DE4429931C2 - Zweirad mit zweigeteiltem Rahmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweirad nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zwar ist darauf hinzuweisen, daß die vorliegende Erfindung für jede Art von zweirädrigen Fahrzeugen mit Pedalantrieb - auch für solche mit zusätzlichem Motor - anwendbar ist, jedoch wird die Erfindung im folgenden beispielhaft in Verbindung mit einem Fahrrad mit Pedalantrieb erläutert.

Ein Zweirad der eingangs genannten Art ist aus der IT 446 263 bekannt.

Die DE 30 33 294 A1 beschreibt ebenfalls ein Zweirad mit einem zweigeteilten Rahmen und einem zwischen den Rahmenteilen vorgesehenen Federbauteil, wobei letzteres variabel an den Rahmenteilen befestigt werden kann.

Die DE-AS 23 49 159 schließlich offenbart ein Zweirad mit abgefe­ derter Vorderradschwinge, deren Anlenkpunkt verstellbar ist.

Bei allen diesen bekannten zweiteiligen Rahmenkonstruktionen, deren Rahmenteile gegeneinander abgefedert sind, besteht die Gefahr, daß die Kurbel- und Pedalanordnung ihre Vertikalposi­ tion, bezogen auf das Hinterrad, in unzulässigem Maße ändert. Dies führt insbesondere in schwerem Gelände dazu, daß die Pedale mit dem Boden in Berührung kommen. Man spricht dann von sogenannten "Pedal-Aufsetzern", die die Fahreigenschaften des Zweirades nachhaltig beeinträchtigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die zum Ansprechen der stoßdämp­ fenden Federung erforderliche Kraft veränderbar zu machen und dadurch die Fahreigenschaften des Zweirades zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem Zweirad der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Patentansprüche 2 bis 4 kenn­ zeichnen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Kopplung der Rahmenteile bildet ein Mittel zur Deaktivierung der Federung, während eine Aktivierung beim Fahren in schwerem Gelände ermöglicht wird, wenn der Fahrer die Pedale nicht in Drehbewegung versetzt. Durch Ermöglichung der Veränderung der Anlenkung zwischen dem vorderen und hinteren Rahmenteil nahe der Steuerkopfanordnung kann die Ausrichtung des Federbeins relativ zur Achse der Kurbel- und Pedalanordnung geändert werden. Außerdem kann durch Änderung der Bewegungs­ achse des Federbeins die zum Ansprechen der Federung erforder­ liche Kraft geändert werden, wodurch sich die Fahreigenschaften verbessern.

Durch Einstellung der Position, in welcher das obere Ende des Federbeins am diagonalen Tragrohr angeschlossen ist, kann die Federung zum Ausgleich der auf den Zweirad-Sattel einwirkenden Belastung (d. h. des Gewichts des Fahrers) eingestellt werden.

Der Winkel zwischen der Rahmen-Schwenklagerung und einer durch die Achse des Vorderrads gelegten lotrechten Ebene darf dabei einen Bogen von 60° nicht überschreiten.

Das erfindungsgemäße Zweirad ist einfach und kostengünstig herstellbar.

Die für die erfindungsgemäße Lösung kennzeichnenden neuen Merk­ male lassen sich hinsichtlich ihrer Ausgestaltung und der Art ihres Zusammenwirkens ebenso wie weitere Vorteile aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung entnehmen, in welcher ein gegenwärtig bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines in der erfindungsgemäßen Weise aufgebauten Zweirades;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des vor deren Rahmenteils der in Fig. 1 gezeigten Erfindung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des hinteren Rahmenteils der in Fig. 1 veranschaulichten Erfindung;

Fig. 4 eine im Maßstab vergrößerte Ansicht der schwenkbaren Anlenkung zwischen dem vorderen Rahmenteil und dem hin­ teren Rahmenteil gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Schnittansicht durch die schwenkbare Anlenkung zwi­ schen dem vorderen und hinteren Rahmenteil gemäß der vorliegenden Erfindung entlang der Linie 5-5 in Fig. 4; und

Fig. 6 eine im Maßstab vergrößerte Ansicht, in welcher die Anordnung des Stoßdämpfer zwischen dem vorderen und hin­ teren Rahmenteil des erfindungsgemäßen Zweirads veran­ schaulicht ist.

