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    • 专利摘要:
    Ein Fahrrad ist mit einer Hinterradaufhängung ausgestattet, die einen Schwingarm mit einem oder mehreren im allgemeinen freitragenden Seitenarmen aufweist, die in der Lage sind, Biege- und Torsionslasten zu widerstehen und diese Lasten von dem Fahrer zu trennen. Ein unterer Abschnitt des Fahrradrahmens umfasst eine Pedalhülse. Eine Pedal- oder Kurbelanordnung dreht sich in der Pedalhülse um eine Drehachse mit einer festen Position relativ zu dem Rahmen. Der Schwingarm ist schwenkbar an dem Rahmen befestigt, für eine Bewegung um die Drehachse. Ein Stoßdämpferelement ist zwischen dem Schwingarm und dem Rahmen verbunden.
    公开号:DE102004014730A1
    申请号:DE200410014730
    申请日:2004-03-25
    公开日:2004-11-04
    发明作者:John Thornhill Schmider；Fabio Holland Landing Venier
    申请人:John Thornhill Schmider；
    IPC主号:B62K25-30
    专利说明:
    [0001] DerGegenstand der Erfindung bezieht sich allgemein auf Fahrräder undinsbesondere auf ein Hinterradaufhängungssystem für ein Fahrrad.
    [0002] Seit über hundertJahren werden Fahrräder alsTransportmittel verwendet und werden zunehmend beliebter. Das Mountainbikeist ein Fahrradtyp, der in den letzten Jahren immer beliebter wurde.Dieser Fahrradtyp wird häufigin unebenem Geländeverwendet, was zu einer unbequemen Fahrt führt. Daher umfassen einigein jüngsterZeit entworfene Fahrradrahmen ein Hinterradaufhängungssystem. Fahrräder, diemit einer Aufhängungausgestattet sind, versuchen, einen erhöhten Fahrerkomfort, einen verbessertenRadkontakt, eine verbesserte Radsteuerung und einen geringeren Nettorollwiderstandzu liefern, ohne die Kosten, die Komplexität oder die Wartungsanforderungendes Fahrrads wesentlich zu erhöhen.
    [0003] KeinherkömmlichesAufhängungssystemerfülltjedoch alle diese Ziele. Einige Systeme sind schwer, komplex odererfordern häufigeWartung. Einige Systeme bewirken auch nachteilige Auswirkungen aufandere Teile des Fahrrads. Beispielsweise kann der Abstand zwischender Kurbelachse, der Achse, um die sich die Pedale drehen, und derAchse des Hinterrads mit der Kompression des Aufhängungssystemsverändern,wodurch die Übertragungskomponentengezwungen werden, mit einem zunehmenden und abnehmenden Betrag einesKettenspiels umzugehen. Einige Systeme erzeugen auch unerwünschte Reaktionen.Beispielsweise kann eine Hinterradaufhängung „Längsschwingen" oder eine Auf- oderAbbewegung der Achse durch das Hinterrad relativ zu dem Rest desRahmens bewirken, als eine Reaktion auf Pedalkräfte. Eine Hinterradaufhängung kannauch „Biopacing" bewirken, wodurchsich die Bewegung der Kurbelarme beschleunigt oder verlangsamt,als eine Reaktion auf die Kompression oder Dekompression der Aufhängung. Längsschwingungs-und Biopacing-Effekte liegen insbesondere bei Aufhängungssystemenvor, wo sich das Kettenspiel verändert,wenn das Aufhängungssystemzusammengedrücktwird.
    [0004] Genauergesagt, einige Hinterradaufhängungssystemehaben mehrere Drehpunkte. Diese Systeme sind im allgemeinen komplexund daher aufwendig herzustellen. Dieselben sind auch an mehrerenStellen anfälliggegenüberAbnutzung. Das U.S.-Patent Nr. 4,789,174 beschreibt beispielsweise einSystem mit vielen Drehpunkten, einschließlich zwei Drehpunkten direkt über undunter der Hinterradachse. Diese Drehpunkte fügen dem System wesentlicheKomplexitäthinzu und bewirken, dass der Abstand zwischen Kurbelachse und Hinterachsevariiert, wenn das Aufhängungssystemzusammengedrücktwird.
