DE4416196C2 - Federungsanordnung für den Sattel von Motor- oder Fahrrädern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Federungsanordnung für den Sattel von Motor- oder Fahrrädern.

Bei bekannten Sätteln sind meist zwischen dem rückwärtigen Teil des Sitzes und dem Sattelrahmen Federn angeordnet, wäh­ rend am vorderen Ende eine gelenkige Verbindung zwischen Sitz und Rahmen vorgesehen ist (US 4 456 295). Bei anderen Sät­ teln ist das dem Sattelrahmen bildende Gestänge so dünn ausge­ bildet, daß es als ganzes, wiederum aber vorzugsweise im hin­ teren Teil, federnd nachzugeben vermag (EP 0 528 069 A1). Dies hat zur Folge, daß bei jeder Erschütterung der Sattel nach hinten ausschwenkt. Durch das Ausschwenken des Sattels werden die Bandscheiben der Wirbelsäule des Fahrers gesundheitsschä­ digend belastet. Die Belastung ist dabei um so schädlicher für die Wirbelsäule, je weniger die Federung in Richtung der Wir­ belsäule verläuft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Federungsanord­ nung zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist. Die Lö­ sung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1.

Dadurch, daß die Sattelbodenplatte, die die Lage des Sattel­ sitzes eindeutig bestimmt, mit der parallel geführten Fede­ rungseinrichtung zur Bildung einer Einheit starr verbunden ist, kann es nicht zu dem erwähnten Verschwenken des Sattel­ sitzes und der Beanspruchung der Wirbelsäule kommen. Obwohl bei Aufwärtsstößen des Hinterrades eine gute Federung statt­ findet, wird stets die horizontale bzw. eingestellte Lage des Sattelsitzes beibehalten.

Der Sattel besteht zweckmäßigerweise lediglich aus der Sattel­ bodenplatte und dem Sitz ohne zwischenliegende, gesonderte Fe­ derelemente. Der Sitz umfaßt die Sattelbodenplatte zweckmä­ ßigerweise vorne und hinten formschlüssig. Die Sattelboden­ platte ist ihrerseits mit der Federeinrichtung verbunden.

Zwar sind Federeinrichtungen bekannt, die eine Parallelführung ermöglichen (US 4 456 295, EP 0 528 069 A1). Jedoch ist dabei ein Sattel vorgesehen, der durch gelenkige Verbindung zwischen Sitz und Sattelrahmen bzw. durch Rahmenaufbau aus dünnen Stan­ gen ebenfalls federnd nachgiebig ist und seine Richtung verän­ dern kann. Offenbar fehlt es bei den bekannten Anordnungen an der der Erfindung zugrundeliegenden Kenntnis, daß zur Scho­ nung der Wirbelsäule die Richtung des Sattels auch bei Feder­ wirkung konstant bleiben muß.

Die Sattelbodenplatte kann einstückig mit dem ihr zugeordneten Federführungselement verbunden sein; jedoch ist dies offen­ sichtlich im Hinblick auf die Bildung der Federungseinheit nicht erforderlich.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei Neuanfertigung von Sätteln jegliche Sattelunterkonstruktion einschließlich ihrer unterschiedlichen Federsysteme sowie Be­ festigungsstellen für die Sattelbefestigung entbehrlich sind.

Um Reibungswiderstand zwischen den Parallelführungselementen durch Verkanten zu vermeiden, der wiederum zu einer Belastung der Wirbelsäule führen könnte, und um eine exakte Federführung sicherzustellen, sind die Federführungselemente mittels Rolle­ lementen geführt. Der Einsatz von Rollenelementen ist bisher nur bei einer sehr sperrigen Federungseinrichtung für ein Fahrrad bekannt, bei der der Sattel und das Tretlager als starr miteinander verbundene Einheit federnd gelagert sind (DE 26 55 595 A1).

Erfindungsgemäß ist unterhalb der Federeinrichtung ein Gelenk zur Einstellung des Sattelwinkels angeordnet. Dies kann, wie aus der EP 0 542 650 A1 für einen ungefederten Sattel be­ kannt, über einen feststellbaren Kugelkopf geschehen. Die Er­ findung hat erkannt, daß die Einstellung hiermit vorteilhaf­ terweise so gewählt werden kann, daß die Federung in Verlän­ gerung der Wirbelsäule stattfindet. Eine geringstmögliche Schädigung der Wirbelsäule ist somit mit der erfindungsgemäßen Federungsanordnung erzielbar.

