SE527105C2

SE527105C2 - Damping device for a resilient wheel suspension device for a bicycle

Info

Publication number: SE527105C2
Application number: SE0401314A
Authority: SE
Inventors: Ulf Johansson
Original assignee: Ulf Johansson
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2005-12-20
Also published as: SE0401314D0; SE0401314L; WO2005113324A1

Abstract

A damper device for a spring suspension for a bicycle wheel comprises a fluid-cylinder unit, which is delimited into two chambers (91, 92) by a piston (94). A tubular valve body (31) is coaxially arranged inside a tubular longitudinal section (81) of the piston rod of the cylinder unit and is biased by a spring (35) in the direction upwards toward the piston (94) into an end position (33), wherein a valve cone (38) of the valve body closely screens off a wall opening (32) arranged in the piston rod and situated under the valve body, for the formation of an inertia-sensitive member (31, 35), which temporarily opens a fluid pipe (51) between the fluid chambers (91, 92) upon load from the wheel to the frame, but substantially blocks the fluid pipe in the opposite load direction.

Description

25 527 105 2 533 till gaffelbenets med ramen fast förbundna del och vars nedåt riktade kolvstángsände ansluts till hjulaxeln. 25 527 105 2 533 to the part of the fork leg fixedly connected to the frame and whose downwardly directed piston rod end is connected to the wheel axle.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas i exempel- form med hänvisning till den bilagda ritningen.The invention will be described in the following in an exemplary form with reference to the accompanying drawing.

Fig. 1 visar schematiskt en partiellt genomskuren fjäd- rande och dämpande framgaffel för en cykel.Fig. 1 schematically shows a partially cut-through resilient and damping front fork for a bicycle.

Fig. 2 visar en principskiss över gaffelns ena gaffelben med däri placerad dämpningsenhet, i obelastat tillstånd.Fig. 2 shows a principle sketch of one fork leg of the fork with a damping unit placed therein, in an unloaded condition.

Fig. 3 visar schematiskt dämpningsenheten under kompres- sionsfas.Fig. 3 schematically shows the damping unit during compression phase.

Fig. 4 illustrerar dämpningsenhetens kolv med tillhörande kolvstàng.Fig. 4 illustrates the piston of the damping unit with associated piston rod.

Fig. 5 visar en axialsektion genom föremålet för fig. 4.Fig. 5 shows an axial section through the object of Fig. 4.

Fig. 6 visar en förstorad detalj av kolvdelen i fig. 5.Fig. 6 shows an enlarged detail of the piston part in Fig. 5.

Fig. 7 visar en förstorad detalj över den tröghetsstyrda ventilen i föremålet för fig. 5.Fig. 7 shows an enlarged detail of the inertial controlled valve in the object of Fig. 5.

Pig. l visar en framgaffel 1 för en mountainbike-cykel.Pig. 1 shows a front fork 1 for a mountain bike.

Gaffeln innefattar en gaffelkrona 2 som bär tvà parallella innerben 4. Två ytterben 5 omger respektive innerben och är inbördes förbundna med en brygga 6. Framgaffeln har tvâ gaffelben 3, mellan vilka ett cykelhjul 9 är infört. I det ena gaffelbenet 3 är en fjäder 98 placerad och ansluten mellan innerbenet och ytterbenet. I det andra gaffelbenet 3 är en hydraulisk dämpningsenhet 7 placerad. Dämpnings- enheten innefattar en cylinder, som är förbunden med inner- benet 4 och visas ha en genom cylindern sig sträckande kolvstàng 8, vars nedåt framskjutande kolvstàngsdel 81 är kopplad till hjulets 9 nav 10.The fork comprises a fork crown 2 which carries two parallel inner legs 4. Two outer legs 5 surround each inner leg and are interconnected with a bridge 6. The front fork has two fork legs 3, between which a bicycle wheel 9 is inserted. In one fork leg 3 a spring 98 is placed and connected between the inner leg and the outer leg. A hydraulic damping unit 7 is located in the second fork leg 3. The damping unit comprises a cylinder, which is connected to the inner leg 4 and is shown to have a piston rod 8 extending through the cylinder, the downwardly projecting piston rod part 81 is coupled to the hub 10 of the wheel 9.