    [0005] DasU.S.-Geschmacksmuster Nr. 368,880 offenbart ein weiteres Hinterradaufhängungssystem. Beidiesem System dreht sich eine Kettenstrebenanordnung auf den gegenüberliegendenEnden eines unteren Trägerrohrs.Ein Paar von Federeinheiten verbindet die Kettenstreben mit demSitzrohr an ungefährder Stelle, wo normalerweise die Sitzstreben wären. Der Abstand zwischen derKurbelachse und der Hinterachse bleibt konstant, aber dieser Entwurf erfordertzwei lange Stoßfedereinheitenund erhöht dadurchdie Kosten, die Komplexitätund die Wartung.
    [0006] DasU.S.-Patent Nr. 5,685,553 offenbart ein weiteres Aufhängungssystemmit einem hinteren Dreieck, das sich an einem Rahmen dreht. Einunterer Ausleger und ein Hinterrad sind beide in dem hinteren Dreieckenthalten. Auf diese Weise wird eine feste Kettenlänge geliefert.Das Drehen des hinteren Dreiecks bewegt allerdings auch den unterenAusleger relativ zu dem Rahmen, wodurch bewirkt wird, dass sichder Abstand und der Winkel zwischen dem Sitz und den Pedalen während demFahren ändern.
    [0007] DerGegenstand der Erfindung liefert ein Hinterradaufhängungssystemfür einFahrrad. Die Aufhängungweist einen Hauptrahmen zum Halten des Sitzes und der Vordergabelnauf. Der Hauptrahmen weist auch einen unteren Abschnitt auf, dereine Pedalhülseumfasst. Eine Pedal- oder Kurbelanordnung dreht sich in der Pedalhülse um eineDrehachse, die als Kurbelachse bezeichnet werden kann. Die Kurbelachsehat eine feste Position relativ zu dem Rahmen. Ein Schwingarm oderNachlaufarm ist schwenkbar an dem Rahmen befestigt, für eine Bewegungum die Drehachse. Der Schwingarm kann ein oder zwei im allgemeinenfreitragende Seitenarme aufweisen. Die Achse des Hinterrads weisteine feste Position relativ zu dem Schwingarm auf. Ein Stoßdämpferelementist zwischen dem Schwingarm und dem Rahmen verbunden. Das Stoßdämpferelementkann zentral angeordnet sein, d. h. nahe einer Linie zwischen demVorder- und Hinterrad, oder mit einem Teil des oder dem gesamtenStoßdämpfungselementinnerhalb der Breite der Reifen.
    [0008] DieErfindung kann eine Anzahl von wünschenswertenCharakteristika liefern. Beispielsweise weisen die Lager für den Schwingarmeinen einzigen Drehpunkt auf und können einen großen Oberflächenbereichhaben. Dies neigt dazu, unerwünschtes Spielzu reduzieren, insbesondere nach übermäßigem Gebrauch. Da die Drehachsedes Nachlaufarms koaxial zu der Kurbelachse ist, bleibt die Kettenlänge, dieerforderlich ist, um das vordere und das hintere Kettenrad zu verbinden,konstant, unabhängigvon der Position der Hinterradaufhängung. Daher kann Biopacingoder Längsschwingenreduziert werden, und die Last auf einem Kettenspanner wird reduziert, sodass in einigen Fällenkein Kettenspanner mehr erforderlich ist. Die Position der Kurbelachsebleibt fest relativ zu dem Sitz, und die Aufhängung hat eine kleine Anzahlvon Teilen, um Herstellungs- und Zusammenbaukosten zu reduzieren.Die Aufhängung kannes auch der Hinterradaufhängungermöglichen, nachvorne zu schwingen, so dass das Fahrrad für die Lagerung in einer kompaktenForm angeordnet werden kann.
