DE19933325A1 - Bicycle rear wheel suspension has top rod hinged to frame and rocker and bottom rod hinged to frame and rocker opposite to top rod hingeing. - Google Patents
Bicycle rear wheel suspension has top rod hinged to frame and rocker and bottom rod hinged to frame and rocker opposite to top rod hingeing.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Hinterradaufhängung für Fahrräder, insbesondere solche für Geländeeinsatz, mit einem Rahmen, einem oberen und einem unteren Lenker, die an dem Rahmen angelenkt sind, einer Dreiecksschwinge, in der das Hinterrad drehbar gelagert ist und an der eine auf das Hinterrad einwirkende Brems einrichtung befestigt ist, wobei die Schwinge mit den freien Enden der beiden Lenker gelenkig verbunden ist, und mit einem Feder-Dämpferelement, das am Rahmen an gelenkt und mit einem der beweglichen Teile gelenkig verbunden ist.The invention relates to a rear suspension for bicycles, in particular those for off-road use, with a frame, an upper and a lower Handlebars that are hinged to the frame, a triangular swing arm, in which the Rear wheel is rotatably mounted and on the one acting on the rear wheel brake device is attached, the rocker with the free ends of the two links is articulated, and with a spring-damper element, which on the frame is steered and articulated with one of the moving parts.
Derzeit werden bei gefederten Fahrrädern hauptsächlich drei in den beige fügten Zeichnungen schematisch dargestellte Systeme zur Aufhängung des Hinter rades eingesetzt.Currently, three of them are mainly in the beige for spring-loaded bikes added drawings schematically illustrated systems for suspension of the rear wheel used.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten System sind das Hinterrad und das Tretlager in einer Schwinge mit festem Drehpunkt befestigt. Dieser Drehpunkt befindet sich in der Regel ca. 10 bis 30 cm oberhalb des Tretlagers. Der Längspol L der Radauf hängung ist durch den Drehpunkt der Schwinge festgelegt, was zu großen Antriebs- und Bremsstützwinkeln εA, εB führt. Große Antriebsstützwinkel εA sind insbesondere für das Traktionsverhalten an der Schlupfgrenze des Rades (bergauf auf losem Untergrund) von Vorteil, da hierbei die Antriebskräfte mit Ausfedertendenzen ver bunden sind und damit die Radaufstandskraft erhöhen. Diesem Vorteil stehen aber einige schwerwiegende Nachteile gegenüber. Dadurch, daß das Tretlager in der Schwinge gelagert ist, wird nur der über den Sattel übertragene Gewichtsanteil des Fahrers voll gefedert; der über die Pedale eingebrachte Gewichtsanteil wird nur teil weise gefedert. Durch den relativ hochliegenden Drehpunkt der Schwinge entstehen große Bremzstützwinkel εB und damit Einfedertendenzen beim Bremsen, die beson ders auf losem Untergrund beim Bergabfahren zum Überbremsen des Hinterrades (Stempeln) und damit zu instabilen Fahrzuständen führen. Die Folge davon ist einerseits eine schlechtere Dosierbarkeit der Bremse beim Anbremsen und anderer seits eine Verlängerung des Bremswegs und damit ein Sicherheitsverlust, weshalb dieses Radführungssystem heute kaum noch zum Einsatz kommt.In the system shown in Fig. 6, the rear wheel and the bottom bracket are fixed in a rocker with a fixed pivot point. This pivot point is usually about 10 to 30 cm above the bottom bracket. The longitudinal pole L of the wheel suspension is determined by the pivot point of the rocker, which leads to large drive and brake support angles ε A , ε B. Large drive support angles ε A are particularly advantageous for the traction behavior at the slip limit of the wheel (uphill on loose ground), since here the drive forces are linked to rebound tendencies and thus increase the wheel contact force. This advantage is offset by some serious disadvantages. The fact that the bottom bracket is mounted in the swing arm, only the weight portion of the rider transmitted via the saddle is fully sprung; the proportion of weight introduced via the pedals is only partially suspended. The relatively high pivot point of the swing arm creates large brake support angles ε B and thus deflection tendencies when braking, which in particular on loose ground when driving downhill to brake the rear wheel (stamping) and thus lead to unstable driving conditions. The consequence of this is, on the one hand, poorer controllability of the brake when braking and, on the other hand, an extension of the braking distance and thus a loss of safety, which is why this wheel guidance system is rarely used today.
