DE20007421U1 - Gefederter Fahradrahmen, insbesondere für City- und Trekkingfahrräder - Google Patents

Description

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für City- und Trekkingfahrräder" Bernd Müsing, 13.04.2000

Beschreibung

Gefederter Fahrradrahmen, insbesondere für City- und Trekkingfahrräder

Für die zur Zeit existierenden vollgefederten Trekking- und Cityräder werden zumeist eingelenkige oder Rahmen mit einem in die Schwinge integrierten Tretlager verwendet. Beiden Bauformen gemein ist die Abstützung am Hauptrahmen über ein Federbein.

Um Raum für die Unterbringung des Federbeines im Hauptrahmen zu schaffen, wird in der Regel entweder das Sitzrohr unterbrochen oder erst in der Mitte des Vorderbaus abgestützt.

Trekkingräder mit viergelenkigem Hinterbau sind dagegen nur als Herrenräder mit hohen Oberrohren erhältlich.

Die Anbringung von Gepäckträgern erfolgt an herkömmlichen City- und Trekkingrädern entweder in Form eines Auslegers vom Sitzrohr aus oder auf konventionelle Art am Hinterbau, wobei das Gepäck in diesem Falle jedoch nicht mitgefedert wird.

Die Verwendung von nur einem Gelenk am Hinterbau bringt die Notwendigkeit mit sich, den Rahmen entsprechend groß dimensioniert und somit schwer zu bauen, um trotz der ungünstigen Krafteinleitung über nur einen Punkt den Rahmen steif genug zu halten. Die üblichen Federelemente sind für die Übertragung von seitlichen Kräften normalerweise nicht ausgelegt; wenn der Rahmen nicht steif genug ist und ein Element mit seitlichen Kräften beaufschlagt wird, so wirkt sich dies negativ auf die Lebensdauer des Elementes aus.

Weitere Probleme bringt die Gepäckunterbringung mit sich. Wenn das Gepäck zur gefederten Masse des Fahrzeuges gehören soll, was in jedem Fall sinnvoll ist, dann ist die einfachste Art der Gepäckträgermontage die bereits oben erwähnte Form eines Auslegers am Sitzrohr. Ist dieses jedoch unterbrochen und erst weiter vorn im Hauptrahmen abgestützt, so erhöht sich das ohnehin schon große durch die Gewichtskraft des Gepäcks über dem Hinterrad hervorgerufene Biegemoment auf den Rahmen nochmals. Um diese Belastungen aufzufangen muss der Rahmen auch in diesem Bereich recht schwer ausgelegt werden.

Da sich durch eine weit vorn gelegene Abstützung des Sitzrohres praktisch zwei Ausleger ergeben (einer der das Tretlager stützt und einer der Gepäck und Fahrer trägt), können sich in dem Fälle beide Strukturen nicht gegenseitig stützen, was weiterhin der Gesamtsteifigkeit des Fahrzeuges und somit der Fahrsicherheit abträglich ist.

Das Problem, welches die in den Schutzansprüchen dargelegte Erfindung lösen soll, ist die Konstruktion eines gefederten Trekkingrahmens, der möglichst leicht und steif sein soll, was die während der Fahrt auftretenden Kräfte im beladenen oder unbeladenen Zustand des Fahrrades betrifft, und der sowohl als Damen- als auch als Herrenrad Verwendung finden kann.

Diese Anforderungen werden durch die Anwendung eines viergelenkigen Hinterbaus, dessen Kettenstreben sich in der Nähe des Tretlagers und dessen Sitzstreben sich über eine Wippe in der Nähe der Verbindung zwischen Ober- und Sitzrohr am Hauptrahmen wie in den Ansprüchen dargestellt erfüllt.

Die Einzelteile des Rahmens für das folgende Ausfuhrungsbeispiel sind in Figur 1 dargestellt.

