DE19959795A1 - Bicycle frame suspension has spring dampers for the pedal bearing and the rear wheel rocker to give a wide range of adjustments without affecting the pedaling action - Google Patents

Bicycle frame suspension has spring dampers for the pedal bearing and the rear wheel rocker to give a wide range of adjustments without affecting the pedaling action

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Abstract

The bicycle frame suspension has the pedal bearing (7) at a coupling member (3) which has a swing movement at the main frame (1) through a spring damper (4), and has a swing movement with the rear wheel rocker (2) through a further spring damper (5). The main frame (1), rear wheel rocker (2) and the coupling member (3) swing on a common pivot point independently of each other, with a restricted rotation defined only by the spring dampers (4,5).

Description

Die Erfindung betrifft ein einstellbares Rahmen-Federungs­ system für Fahrräder mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to an adjustable frame suspension system for bicycles with the features of the generic term of Claim 1.

[Stand der Technik][State of the art]

Im Bereich der Hinterradfederungen für Fahrräder lassen sich mehrere, grundsätzlich verschiedene Systeme unterscheiden. Dazu zählen u. a. die sogenannten Eingelenker und Räder mit sog. Antriebsschwingen.In the area of rear suspension for bicycles distinguish between several, fundamentally different systems. These include u. a. the so-called articulated joints and wheels so-called drive swing.

Die Eingelenker sind dadurch gekennzeichnet, dass sich das Hinterrad auf einer Kreisbahn um den Hauptrahmen bewegt und das Tretlager fest mit dem Hauptrahmen verbunden ist. Diese Bauweise hat den Nachteil, dass sich die Zugtrumlänge der Antriebskette beim Ein- und Ausfedern ständig ändert. Dieser Effekt ist je nach Kettenlinie unterschiedlich stark und hat einen störenden Einfluss auf die Tretbewegung des Fahrers. Besonders stark ist dieser Effekt bei großen Federwegen.The articulated joints are characterized in that the Rear wheel moves on a circular path around the main frame and the bottom bracket is firmly connected to the main frame. This Construction has the disadvantage that the span length of the Drive chain constantly changes during compression and rebound. This Effect varies depending on the chain line and has a disruptive influence on the pedaling movement of the driver. This effect is particularly strong with long spring travel.

Bei den Antriebsschwingen ist das Tretlager in die Schwinge integriert, die das Hinterrad führt. Durch diese Lösung ist der Abstand zwischen der Achse des Hinterrades und der Achse des Tretlagers immer konstant.The bottom bracket on the swingarm is in the swingarm integrated that guides the rear wheel. Through this solution is the distance between the axle of the rear wheel and the axle of the bottom bracket always constant.

Diese Konstruktion hat aber den Nachteil, dass sich das Tretlager bei jedem Einfedern mehr oder weniger nach vorn oder nach hinten bewegt. Auch dieser Effekt ist, wie bei den Eingelenker, bei großen Federwegen besonders ausgeprägt.However, this construction has the disadvantage that the Bottom bracket more or less forward with every compression or moved backwards. This effect is also the same as for the Single-link, particularly pronounced with long spring travel.

Weiterhin ergibt sich die Eigenart, dass die auf den Pedalen ruhende Last zur ungefederten Masse gehört. Das führt dazu, dass das Federsystem kaum noch reagiert, wenn der Fahrer aus dem Sattel aufsteht und somit sein gesamtes Körpergewicht auf den Pedalen ruht. Dieser Effekt kann sowohl erwünscht, als auch unerwünscht sein. Furthermore, there is the peculiarity that the on the pedals static load is part of the unsprung mass. This leads to, that the spring system barely responds when the driver is out the saddle gets up and thus his entire body weight the pedals are resting. This effect can be both desirable and also be undesirable.  

[Aufgabe der Erfindung]OBJECT OF THE INVENTION

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rahmen-Federungssystem für Fahrräder zu schaffen, welches eine optimale Einstellbarkeit der Federung in Abhängigkeit von den Streckenbedingungen und dem Fahrverhalten des Fahrers sowie große Federwege mit geringen negativen Einflüssen auf den Tretvorgang erlaubt.The object of the invention is to provide a frame suspension system for To create bicycles, which an optimal adjustability the suspension depending on the track conditions and the driving behavior of the driver as well as large travel minor negative influences on the pedaling process allowed.