In Fig. 7 ist ein als Eingelenkradführung bekanntes System schematisch dar gestellt. Das Hinterrad ist an einer Schwinge mit festem Drehpunkt befestigt. Dieser Drehpunkt befindet sich im allgemeinen in der Nähe des Tretlagers. Anders als bei der Antriebsschwinge ist das Tretlager bei der Eingelenkradführung am Rahmen befestigt. Der Längspol L der Radaufhängung ist der Drehpunkt der Schwinge. Der Bremsstützwinkel εB wird wie bei der Antriebsschwinge durch den Radaufstands punkt und den Schwingendrehpunkt bestimmt. Der Antriebsstützwinkel εA wird durch den Radaufstandspunkt und den Antriebslängspol LA bestimmt, welcher seinerseits durch den Schnittpunkt des Polstrahls des Kettenzugtrums und des Polstrahls vom Längspol L der Radaufhängung (Schwingendrehpunkt) zur Radmitte gebildet wird. Bei der Eingelenkradführung wird im Gegensatz zur Antriebsschwinge das gesamte Fahrergewicht gefedert. Der Antriebsstützwinkel εA ist in der Regel groß genug, um eine gute Traktion zu gewährleisten. Der Bremsstützwinkel εB ist zwar meist kleiner als bei der Antriebsschwinge, jedoch für kürzestmögliche Bremswege immer noch zu groß. Durch den Kompromiß aus einfacher, preiswerter Bauart und akzeptablen Fahreigenschaften ist die Eingelenkradführung das derzeit hauptsächlich einge setzte Radführungssystem. In Fig. 7, a system known as a articulated wheel guide is shown schematically. The rear wheel is attached to a swing arm with a fixed pivot point. This pivot point is generally near the bottom bracket. Unlike the drive swing arm, the bottom bracket is attached to the frame in the single-joint wheel guide. The longitudinal pole L of the wheel suspension is the pivot point of the swing arm. The brake support angle ε B is determined by the wheel contact point and the swing arm pivot point, as with the drive swing arm. The drive support angle ε A is determined by the wheel contact point and the drive longitudinal pole L A , which in turn is formed by the intersection of the pole beam of the chain hoist strand and the pole beam from the longitudinal pole L of the wheel suspension (pivot point) to the wheel center. In contrast to the drive swing arm, the entire driver's weight is sprung with the single-joint wheel guide. The drive support angle ε A is usually large enough to ensure good traction. The brake support angle ε B is usually smaller than that of the drive arm, but is still too large for the shortest possible braking distances. Due to the compromise between simple, inexpensive design and acceptable driving characteristics, the single-jointed wheel guide is currently the mainly used wheel guide system.