    [0009] DieErfindung liefert auch verschiedene zusätzliche Aspekte oder Merkmale.Bei einem solchen Aspekt ist der Schwingarm durch einen Hebelarman dem Rahmen befestigt. Der Hebelarm kann sich von der Pedalhülse erstreckenund bei einer festen Winkelverschiebung von dem Schwingarm um dieDrehachse der Kurbelanordnung drehen. Beispielsweise kann sich derHebelarm von der Pedalhülsenach oben erstrecken. Dies ermöglichtes, dass der Hebelarm und das Stoßdämpferelement zwischen den Seiteneines selbsttragenden Rahmens versteckt werden.
    [0010] Beieinem weiteren Aspekt kann sich die Pedalhülse relativ zu dem Rahmen umeine Drehachse der Kurbelanordnung drehen. In diesem Fall ist der Schwingarman der Pedalhülsebefestigt und dreht sich mit der Pedalhülse. Ein Hebelarm kann auchan der Pedalhülsebefestigt sein und dreht sich mit der Pedalhülse. Die Pedalhülse liefertsomit eine Struktur zum Verbinden von Seiten eines Schwingarms miteinanderoder mit dem Hebelarm, selbst wenn diese verschiedenen Teile durchTeile des Rahmens getrennt sind. Beispielsweise kann der Hebelarmzwischen zwei Seiten eines Rahmens positioniert sein, wie es obenbeschrieben ist, währendder Schwingarm einen Seitenarm aufweist, der außerhalb der Hülle positioniertist.
    [0011] Beieinem weiteren Aspekt kann der untere Abschnitt des Rahmens zweiSeiten aufweisen, wobei der Nachlaufarm an einem Punkt zwischenden beiden Seiten befestigt ist. Ein Hebelarm, wie er oben beschriebenist, kann auch zwischen den beiden Seiten vorgesehen sein. Die SeitenkönnenTeil einer gespannten Hüllesein, beispielsweise einer freitragenden oder halb freitragendenHülle.
    [0012] Beianderen Aspekten kann der Schwingarm einen einzigen Seitenarm aufweisen.Der einzige Seitenarm kann angepasst werden, um einen Hinterradnabenkörper zuhalten oder zu umfassen. Ein Seitenarm an der Kettenseite kann einenAbschnitt umfassen, der einen kanalisierten Querschnitt aufweist oderein oder mehrere Abdeckungen aufweist, um einen Teil der Kette zuumhüllen.Der Seitenarm und die Abdeckungen können konfiguriert sein, umeinen Torsionskasten zu liefern. Hydraulikpumpen und -motoren können verwendetwerden, um Ketten und Kettenräder überflüssig zumachen.
    [0013] Dieobige Beschreibung soll den Leser nur mit der Erfindung vertrautmachen. Aspekte der Erfindung könnensich in einer Kombination oder Teilkombination von Elementen befinden,die oben oder in anderen Teilen des Patents beschrieben sind, oderin den Ansprüchenbeschrieben werden.