Die Aufgabe wird mit den erfindungsgemäßen Merkmalen des 1. Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltüngen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved with the features of the first Claim resolved. Advantageous further developments and Embodiments are the subject of the subclaims.

Bei dem neuen Rahmen-Federungssystem für Fahrräder, im wesentlichen bestehend aus einem Hauptrahmen, einer Vorder­ radgabel, zwei Rädern, einem Tretlager und einer Hinterrad­ schwinge, ist das Tretlager an einem Koppelglied angeordnet, welches schwingend über je ein Feder-Dämpferelement mit dem Hauptrahmen einerseits und der Hinterradschwinge andererseits verbunden ist.With the new frame suspension system for bicycles, in essentially consisting of a main frame, a front wheel fork, two wheels, a bottom bracket and a rear wheel swing, the bottom bracket is arranged on a coupling link, which oscillates with a spring damper element Main frame on the one hand and the rear swing arm on the other connected is.

Diese beiden Feder-Dämpferelemente sind durch eine Betäti­ gungs- oder Einstellvorrichtung unabhängig voneinander in ihrer Federvorspannung zwischen Null und Maximum einstellbar. Zudem lassen sich durch Austauschen der Federn untetschiedli­ che Federkennlinien realisieren.These two spring damper elements are actuated supply or setting device independently of each other in its spring preload adjustable between zero and maximum. In addition, by changing the springs you can distinguish them Realize spring characteristics.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Rahmen-Federungssy­ stem lässt sich anhand von zwei Extremfällen erläutern:
Wird das zwischen dem Koppelglied und dem Hauptrahmen ange­ ordnete Feder-Dämpferelement sehr hart eingestellt, federt nur das Feder-Dämpferelement, das zwischen dem Koppelglied und der Hinterradschwinge angeordnet ist. In diesem Fall beviegt sich das Koppelglied nicht und das Fahrrad verhält sich wie ein Eingelenker. The operation of the frame suspension system according to the invention can be explained using two extreme cases:
If the spring damper element arranged between the coupling element and the main frame is set very hard, only the spring damper element springs, which is arranged between the coupling element and the rear wheel swing arm. In this case, the coupling link does not move and the bicycle behaves like a articulated joint.

Im umgekehrten Fall, indem nur das Feder-Dämpferelement zwischen dem Hauptrahmen und dem Koppelglied federt, ist das Koppelglied starr mit der Hinterradschwinge verbunden und das ganze System verhält sich wie eine Antriebsschwinge.In the opposite case, only by the spring damper element springs between the main frame and the coupling link, that is Coupling member rigidly connected to the rear swing arm and that whole system behaves like a drive arm.

Durch entsprechende Einstellungen der Federstärke der beiden Feder-Dämpferelemente lässt sich somit praktisch jede Zwi­ schenstufe zwischen diesen beiden Systemen erzielen.By adjusting the spring strength of the two accordingly Spring damper elements can be used practically any twos between the two systems.

Durch dieses neue, einstellbare Federungssystem kann das Fahrverhalten des Rades bestmöglich den Streckenbedingungen angeglichen und der Leistungsfähigkeit des Fahrers individu­ ell angepasst werden.This new, adjustable suspension system can do that Driving behavior of the bike best possible the track conditions adjusted and the performance of the driver individually ell be adjusted.

Die Vorteile eines Eingelenkers und einer Antriebsschwinge werden somit vorteilhaft miteinander verbunden, wobei die Nachteile dieser beiden Federungssysteme weitestgehend elimi­ niert werden.The advantages of a single link and a drive arm are thus advantageously connected to each other, the Disadvantages of these two suspension systems largely elimi be kidneyed.

