DE19713671C2 - Stoßdämpfer für Vorderradgabel für Straßenfahrräder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer für eine Vorderradgabel, insbesondere für Straßenfahrräder, mit in einem Lenkungsrohr drehbar gelagertem Zentralrohr, in dem ein axial verschiebbarer Gabelschaft gelagert ist, wobei die Verschieb­ barkeit mit einer als Elastomerdämpfer ausgebildeten Dämpfungsvorrichtung bedämpft ist und zur Übertragung der Steuerbewegung eine Lenkübertragungsvorrichtung dient, welche als ein am oberen Ende des Gabelschaftes vorgesehenes Führungselement mit einem daran formschlüssig gleitenden, im Zentralrohr angeordneten Passungselement ausgebildet ist.

Seit einigen Jahren ist es im Fahrradbau bekannt, die Vorderradgabel von so­ genannten Mountain-Bikes mit einer Stoßdämpfung zu versehen. Beim Fahren mit solchen Fahrrädern im Gelände treten extreme wechselnde Belastungen aufgrund der Geländeunebenheiten auf. Somit ist zur Schonung des Radfahrers und des Materials, insbesondere des Rahmens und der Gabel des Fahrrades, diese Stoßdämpfung vorgesehen worden.

Eine Vielzahl von Vorrichtungen sind dem Federungsprinzip von Motorradvor­ derradgabeln nachempfunden worden, wobei die beiden Gabelschenkel zur Stoßdämpfung einfedernd ausgebildet sind. Ein derartiger Stoßdämpfer­ mechanismus ist beispielsweise aus dem DE 91 08 897 U1 bekannt. Nachteil derartiger Vorrichtungen ist, dass zur spurtreuen Einfederung des Vorderrades eine steife Brücke zwischen den beiden Gabelschenkeln vorzusehen ist, an der auch die Bremse befestigt wird. Derartige Federgabeln haben daher ein hohes Gewicht und fallen optisch stark auf. Außerdem addieren sich die Reibungskräfte der beiden Dämpfungselemente, so dass eine unerwünschte, relativ hohe Losbrechkraft für kleine Federbewegungen entsteht.

Es wurde daher vorgeschlagen, die Federung der Vorderradgabel in das Len­ kungsrohr des Fahrrades zu integrieren. Da nur noch ein zentrales Federelement vorhanden ist, entfällt somit die aufwendige Kopplung der beiden Gabelschenkel.

Ein derartiges Dämpfungselement ist beispielsweise aus der US-PS 4,815,763 bekannt, bei der die Dämpfung über ein vorgespanntes Luftvolumen erreicht wird. In dem zum Fahrradrahmen gehörenden Lenkungsrohr ist ein Steuerrohr drehbar gelagert, in dem der Gabelschaft mit O-Ringdichtungen luftdicht aber verschiebbar gelagert ist. Die Drehbewegung des Steuerrohres wird am unteren Ende des Steuerrohres über daran vorgesehene Schlitze auf das Gabelrohr übertragen, das mit vier Längsrippen ausgestattet ist. Nachteilig an diesem Dämpfungselement ist, dass zum luftdichten Einschluß des vorgespannten Luft­ volumens O-Ringdichtungen zwischen dem Gabelrohr und dem Steuerrohr vor­ zusehen sind, die jedoch einen erheblichen Reibungswiderstand bilden. Die Federung spricht daher erst bei stärkerer Belastung an. Der Fahrkomfort wird bei leichten Unebenheiten nicht verbessert. Zu dem ist die Lenkübertragungs­ vorrichtung ungeschützt am frei zugänglichen unteren Ende des Gabelschaftes bzw. des Steuerrohres angeordnet.

Darüber hinaus ist aus der EP 0 420 610 B1 ein Fahrraddämpfungssystem für die Vorderradgabel bekannt, bei dem ein hydraulisches, hydropneumatisches oder federbelastetes System in dem Kopfrohr des Fahrradrahmens vorgesehen ist, wobei an der Oberseite des Steuerrohres ein drehbarer Einstellknopf zur Einstellung des Dämpfungsgrades vorgesehen ist. Das im Kopfrohr drehbar gelagerte Steuerrohr nimmt das Gabelrohr verschiebbar in Gleitlagern auf. Die Lenkbewegung wird am unteren Ende des Steuerrohres von vorstehenden An­ sätzen über einen Hebelmechanismus auf die Gabel übertragen. Nachteilig ist, dass der Hebelmechanismus ungeschützt an der Gabel hervorsteht und somit zusätzlich auch eine Verletzungsgefahr birgt.