Die zweiteilige Rahmen-Anordnung kann am besten unter Bezug­ nahme auf die Fig. 1, 2 und 3 erläutert werden. Das vorlie­ gende Zweirad weist einen vorderen Rahmenteil 8 und einen hinteren Rahmenteil 9 auf, die miteinander gekoppelt sind. Der vordere Rahmenteil 8 weist die Vorderradgabel 12, das Vorderrad 10, die Lenkstangen-Anordnung 13, die Steuerkopf Anordnung 14 und den Sattel 15 auf. Ein oberes Rahmen-Rohr 17 ist zwischen der Steuerkopf-Anordnung 14 und dem Sattel-Halterohr 16 ange­ ordnet. Ein diagonales Tragrohr 18 erstreckt sich relativ zum oberen Rahmenrohr 17 nach vorn und schräg abwärts. Die struk­ turelle Geschlossenheit des vorderen Rahmenteils 8 wird durch ein Knoten- oder Aussteifungsblech 19 geschaffen, welches in ebenflächiger Anlage am oberen Rahmenrohr 17, dem diagonalen Tragrohr 18 und dem Sattel-Halterohr 16 befestigt ist. Wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird, sind eine Vielzahl von Öffnungen 20 in der Nähe des unteren Randes seitlich versetzt zueinander im Aussteifungsblech 19 vorgesehen, welche wahlweise zur Montage einer federnden Verbindung zwischen dem vorderen Rahmenteil 8 und dem hinteren Rahmenteil 9 dienen. Eine Schwingen-Einstell- oder Lagerplatte 21 ist zwischen dem vorderen Ende des diagonalen Tragrohrs 18 und der Steuerkopf­ anordnung 14 angeordnet, wobei die Schwingen-Lagerplatte 21 koplanar zum oberen Rahmenrohr 17 und zum diagonalen Tragrohr 18 verläuft. Wie im folgenden im einzelnen beschrieben wird, bildet die Schwingen-Lagerplatte 21 einen Aufnahmeraum, der von einer Vielzahl von alternativ wählbaren Öffnungen 22a, 22b oder 22c begrenzt ist, in welchem der hintere Rahmenteil 9 verschwenkbar angelenkt ist.

Der Aufbau des hinteren Rahmenteils 9 geht am besten aus Fig. 3 hervor. Der hintere Rahmenteil 9 ist im wesentlichen dreieckig im Profil und weist eine Kurbelanordnung 25 und eine Pedalan­ ordnung 26 auf, die um eine rechtwinklig zum Rahmen des erfin­ dungsgemäßen Zweirads verlaufende Achse 27 drehbar sind. Ein Paar von rückwärtigen Tragarmen 29 und 30 erstrecken sich vom Tretlagergehäuse 31 der Pedalanordnung 26 aus nach hinten, wobei die Tragarme jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Hinterrades 11 verlaufen. Eine Mittel-Strebe 33 erstreckt sich vom Tretlagergehäuse 31 nach oben. Eine vordere Strebe 34 ist in axialer Ausrichtung zu rückwärtigen Streben 35 und 36 angeordnet. Die rückwärtige Strebe 35 ist am nach hinten gerichteten Tragarm 29 und die rückwärtige Strebe 36 am nach hinten weisenden Tragarm 30 befestigt. Das vorderste Ende der vorderen Strebe 34 ist mit dem vordersten Ende eines unteren Diagonalrohrs 37 verbunden. Die vordere Strebe 34, die rückwär­ tigen Streben 35 und 36, die nach hinten weisenden Tragarme 29 und 30, die Mittelstrebe 33 und das Diagonalrohr 37 begrenzen im wesentlichen eine gemeinsame ebene Fläche. Wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird, sind in ein sich vom Schnitt­ punkt der vorderen Strebe 34 und dem unteren Diagonalrohr 37 nach vorn erstreckendes Verlängerungselement Öffnungen 38a, 38b und 38c eingebracht, mittels derer der hintere Rahmenteil 9 verschwenkbar an der Schwingen-Lagerplatte 21 anlenkbar ist. Ein Paar von parallelen Halterungslaschen 39 erlaubt die Montage eines federnden Koppelbauteils, welches nachstehend im einzelnen beschrieben wird.

