DE4429427A1

DE4429427A1 - Bicycle frame suspension useful esp. for effective damping action

Info

Publication number: DE4429427A1
Application number: DE19944429427
Authority: DE
Inventors: Joerg Ehlers
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1994-08-19
Publication date: 1996-02-22

Abstract

The spring suspension has a spring (4) in the vertical tube (2) essentially of acrylic rubber.

Description

Die Erfindung betrifft eine Federung für einen Fahrradrahmen mit mindestens einem Standrohr, einem in dem Standrohr ver schiebbar - nach Art eines Kolbens - gelagerten Tauchrohr und mindestens einem als Widerlager für das Tauchrohr dienenden, im Standrohr angeordneten Federelement, wobei das Federelement im wesentlichen aus einem Elastomer gebildet ist.The invention relates to a suspension for a bicycle frame with at least one standpipe, one in the standpipe sliding - like a piston - mounted dip tube and at least one serving as an abutment for the dip tube, in Standpipe arranged spring element, the spring element in is essentially formed from an elastomer.

Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Federungen für Fahrradrahmen, insbesondere für geländegängige Fahrräder, sog. Mountain-Bikes, bekannt. Um das Fahrverhalten derartiger Fahrräder auch unter extremen Bedingungen, wie z. B. in schwie rigem Gelände und bei hohen Geschwindigkeiten, zu verbessern, werden als Vorderradgabel sog. Federgabeln verwendet. In beiden Gabelscheiden solcher Federgabeln sind jeweils ein Standrohr, ein in diesem Standrohr verschiebbar gelagertes Tauchrohr und ein als Widerlager für das Tauchrohr dienendes, im Standrohr angeordnetes Federelement realisiert. Bei den Federungen unter scheidet man prinzipiell zwei Typen. Der eine Federungstyp ar beitet mit einer Öl/Luft-Dämpfung, wie sie bereits in Verbin dung mit der Federung von Motorrädern bekannt ist. Bei dem an deren Federungstyp ist das Federelement als Elastomer ausgebil det.Various suspensions are already from the prior art for bicycle frames, especially for off-road bicycles, so-called mountain bikes. To the driving behavior of such Bicycles even under extreme conditions, such as B. in Schwie terrain and at high speeds, So-called suspension forks are used as the front wheel fork. In both Fork blades of such suspension forks are each a standpipe, a dip tube slidably mounted in this standpipe and a serving as an abutment for the dip tube, in the standpipe arranged spring element realized. With the suspensions under there are basically two types. One type of suspension ar works with an oil / air damping, as already in Verbin is known with the suspension of motorcycles. With that whose type of suspension is the spring element designed as an elastomer det.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Elastomere sind in der Praxis im wesentlichen aus zwei Gründen problematisch. Zum einen haben diese Elastomere einen relativ geringen Dämpfungs grad von ca. 60%. Läßt man also eine Testkugel mit definiertem Gewicht aus 1 m Höhe auf das im Stand der Technik verwendete Elastomer-Material fallen, so springt diese Kugel nach dem Auf prall ca. 40 cm hoch. Probleme bereitet auch, daß das Dämp fungsverhalten des aus dem Stand der Technik bekannten Elasto mers bei Temperaturschwankungen - wie sie bei extremen Fahr radtouren auftreten können - ebenfalls stark schwankt. Diese beiden Eigenschaften des im Stand der Technik verwendeten Ela stomers können den Fahrradfahrer in äußerst gefährliche Situa tionen bringen.The elastomers known from the prior art are in the Practice is problematic for two main reasons. To the one, these elastomers have a relatively low damping degree of approx. 60%. So if you leave a test ball with a defined one Weight from a height of 1 m to that used in the prior art Fall elastomer material, this ball jumps after opening bulging approx. 40 cm high. Problems also arise that the damper behavior of the elasto known from the prior art in the event of temperature fluctuations - as is the case with extreme driving bike tours can occur - also fluctuates strongly. These both properties of the Ela used in the prior art Stomers can put the cyclist in extremely dangerous situations bring ions.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Federung für einen Fahrradrahmen der in Rede stehenden Art zu realisieren, die besonders gute Dämpfungseigenschaften in weiten Temperaturbereichen aufweist.The present invention is therefore based on the object a suspension for a bicycle frame of the type in question to realize the particularly good damping properties in has wide temperature ranges.