Für die konstruktive Anordnung des Koppelgliedes an dem Hauptrahmen bieten sich verschiedene Lösungen an. Beispiels­ weise kann das Koppelglied entweder seitlich am Hauptrahmen auf der Seite des Kettenrades angeordnet sein oder das Kop­ pelglied ist beidseitig am Hauptrahmen befestigt oder das Koppelglied ist durch eine Aussparung innerhalb des Sattel­ holmes des Hauptrahmens geführt.For the constructive arrangement of the coupling link on the The main framework offers various solutions. Example the coupling link can either be on the side of the main frame be arranged on the side of the sprocket or the Kop pellied is attached to the main frame on both sides or that Coupling link is through a recess within the saddle holmes of the main frame led.

[Beispiele][Examples]

An Hand von Zeichnungen werden zwei vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Lösung näher beschrieben.Two advantageous designs are shown with the aid of drawings the solution according to the invention described in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Fahrrad mit dem einstellbaren Rahmen- Federungssystem, wobei Koppelglied, Hauptrah­ men und Hinterradschwinge um eine Achse dreh­ bar gelagert sind, Fig. 1, a bicycle suspension system with the adjustable frame, said coupling member, Hauptrah men and rear swing arm about an axis of rotation are mounted bar,

Fig. 2 ein Fahrrad mit dem einstellbaren Rahmen- Federungssystem, wobei Koppelglied, Hauptrah­ men und Hinterradschwinge um zwei Achsen drehbar gelagert sind. Fig. 2 shows a bicycle with the adjustable frame suspension system, the coupling member, Hauptrah men and rear swing arm are rotatably mounted about two axes.

Aus Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau des erfindungsgemäßen Federungssystems für ein Fahrrad zu entnehmen.From FIG. 1, the basic structure of the suspension system according to the invention is given for a bicycle.

Das Fahrrad besteht im wesentlichen aus einem Hauptrahmen 1, einer Gabel 12, zwei Räder 8, einer Hinterradschwinge 2 und einem Koppelglied 3, an dem das Tretlager 7 mit dem Kettenrad 9 befestigt ist. Der Hauptrahmen 1, die Hinterradschwinge 2 und das Koppelglied 3 sind um einen gemeinsamen Drehpunkt 6 drehbar angeordnet.The bicycle essentially consists of a main frame 1 , a fork 12 , two wheels 8 , a rear wheel swing arm 2 and a coupling member 3 , to which the bottom bracket 7 is fastened with the chain wheel 9 . The main frame 1 , the rear wheel swing arm 2 and the coupling member 3 are rotatably arranged about a common pivot point 6 .

Das Koppelglied 3 besteht aus einem zweiarmigen Hebel, der im Drehpunkt 6 gelagert ist. An dem einen, unteren Hebelarm des Koppelgliedes 3 ist das Tretlager 7 befestigt und an dem anderen, oberen Hebelarm greifen zwei Feder-Dämpferelemente 4, 5 an, deren Federvorspannung von Null bis Maximum ein­ stellbar ist.The coupling member 3 consists of a two-armed lever, which is mounted in the pivot point 6 . On one, lower lever arm of the coupling member 3 , the bottom bracket 7 is attached and on the other, upper lever arm two spring-damper elements 4 , 5 engage, the spring preload of which is adjustable from zero to maximum.

Das Feder-Dämpferelement 4 ist zwischen dem Hauptrahmen 1 und dem Koppelglied 3 angeordnet und das Feder-Dämpferele­ ment 5 zwischen der Hinterradschwinge 2 und dem Koppelglied 3. Beide Feder-Dämpferelemente 4, 5 sind beidseitig mittels Gelenke drehbar gelagert.The spring damper element 4 is arranged between the main frame 1 and the coupling member 3 and the spring damper element 5 between the rear swing arm 2 and the coupling member 3 . Both spring-damper elements 4 , 5 are rotatably supported on both sides by means of joints.

Wird das Feder-Dämpferelement 4 sehr hart eingestellt, federt nur das Feder-Dämpferelement 5 und das Koppelglied 3 bewegt sich nicht. In diesem Fall verhält sich das Fahrrad wie ein Eingelenker.If the spring damper element 4 is set very hard, only the spring damper element 5 springs and the coupling member 3 does not move. In this case, the bike behaves like a articulated joint.