Die verschwenkbare Anlenkung zwischen dem vorderen Rahmenteil 8 und dem hinteren Rahmenteil 9 ist am besten anhand der Fig. 4 und 5 erläuterbar. Die schwenkbare Anlenkung zwischen dem vorderen Rahmenteil 8 und dem hinteren Rahmenteil 9 erfolgt an der Schwingen-Einstell- oder Lagerplatte 21. Wie am besten in Fig. 5 erkennbar ist, bildet die Schwingen-Lagerplatte 21 einen Zwischenraum zwischen beabstandeten parallelen Platten 44 und 45, von denen jede mit einer Vielzahl der zueinander fluchten­ den Öffnungen 22a, 22b und 22c durchsetzt wird. Wie bereits festgestellt, weist das vom Schnittpunkt der vorderen Strebe 34 und dem unteren Diagonalrohr 37 nach vorn vortretende Verlän­ gerungselement eine Anzahl der Öffnungen 38a, 38b und 38c auf, welche das Verlängerungselement durchsetzen. Die Öffnungen 38a, 38b und 38c bilden alternative Positionen, an denen der hintere Rahmenteil 9 verschwenkbar mit einem der Paare von Öffnungen 22a, 22b und 22c der Schwingen-Lagerplatte 21 koppelbar ist. Zur Veränderung der schwenkbaren Kopplung zwischen dem vorderen Rahmenteil 8 und dem hinteren Rahmenteil 9 wird eine Kopplung mittels eines Koppelelements 46 in Form eines Lagerbolzens entweder zwischen den Öffnungen 22a und 38a, 22b und 38b oder 22c und 38c hergestellt. Fig. 5 veranschaulicht eine exemplarische Kopplung, welche den hinteren Rahmenteil 9 relativ zur Schwingen-Lagerplatte 21 eine Schwenkbewegung ausführen läßt.

In der folgenden Weise kann der Benutzer die Bedingungen einstellen, bei welchen die Federungswirkung einsetzt. Im allgemeinen ist es nicht erwünscht, daß die Federung aktiviert ist, wenn der Benutzer das Zweirad mit Pedalantrieb bewegt. Wenn der Fahrer sich jedoch über schwieriges Gelände bewegt und er dabei in typischer Weise auf den Pedalen steht oder Kraft auf die Pedalen ausübt, sollte die Zweirad-Federung die Stöße absorbieren. Die Anzahl von fluchtenden Paaren von Öffnungen 22 und 38 stellen alternative Positionen zur Verfügung, um welche der hintere Rahmenteil 9 relativ zum vorderen Rahmenteil 8 verschwenkbar ist. Durch Änderung der Auswahl zwischen den Öffnungspaaren 22 und 38, mittels derer der hintere Rahmenteil 9 am vorderen Rahmenteil 8 angekoppelt ist, kann der Benutzer die Bedingungen einstellen, unter denen die Federung aktiviert wird. Die Winkelabweichung 50 zwischen einer durch die Mittel­ achse des Vorderrades 10 gelegten lotrechten Ebene und der Stelle der schwenkbaren Kopplung des vorderen Rahmenteils 8 und des hinteren Rahmenteils 9 darf einen Bogen von 60° nicht übersteigen.

In Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht des Federungssystems erkennbar. Wie bereits festgestellt, ist der hintere Rahmenteil 9 im Bereich der Schwingen-Lagerplatte 21 verschwenkbar am vorderen Rahmenteil 8 angelenkt. Die Relativbewegung des hinteren Rahmenteils 9 und des vorderen Rahmenteils 8 während des Betriebs wird von einem federnden Verbindungsbauteil in Form eines Federbeins 55 gesteuert, welches zwischen dem Aus­ steifungsblech 19 und der vorderen Strebe 34 angeordnet ist. Der als Federbein 55 ausgebildete Stoßdämpfer weist typischer­ weise einen konventionellen hydraulischen Dämpfer 56 und eine Kolbenstange 57 sowie eine als Schraubenfeder 58 ausgebildete Druckfeder auf, welche um den Dämpfer 56 herumgewickelt und zwischen Federtellern 59 und 60 gehalten ist. Das Federbein 55 ist zwischen dem Aussteifungsblech 19 und der vorderen Strebe 34 angeordnet, wobei der Dämpfer 56 in einer der das Aussteifungsblech 19 durchsetzenden Öffnungen 20 befestigt ist. Die Kolbenstange 57 ist ihrerseits zwischen den Halterungs­ laschen 39 befestigt, welche von der vorderen Strebe 34 aus nach oben vortreten.

Wenn die Straßenbedingungen eine Verschwenkung des hinteren Rahmenteils 9 relativ zum vorderen Rahmenteil 8 derart zur Folge haben, daß sich der Abstand zwischen dem oberen Rahmen­ rohr 17 und der vorderen Strebe 34 verringert, wird die Schrau­ benfeder 58 zusammengedrückt. Wenn die die Zusammendrückung verursachenden Bedingungen entfallen sind, entspannt sich die Schraubenfeder 58 wieder, bis sie ihren Ausgangszustand an­ nimmt. Die Wirkung des Stoßdämpfers oder Federbeins 55 beruht darauf, daß eine federnde Kopplung erhalten wird, welche durch die Straßenbedingungen erzeugte Stöße dämpft.

Um die Möglichkeit der Einstellung der Federung zum Ausgleich des Fahrer-Gewichts zu verwirklichen, ist das Aussteifungsblech 19 im Bereich seines unteren Randes mit einer Vielzahl der Öffnungen 20 versehen, von denen jede einen wählbaren Punkt zur Anbringung des Federbeins 55 darstellt. Eine Anbringung des Federbeins 55 entlang des Aussteifungsblechs 19 nach vorne macht die Federung weicher. Dementsprechend verhärtet eine Anlenkung des Federbeins 55 am Aussteifungsblech in einer nach rückwärts versetzten Lage die Federung.

Durch die Erfindung wird ein Zweirad mit wesentlich verbesser­ ten Betriebs- und Federungseigenschaften geschaffen. Durch Schaffung der Möglichkeit einer Änderung der Position des Stoß­ dämpfers relativ zu seiner Anlenkung am vorderen Rahmenteil wird die Möglichkeit der Einstellung der Federhärte in Abhän­ gigkeit vom Gewicht des Benutzers geschaffen. Durch die Schaf­ fung der Möglichkeit der Veränderung der Stelle, um welche der hintere Rahmenteil 9 relativ zum vorderen Rahmenteil 8 schwin­ gen kann, kann der Benutzer die Bedingungen, unter denen die Federung anspricht, ändern.

Claims (4)