Aus der WO 91/13796 A1 ist ebenfalls ein Dämpfungselement für eine Vorderrad­ gabel eines Fahrrades bekannt, bei der ein innerer Zylinder längsverschiebbar in einem äußeren Zylinder gelagert ist, wobei der äußere Zylinder im Kopfrohr des Fahrradrahmens drehbar gelagert ist. Der innere Zylinder bildet den Gabelschaft. Die Übertragung der Lenkbewegung vom äußeren Zylinder auf den inneren Zylinder erfolgt über wenigstens eine an der Innenseite des äußeren Zylinders vorgesehene Nut und eine damit übereinstimmende axiale Nut auf der Außenseite des inneren Zylinders, um so eine Linearlagerung zu bilden. In die­ sen Nuten laufen Lagerkugeln, die in einem dünnwandigen dritten Zylinder, der konzentrisch zwischen dem inneren und äußeren Zylinder angeordnet ist, in Form eines Kugellagerkäfigs gehalten werden. Die Dämpfung der Längsbe­ wegung erfolgt über eine vorgespannte Schraubenfeder, die oberhalb des inne­ ren Zylinders innerhalb des äußeren Zylinders angeordnet ist. Nachteilig ist, dass das axial angeordnete Linearlager äußerst präzise gefertigt werden muss und daher kostspielig ist. Die Lager sind außerdem klemm- und verschleißanfällig. Ferner liegen die Axialnuten des inneren Zylinders im unteren Bereich offen, so dass diese vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt werden müssen.

Eine weitere Fahrradfederung für eine Vorderradgabel ist aus dem DE 295 15 660 U1 bekannt. Ferner wird darin beschrieben, wenigstens zwei hintereinander angeordnete hohe zylinderförmige Wirkelemente aus elastomerem Material vorzusehen. Für das Druckfederelement wird ein zelliger Polyurethan-Elastomer und für das Dämpfungselement ein weitgehend mikrozelliger bis kompakter Polyurethan-Elastomer vorgeschlagen. Die Lenkübertragungsvorrichtung ist im Bereich des unteren Gabellagers mittels einer in einen Nutenring eingreifenden Gleitverzahnung sichergestellt. Diese Gleitverzahnung führt aber bei leichtesten Biegebeanspruchungen im Vorderradbereich zum Verklemmen an den Gleitflanken, so dass der Federungskomfort erheblich beeinträchtigt ist. Ferner ist die empfindliche Lenkübertragungsvorrichtung im unteren schmutzgefährdeten Bereich des Gabelschaftes angeordnet. Darüber hinaus ist nachteilig, dass aufgrund des durch die Elastomerdämpfer hindurchgeführten Gabelschaftes lediglich eine kreisringförmige Querschnittsfläche stark be­ schränkter Größe für den Elastomerdämpfer freibleibt.

Die eingangs genannte Konzeption ist aus der WO 90/15748 A1 bekannt. Dort wird vorgeschlagen, eine Feder oder ein elastisches Gummi zum Dämpfen einzusetzen und zusätzlich diese Federungselemente aus zwei verschiedenen unterschiedlich stark federnden Bestandteilen zusammenzusetzen, um einerseits schwere Stöße und andererseits schwache Stöße unterschiedlich abfangen zu können. Auch hier tritt der Gabelschaft durch die federnden Bestandteile, die dadurch eine geringe, kreisringförmige Querschnittsfläche stark beschränkter Größe besitzt. Dieser Dämpfungsbereich liegt außerdem frei gegenüber Beschädigung durch Ultraviolettlicht und gegenüber Beschädigungen durch äußere Einwirkungen. Die nicht näher definierte Lenkführung läßt auch Klemmeffekte und wenig Fahrkomfort befürchten.