Die erfindungsgemäße Federung für einen Fahrradrahmen löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs I. Danach ist die eingangs genannte Federung so ausgestaltet, daß das Federelement im wesentlichen aus Acrylkautschuk gebildet ist.The suspension according to the invention for a bicycle frame solves the foregoing task by the features of claim I. Thereafter, the suspension mentioned is designed so that the spring element is essentially made of acrylic rubber is.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß Elastomer-Federungen gegenüber Öl/Luft-Federungen erhebliche Vorteile hinsichtlich der Handhabung und Wartung haben. Elastomer-Federungen können nämlich im Gegensatz zu Öl/Luft-Federungen nicht aus laufen; die Wartung erfordert äußerstenfalls ein Austauschen des Elastomer- Materials. Dies kann relativ schnell und ohne besonderes Werk zeug erfolgen, während Öl/Luft-Federungen nur mit Spezialwerk zeugen von einem Fachmann gewartet werden sollten. Erfindungs gemäß ist außerdem erkannt worden, daß das Dämpfungsverhalten von Elastomer-Federungen im wesentlichen von den Material-Ei genschaften des verwendeten Elastomers abhängt. Davon ausgehend ist ein Elastomer aufgefunden worden, dessen Dämpfungseigen schaften in den für den Radsport wesentlichen Temperaturberei chen als äußerst geeignet für die Verwendung in Federungen für Fahrradrahmen erkannt worden sind.According to the invention it has been recognized that elastomer suspensions compared to oil / air suspension, considerable advantages in terms of handling and maintenance. Elastomer suspensions can namely, in contrast to oil / air suspensions, do not run out; the Maintenance requires replacement of the elastomer Materials. This can be done relatively quickly and without any special work during oil / air suspensions only with special factory should be serviced by a specialist. Invention according to has also been recognized that the damping behavior of elastomer suspensions essentially from the material egg properties of the elastomer used. Assuming that an elastomer has been found whose damping properties in the temperature range essential for cycling chen as extremely suitable for use in suspensions for Bicycle frames have been recognized.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fe derung für einen Fahrradrahmen handelt es sich bei dem Acryl kautschuk um ein Polyacrylatcopolymer. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der für die Federung verwendete Acrylkautschuk einen mechanischen Dämpfungsgrad von ca. 10% aufweist. D.h., daß eine Testkugel mit einem definierten Gewicht, die aus 1 m Höhe auf das Acrylkautschuk-Material fallengelassen wird, nach dem Aufprall in eine Höhe von ca. 10 cm zurückspringt. Insbe sondere bei extremer Fahrweise, d. h. in schwierigem, unebenem Gelände und bei hohen Geschwindigkeiten, gewährleistet eine derartige Federung eine gute Bodenhaftung. Ein Aufschaukeln und Springen oder Doppen der Räder wird verhindert, was wesentlich zur Sicherheit des Fahrers beiträgt.In an advantageous embodiment of the Fe according to the invention The acrylic for a bicycle frame rubber around a polyacrylate copolymer. Particularly advantageous it is when the acrylic rubber used for the suspension has a mechanical damping degree of approx. 10%. That is, that a test ball with a defined weight, which from 1 m Height is dropped on the acrylic rubber material after jumps back to a height of approx. 10 cm. In particular especially with extreme driving style, d. H. in difficult, uneven Terrain and at high speeds, ensures a such suspension good grip. A rocking and Jumping or doubling of the wheels is prevented, which is essential contributes to driver safety.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn dieser Dämpfungsgrad des Acrylkautschuks auch in weiten Temperaturbereichen unverändert bleibt, und zwar in den für den Radsport relevanten Temperatur bereichen von ca. -35°C bis +75°C. Nur dann ist das Dämpfungs verhalten der Federung für den Fahrer kalkulierbar.It is particularly advantageous if this degree of damping Acrylic rubber unchanged even in wide temperature ranges remains in the temperature relevant for cycling ranges from approx. -35 ° C to + 75 ° C. Only then is the damping behavior of the suspension calculable for the driver.