1. Zweirad mit

• a) einem vorderen Rahmenteil (8) mit
  • 1. einer mit einem Vorderrad (10) gekoppelten Steuer­ kopf-Anordnung (14),
  • 2. einem Sattel (15) für den Zweirad-Benutzer,
  • 3. einem zwischen dem Sattel (15) und der Steuerkopf- Anordnung (14) angeordenten oberen Rahmenrohr (17),
  • 4. einem am oberen Rahmenrohr (17) befestigten und sich von diesem in Vorwärts- und Abwärtsrichtung erstreckenden Tragrohr (18) und
  • 5. einem zwischen dem Tragrohr (18) und der Steuer­ kopfanordnung (14) befestigten weiteren Rahmenele­ ment;
• b) einem hinteren Rahmenteil (9) mit
  • 1. einer Kurbel- und Pedalanordnung (25; 26), welche ein Tretlagergehäuse (31) aufweist, wobei die Kur­ bel- und Pedalanordnung (25; 26) eine Drehkopplung zu einem Hinterrad (11) aufweist,
  • 2. einem ersten und zweiten, sich vom Tretlagergehäu­ se (31) aus auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des Hinterrades (11) nach rückwärts erstreckenden Tragarm (29; 30),
  • 3. einer am Tretlagergehäuse (31) befestigten und sich von diesem nach oben erstreckenden Mittel­ strebe (33),
  • 4. einem Paar von an der Mittelstrebe (33) befestig­ ten und sich nach rückwärts erstreckenden rückwär­ tigen Streben (35; 36), welche jeweils am zugeord­ neten rückwärtigen Tragarm (29; 30) im Bereich des Hinterrades (11) befestigt sind, und
  • 5.  einer an der Mittelstrebe (33) und den rückwärti­ gen Streben (35; 36) befestigten vorderen Strebe (34);
• c) einem Koppelelement (46) zur schwenkbaren Anlenkung des hinteren Rahmenteils (9) mit seinem vorderen End­ bereich am vorderen Rahmenteil (8); und
• d) einem Federbauteil (Federbein 55) zur Dämpfung der Relativbewegung zwischen dem vorderen Rahmenteil (8) und dem hinteren Rahmenteil (9), wobei das Federbau­ teil (Federbein 55) am vorderen Rahmenteil (8) im Verbindungsbereich von oberem Rahmenrohr (17) und Tragrohr (18) abgestützt ist;
  gekennzeichnet durch
  • 1. die Ausgestaltung des weiteren Rahmenelements des vorderen Rahmenteils (8) als Schwingen-Lagerplatte (21) mit einer Anzahl von sie im Bereich zwischen dem Tragrohr (18) und der Steuerkopf-Anordnung (14) durchsetzenden Öffnungen (22a; 22b; 22c);
  • 2. ein an der vorderen Strebe (34) des hinteren Rahmen­ teils (9) befestigtes und von ihr nach vorne abste­ hendes Verlängerungselement;
  • 3. die Ausbildung der schwenkbaren Anlenkung zwischen vorderem und hinterem Rahmenteil (8 und 9) über das Koppelelement (46) einerseits an der Schwingen-La­ gerplatte (21) im Bereich einer ihrer Öffnungen (22a, 22b, 22c) und andererseits am Verlängerungselement; und
  • 4. ein mit einer oberen und unteren Begrenzungskante versehenes Aussteifungsblech (19), dessen obere Be­ grenzungskante am oberen Rahmenrohr (17) und am Tragrohr (18) des vorderen Rahmenteils (8) befestigt ist und welches in der Nähe seiner unteren Begren­ zungskante von einer Anzahl von voneinander beab­ standet ausgerichteten Öffnungen (20) durchsetzt ist, wobei das Federbauteil (Federbein 55) am vorderen Rahmenteil (8) über eine der Öffnungen (20) im Aussteifungsblech (19) abgestützt ist und die Abstüt­ zung des Federbauteils (Federbein 55) am hinteren Rahmenteil (9) an dessen vorderer Strebe (34) er­ folgt.

2. Zweirad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federbauteil (Federbein 55) einen hydraulischen Dämpfer (56) mit einem oberen und unteren Ende aufweist, wobei das untere Ende an der vorderen Strebe (34) und das obere Ende in einer der in der Nähe des unteren Randes des Ausstei­ fungsblechs (19) vorgesehenen und dieses durchsetzenden Öff­ nungen (20) befestigt ist.

3. Zweirad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der hintere Rahmenteil (9) ein unteres Diagonalrohr (37) aufweist, welches zwischen dem Tretlagergehäuse (31) und dem Schnittpunkt des Verlängerungselements und der vorderen Strebe (34) angeordnet ist, wobei der hintere Rah­ menteil (9) vor dem Schnittpunkt des unteren Diagonalrohrs (37) und der vorderen Strebe (34) an der Schwingen-Lager­ platte (21) gelagert ist.

4. Zweirad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schwingen-Lagerplatte (21) des vorde­ ren Rahmenteils (8) wenigstens drei Öffnungen (22a, 22b, 22c) aufweist und daß das Verlängerungselement des hinteren Rahmenteils (9) mit wenigstens drei voneinander beabstande­ ten weiteren Öffnungen (38a, 38b, 38c) zum Anschluß an die Schwingen-Lagerplatte (21) des vorderen Rahmenteils (8) ver­ sehen ist.