Ferner ist aus der DE-OS 15 05 228 ein federndes Aufhängungssystem für das Vorderrad eines Fahrrades mit einer am Gabelschaft angeordneten Schrauben­ feder bekannt, bei dem die Lenkübertragungsvorrichtung am oberen Ende des Gabelschaftes angeordnet ist. Jedoch ist auch hier eine Kerbverzahnungsver­ bindung mit axial ausgerichteten Nutenrippen, die in einer entsprechenden Buchse geführt sind, verwirklicht. Auch hier können bei Biegebeanspruchungen im Vorderradbereich des Fahrrades Klemmungen auftreten, die den Federungs­ komfort beeinträchtigen.

Aus dem DE-GM 17 03 843 schließlich ist ein federndes Verbindungsteil zur Verbindung der Sattelstützte mit dem Rahmen eines Fahrrades bekannt. Zwei teleskopartig ineinander verschiebbare Rohre sind über eine Feder miteinander verbunden; als Verdrehsicherungen ist ein gekerbter oder geschlitzter Schaft vorgesehen. Für eine Vorderradführung oder Lenkung ist eine solche Konzeption schon wegen des hohen Bruchrisikos und aus Sicherheitsgründen nicht einsetzbar.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stoßdämpfer für eine Vorderradgabel, insbesondere für Straßenfahrräder, anzugeben, der einfach im Aufbau ist, sich mit gängigen Fahrradnormteilen, insbesondere der Gabel, dem Lenkkopflager und dem Vorbau kombinieren läßt, ein geringes Gewicht hat und einen hohen Federungskomfort bietet. Ferner soll der Vorderradstoßdämpfer nur geringe optische Auffälligkeit haben und wartungsfreundlich sein.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Stoßdämpfer dadurch, dass das Passungselement aus zwei Zylindersegmenten besteht, die zwischeneinander einen entsprechend geformten Führungselementschaft des am oberen Ende des Gabelschaftes befestigten Führungselementes verdrehsicher und axial verschiebbar aufnehmen, und dass die Elastomerdämpfer oberhalb des Führungselementes im Zentralrohr angeordnet sind, und sich das Führungselement am Elastomerdämpfer abstützt.

Für den Straßeneinsatz, beispielsweise an Rennrädern, ist lediglich ein kurzer Federweg erforderlich, da lediglich geringe Unebenheiten zu dämpfen sind. Diese Aufgabe kann hervorragend von modernen, zellig aufgeschäumten Ela­ stomeren erfüllt werden. Bis zu einer Stauchung auf 50% seiner unbelasteten Ausdehnung hat der Elastomerdämpfungskörper eine annähernd linear anstei­ gende Kennlinie. Darüber hinaus steigt die aufzuwendende Druckspannung stark an, so dass bei starker Einfederung ein progressives Dämpfungsverhalten vor­ liegt. Die Elastomerdämpfer weisen zu dem ein geringes Gewicht auf, so dass das Gesamtgewicht der Federgabel gering ist. Die im Lenkungsrohr unterge­ brachte Federung eignet sich insbesondere für Straßenfahrräder, die nur einen geringen Federweg benötigen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Feder­ gabeln, bei denen in den beiden Gabelschenkeln die Dämpfungselemente un­ tergebracht sind, kann hier eine gewöhnliche Vorderradgabel verwendet werden, ohne dass zusätzliche Versteifungsbauteile an der Gabel vorzusehen sind. Das Erscheinungsbild des Fahrrades entspricht dabei nahezu dem von ungefederten Fahrrädern.

Dadurch, daß die Lenkübertragungsvorrichtung als ein am oberen Ende des Gabelschaftes befestigtes Führungselement mit einem daran formschlüssig gleitenden, im Zentralrohr angeordneten Passungselement ausgebildet ist, wird eine sichere Übertragung der Lenkbewegung vom Lenker des Fahrrades auf die Vorderradgabel erreicht, wobei die Lenkübertragungsvorrichtung innerhalb des Lenkungsrohres vor Beschädigung und Verschmutzung geschützt ist.