In Fig. 8 ist eine Hinterradaufhängung der eingangs genannten Bauart sche matisch dargestellt. Diese als Viergelenkradführung bezeichnete Hinterradaufhän gung besteht aus zwei Längslenkern, von denen der obere meist kürzer ausgebildet ist und der untere, längere im Bereich zwischen Tretlager und Hinterradachse (Kettenstrebe) angeordnet ist. Die beiden Längslenker führen das Rad mittels eines als Rohrkonstruktion ausgeführten Radträgers. Der bei diesem System für den Bremsstützwinkel εB maßgebliche Längspol ist ein virtueller Pol, der durch den Schnittpunkt der Polstrahlen der beiden Längslenker gebildet wird. Der Längspol L bewegt sich daher in Abhängigkeit vom Einfederungszustand in der Ebene. Die Bestimmung des für den Antriebsstützwinkel εA maßgeblichen Antriebslängspols LA erfolgt analog zur Eingelenkradführung. Bei der Viergelenkradführung wird das gesamte Fahrergewicht gefedert. Wegen der langen freikragenden Kettenstreben (unterer Längslenker) ist die Quersteifigkeit dieser Radführung aber meistens unge nügend, was sich vor allen im Wiegetritt (stehender Fahrer, große Querkräfte im Tretlagerbereich) negativ bemerkbar macht.In Fig. 8, a rear suspension of the type mentioned is shown cal matically. This called as four-link wheel guide rear wheel suspension consists of two trailing arms, of which the upper is usually shorter and the lower, longer one is arranged in the area between the bottom bracket and the rear wheel axle (chainstay). The two trailing arms guide the wheel by means of a wheel carrier designed as a tubular construction. The longitudinal pole which is decisive for the brake support angle ε B in this system is a virtual pole which is formed by the intersection of the pole beams of the two trailing arms. The longitudinal pole L therefore moves in the plane depending on the deflection state. The longitudinal drive pole L A, which is decisive for the drive support angle ε A, is determined analogously to the single-joint wheel guide. The entire driver's weight is suspended on the four-bar wheel guide. Because of the long cantilevered chainstays (lower trailing arm), the lateral stiffness of this wheel guide is mostly insufficient, which is particularly noticeable when pedaling (standing rider, large lateral forces in the bottom bracket area).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Hinterradaufhängung der ein gangs genannten Bauart dahingehend weiterzubilden, daß sich durch eine gezielte Bewegung des Längspols L in Abhängigkeit vom Einfederungszustand der Radfüh rung das Brems- und Traktionsverhalten eines Fahrrads optimieren läßt.The invention has for its object the rear suspension of a gangs mentioned in such a way that through a targeted Movement of the longitudinal pole L depending on the deflection state of the wheel guide can optimize the braking and traction behavior of a bicycle.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das vordere Ende des oberen Lenkers am Rahmen angelenkt ist und das hintere Ende mit der Schwinge gelenkig verbunden ist, und daß das hintere Ende des unteren Lenkers am Rahmen angelenkt ist und das vordere Ende mit der Schwinge gelenkig verbun den ist.According to the invention, this object is achieved in that the front end the upper handlebar is hinged to the frame and the rear end with the Swing arm is articulated and that the rear end of the lower link is hinged to the frame and the front end is articulated to the swing arm that is.
Durch diese konstruktiven Maßnahmen wird in Abhängigkeit vom Einfede rungszustand des Hinterrades eines Fahrrades eine Bewegung des Längspols L und des Antriebslängspols LA erreicht, die ein optimales Brems- und Traktionsverhalten ermöglicht. Beim Bergabfahren (entlastetes Hinterrad teilweise ausgefedert) wird ein kleiner Bremsstützwinkel εB erreicht, und beim Bergauffahren (belastetes Hinterrad teilweise eingefedert) wird ein großer Antriebsstützwinkel εA erreicht. By means of these design measures, depending on the state of compression of the rear wheel of a bicycle, a movement of the longitudinal pole L and the drive longitudinal pole L A is achieved, which enables optimum braking and traction behavior. A small brake support angle ε B is reached when driving downhill (the rear wheel is partially rebound) and a large drive support angle ε A is reached when driving uphill (rear wheel is partially sprung).
Das Feder-Dämpferelement kann mit dem oberen oder mit dem unteren Len ker oder mit der Schwinge gelenkig verbunden sein.The spring damper element can be with the upper or with the lower Len ker or be articulated with the rocker.