    [0014] AndereVorteile oder Aspekte der vorliegenden Erfindung werden bei derfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele deutlichwerden, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen erörtert werden.Es zeigen:
    [0015] 1 einen rechten Seitenaufrisseines Fahrrads, der den Entwurf des Rahmens und des Aufhängungssystemsdes ersten Ausführungsbeispielsder Erfindung zeigt;
    [0016] 2A eine linke perspektivischeAnsicht des Aufhängungssystemsdes ersten Ausführungsbeispiels,mit Komponenten in auseinandergezogener Form;
    [0017] 2B eine linke perspektivischeAnsicht des Aufhängungssystemsdes ersten Ausführungsbeispiels;
    [0018] 3 eine linke perspektivischeAnsicht des Aufhängungssystemsdes zweiten Ausführungsbeispiels,das eine andere Form eines Schwingarms darstellt;
    [0019] 4 eine linke perspektivischeAnsicht des Aufhängungssystemsdes dritten Ausführungsbeispiels,die ein Fahrrad mit hydraulischer Antriebseinrichtung und einseitigemSchwingarm darstellt;
    [0020] 5 ein Teilquerschnitt desersten Ausführungsbeispiels;
    [0021] 6 eine linke perspektivischeauseinandergezogene Ansicht des Rahmens des ersten Ausführungsbeispiels;
    [0022] 7 eine linksseitige Ansichtvon Teilen des Aufhängungssystemseines vierten Ausführungsbeispiels;
    [0023] 8 eine rechtsseitige bildlicheAnsicht der Komponenten der 7,aber mit einer Abdeckung entfernt, um innere Komponenten zu zeigen;
    [0024] 9 eine Draufsicht der Komponentenvon 7, die ferner einHinterrad und Teile eines Rahmens umfasst;
    [0025] 10 eine rechtsseitige bildlicheAnsicht der Komponenten von 7 miteinem befestigten Hinterrad;
    [0026] 11 eine Seitenansicht desvollständigen Fahrradsdes vierten Ausführungsbeispiels;
    [0027] 12 eine Seitenansicht desFahrrads von 11, dasfür dieLagerung zusammengelegt ist;
    [0028] 13 ein Querschnitt A-A von 7;
    [0029] 14 ein Querschnitt B-B von 7;
    [0030] 15 ein Querschnitt C-C von 7; und
    [0031] 16 eine vergrößerte bildlicheAnsicht, die dem vorderen Teil von 9 entspricht.
    [0032] 1 zeigt ein Fahrrad 100 gemäß einem Ausführungsbeispielder Erfindung, das einen Hauptrahmen umfasst, der in seiner Gesamtheitdurch das Bezugszeichen 12 angezeigt ist. Der Rahmen 12 kannein oberes Rahmenteil 12A und ein unteres Rahmenteil 12B umfassen.Der Rahmen 12 weist zwei Seiten auf, die Außenwände einerselbsttragenden oder halb selbsttragenden Hülle umfassen, obwohl auch andereRahmenentwürfeverwendet werden können.Der Rahmen 12 trägtein Sattelträgerrohroder eine Sitzstütze 22,eine Befestigung oder ein Kopfrohr 23 für die Lenkstange und eine Gabel 24,an dem das Vorderrad 110 auf herkömmliche Weise befes tigt ist.Der Rahmen 12 ist Teil einer Aufhängungsanordnung 50,die das Hinterrad 111 trägt. Eine Übertragungsanordnung ist vondem herkömmlichenKetten- und Kettenradtyp, wobei eine Drehbewegung von den Pedalen 25,die durch die Kurbelarme 2 wirkt, über eine Kette 20 zudem Hinterrad 111 übertragenwird, die um ein vorderes Kettenrad 11 und ein hinteresKettenrad 14 gewickelt ist, was in 2A und 2B deutlicherzu sehen ist.