Der Hauptrahmen (1) ist mit den Kettenstreben (2) über das nach Anspruch 1 im Bereich A (Fig.2) in diesem Falle über dem Tretlager in der Sitzrohrachse gelegene Gelenk (3) verbunden. Die Lagerung des Punktes (3) ist nach Anspruch 5 von oben gesehen aus der Mitte des Rahmens gerückt, um an der Kettenblattseite für die Anbringung eines herkömmlichen Umwerfers Platz zu schaffen und trotzdem einen ausreichend großen Lagerabstand zu gewährleisten.

Eine gelenkige Verbindung zwischen Ketten- (2) und Sitzstreben (4) stellt das Gelenk (5) zwischen Kettenstrebe und Ausfallende (6) dar. Die Lagerung (7) verbindet das Ende der Sitzstreben (4) mit dem Wipphebel (8), der seinerseits über die am Oberrohr (9) in Sitzrohrnähe angebrachte Lagerstelle (10) mit seinem mittleren Drehpunkt am Hauptrahmen befestigt ist. Die mittlere Lagerung der Wippe (8) befindet sich somit im nach Anspruch 1 definierten Bereich B (Fig.2).

Die Verlängerung des Wipphebels (8) über seinen mittleren Drehpunkt hinaus endet in einem weiteren Drehpunkt (11), der zusammen mit dem Gegenlager (12) in Tretlagernähe das Federbein (13) hält.

Die Formgebung der Wippe, was die Längen der Hebel und deren Winkel zueinander betrifft, nach Anspruch 2 in diesem Beispiel gewährleistet das in diesem Falle gewünschte Übersetzungsverhältnis des

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für City- und Trekkingfahrräder" Bernd Müsing, 13.04.2000

Hinterrades auf das Federbein von 1:2,5 sowie die passende Stellung des Federbeines im Hauptrahmen zwischen Ober- und Unterrohr.

Ein Rohr (14) verbindet nach Anspruch 4 das obere Ende des nach Anspruch 3 bis zum Tretlager durchgängigen Sitzrohres (15) mit dem Oberrohr (9). Die Verbindung zwischen dem Rohr (14) und dem Oberrohr erfolgt dabei in etwa am hinteren Drittel des letzteren. Das tief, etwa in dessen Mitte, am Sitzrohr angebrachte Oberrohr formt zusammen mit dem Stützrohr (14) einen tiefen Durchstieg im Hauptrahmen.

Nach Anspruch 6 befinden sich am Sitzrohr Ösen (16) zur Aufnahme eines als Ausleger geformten Gepäckträgers.

Auf das in den Ausfallenden (6) eingespannte Hinterrad wirkende Stöße werden über die Sitzstreben (4) und die Wippe (8) auf das Federbein übertragen, das die auftretenden Kräfte in den Tretlagerbereich einleitet. Die im Lagerpunkt (10) resultierende Kraft wird, da der Punkt nahe am Knotenpunkt von Ober- und Sitzrohr liegt, in die Richtungen der beiden Rohrachsen aufgefangen.

Vorteilhaft am beschriebenen Rahmen wirkt sich der an der Ober-Sattelrohrverbindung befindliche Wippenlagerpunkt auf die Steifigkeit des Rahmens aus, da der Lagerpunkt neben dem Gelenk der Kettenstreben einen zweiten Punkt zur Abstützung des Hinterbaus am Hauptrahmen bietet.

Fahrdynamische Kräfte und Torsionsmomente werden so mit einem größeren Abstand aufgefangen, rufen daher geringere und gleichmäßigere Belastungen auf den Hauptrahmen hervor als dies bei eingelenkigen Rahmen der Fall ist.

Das Federelement wird von seitlichen Belastungen effektiv ausgeschlossen, da auftretende seitliche Kräfte vom mittleren Wippendrehpunkt kurz vor dem Anlenkpunkt des Federbeines abgefangen werden.