III lO 15 20 25 527 105 3 gg? I fig. 2 kan man se att cylindern 9 innehåller en kolv 94, som avgränsar två kamrar 91 och 92. Mellan kamrarna 91, 92 finns en vätskeledning med en strypning och en tröghets- styrd ventil, varigenom vätska från kammaren 91 kan över- strömma under energiabsorbering vid en axiell komprimering av dämpningsenheten 7, medan ventilen är öppen.III lO 15 20 25 527 105 3 gg? In Fig. 2 it can be seen that the cylinder 9 contains a piston 94, which delimits two chambers 91 and 92. Between the chambers 91, 92 there is a liquid line with a throttle and an inertia-controlled valve, whereby liquid from the chamber 91 can overflow during energy absorption during an axial compression of the damping unit 7, while the valve is open.

Vätskeledningen är bildad genom att kolvstången 8 har ett rörformigt längdavsnitt som sträcker sig genom kolven 94, varvid det rörformiga avsnittet av kolvstángen 8 har vägg- öppningar 74 ovanför kolven 94 och öppningar 32 under kol- ven, sàsom framgår av fig. 6 och 7. En rörformig ventil- kägla är koaxiellt anordnad i kolvstàngsdelen 81 och är axiellt förspând av en fjäder 35 i riktning mot kolven 94, och har ett övre ändläge som definieras av ett anslag 33.The liquid conduit is formed by the piston rod 8 having a tubular longitudinal section extending through the piston 94, the tubular section of the piston rod 8 having wall openings 74 above the piston 94 and openings 32 below the piston, as shown in Figs. 6 and 7. A tubular valve cone is coaxially disposed in the piston rod portion 81 and is axially biased by a spring 35 toward the piston 94, and has an upper end position defined by a stop 33.

Den rörformiga ventilkroppen 31 bildar med sin övre om- kretsdel en ventilkägla 38, som i ändläget tätt avskärmar öppningarna 32. Ventilkroppen 31 har en genomgående axial kanal. Fjädern 35 är anpassad till ventilkroppens 31 massa för att säkerställa att en stöt underifrån av vald storlek, via hjulet mot undre änden av kolvstàngsdelen 81, medför att ventilkroppen 31 erfar en rörelse nedåt relativt kolv- stàngen 8 och frilägger öppningarna 32, under en viss tids- period, innan ventilkroppen 31 àterföres mot ändläget av fjädern 35. Medan ventilanordningen 31, 32, 33 hàlles öppen, kan hydraulvätska i den komprimerade kammaren 91 strömma via öppningarna 74 och hàlrummet i kolvstàngen 8, och ut genom öppningarna 32 till kammaren 92. I anslutning till öppningarna 74 visas en strypningscylinder 71, vilken är axiellt förskjutbar med ett gängförband mellan kroppen 71 och innerväggen av kolvstàngen 8 för etablering av en motsvarande dämpning (stötenergibortledning). Cylindern 71 har en medbringare 73 och kan inställas i ett valt axial- läge för att partiellt avskärma öppningarna 74 och här- igenom erbjuda en begränsad strypt genomströmning av hydraulvätska. Kroppen 71 visas ha en medbringare 73, i vilken ett inställningsverktyg kan inskjutas via den rör- l0 15 20 25 527 1o5 4 šä formiga kolvstàngsdelen 82. Genom strypningen i anslutning till öppningen 74 uppnås en stötdämpning. Vid en sàdan dämpande vätskeöverströmning till kammaren 92 komprimeras upphängningsfjädern. Efter stötdämpningsoperationen av- lastas dämpningsfjädern och strävar till att återföra dämpningsenheten till det pà fig. 2 visade tillståndet.The tubular valve body 31 forms with its upper circumferential part a valve cone 38, which in the end position tightly shields the openings 32. The valve body 31 has a continuous axial channel. The spring 35 is adapted to the mass of the valve body 31 to ensure that a shock from below of selected size, via the wheel towards the lower end of the piston rod part 81, causes the valve body 31 to experience a downward movement relative to the piston rod 8 and exposes the openings 32, for a certain time period, before the valve body 31 is returned to the end position of the spring 35. While the valve device 31, 32, 33 is kept open, hydraulic fluid in the compressed chamber 91 can flow through the openings 74 and the cavity in the piston rod 8, and out through the openings 32 to the chamber 92. connection to the openings 74 is shown a throttling cylinder 71, which is axially displaceable with a threaded connection between the body 71 and the inner wall of the piston rod 8 for establishing a corresponding damping (shock energy discharge). The cylinder 71 has a carrier 73 and can be adjusted in a selected axial position to partially shield the openings 74 and thereby offer a limited restricted flow of hydraulic fluid. The body 71 is shown to have a carrier 73, into which an adjusting tool can be inserted via the tubular piston rod part 82. Through the throttle adjacent to the opening 74, a shock absorption is achieved. In such a damping liquid overflow to the chamber 92, the suspension spring is compressed. After the shock-absorbing operation, the damping spring is relieved and strives to return the damping unit to the condition shown in Fig. 2.