Darüber hinaus hat die besondere Ausgestaltung der Lenkübertragungsvor­ richtung gegenüber den bekannten Keilverzahnungen den Vorteil, daß ein Ver­ spannen und dadurch hervorgerufenes Klemmen der Lenkübertragungsein­ richtung durch elastische, von Belastungen beim Fahren hervorgerufene Ver­ formungen des Gabelschaftes vermieden werden. Bei den im Vorderradbereich des Fahrrades durch Lastwechselreaktionen und/oder Straßenunebenheiten hervorgerufenen leichtesten Biegebeanspruchungen treten minimale Kräfte­ komponenten in radialer Richtung an der Lenkübertragungseinrichtung auf. Die zwischen den halbzylinderförmig ausgebildeten Passungssegmenten gebildete großflächige Führung kann diese Belastungen aufnehmen und ohne klem­ mende Verspannung ableiten. In der Folge bleibt der Federungskomfort gerade bei wechselnden Belastungen erhalten. Die erfindungsgemäße Lenkübertra­ gungsvorrichtung erlaubt kleinste radiale Bewegungen und läßt dabei axiale Federungsbewegungen zu.

Die auch bei kleineren Fahrbahnunebenheiten ansprechende Stoßdämpfung führt auch zu einer deutlich verbesserten Bodenhaftung und zu einer verbesser­ ten Kraftübertragung u. a. auch der Lenkkräfte.

Gleichzeitig ist damit eine konstruktiv einfache Lenkübertragungsvorrichtung erreicht. Der Fertigungsaufwand wird gering gehalten. Die Passungselemente können aus einem gleitfähigen Material hergestellt werden. Ggf. können die Passungselemente bei Verschleiß ausgetauscht werden. Vorzugsweise sind die Passungselemente mittels durch radial im Zentralrohr angeordnete Bohrungen geführte Schrauben befestigt. Eine spielfreie Führung kann leicht verwirklicht werden.

Es kann auch vorgesehen werden, die Passungselemente zum Spielausgleich nachstellbar auszubilden, um ihre Lebensdauer zu erhöhen und außerdem die spielfreie Funktion besonders lange zu gewährleisten.

Dadurch, daß der Führungselementschaft in radialer Richtung rechteckigen Querschnitt hat und den Zwischenraum zwischen den gegenüberliegend ange­ ordneten Zylindersegmenten im wesentlichen ausfüllt, werden zwei große Gleit­ flächen maximaler Größe im Zentralrohr untergebracht. Die Übertragung der Lenkbewegung ist feinfühlig möglich. Aufgrund der Größe und Form der Gleit­ fläche kann ein Verklemmen der axialen Beweglichkeit nicht auftreten.

Dadurch, daß die Längserstreckung des rechteckigen Querschnitts des Füh­ rungselementschaftes in Fahrtrichtung ausgerichtet ist, kann die Lenküber­ tragungsvorrichtung insbesondere radiale Bewegungen in Fahrtrichtung und entgegengesetzt zulassen. Diese Bewegungen treten insbesondere bei schnel­ ler Fahrt und leichten Fahrbahnunebenheiten auf. Eine Beeinträchtigung des Federungskomforts wird somit vermieden.

Wenn die Elastomerdämpfer oberhalb des Führungselementes im Zentralrohr angeordnet sind und sich das Führungselement am Elastomerdämpfer abstützt, sind die Elastomerdämpferelemente vom Lenkerkopf her relativ leicht zugäng­ lich. Der Austausch von Dämpferelementen, beispielsweise zur Anpassung an das Radfahrergewicht, ist damit möglich, ohne die Vorderradgabel zu demon­ tieren.

Zusätzlich kann eine Mutter vorgesehen werden, mit der die Vorspannung der Dämpferelemente veränderbar ist.

Eine optimale Abstützung des axial verschiebbar gelagerten Gabelschaftes am Elastomerdämpfer wird durch einen Stützstempel am oberen Ende des Füh­ rungselementes erreicht. Der Durchmesser des Stützstempels sollte dabei nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Zentralrohres sein, so daß die dynamischen Lastwechsel möglichst ganzflächig und gleichmäßig auf die Ela­ stomerdämpferelemente übertragen werden.

Eine Erhöhung des progressiven Dämpfungsverhaltens bei stärkerer Einfede­ rung der Gabel kann durch Vorsehen von zwei oder mehreren Elastomer­ dämpfern mit unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften erreicht werden. Bei einer Beanspruchung der Vorderradgabel wird zunächst das weichste Elasto­ merdämpferelement gestaucht, bevor das nächst härtere Element beansprucht wird. Es sind somit beliebig gewünschte Dämpfungskennlinien realisierbar. Insbesondere kann die Vorderradgabel auf das Gewicht des Radfahrers einge­ stellt werden.