Außerdem vorteilhaft ist es, wenn das Federelement der erfin dungsgemäßen Federung mit einer Vorspannung beaufschlagbar ist. In diesem Falle kann der Fahrer das Dämpfungsverhalten der Fe derung individuell auf bspw. sein Körpergewicht, die Fahr strecke und seinen Fahrstil einstellen.It is also advantageous if the spring element of the invention suspension according to the invention can be acted upon with a prestress. In this case, the driver can control the damping behavior of the Fe individual to his body weight, the driving stretch and adjust his driving style.

Insbesondere im Hinblick auf eine derartige individuelle Anpas sung des Dämpfungsverhaltens der Federung und auch auf die War tungsfreundlichkeit einer solchen Federung ist es besonders vorteilhaft, wenn mehrere aufeinander gestapelte, scheibenför mige Federelemente zusammenwirken. Die Stapelanordnung der Fe derelemente verbessert zum einen die Kompressibilität und also das Dämpfungsverhalten der gesamten Federung. Zum anderen sind die Federelemente dann auch einzeln austauschbar. Dadurch kön nen durch Verschleiß untauglich gewordene Federelemente einfach ausgetauscht werden, aber auch bspw. Federelemente unterschiedlicher Dicke eingesetzt werden, so daß die Gesamtwirkung der Anordnung der Federelemente variierbar ist. Außerdem kann bei einer Stapel-Anordnung der Federelemente auch deren Anzahl va riiert werden, was sich ebenfalls auf das Dämpfungsverhalten auswirkt.Especially with regard to such an individual adjustment solution of the damping behavior of the suspension and also on the war It is particularly easy to use such a suspension advantageous if several, stacked, disc-shaped interact spring elements. The stack arrangement of the Fe derelemente improves compressibility and so the damping behavior of the entire suspension. On the other hand the spring elements can then also be replaced individually. This allows spring elements that have become unsuitable due to wear be replaced, but also, for example, spring elements of different types Thickness can be used, so that the overall effect of Arrangement of the spring elements is variable. In addition, at a stack arrangement of the spring elements also their number va be riiert, which also affects the damping behavior affects.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er läuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.There are now several ways to teach the present the present invention in an advantageous manner and white to train. For this purpose, on the one hand, to claim 1 subordinate claims, on the other hand to the subsequent Er purification of an embodiment of the invention based on the Reference drawing. In connection with the explanation of the preferred embodiment of the invention based on the Drawing are also generally preferred configurations and further training in teaching explained.

In der Zeichnung zeigt die einzige Figur einen schematischen Aufbau einer erfin dungsgemäßen Federung.In the drawing shows the only figure is a schematic structure of an invented suspension according to the invention.

Vorab sei darauf hingewiesen, daß die nachfolgend beschriebene Federung in der Figur lediglich schematisch dargestellt ist, da eine derartige Federung sowohl in die Gabelscheiden einer Fe dergabel für das Vorderrad integriert sein kann als auch an an derer Stelle des Fahrradrahmens, wie z. B. in der Hinterradgabel, realisiert sein.It should be noted in advance that the one described below Suspension is only shown schematically in the figure because such a suspension both in the fork blades of a Fe the fork for the front wheel can be integrated as well the place of the bicycle frame, such as. B. in the rear fork, be realized.

In der Figur ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer er findungsgemäßen Federung 1 dargestellt, welche in jedem Falle ein Standrohr 2, ein in diesem Standrohr 2 verschiebbar - nach Art eines Kolbens - gelagertes Tauchrohr 3 und mindestens ein als Widerlager für das Tauchrohr 3 dienendes, im Standrohr 2 angeordnetes Federelement 4 umfaßt.In the figure, an embodiment of a suspension 1 according to the invention is shown schematically, which in any case has a standpipe 2 , a slidable in this standpipe 2 - in the manner of a piston - mounted dip tube 3 and at least one serving as an abutment for the dip tube 3 , in the standpipe 2 arranged spring element 4 comprises.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere, nämlich sieben, scheibenförmige Federelemente 4 aufeinander ge stapelt im Standrohr 2 angeordnet. In the embodiment shown here, several, namely seven, disc-shaped spring elements 4 are stacked on top of one another in the standpipe 2 .