För den sakens skull har kolven 94 en genomloppskanal 51, som är försedd med en backventil 52, vilken vid ett valt tryckfall över kolven 94 öppnar och medger vätskeöverström- ning från kammaren 92 till kammaren 91. Backventilen 52 visas bestå av en spänstigt elastisk plàtskiva 53, som avskärmar kanalen 51 och förspànnes mot avskärmningsläget medelst en stödbricka 54, som är belastad av en fjäder 55, som stöder mot en fjäderbricka 60, vilken är axiellt för- skjutbar av en skruv 56, som är belägen inuti kolvstàngs- delen 82 och samverkar med dennas innervägg via ett gäng- förband 57. Kroppen 56 är förbunden med en stång 58, som sträcker sig genom kolvstàngsdelens 82 ytterände och som sträcker sig ut ur cylindern 9, varigenom fjäderns 55 förspänning enkelt kan justeras.For this purpose, the piston 94 has a passage channel 51, which is provided with a non-return valve 52, which at a selected pressure drop across the piston 94 opens and allows liquid to overflow from the chamber 92 to the chamber 91. The non-return valve 52 is shown to consist of a resilient elastic plate 53 , which shields the channel 51 and is biased towards the shielding position by means of a support washer 54, which is loaded by a spring 55, which abuts a spring washer 60, which is axially displaceable by a screw 56, which is located inside the piston rod part 82 and cooperates with its inner wall via a threaded joint 57. The body 56 is connected to a rod 58 which extends through the outer end of the piston rod portion 82 and which extends out of the cylinder 9, whereby the bias of the spring 55 can be easily adjusted.

En övertrycksventil 63 är tillhandahàllen i anslutning till en kanal 51 för att vid höga kompressionstryck i kammaren 91 medge en överströmning genom backventilen 63 till kamma- ren 92 vid en i förväg bestämd tryckskillnad över kolven 94. Återigen innehåller backventilen 63 en plàtring 62, som är förspänd mot tätande läge av en stödbricka 64 i en för- spänd fjäder 41, som är buren pä stàngdelen 81 medelst en stödbricka 42.An overpressure valve 63 is provided in connection with a channel 51 to allow at high compression pressures in the chamber 91 an overflow through the non-return valve 63 to the chamber 92 at a predetermined pressure difference across the piston 94. Again, the non-return valve 63 contains a plating ring 62, which is biased towards sealing position by a support washer 64 in a biased spring 41, which is carried on the rod part 81 by means of a support washer 42.

Fjädern 41 genererar den tryckskillnad med vilken över- trycksventilen/backventilen 62 öppnar för skyddande av tät- ningar mellan cylindern och kolvstàngen/kolven.The spring 41 generates the pressure difference with which the pressure relief valve / non-return valve 62 opens to protect seals between the cylinder and the piston rod / piston.