    [0033] Dieverschiedenen Komponenten der Aufhängungsanordnung 50 sindin 2A in einer auseinandergezogenenAnsicht gezeigt und in 2B in einerzusammengebauten Ansicht. Mit dem Rahmen 12 ist ein Stoßdämpferelement 7 gekoppelt.Das Stoßdämpferelement 7 kannjede Vorrichtung sein, die der Bewegung der Aufhängungsanordnung 50 widerstehtoder dieselbe steuert und kann eine Feder oder einen anderen Elastomerund einen Dämpfer aufweisen.Das Stoßdämpferelement 7 istin dem Rahmen 12 positioniert, der eine vernünftige Länge für dasselbeermöglicht.Das Stoßdämpferelementist übereinen Rahmenschwenkstift 15 an dem Rahmen befestigt. Amanderen Ende des Stoßdämpferelements 7 istein zweiter Schwenkstift 8 durch das Loch 13 eingefügt, um denStoßdämpfer miteinem Hebelarm 4 zu verbinden. Der Hebelarm 4 istan einem Nachlaufarm oder Schwingarm 5 befestigt, durch Schweißen, Verbinden,Verschrauben oder andere geeignete Verfahren. Der Hebelarm 4 undder Schwingarm 5 sind auch an einer Pedalhülse 36 befestigtoder umfassen dieselbe. Die Pedalhülse 36 kann auch alsunterer Trägerbezeichnet werden, da dieselbe die Funktionen eines herkömmlichenunteren Trägerserfüllt,da dieselbe die Achse und die Lager hält, auf denen sich die Pedale 25 drehen.Der Hebelarm 4 und der Schwingarm 5 können durchdie Pedalhülse 36 aneinanderbefestigt sein, und der Hebelarm 4 oder die Pedalhülse 36 oderbeide können auchals einstückigeTeile des Schwingarms 5 gebildet sein. Der Hebelarm 4 kannin jede Richtung zeigen oder sogar ausgelassen werden, um das Stoßdämpferelement 7 direktan dem Schwingarm 5 zu befestigen, beispielsweise an einemStab, der zwischen den Seitenarmen plaziert ist. Falls der Hebelarm 4 jedochin eine allgemeine Aufwärtsrichtung zeigt,beispielsweise bei einer Winkelverschiebung von 60 Grad oder mehrvon dem Schwingarm 5, kann derselbe mit dem Stoßdämpferelement 7 indem Rahmen 12 positioniert sein, und kann eine angemesseneLänge aufweisen,d. h. größer alsder Abstand zwischen der Mitte der Kurbelachse und der Vorderseitedes Hinterrads 11, und kann innerhalb von 30 Grad der Normalenzu dem Stoßdämpferelement 7 ausgerichtetsein. Falls der Rahmen 12 ferner einen Zweischalenentwurfoder einen selbsttragenden Entwurf aufweist, können der Hebelarm 4 und derStoßdämpfer 7 inder Rahmenhüllesichtgeschütztsein.
    [0034] DerSchwingarm 5, der in 2A und 2B dargestellt ist, weistzwei Seitenarme auf, die an jeder Seite der hinteren Nabe 6 befestigtsind, die einen Teil des Hinterrads 111 bildet. Bei einemalternativen Ausführungsbeispiel,das in 3 dargestellt ist,wird statt dem zweiseitigen Schwingarm 5 ein einseitigerSchwingarm 205, der nur einen Seitenarm aufweist, verwendet.Der einseitige Schwingarm 205 weist eine höhere Biege-und Torsionsstarrheit auf, die ausreicht, um die hintere Nabe 6 zutragen, ohne einen passenden Arm zu benötigen.
    [0035] DieSchwingarm 5, 205 sind im allgemeinen freitragend,da ihre gesamte oder ein Großteilihrer Länge,beispielsweise 75% oder mehr, nicht durch irgendeinen anderen Rahmenoder eine andere Aufhängungskomponentegetragen wird. Die Enden der Schwingarm 5, 205 nehmenalle vertikalen Kräfte,die an das Hinterrad 111 angelegt werden, voll auf, da dieselbenin dem einzigen Weg sind, den die Last von dem Hinterrad 111 zudem Stoßdämpfer 7 oder demRahmen 12 verlaufen kann. Eine Unterer-Träger-Kassettenanordnung 9 istan dem Schwingarm 5, 205 befestigt und lieferteinen Drehpunkt fürden Kurbelarm 2, das Pedal 25 und das vordereKettenrad 11. Insbesondere umfasst die Unterer-Träger-Kassettenanordnung 9 einGehäuse,das Lager enthält, und eineAchse, die sich um eine Kurbelachsendrehachse oder eine Kurbelachse 44 dreht.Die Unterer-Träger-Kassettenanordnung 9 schraubtsich in die Pedalhülse 36.Optional könneneine getrennte Achse, die integral mit den Kurbelarmen sein kann, undLagerteile an der Pedalhülse 36 befestigtsein, gemäß bekanntenTechniken fürherkömmlicheuntere Träger.