Im umgekehrten Fall, indem nur das Feder-Dämpferelement 4 federt, ist das Koppelglied 3 starr mit der Hinterradschwinge 2 verbunden und das ganze System verhält sich wie eine An­ triebsschwinge. Durch entsprechende Einstellungen der Feder­ stärke der Feder-Dämpferelemente 4, 5 lässt sich somit praktisch jede Zwischenstufe zwischen diesen beiden Systemen erzielen. In the opposite case, by only the spring-damper element 4 springs, the coupling member 3 is rigidly connected to the rear swing arm 2 and the whole system behaves like a drive swing arm. Appropriate settings of the spring strength of the spring damper elements 4 , 5 can thus achieve practically any intermediate stage between these two systems.

Die Ausführung nach Fig. 2 zeigt das gleiche Fahrrad, wobei aber der Hauptrahmen 1 und die Hinterradschwinge 2 keinen gemeinsamen Drehpunkt 6 besitzen. Der Hauptrahmen 1 ist um einen Drehpunkt 10 und die Hinterradschwinge 2 um einem Drehpunkt 11 gelagert. Beide Drehpunkte 10, 11 sind über das Koppelglied 3 miteinander verbunden und bewegen sich beim Federn der Feder-Dämpferelemente 4, 5 auf einer Kreisbahn zueinander. The embodiment of FIG. 2 shows the same bicycle, but with the main frame 1 and the rear swing arm 2 do not have a common pivot point. 6 The main frame 1 is mounted about a pivot point 10 and the rear wheel swing arm 2 about a pivot point 11 . Both pivots 10 , 11 are connected to one another via the coupling member 3 and move when the spring-damper elements 4 , 5 are springing in a circular path to one another.

BezugszeichenlisteReference list

11

Hauptrahmen
Main frame

22nd

Hinterradschwinge
Rear swing arm

33rd

Koppelglied
Coupling link

44th

erstes Feder-Dämpferelement
first spring damper element

55

zweites Feder-Dämpferelement
second spring damper element

66

gemeinsamer Drehpunkt
common pivot

77

Tretlager
Bottom bracket

88th

Räder
bikes

99

Kettenrad
Sprocket

1010th

Drehpunkt Hauptrahmen
Main frame pivot

1111

Drehpunkt Hinterradschwinge
Rear swing arm pivot

1212th

Vorderradgabel Front fork

1212th

Claims (11)