Im Hinblick auf die Quersteifigkeit der Radaufhängung sollten die beiden Len ker möglichst kurz und steif ausgebildet sein.In view of the transverse rigidity of the wheel suspension, the two Len ker be as short and stiff as possible.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gelenkverbindung des oberen Lenkers mit dem Rahmen oder mit der Schwinge lösbar ausgebildet ist. Durch Lösen der Gelenkverbindung kann das Fahrrad raum sparend zusammengeklappt werden.According to an advantageous development of the invention, it is provided that the articulation of the upper link with the frame or with the swing arm is detachable. By loosening the articulation, the bike space can be folded to save.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is shown in the drawings and is explained in more detail below. It shows:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrrades mit einer erfindungs gemäß ausgebildeten Aufhängung des Hinterrades, Fig. 1 is a schematic side view of a bicycle with a fiction, designed according to the suspension of the rear wheel,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, Fig. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1,
Fig. 3 eine Darstellung des Fahrrades bei der Fahrt in der Ebene, Fig. 3 is an illustration of the bicycle when riding in the plane,
Fig. 4 eine Darstellung des Fahrrades bei der Fahrt bergauf, Fig. 4 is an illustration of the bicycle when riding uphill,
Fig. 5 eine Darstellung des Fahrrades bei der Fahrt bergab, Fig. 5 is an illustration of the bicycle downhill when driving,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Antriebsschwinge, Fig. 6 is a schematic representation of a conventional drive linkage,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Eingelenkradfüh rung, und Fig. 7 is a schematic representation of a conventional Einelenkradfüh tion, and
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Viergelenkradfüh rung. Fig. 8 is a schematic representation of a conventional four-articulated guidance.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Fahrrad wird das Hinterrad 1 von einer Dreiecks schwinge 2 gehalten, an welcher eine auf das Hinterrad einwirkende Bremseinrich tung 3 befestigt ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bremseinrichtung 3 als Felgenbremse ausgeführt, es könnte sich aber auch um eine Scheibenbremse handeln. Die Dreiecksschwinge 2 wird ihrerseits von einem unteren und einem obe ren Längslenker 4, 5 geführt. Genauer gesagt die Dreiecksschwinge 2 ist mit dem vorderen Ende 4/3 des unteren Lenkers 4 und mit dem hinteren Ende 5/1 des obe ren Lenkers 5 gelenkig verbunden. Das hintere Ende 4/2 des unteren Lenkers 4 und das vordere Ende 5/2 des oberen Lenkers 5 ist jeweils am Fahrzeugrahmen 6 an gelenkt. Am Rahmen 6 ist ferner ein Feder-Dämpferelement 7 angelenkt, das in ei nem Punkt 4/1 mit dem unteren Lenker 4 gelenkig verbunden ist. Für den Fachmann ist erkennbar, daß das Feder-Dämpferelement 7 auch mit dem oberen Lenker 5 oder mit der Dreiecksschwinge 2 gelenkig verbunden sein könnte, um seine Funktion zu erfüllen. Unabhängig von der Art der Anlenkung des Feder-Dämpferelementes 7 läßt sich eine für Mountainbikes günstige Feder-Dämpferübersetzung von 0,35 bis 0,5 erzielen.In the bicycle shown in Fig. 1, the rear wheel 1 is held by a triangular swing arm 2 , on which a device acting on the rear wheel Bremseinrich device 3 is attached. In the embodiment shown, the braking device 3 is designed as a rim brake, but it could also be a disc brake. The triangular rocker 2 is in turn guided by a lower and an obe ren trailing arm 4 , 5 . More specifically, the triangular rocker arm 2 is pivotally connected to the front end of a 4/3 of the lower link 4 and the rear end 5/1 of obe ren arm. 5 The rear end of the 4/2 of the lower arm 4 and the front end 5/2 of the upper link 5 is in each case directed to the vehicle frame 6 at. The frame 6, a spring-damper element 7 is also hinged, the hinged in egg nem item 4/1 with the lower arm. 4 It is apparent to the person skilled in the art that the spring-damper element 7 could also be connected in an articulated manner to the upper link 5 or to the triangular rocker 2 in order to fulfill its function. Regardless of the type of articulation of the spring-damper element 7 , a spring-damper ratio of 0.35 to 0.5 which is favorable for mountain bikes can be achieved.