    [0036] DiePedalhülse 36 undsomit der Schwingarm 5, 205 und der Hebelarm 4 werdendurch eine Drehverbindung, die durch Schwingarmlager 3 vorgesehenist, in dem Rahmen 12 gehalten. Die Schwingarmlager 3 sindkoaxial mit und befinden sich rund um die Unterer-Träger-Kassettenanordnung 9.Wie es in 2A, 5 und 6 gezeigt ist, werden die Schwingarmlager 3 in Öffnungen 34 ineinem unteren Abschnitt 30 des Rahmens 12 gehalten.Die Öffnungen 34 sindteilweise definiert und zugreifbar durch eine oder mehrere entfernbareAbdeckungen 32. Eine Stufe 38 in jeder Öffnung 34 positioniertdie Schwingarmlager 3 lateral. Ein Haltering oder eine andereStruktur kann ebenfalls verwendet werden. Um den Schwingarm 5 andem Rahmen 12 zu befestigen, sind die Schwingarmlager 3 mittelseines Presssitzes auf die Enden der Pedalhülse 36 angebracht.Der Schwingarm 5 und die Schwingarmlager 3 werdendann in die Hälfteder Öffnungen 34 plaziert,die in dem Hauptteil des Rahmens 12 vorgesehen ist. DieAbdeckungen 32 werden dann an den Hauptteil des Rahmens 12 geschraubt,um die Öffnungen 34 umdie Schwingarmlager 3 zu vervollständigen und zu schließen. DiePedalhülse 36 unddie Abdeckungen 32 oder andere Teile der Öffnungen 34 können optionalverschiedene Nuten, Widerlager oder andere Formmerkmale aufweisen,zusätzlichzu oder statt den oben beschriebenen Merkmalen, um lateralen Kräften zwischendem Schwingarm 5 und dem Rahmen 12 zu widerstehen.
    [0037] Somitbesteht eine einzige Schwenkachse für den Schwingarm 5,die koaxial mit der Achse für diePedale 25 und den Kurbelarmen 2 ist. Wenn das Radbeim Betrieb auf Unebenheiten in der Straße oder im Gelände trifft,wirkt das Hinterrad 111 auf die hintere Nabe 6 undtreibt dieselbe nach oben und nach unten. Diese Bewegung bewirkt,dass sich der Schwingarm 5, 205 über dieLager 3 um die Unterer-Träger-Drehachsedreht. Da der Hebelarm 4 an dem Schwingarm 5, 205 befestigtist, dreht sich derselbe um die Unterer-Träger-Drehachsein einem Winkel gleich demjenigen des Schwingarms 5, 205. Das äußere Endedes Hebelarms 4, das übereinen Schwenkstift 8 drehbar an dem Stoßdämpferelement 7 befestigtist, aktiviert den Stoßdämpfer 7 durchDrückengegen denselben. Rückstellkräfte vondem Stoßdämpfer 7 dienendazu, den Hebelarm 4 und somit den Schwingarm 5, 205 zuihren ursprünglichen Positionenzurückzubringen.Auf diese Weise kann der Schwingarm 5, 205 Stoßlastenabsorbieren, die die Rückseitedes Fahrrads 100 erfährt.
    [0038] Beieinem alternativen Ausführungsbeispiel ersetztein hydraulischer Antrieb die herkömmliche Ketten- und Kettenradanordnung.Wie es in 4 für einenweiteren einseitigen Schwingarm 305 dargestellt ist, umfassteine Hydraulikpumpe, von der die Einzelheiten nicht dargestelltsind, eine modifizierte Knopfträgeranordnung 309 undist in oder nahe der Pedalhülse 36 angeordnet,und ein Hydraulikmotor, von dem die Einzelheiten nicht gezeigt sind,ist benachbart zu oder in einer modifizierten hinteren Nabe 306 positioniert.Hydraulische Leitungen, die nicht gezeigt sind, verbinden die Hydraulikpumpemit dem Hydraulikmotor, so dass es eine hydraulische Verbindungzwischen den beiden gibt. Dieses hydraulische Antriebssystem kannverwendet werden, um das Fahrrad beispielsweise auf eine Weise anzutreiben, wiediejenige, die in dem U.S.-Patent Nr. 5,938,224 beschrieben ist,das hierin durch Bezugnahme vollständig aufgenommen ist. Das in 4 dargestellte hydraulischeAntriebssystem kann mit einem zweiseitigen Schwingarm 5 verwendetwerden. Andere Antriebsmechanismen, wie z. B. Riemen oder Drehwellen,könnenebenfalls verwendet werden. Andere Formen von Mehrfachgeschwindigkeitsübertragungenkönnenebenfalls verwendet werden. Beispielsweise können vordere oder hintere Kettenschaltungenan dem Nachlaufarm 5, 205 befestigt sein, um dasSchalten zwischen mehreren Kettenrädern eines Satzes zu ermöglichen.