Wenn der im Zentralrohr angeordnete Gabelschaft mit einer Linearlagerung axial verschiebbar gelagert ist, werden die seitlich auf die Gabel wirkenden Kräfte optimal auf das Zentralrohr und das Lenkungsrohr und somit auf den Fahrradrahmen übertragen. Vorzugsweise besteht die Linearlagerung aus Gleitlagerringen, die einen vertretbaren Fertigungsaufwand erfordern. Als Mate­ rial für die Gleitlagerringe eignet sich insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Sintermetall. Bei Tests gut bewährt haben sich Gleitlager, die unter der Marke PERMAGLIDE von Firma Kalberschmidt AG/Neckarsulm angeboten wer­ den.

Bei einer vorzugsweisen Dimensionierung haben der Gabelschaft einen Außen­ durchmesser von 25,4 mm (1/1 inch) und das Zentralrohr einen Innendruch­ messer von 28,575 mm (11/8 inch). Damit kann eine handelsübliche 1"-Gabel in der erfindungsgemäßen Dämpfergabel verwendet werden. Das Zentralrohr kann dann so dimensioniert werden, daß handelsübliche Lenkkopflager der Größe 1 1/4 Zoll verwendet werden können. Das Erscheinungsbild des Fahrrades unter­ scheidet sich kaum von ungefederten Fahrrädern.

Zur Erhöhung der Knickstabilität kann der Gabelschaft innen konifiziert ausge­ bildet werden.

Ein besonders geeignetes Material für die Dämpfungselemente ist ein zellig aufgeschäumter Polyurethan-Elastomer mit einer Rohdichte von 350-650 kg/m³ und einem Porenvolumen von 63-50%. Ein derartiges Material wird zum Beispiel von der Firma Elastogran unter der Marke CELLASTO angeboten.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung detailliert beschrieben.

Darin zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stoßdämpfer für eine Vorderradgabel im Querschnitt im ausgefederten Zustand,

Fig. 2 denselben Stoßdämpfer im eingefederten Zustand,

Fig. 2a einen radialen Schnitt entlang der Linie a-a in Fig. 2 durch die Lenkübertragungseinrichtung;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 durch ein Passungs­ element des Stoßdämpfers;

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoß­ dämpfers für eine Vorderradgabel im Querschnitt im ausgefederten Zustand;

Fig. 5 den Stoßdämpfer aus Fig. 4 im eingefederten Zustand; und

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 4 durch ein Passungs­ element des Stoßdämpfers.

In Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Fahrradstoßdämpfer im Querschnitt darge­ stellt. Ein zu einem nicht dargestellten Fahrradrahmen gehörendes Lenkungs­ rohr 1 ist am oberen und unteren Ende mit je einem Steuersatzlager 11, 12 versehen. Ein darin geführtes und gelagertes Zentralrohr 2 ist in üblicher Weise für die Lenkbewegung verdrehbar in dem Lenkungsrohr 1 angeordnet. Am obe­ ren Ende des Zentralrohres 2 ist in üblicher Weise ein nicht dargestellter Fahr­ radlenker befestigt. Am unteren Ende des Zentralrohres 2 ist eine Aufnahme 23 für das Steuersatzlager 12 vorgesehen.

In dem drehbar im Lenkungsrohr 1 gelagerten Zentralrohr 2 ist ein Gabel­ schaft 3 axial verschiebbar angeordnet. Der rohrförmige Gabelschaft 3 ist koni­ fiziert ausgebildet, wobei ein oberer Rohrabschnitt 31 des Gabelschaftes 3 dünnwandig ausgebildet ist und ein unterer Rohrabschnitt 32 aufgrund der hier herrschenden höchsten Knickbelastung verstärkt ausgebildet ist. Am unteren Rohrabschnitt 32 ist ein Gabelkopf 33 befestigt, der an seinen beiden nicht dar­ gestellten Schenkeln das Vorderrad des Fahrrades trägt.

Im Ringraum zwischen dem Gabelschaft 3 und dem Zentralrohr 2 ist eine Line­ arlagerung 8, vorzugsweise in Form von Gleitlagerringen 81, vorgesehen. Die Gleitlagerringe 81 bestehen vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Sintermetall. Am oberen Ende des Gabelschaftes 3 ist ein Führungs­ element 6 mit einem unten angeformten Befestigungskopf 63 eingepaßt.