Med hänvisning till fig. 5 kan man vidare se att den rör- formiga kolvstàngsdelen 81 har en tätningsplugg 38, som bär ett upplag 36 för fjädern 35. Pluggen 38 är exempelvis med 527 105 5 ett gängförband 37 ansluten till kolvstàngsdelen 81 för att medge pluggen och därmed upplaget 36 att förskjutas bort fràn kolven 94, så att fjädern 35 avlastas och ventilkolven 31 kan förskjutas bort från anslaget 33, varigenom inställ- ningen av backventilen 52 underlättas.Referring to Fig. 5, it can further be seen that the tubular piston rod portion 81 has a sealing plug 38 which carries a support 36 for the spring 35. The plug 38 is for example with 527 105 a threaded connection 37 connected to the piston rod portion 81 to allow the plug and thereby the support 36 to be displaced away from the piston 94, so that the spring 35 is relieved and the valve piston 31 can be displaced away from the stop 33, whereby the setting of the non-return valve 52 is facilitated.

Claims

10 15 20 25 ro 0000 oc 0 0 0 to 0 r 0 n 0 u a 0 I Q 0 oo con Oona 0 527 105 6 Once oøna ou Patentkrav

A damping device for a resilient wheel suspension device for a bicycle, the suspension device comprising two linearly displaceable parts (45), one of which carries the bicycle wheel (9) and the other is connected to the bicycle frame and wherein a suspension spring (98) is engaged. between the said mutually displaceable parts of the suspension device, and wherein the damping device comprises a fluid cylinder unit comprising a cylinder part (9), which (94) has two fluid chambers (91, 92), piston rods (8) extending from the cylinder part (9), contains a piston delimiting in the cylinder part (9) and one connected to the piston (94), the damping device being connected between the two mutually displaceable parts (4, 5) of the suspension device, the damping device comprising inertia-sensitive means (31-35) for substantially blocking the cylinder unit under load from the bicycle frame in the direction of the wheel and for briefly opening a throttled fluid line (51) between fluid chambers (91, 92) under load from the wheel to the frame, the damping device being compressed and the suspension spring (98) being given an increased load and the damping device comprising means (52, 55) for controlled fluid transfer between the chambers, for expanding the damping device during effect of the relief of the suspension spring (98) after impact loading, characterized in that the piston rod (8) has a tubular longitudinal section (81) extending downwards from the piston and closed at its two ends and extending through the piston, that the piston rod tubular wall has through openings (74, 32) (94), partly below the piston (94), partly and that a tubular valve body (31) is in the vicinity of the piston above the piston, coaxially arranged inside the tubular longitudinal sections (81) of the piston rod and is spring biased by a spring (35) in the upward direction towards the piston (94) to an end position (33), wherein a valve cone (38) on the valve body tightly shields the piston. 10 15 20 25 5 2 7 1 0 5 7 - - the wall opening (32) of the rod below the piston, to form the inertia-sensitive member.

Device according to claim 1, characterized in that the means (51, 52) for controlled fluid transfer between the fluid chambers of the cylinder comprises a non-return valve (52) in a fluid channel (51) through the piston.

Device according to claim 2, characterized in that the non-return valve (52) is loaded to open in the flow direction at a predetermined pressure difference across the non-return valve.

Device according to claim 3, characterized in that the spring bias (55) of the non-return valve is arranged adjustable by means of an adjusting screw, that the piston rod (8) extends upwards from the piston (94) and out of the cylinder (9) and has a coaxial shaft (58) , which extends upwards through the piston rod (8) and is rotatable for adjusting the spring load of the non-return valve by rotating the adjusting screw (56), which is connected to the piston rod (8) via a coaxial threaded connection (57) therewith.

Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a pressure relief valve (62) is arranged in a fluid line (51) through the piston, for limiting the pressure in the cylinder during a strong shock-like compressive load of the damping unit.

Device according to claim 1, characterized in that the biasing spring (35) of the valve body (31) is carried by a plug (38) which is displaceable in the direction away from the piston rod (8), for transmitting the valve body (31) to the open position. .