Erfindungsgemäß sind die Federelemente 4 im wesentlichen aus Acrylkautschuk, und zwar aus einem Polyacrylatcopolymer ausge bildet, welches einen mechanischen Dämpfungsgrad von ca. 10% aufweist. Dieser Dämpfungsgrad bleibt im Temperaturbereich von -35°C bis +75°C weitgehend unverändert.According to the invention, the spring elements 4 are essentially made of acrylic rubber, namely from a polyacrylate copolymer, which has a mechanical damping degree of approximately 10%. This degree of damping remains largely unchanged in the temperature range from -35 ° C to + 75 ° C.

Ein entsprechendes Elastomer wird von der Firma Freudenberg un ter dem Handelsnamen "Werkstoff ACM Acrylatkautschuk" als Öl wannendichtungsmaterial vertrieben.A corresponding elastomer is made by Freudenberg un ter the trade name "Material ACM Acrylate Rubber" as an oil tub sealing material sold.

Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich die Dämpfungswirkung durch das Zusammenwirken der aufein ander gestapelten Federelemente 4. Im Falle von Verschleiß sind diese Federelemente 4 einzeln austauschbar. Außerdem können einzelne Federelemente bspw. durch ein Federelement anderer Stärke ausgetauscht werden, um auf diese Weise die Dämpfungsei genschaften der dargestellten Federung 1 zu verändern. Im übri gen lassen sich die Dämpfungseigenschaften der dargestellten Federung 1 auch durch Variation der Anzahl der verwendeten scheibenförmigen Federelemente 4 verändern und bspw. auf das Körpergewicht, die Schwierigkeit der Fahrstrecke und die Fahr geschwindigkeit, einstellen.In the embodiment shown in the figure, the damping effect results from the interaction of the spring elements 4 stacked on one another. In the event of wear, these spring elements 4 can be replaced individually. In addition, individual spring elements can be replaced, for example, by a spring element of different strength, in order to change the damping properties of the suspension 1 shown. In addition, the damping properties of the suspension 1 shown can also be changed by varying the number of disc-shaped spring elements 4 used and, for example, adjusted to the body weight, the difficulty of the route and the driving speed.

Hinsichtlich weiterer, in der einzigen Figur nicht dargestell ter Merkmale der erfindungsgemäßen Federung wird auf den allge meinen Teil der Beschreibung verwiesen.With regard to further, not shown in the single figure ter features of the suspension according to the invention is based on the general referred to my part of the description.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Lehre keinesfalls auf das voranstehend erläuterte schematische Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Vielmehr läßt sich die er findungsgemäße Lehre auch mit Federelementen anderer Form re alisieren.In conclusion, it should be noted that the invention Do not teach to the schematic explained above Embodiment is limited. Rather, he can Teaching according to the invention also with spring elements of a different shape alize.

Claims

1. Suspension for a bicycle frame with at least one standpipe ( 2 ), one in the standpipe ( 2 ) slidably - in the manner of a piston - mounted dip tube ( 3 ) and at least one serving as an abutment for the dip tube ( 3 ) in the standpipe ( 2 ) arranged spring element ( 4 ), the spring element ( 4 ) being formed essentially from an elastomer, characterized in that the spring element ( 4 ) is essentially formed from acrylic rubber.

2. Suspension according to claim 1, characterized in that it The acrylic rubber is a polyacrylate copolymer delt.

3. Suspension according to one of claims 1 or 2, characterized ge indicates that the acrylic rubber is a mechanical damper efficiency of approx. 10%.

4. Suspension according to one of claims 1 to 3, characterized ge indicates that the degree of damping of the acrylic rubber in the Limits from -35 ° C to + 75 ° C remain largely unchanged.

5. Suspension according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spring element ( 4 ) can be opened with a bias.

6. Suspension according to one of claims 1 to 5, characterized in that several stacked, scheibenför shaped spring elements ( 4 ) cooperate.

7. Suspension according to claim 6, characterized in that the spring elements ( 4 ) are individually interchangeable.

8. Suspension according to one of claims 6 or 7, characterized in that the overall effect of the spring elements ( 4 ) by the exchange and use of different Federele elements ( 4 ) is variable.

9. Suspension according to one of claims 6 to 8, characterized in that the overall effect of the spring elements ( 4 ) can be varied by a variable number of spring elements ( 4 ).