Das Führungselement 6 hat einen mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgebildeten Führungselementschaft 62, wie in Fig. 2a dargestellt, an dem an seinem oberen Ende ein Stützstempel 61 befestigt ist, der im wesentlichen die lichte Kreisfläche des Zentralrohres 2 überdeckt. Der Stützstempel 61 liegt dabei an einem darüber angeordneten Elastomerdämpfer 4 an. Der Elastomerdämpfer 4 ist vorzugsweise mehrteilig ausgebildet, wobei der erste Elastomerdämpfer 4 und der zweite Elastomerdämpfer 41 jeweils im wesentlichen Zylinderform haben und den Hohlraum innerhalb des Zentralrohres 2 ausfüllen. Das Widerlager zum über die Verbindung mittels des Führungselementes 6 mit dem Gabelschaft 3 beweglichen Stützstempel 61 bildet eine Stützplatte 43, die un­ mittelbar oberhalb der Elastomerdämpfer 4, 41 im Zentralrohr 2 fest angeordnet ist. Die Stützplatte 43 ist beispielsweise durch einen in einer Ringnut 21 im Zen­ tralrohr 2 eingesetzten Seegering 42 festgesetzt.

Das Führungselement 6 ist verdrehsicher aber verschiebbar in einem fest mit dem Zentralrohr 2 verbundenen Passungselement 7 geführt. Bevorzugt ist diese Symmetriefläche, die gleichzeitig die Längserstreckung des rechteckigen Quer­ schnitts des Führungselementschaftes 62 definiert, wie in Fig. 2a dargestellt, in Fahrtrichtung X ausgerichtet. Das Passungselement 7 besteht aus zwei zylin­ dersegmentförmigen Elementen 71, 72, die die Freiräume zwischen dem zentral angeordneten Führungselementschaft 62 des Führungselementes 6 und dem Zentralrohr 2 spielfrei ausfüllen.

Der fest mit dem Gabelschaft 3 über Führungselement 6 verbundene Führungs­ elementschaft 62 hat entlang der Schnittflächen der Zylindersegmente 71, 72 ein geringes Spiel für im Fahrzustand auftretende Biegebeanspruchungen im Vorderradbereich in Fahrtrichtung. Gleichwohl wird die Lenkbewegung spielfrei an den Gleitflächen vom Führungselementschaft 62 auf die zylindersegment­ förmigen Elemente 71, 72 übertragen. Darüber hinaus können jedoch auch Bie­ gebeanspruchungen an der Gabel senkrecht zur Fahrtrichtung X aufgenommen werden, ohne daß ein Verklemmen an dem Führungselement auftritt. Bei einer derartigen Kraftkomponente in radialer, senkrecht zur Fahrtrichtung orientierten Richtung wird lediglich der Führungselementschaft 62 geringfügig elastisch verformt.

Die beiden zylindersegmentförmigen Elemente 71, 72 sind symmetrisch zu einer die Zylinderachse einschließenden Fläche des Zentralrohres 2 angeordnet. Ein Element 71 ist in Fig. 3 im Querschnitt dargestellt. Das Element 71 weist zwei übereinanderliegende, radial ausgerichtete Gewindebohrungen 73 auf. Die Passungselemente 71, 72 sind durch Schrauben, die durch radial angeordnete Bohrungen in dem Zentralrohr 2 geführt sind, befestigt.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers, ins­ besondere anhand der Fig. 1 und 2 detailliert beschrieben.

Im in Fig. 1 dargestellten ausgefederten Zustand des Stoßdämpfers sind die Elastomerelemente 4, 41 unbelastet. D. h., daß die Ausdehnung in axialer Rich­ tung der Dämpferelemente 4, 41 dem Ruhezustand entspricht. Bei einer Bela­ stung der Vorderradgabel federt der Gabelschaft 3 gleitend geführt durch die Linearlagerung 8 in das Zentralrohr 2, wobei das Führungselement 6 mit seinem Stützstempel 61 die Elastomerdämpferelemente 4, 41 zusammendrückt. Je nach Belastung der Vorderradgabel taucht somit der Gabelschaft unterschied­ lich weit in das Zentralrohr 2 ein, wobei durch das Zusammendrücken der Ela­ stomerdämpferelemente 4, 41 eine elastische Gegenkraft gebildet wird. Bei Entlastung federt somit die Gabel von ihrem belasteten Zustand entsprechend Fig. 2 wieder in ihren unbelasteten Zustand gemäß Fig. 1 zurück.