Wie dies vorstehend erläutert wurde, wird der Längspol L durch den Schnitt punkt der Polstrahlen der beiden Längslenker 4 und 5 bestimmt. Der Längspol L wird deshalb durch das Einfedern des Hinterrades beeinflußt. Die vom Längspol L gebildete Punktreihe, die sogenannte Momentanpolbahn ist mit PL bezeichnet. Wie ebenfalls eingangs bereits erläutert wurde, wird der Antriebslängspol LA von der Richtung des Kettenzugtrums beeinflußt. Die Richtung des Kettenzugtrums ihrer seits hängt einerseits vom Einfederungszustand des Hinterrades und andererseits vom eingelegten Gang, d. h. von der Größe des benutzten Kettenblattes und des Ritzels ab. Auf das Fahrverhalten hat dies folgende Auswirkungen:As explained above, the longitudinal pole L is determined by the intersection of the pole beams of the two trailing arms 4 and 5 . The longitudinal pole L is therefore influenced by the deflection of the rear wheel. The row of points formed by the longitudinal pole L, the so-called instantaneous pole path, is designated P L. As was also explained at the beginning, the drive longitudinal pole L A is influenced by the direction of the chain hoist strand. The direction of the chain hoist side depends on the one hand on the deflection state of the rear wheel and on the other hand on the gear engaged, ie on the size of the chainring and the pinion used. This has the following effects on driving behavior:
Bei der in Fig. 3 gezeigten Fahrt in der Ebene befindet sich das Hinterrad etwa in Konstruktionslage, und es wird das große Kettenblatt benutzt. Der Längspol L liegt in etwa in dem Bereich zwischen Tretlager und Mitte Vorderrad. Der Brems stützwinkel εB ist damit auf dem Niveau des bekannten Viergelenksystems, was zu einem guten Bremsverhalten führt. Der Antriebslängspol LA liegt je nach gewähltem Gang weit vor oder hinter dem Hinterrad, was zu sehr kleinen Antriebsstützwinkeln εA und somit zu einer geringen wechselseitigen Beeinflussung von Antrieb und Federung führt. Dies ist für dynamische Stöße, wie sie bei Fahrten in der Ebene auftreten, von Vorteil.When driving in the plane shown in Fig. 3, the rear wheel is approximately in the construction position, and the large chainring is used. The longitudinal pole L lies approximately in the area between the bottom bracket and the center of the front wheel. The brake support angle ε B is thus at the level of the known four-bar system, which leads to good braking behavior. Depending on the gear selected, the longitudinal drive pole L A lies far in front or behind the rear wheel, which leads to very small drive support angles ε A and thus to a slight mutual influence of drive and suspension. This is advantageous for dynamic shocks, such as those that occur when driving on a flat surface.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Fahrt bergauf wird der Großteil des Fahrerge wichts auf das Hinterrad verlagert, wodurch dieses ein Stück einfedert. Der Fahrer benutzt die unteren Gänge. Der Längspol L und der Antriebslängspol LA verschieben sich demgemäß, wie in Fig. 4 gezeigt. Der Bremzstützwinkel εB hat bei Bergauffahrt wegen der geringen gefahrenen Geschwindigkeiten keine Bedeutung. Der An triebslängspol LA wird über die Einfederungsbewegung nach vorne oben verscho ben, und der Antriebsstützwinkel εA, wird größer, was insbesondere in steilem, schwierigen Gelände wegen des daraus resultierenden Traktionsgewinns von Vorteil ist.In the embodiment shown in Fig. 4 ride uphill most of the Fahrerge Klobuk is shifted to the rear wheel, whereby this compresses one piece. The driver uses the lower gears. The longitudinal pole L and the drive longitudinal pole L A accordingly shift, as shown in FIG. 4. The brake support angle ε B is of no importance when driving uphill because of the low speeds. At the longitudinal drive pole L A is moved ben above the deflection upwards ben, and the drive support angle ε A , is larger, which is particularly advantageous in steep, difficult terrain because of the resulting gain in traction.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Fahrt bergab wird ein Großteil des Fahrergewichts auf das Vorderrad verlagert, das Hinterrad wird entlastet und federt etwas aus. Da in der Regel bergab nicht angetrieben wird, hat der Antriebsstützwinkel εA auf das Fahrverhalten wenig Einfluß. Bei der Fahrt bergab ist vielmehr der Bremsstützwinkel εB entscheidend; je kleiner er wird, um so besser die Bremsleistung. Wie gezeigt, wandert der Längspol L über die Ausfederbewegung des Hinterrades nach vorne, und der Bremsstützwinkel εB geht gegen 0°. Durch die tiefe Anordnung des oberen Längslenkers 5 ist ein nahezu volles Einfahren der Sattelstütze 8 möglich, was bei Bergabfahrt ein großer Vorteil ist.When in Fig. 5 shown ride downhill much of the rider's weight is shifted to the front wheel, the rear wheel is relieved and springs from something. Since there is generally no drive downhill, the drive support angle ε A has little influence on the driving behavior. When driving downhill, the brake support angle ε B is decisive; the smaller it gets, the better the braking performance. As shown, the longitudinal pole L moves forward via the rebound movement of the rear wheel, and the brake support angle ε B approaches 0 °. Due to the deep arrangement of the upper trailing arm 5 , an almost full retraction of the seat post 8 is possible, which is a great advantage when driving downhill.