1. Einstellbares Rahmen- Federungssystem für Fahrräder mit einem Hauptrahmen (1), einer Vorderradgabel (12), zwei Rädern (8), einer Hinterradschwinge (2) und einem an ei­ nem schwingend gelagerten Koppelglied (3) angeordneten Tretlager (7), wobei das Koppelglied (3) mit der Hinter­ radschwinge (2) über ein Verbindungselement verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelglied (3) mit dem Hauptrahmen (1) über ein erstes Feder-Dämpferelement (4) verbunden ist und das Verbindungselement durch ein zweites Feder-Dämpferelement (5) gebildet ist.1. Adjustable frame suspension system for bicycles with a main frame ( 1 ), a front fork ( 12 ), two wheels ( 8 ), a rear swing arm ( 2 ) and a on a swinging coupling member ( 3 ) arranged bottom bracket ( 7 ), whereby the coupling member ( 3 ) is connected to the rear wheel rocker ( 2 ) via a connecting element, characterized in that the coupling member ( 3 ) is connected to the main frame ( 1 ) via a first spring-damper element ( 4 ) and the connecting element is connected by a second Spring damper element ( 5 ) is formed. 2. Rahmen-Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das erste Feder-Dämpferelement (4) über Drehgelenke mit dem Hauptrahmen (1) und dem Koppelglied (3) verbunden ist.2. Frame suspension system according to claim 1, characterized in that the first spring damper element ( 4 ) via pivot joints with the main frame ( 1 ) and the coupling member ( 3 ) is connected. 3. Rahmen-Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das zweite Feder-Dämpferelement (5) über Drehgelenke mit der Hinterradschwinge (2) und dem Koppel­ glied (3) verbunden ist.3. Frame suspension system according to claim 1, characterized in that the second spring-damper element ( 5 ) via pivot joints with the rear swing arm ( 2 ) and the coupling member ( 3 ) is connected. 4. Rahmen-Federungssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptrahmen (1), die Hinterrad­ schwinge (2) und das Koppelglied (3) um einen gemeinsamen Drehpunkt (6) unabhängig voneinander und nur durch die Feder-Dämpferelemente (4, 5) begrenzt, drehbar angeord­ net sind.4. Frame suspension system according to claim 1 to 3, characterized in that the main frame ( 1 ), the rear wheel swing arm ( 2 ) and the coupling member ( 3 ) about a common pivot point ( 6 ) independently of one another and only by the spring damper elements ( 4 , 5 ) are limited, rotatable net. 5. Rahmen-Federungssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptrahmen (1), die Hinterrad­ schwinge (2) und das Koppelglied (3) um zwei, in einem Abstand am Koppelglied (3) zueinander festgelegte Dreh­ punkte (10, 11), unabhängig voneinander und nur durch die Feder-Dämpferelemente (4, 5) begrenzt, drehbar angeord­ riet sind. 5. Frame suspension system according to claim 1 to 3, characterized in that the main frame ( 1 ), the rear wheel swing arm ( 2 ) and the coupling member ( 3 ) by two, at a distance on the coupling member ( 3 ) to each other fixed pivot points ( 10 , 11 ), independently of one another and only limited by the spring-damper elements ( 4 , 5 ), are rotatably advised. 6. Rahmen-Federungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass im einen Drehpunkt (10) der Hauptrahmen (1) mit dem Koppelglied (3) und im anderen Drehpunkt (11) die Hinterradschwinge (2) mit dem Koppelglied (3) drehbar verbunden sind.6. Frame suspension system according to claim 5, characterized in that in a pivot point ( 10 ) of the main frame ( 1 ) with the coupling member ( 3 ) and in the other pivot point ( 11 ) the rear swing arm ( 2 ) with the coupling member ( 3 ) rotatable are connected. 7. Rahmen-Federungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelglied (3) ein, um den gemeinsamen Drehpunkt (6) drehbar angeordneter, zwei­ armiger Hebel ist, an dem an seinem einen, unteren Ende das Tretlager (7) und an seinem anderen, oberen Ende die Feder-Dämpferelemente (4, 5) befestigt sind.7. Frame suspension system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coupling member ( 3 ) is a, around the common pivot point ( 6 ) rotatably arranged, two-armed lever, on which at its one, lower end the bottom bracket ( 7 ) and at its other, upper end, the spring damper elements ( 4 , 5 ) are attached. 8. Rahmen-Federungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelglied (3) seitlich am Hauptrahmen (1) auf der Seite eines Ket­ tenrades (9) angeordnet ist.8. Frame suspension system according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling member ( 3 ) is arranged laterally on the main frame ( 1 ) on the side of a Ket tenrades ( 9 ). 9. Rahmen-Federungssystem nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelglied (3) beidseitig am Hauptrahmen (1) angeordnet ist.9. Frame suspension system according to claim 1 to 7, characterized in that the coupling member ( 3 ) is arranged on both sides of the main frame ( 1 ). 10. Rahmen-Federungssystem nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelglied (3) durch eine Aus­ sparung innerhalb des Sattelholmes des Hauptrahmens (1) gleitend angeordnet ist. 10. Frame suspension system according to claim 1 to 7, characterized in that the coupling member ( 3 ) is slidably arranged by a saving from within the saddle rail of the main frame ( 1 ). 11. Rahmen-Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Federkraft des ersten und des zweiten Feder-Dämpferelementes (4, 5) von Null bis Maximum ein­ stellbar ist.11. Frame suspension system according to claim 1, characterized in that the spring force of the first and the second spring damper element ( 4 , 5 ) is adjustable from zero to maximum.
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