Die an dem nicht dargestellten Lenker aufgebrachten Lenkbewegungen werden über eine bekannte Lenkerbefestigung auf das Zentralrohr 2 und von dort über die formschlüssigen Passungselemente 71, 72 auf den darin geführten Füh­ rungselementschaft 62 spielfrei übertragen. Zur Verminderung der Reibung zwi­ schen dem sich mit dem Gabelschaft in axialer Richtung verschiebenden Füh­ rungselementschaft 62 und den Passungselementen 71, 72 werden vorzugs­ weise die Passungselemente 71, 72 aus Polytetrafluorethylen (PTFE) herge­ stellt. Bei Verschleiß der Passungselemente 71, 72 können die nicht darge­ stellten Befestigungsschrauben entfernt und die Passungselemente erneuert werden.

Die Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers können durch Austausch der Elastomerdämpferelemente 4, 41 variiert und den gewünschten Umständen angepaßt werden. Der Austausch wird dadurch erleichtert, daß die Elastomer­ elemente 4, 41 oberhalb des Führungselementes 6 angeordnet sind und durch Entfernen des Seegerings 42 und der Stützplatte 43 wartungsfreundlich von oben, also vom Lenkerkopf her, gewechselt werden können.

Aufgrund der geringen Querdehnung des vorzugsweise zu verwendenden zel­ lig-aufgeschäumten Polyurethan-Elastomers entsteht kaum Reibung zwischen den sich bewegenden Elastomerelementen und dem Zentralrohr 2. Der Gabel­ schaft 3 ist in der Linearlagerung 8 leicht gleitend gelagert, so daß minimale Losbrechkräfte für eine erste Einfederung des Stoßdämpfers erforderlich sind. Es werden damit auch leichte Schläge weich gedämpft, so daß eine besonders komfortable Federung bereitgestellt wird. Der Stoßdämpfer eignet sich aufgrund des hohen Komforts, der geringen Losbrechkraft und dem relativ kurzen Feder­ weg insbesondere für Straßenfahrräder.

Aufgrund der zunächst linear zunehmenden und dann progressiv weiterzu­ nehmenden Rückstellkraft bei einer Stauchung der Elastomerdämpferelemente wird ein unerwünschtes Durchschlagen des Stoßdämpfers sicher verhindert. Der einfache Aufbau des Stoßdämpfers erlaubt eine günstige Fertigung. Gleichzeitig ist die Dämpfergabel wartungsfreundlich aufgebaut.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 4 bis 6 gezeigt. Es entspricht weitgehend dem Ausführungsbeispiel aus den Fig. 1 bis 3.

Zusätzlich dargestellt ist noch, daß das Lenkungsrohr 1 in Verbindung steht mit einem Oberrohr 13 und einem Unterrohr 14, wodurch die Zuordnung zu der üb­ lichen Vorderradgabel für Straßenfahrräder nochmals schematisch verdeutlicht wird.

Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ist hier noch vorgesehen, daß die Vorspannung der Dämpferelemente 4, 41 mittels einer Vorspannmutter 44 veränderbar ist.

Das Widerlager zum beweglichen Stützstempel 61 bildet in diesem Falle die Vorspannmutter 44, die unmittelbar oberhalb der Elastomerdämpfer 4, 41 im Zentralrohr 2 in einem Gewinde 24 beweglich angeordnet ist. In diesem Ge­ winde 24 ist auch eine Aheadset-Schraube 45 vorgesehen, was zu einer be­ sonders wartungsfreundlichen Konzeption führt.

Außerdem ist am oberen Ende des Führungselementschaftes 62 ein Anschlag­ dämpfer 64 zusätzlich zu dem Stützstempel 61 angeordnet.

Auch hier ist ein wartungsfreundlicher Austausch der Elastomerdämpferele­ mente 4, 41 möglich. Dies geschieht bei dieser Ausführungsform durch das Entfernen der Vorspannmutter 44, die auch hier von oben, also vom Lenkkopf her, zugänglich ist.