Mit der dargestellten und vorstehend erläuterten Hinterradaufhängung wird das gute Traktionsverhalten der Eingelenkradführung bei Bergauffahrt (großer Antriebsstützwinkel εA) mit den Vorteilen der bekannten Viergelenkradführung bei Bergabfahrt (kleiner Bremsstützwinkel εB) kombiniert.With the illustrated and above-described rear wheel suspension, the traction behavior of the post steering wheel guide when driving uphill (large drive support angle ε A) with the advantages of known Viergelenkradführung when driving downhill (smaller brake support angle ε B) combined.
Die Gelenkverbindung des oberen Lenkers 5 mit dem Rahmen 6 oder mit der Schwinge 2 ist vorteilhafterweise lösbar ausgebildet. Zum Transport in einem Kraft fahrzeug kann das Fahrrad nach Lösen der Gelenkverbindung raumsparend zusammengeklappt werden. Dem Fachmann sind verschiedene Bauarten solcher demontierbaren Gelenkverbindungen bekannt. The articulated connection of the upper link 5 with the frame 6 or with the rocker 2 is advantageously designed to be detachable. For transport in a motor vehicle, the bicycle can be folded to save space after loosening the articulated connection. Various types of such removable joint connections are known to the person skilled in the art.
11
Hinterrad
Rear wheel
22nd
Dreiecksschwinge
Triangle wing
33rd
Bremseinrichtung
Braking device
44th
unterer Lenker
lower handlebar
44th
//
11
Anlenkpunkt von Articulation point of
77
an on
44th
44th
//
22nd
Anlenkpunkt von Articulation point of
44th
an on
66
44th
//
33rd
Anlenkpunkt von Articulation point of
22nd
an on
44th
55
oberer Lenker
upper handlebar
55
//
11
Anlenkpunkt von Articulation point of
22nd
an on
55
55
//
22nd
Anlenkpunkt von Articulation point of
55
an on
66
66
Rahmen
frame
77
Feder-Dämpfungselement
Spring damping element
88th
Sattelstütze
Seat post
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999133325 DE19933325A1 (en) | 1999-07-16 | 1999-07-16 | Bicycle rear wheel suspension has top rod hinged to frame and rocker and bottom rod hinged to frame and rocker opposite to top rod hingeing. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999133325 DE19933325A1 (en) | 1999-07-16 | 1999-07-16 | Bicycle rear wheel suspension has top rod hinged to frame and rocker and bottom rod hinged to frame and rocker opposite to top rod hingeing. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19933325A1 true DE19933325A1 (en) | 2001-01-18 |
Family
ID=7914974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1999133325 Withdrawn DE19933325A1 (en) | 1999-07-16 | 1999-07-16 | Bicycle rear wheel suspension has top rod hinged to frame and rocker and bottom rod hinged to frame and rocker opposite to top rod hingeing. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19933325A1 (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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