Die Federeinrichtung kann unterschiedlichen Belastungen, ob die eines Kindes oder Erwachsenen, durch Einlegen von Distanz­ scheiben angepaßt werden. Die Einrichtung kostspieliger Feder­ druckregulierungssysteme ist nicht erforderlich. Alternativ ist zwischen den Federführungselementen außer der Druckfeder eine Gewindespindel mit Mutter vorgesehen, die als Druckfederrückstoß-Begrenzungsstab verstellbar ist.

Vorzugsweise ist der Sattelwinkel mittels einer Verstellein­ richtung zwischen der Sattelbodenplatte und dem damit einheit­ lich verbundenen Federführungselement verstellbar, wobei ein Schwenklagerbolzen Verwendung findet, der diese Teile dieb­ stahlsichernd miteinander verbindet. Ferner kann die Sattelbo­ denplatte mit einer Streckvorrichtung zum Strecken des Sattel­ sitzes ausgerüstet sein.

Die Erfindung wird im folgenden im Näheren unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen entsprechenden Schnitt durch eine erste Ausführungsform,

Fig. 2 und 3 Seitenansichten in unterschiedlichen Stellun­ gen einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 4 einen vertikalen Längsschnitt in vergrößertem Maßstab durch die Federeinrichtung und das Gelenk und

Fig. 5 einen vertikalen Längsschnitt durch ein Segment mit unterschiedlichen Bohrungen zum Einsetzen des Sattelstützrohrs.

Der Sattel gemäß der Erfindung besteht grundsätzlich nur aus zwei Teilen, nämlich aus dem Sattelsitz 1 und der Sattelboden­ platte 2. Der Sattelsitz 1 besteht aus ein- oder mehrschichti­ gem, nicht feuchtigkeitsaufnehmenden, siebartig gelochten, be­ züglich der Sitzhärte einstellbaren Gummi- bzw. Kunst­ stoffmaterial. Die Sattelbodenplatte 2 ist aus Metallblech oder Kunststoff geformt. Sie kann aus einem einzigen Werkstück bestehen und hat eine sehr einfache Konstruktion, die schnell und einfach mit dem Sattelsitz 1 zu verbinden ist. Mit der Sattelbodenplatte 2, die durch den Sattelsitz umfaßt ist, sieht der montierte Sattel sehr gut aus. Selbstverständlich kann die Sattelbodenplatte 2 auch anders gestaltet sein, z. B. als Gitter oder Stabplatte. Ein solcher Sattel hat die Vorteile, daß er sich nicht wie ein Ledersattel bei Feuch­ tigkeit verformen kann, daß er nicht zu Schwitzentwicklung neigt und das die Sitzhärte, insbesondere an gewünschten Stel­ len, individuell eingestellt werden kann, indem unter­ schiedliche Härte oder Dicke vorgesehen wird. Es können auch mehrere Gummi- und Kunststoffwerkstoffe gemischt sein.

Unter dem Sattel ist die Federeinrichtung 3 angeordnet, die eine Druckfeder 4 in einem Gehäuse enthält, das von einem obe­ ren Federführungselement 5 und einem unteren Federführungs­ element 6 gebildet ist, von denen wenigstens eines, vorzugs­ weise das obere, gehäuseartig die übrige Anordnung umschließt. Statt der gezeigten Schraubenfeder kann auch ein Gas- oder Öl­ federungselement vorgesehen sein.

Das obere Federführungselement kann einstückig mit der Sattel­ bodenplatte verbunden sein. Es kann aber auch in an­ derer Weise mit der Sattelbodenplatte als starre Einheit ver­ bunden sein. Zu diesem Zweck ist in der Ausführung gemäß Fig. 1 ein Sattelstütz-Stutzen 7 an dem oberen Federführungs­ element zur festen Verbindung mit der Sattelbodenplatte 2 vor­ gesehen. In der Ausführung gemäß Fig. 2 und 3 ist eine Win­ kelverstelleinrichtung zwischen diesen Teilen angeordnet. An der Sattelbodenplatte 2 sind einstückig Nocken ausgebildet, die zum einen einen Drehlagerbolzen 8 zur schwenkbaren Verbin­ dung mit dem oberen Federführungselement 5 und zum anderen ei­ nen Bolzen 9 zur Verbindung mit einer Verstelleinrichtung 10 aufnehmen. Diese ist in Fig. 2 und 3 als mit Muttern verse­ hene Gewindespindel dargestellt, die in unterschiedlicher Län­ geneinstellung an einem an dem oberen Federführungselement 5 vorgesehenen Vorsprung 11 fixierbar ist. Auch wenn eine solche Verstellmöglichkeit vorgesehen ist, bleibt das erfin­ dungsgemäße Merkmal erhalten, daß die Sattelbodenplatte 2 mit dem oberen Federführungselement 5 bei der normalen Benutzung des Fahrzeugs als Einheit starr verbunden ist.