Die Fig. 4 und 6 zeigen zusätzlich auch einen Faltenbalg 9 zur weiteren Ab­ sicherung gegen Eindringen etwaiger Verschmutzungen.

Im übrigen wird auf die Beschreibung zum ersten Ausführungsbeispiel ver­ wiesen.

Bezugszeichenliste

1

Lenkungsrohr

11

oberes Steuersatzlager

12

unteres Steuersatzlager

13

Oberrohr

14

Unterrohr

2

Zentralrohr

21

Ringnut

22

Bohrung

23

Aufnahme für Steuersatzlager

24

Gewinde

3

Gabelschaft

31

oberer Rohrabschnitt

32

verstärkter Rohrabschnitt

33

Gabelkopf

4

(erster) Elastomerdämpfer

41

zweiter Elastomerdämpfer

42

Seegering

43

Stützplatte

44

Vorspannmutter

45

Aheadset-Feststellschraube

6

Führungselement

61

Stützstempel

62

Führungselementschaft

63

Befestigungskopf

64

Anschlagdämpfer

7

Passungselement

71

erstes zylindersegmentförmiges Element

72

zweites zylindersegmentförmiges Element

73

Gewindebohrung

8

Linearlagerung

81

Gleitlagerring

9

Faltenbalg
X Fahrtrichtung

Claims (10)

1. Stoßdämpfer für eine Vorderradgabel, insbesondere für Straßenfahrräder, mit in einem Lenkungsrohr (1) drehbar gelagertem Zentralrohr (2), in dem ein axial verschiebbarer Gabelschaft (3) gelagert ist,
wobei die Verschiebbarkeit mit einer als Elastomerdämpfer (4, 41) ausgebildeten Dämpfungsvorrichtung bedämpft ist und zur Übertragung der Steuerbewegung eine Lenkübertragungsvorrichtung dient,
welche als ein am oberen Ende des Gabelschaftes (3) vorgesehenes Führungselement (6) mit einem daran formschlüssig gleitenden, im Zentralrohr (2) angeordneten Passungselement (7) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Passungselement (7) aus zwei Zylindersegmenten (71, 72) besteht, die zwischeneinander einen entsprechend geformten Führungselementschaft (62) des am oberen Ende des Gabelschaftes (3) befestigten Führungselementes (6) verdrehsicher und axial verschiebbar aufnehmen, und
dass die Elastomerdämpfer (4, 41) oberhalb des Führungselementes (6) im Zentralrohr (2) angeordnet sind, und sich das Führungselement (6) am Elastomerdämpfer (4) abstützt.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungselementschaft (62) in radialer Richtung rechteckigen Querschnitt hat und den Zwischenraum zwischen den gegenüberliegend angeordneten Zylindersegmenten (71, 72) im wesentlichen ausfüllt.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung des rechteckigen Querschnitts des Führungs­ elementschaftes (62) in Fahrtrichtung ausgerichtet ist.

4. Stoßdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Abstützung des Führungselementes (6) am Elastomer­ dämpfer (4, 41) ein Stützstempel (61) am oberen Ende des Führungs­ elementes (6) vorgesehen ist.

5. Stoßdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Elastomerdämpfer (4, 41) mit unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften vorgesehen sind.

6. Stoßdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindersegmente (71, 72) aus Polytetrafluorethylen (PTFE) her­ gestellt sind.

7. Stoßdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Zentralrohr (2) angeordnete Gabelschaft (3) mit einer als Gleitlager ausgebildeten Linearlagerung (8) axial verschiebbar gelagert ist.

8. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gabelschaft (3) einen Außendurchmesser von 25,4 mm (1/1 inch) und das Zentralrohr (2) einen Innendurchmesser von 28,575 mm (11/8 inch) haben.

9. Stoßdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gabelschaft (3) innen konifiziert ist, wobei ein unterer Rohrab­ schnitt (32) des Gabelschaftes (3) verstärkt ausgebildet ist.

10. Stoßdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerdämpfer (4, 41) aus zelligem Polyurethan-Elastomer mit einer Rohdichte von 350-650 kg/m³ und einem Porenvolumen von 63-50% bestehen.