Elastische Rahmenbewegungen haben wegen des kurzen Hebelstückes der Wippe zwischen Rahmen und Lagerstelle des Federelementes keine großen Auswirkungen auf dessen Aufhängung.

Durch das nicht unterbrochene Sitzrohr werden die über die Gepäckträgerösen eingeleiteten Kräfte und Momente günstig in den Tretlagerbereich ein- und an die anderen Rahmenbauteile weitergeleitet. Die Hebelwirkung auf den Hauptrahmen wird gegenüber vor dem Tretlager im Hauptrahmen abgestützten Sitzrohrauslegern erheblich verringert.

Der tiefe Durchstieg des Rahmens erlaubt die Anwendung auch an Damenrädern.

Claims (6)

1. Gefederter Fahrradrahmen, insbesondere für City- und Trekkingfahrräder, gekennzeichnet dadurch, dass er von einem im wesentlichen aus Steuer-, Ober-, Unter- und Sitzrohr bestehenden Hauptrahmen (1) und einem Hinterbau gebildet wird. Der Hinterbau besteht aus einem Paar Kettenstreben (2) und einem Paar Sitzstreben (4), die in der Nähe der Hinterradaufnahme (6) gelenkig miteinander verbunden sind. Die Kettenstreben sind durch ein in der nähe des am Hauptrahmen angebrachten Innenlagergehäuses befindliches Gelenk (3) mit dem Hauptrahmen (1) verbunden. Dieser Drehpunkt (3) liegt, von der dem Kettenblatt zugewandten Seite gesehen, in einem Bereich (A), der begrenzt wird durch ein gedachtes, um 17° gegen den Uhrzeigersinn aus der Horizontalen gedrehtes Rechteck von 120 mm Breite und 100 mm Höhe, dessen untere Seite mit dem Mittelpunkt im Zentrum des Innenlagergehäuses liegt.
Die Sitzstreben (4) sind über das mittlere Gelenk (10) eines als Wippe ausgeführten Hebels (8) am Sitzrohr (15) des Hauptrahmens (1) angebracht. In der Nähe dieses Gelenkpunktes (10) ist das Oberrohr (9) mit dem Sitzrohr (15) verbunden. Das andere Ende der Wippe (8) stellt eine Gelenkverbindung (11) zu einem Federbein (13) her, das mit seinem anderen Ende über und vor dem Tretlager am Hauptrahmen abgestützt ist. Das Gelenk (10) der Wippe am Hauptrahmen befindet sich, von der dem Kettenblatt zugewandten Seite gesehen, in einem Bereich (B), der umgrenzt wird von einem gedachten, um 17° gegen den Uhrzeigersinn aus der Horizontalen gedrehten Quadrat von 100 mm Kantenlänge, dessen linke untere Ecke sich 155 mm über und 70 mm hinter dem Tretlagerzentrum befindet.

2. Gefederter Fahrradrahmen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Abstand zwischen den Lagermittelpunkten der Gelenke (7) und (10) ein bis dreimal so groß ist wie der Abstand zwischen den Zentren der Lagerungen (10) und (11), und dass der Winkel zwischen den gedachten Verbindungslinien zwischen der Wippenlagerpunkten zwischen 100° und 180° liegt.

3. Gefederter Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass das Sitzrohr (15) des Hauptrahmens ohne Unterbrechung im wesentlichen bis zum Tretlager verläuft.

4. Gefederter Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens ein weiteres Rohr (14) im Hauptrahmen vom oberen Ende des Sitzrohrs (15) zum Oberrohr (9) verläuft.

5. Gefederter Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass von oben gesehen die Mitte des Abstandes zwischen den Lagern der Lagerstelle (3) der Kettenstreben am Hauptrahmen nicht auf der Mittellinie des Rahmens liegt.

6. Gefederter Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass oberhalb der Sitzstreben am Sitzrohr (15) Ösen (16) zur Befestigung eines Gepäckträgers angebracht sind.