Die Federführungselemente 5, 6 sind gegenseitig durch Rollele­ mente 12 reibungsarm parallel geführt. Es kann sich dabei - wie in den Zeichnungen angedeutet - um in dem unteren Feder­ führungselement auf Achsen gelagerte Rollen oder um frei rol­ lende Wälzkörper, beispielsweise Kugellager, handeln, die in geeigneten Führungsrillen der beiden Federführungselementen geführt sind. Die Federführungselemente 5, 6 sind zweckmäßiger­ weise im Horizontalschnitt rechteckig ausgeführt. Dies läßt kein seitliches Verdrehen zu. Das äußere Federführungselement 5 weist zweckmäßigerweise innenseitig und das innere Federfüh­ rungselement 6 außenseitig Planflächen auf.

Die Druckfeder 4 kann zur Anpassung an unterschiedliche Bela­ stungen unterschiedlich vorgespannt werden. Im Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 geschieht dies durch Einlegen von Distanzscheiben 13 und im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 durch Verstellen der Mutter an einer die Federungslänge be­ grenzenden Spindel 14. In der Ausführung gemäß Fig. 1 sind zur Begrenzung des Ausfederungswegs Schrauben 15 am unte­ ren Ende des oberen bzw. äußeren Federführungselements 5 vor­ gesehen.

Unterhalb der Federeinrichtung 3 ist ein Gelenk 16 vorgesehen. Wenn zwi­ schen der Federeinrichtung 3 und der Sattelbodenplatte 2 keine Winkelverstelleinrichtung vorgesehen ist, dient dieses Gelenk zur Einstellung des Sattelwinkels sowie Einstellung der Fede­ rungsrichtung in bezug auf die Wirbelsäule. Wenn zusätzlich gemäß Fig. 2 und 3 eine Winkelverstelleinrichtung zwischen Sattel und Federeinrichtung vorgesehen ist, kann durch komple­ mentäre Nutzung der beiden Verstellmöglichkeiten auch eine Verstellung der Lage des Sattels in Längsrichtung des Fahr­ zeugs vorgenommen werden. So ist beispielsweise in der Ein­ stellung gemäß Fig. 3 der Sattel weiter vorne angeordnet als in der Einstellung gemäß Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 enthält das untere Federführungselement 6 eine Vertiefung 17, in die der Gelenkkopf 18 passend eingesetzt ist, der fest aber vorzugsweise lösbar mit der Sattelstütze 19 verbunden ist. In der Vertiefung 17 ist wenigstens ein Arre­ tierungszapfen 20 angeordnet, der in eine von einer Mehrzahl von entsprechenden Arretierungsaussparungen 21 am Gelenkkopf 18 eingreift und dadurch die durch den Zusammenbau bestimmte Win­ kelstellung festhält. Bei Entfernung des Lagerbolzens 22 kann die Winkelstellung verändert und durch Einsetzen des Lagerbol­ zens 22 fixiert werden.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 4 liegt der Gelenkkopf 25 in einer passenden Ausnehmung 26 des unteren Federführungsele­ ments 6 und ist darin um den Lagerbolzen 27 verschwenkbar. In seinen Endstellungen, die einerseits in Fig. 2 und 4 und an­ dererseits in Fig. 3 gezeigt sind, liegt er mit Anschlagflä­ chen 28 bzw. 29 an entsprechend paßgenau gestalteten Gegenflä­ chen der Ausnehmung 26 an. Dadurch wird eine gute Stabilisie­ rung erreicht.

Der Lagerbolzen 27 ist diebstahlsichernd ausgeführt, d. h. er kann nicht mit einfachen Werkzeugen gelöst werden. Er wird so­ gar vorzugsweise als Steckschloß ausgebildet. Das bedeutet, daß der Sattel mit der Federeinrichtung nicht ohne Gewaltan­ wendung von dem Fahrzeug getrennt werden kann aber vom Benut­ zer leicht abgenommen werden kann, wenn er es wünscht. In die­ sem Zusammenhang ist auch zu vermerken, daß die den Gelenkkopf 25 mit dem Sattelstützrohr 30 verbindende Schraube 31 inner­ halb des Gelenkkopfs 25 unzugänglich ist und daher diebstahl­ sicher unter Verschluß liegt.

