42
- Schmierstoffvolumen
- 44
- Befüllanschluss
- 46
- Überlaufanschluss
- 48
- Durchtrittskanäle
- 50
- Außenumfangsfläche
- 52
- Längsfläche
- 54
- Ausnehmungen
- 56
- Fase
-
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 Nicht-Patentliteratur
-
- - http://de.wikipedia.org/wiki/federgabel [0002]
- - www.bionicon.de [0021]