Die gewünschte Winkelstellung des unteren Federführungsele­ ments 6 gegenüber dem Gelenkkopf 25 kann mittels eines Bolzens 32 arretiert werden.

Gemäß Fig. 5 ist zwischen dem Sitzrohr 33 und dem Oberrohr 34 ein Segment 35 fest angeordnet, daß Bohrungen 36, 37 enthält, in denen das Sattelstützrohr 30 wahlweise plaziert und fixiert werden kann, um eine unterschiedliche Lage des Sattels in Längsrichtung des Fahrzeugs zu erreichen. Außerdem enthält das Segment 35 eine Kammer 38, in der beispielsweise Bordwerkzeug 39 untergebracht werden kann.

Bei der während des Fahrens stattfindenden, durch die Federung verursachten Relativbewegungen zwischen den beiden Federfüh­ rungselementen 5, 6 werden beträchtliche Kräfte wirksam. Diese können erfindungsgemäß dadurch nutzbar gemacht werden, daß funktionell und vorzugsweise auch räumlich zwischen diesen beiden Elementen ein Stromerzeugungsaggregat angeordnet wird. Der erzeugte elektrische Strom kann zum Aufladen einer Batte­ rie verwendet werden, die ihrerseits zur Lichterzeugung oder sogar zur Vortriebsverstärkung über einen elektrischen An­ triebsmotor herangezogen wird. Die Kraftrückwirkung des Strom­ erzeugungsaggregats bewirkt eine als angenehm empfundene Dämp­ fung der Federbewegung.

Claims (11)

1. Federungsanordnung für den Sattel von Motor- oder Fahrrä­ dern mit einem auf einer Sattelbodenplatte aufliegen­ den Sattelsitz, mit einer Federeinrichtung (3), die zwei parallel zueinander mittels Rollelementen (12) geführte, eine Feder (4) einschließen­ de Federführungselemente (5, 6) aufweist, von denen das erste (5) mit der Sattelbodenplatte zur Bildung einer Einheit starr verbunden ist, wobei an der Unterseite das zweite Federführungsele­ ment (6) eine Vertiefung (17) für die Aufnahme eines Gelenkkopfes (18) mit einer Arretierungseinrichtung (20, 21, 22) vorgesehen ist.

2. Federungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Federeinrichtung (3) mit der Sattelstütze (19, 30) fest verbunden ist.

3. Federungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungseigenschaften der Federeinrichtung (3) mittels Distanzscheiben (13) ein­ stellbar sind.

4. Federungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sattelbodenplatte (2) ohne geson­ derte Federelemente mit dem Sattelsitz (1) verbunden ist.

5. Federungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sattelwinkel zwischen der Sattel­ bodenplatte (2) und dem damit einheitlich verbundenen Federführungselement (5) verstellbar ist, wobei diese Teile von einem diebstahlsichernden Lagerbolzen (8) verbunden sind.

6. Federungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (3) eine Spindel (14) zur Begrenzung des Federweges enthält.

7. Federungselement nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (16) von dem Gelenkkopf (18, 25) am Sattel­ stützrohr und der Vertiefung (17, 26) am zweiten Federführungselement (6) gebildet ist, wobei diese Teile in einer Winkeleinstellung (Fig. 2) formschlüssig zusam­ menwirken und eine fluchtende Bohrung zur Aufnahme eines Diebstahlsicherungsbolzens (27) enthalten.

8. Federungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Diebstahlsicherungsbolzen von einem Steck­ schloß gebildet ist.

9. Federungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem Sitzrohr (33) und dem oberen Rahmenrohr (34) angeordnetes Segment (35) eine Mehrzahl von Bohrungen (36, 37) zur Aufnahme des Sattel­ stützrohrs (30) in wahlweise unterschiedlicher Position enthält.

10. Federungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß das Segment (35) eine Kammer (38) zur Aufnahme von Bordwerkzeug o. dgl. (39) enthält.

11. Federungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Federführungsele­ menten (5, 6) ein von deren Relativbewegung betriebenes Stromerzeugungsaggregat angeordnet ist.