    [0039] Optionalkann die Rückseitedes Rahmens 12 offengelassen werden, bis zu einem Punkt über derOberseite des Hebelarms 4. Dies ermöglicht es dem Schwingarm 5, 205, 305,sich nach vorne zu drehen, sobald das Stoßdämpferelement 7 abgetrenntist. Wenn das Vorderrad 110 entfernt ist, kann sich dasHinterrad 111 nach vorne bewegen und einen Platz unterder Vorderseite des Rahmens 12 belegen, der einen Großteil desPlatzes umfasst, wo sich das Vorderrad 110 vor der Entfernungbefand. Dies ermöglichtes, dass das Rad 100 in eine kompaktere Form gebracht wird,die die Lagerung in einer kleineren Fläche ermöglicht.
    [0040] Beieinem vierten Ausführungsbeispiel,das in 7 – 16 gezeigt ist, ist ein imallgemeinen freitragender einseitiger zusammengesetzter Nachlaufarm 600 auszwei Komponenten aufgebaut, einem Nachlaufarminnenbauglied 55 undeiner äußeren Abdeckung 70.Das Nachlaufarminnenbauglied 55 und die äußere Abdeckung 70 können ausverschiedenen Materialien hergestellt sein, beispielsweise gegossenemMagnesium. Ein Schnelllösehebelarm 54 nimmtdas Stoßdämpferelement 7 ineinem Hebelarmschlitz 89 in Eingriff. Das Stoßdämpferelement 7 wirdlösbarin dem Hebelarmschlitz 89 gehalten, durch einen Kipphebel 91,der gekippt werden kann, um das Stoßdämpferelement 7 zulösen.Die Kette 20 ist auf herkömmliche Weise über dasvordere Kettenrad 11 und das hintere Kettenrad 14 ineiner Schleife geleitet. Ein Leerlaufrad 48 kann verwendetwerden, um die Kette 20 zu spannen, so dass eine herkömmlicheEinrichtung zum Einstellen der Position einer hinteren Nabe relativzu der Kettenstrebe nicht erforderlich ist. Das Leerlaufrad 48 verringertauch den Bereich, der durch die Kette 20 belegt wird. EinePedalanordnung 46, die aus einem vorderen Kettenrad 11,Kurbelarmen 2 und einer Kurbelachse und Lagern besteht,ist auf verschiedene Weisen an der Pedalhülse 36 befestigt,wie diejenigen, die in der Technik bekannt sind.
    [0041] MitBezugnahme auf 13 istdas hintere Kettenrad 14 mit einer Übertragungsnabe 83 verbunden,durch Schrauben, Schweißenoder eine andere Verbindungstechnologie. Die Übertragungsnabe 83 istvon einem Typ, der normalerweise erhältlich ist und manchmal alsinterner hinterer Nabenmechanismus bezeichnet wird, weil derselbeeinen kabelbetriebenen Schaltmechanismus 79 zum Ändern von Übersetzungsverhältnissenin der Übertragungsnabe 83 aufweist.Das Kabel verläuftdurch den hinteren Teil des zusammengesetzten Nachlaufarms 600 zu demSchaltmechanismus 79, ist aber der Deutlichkeit halberin den Zeichnungen ausgelassen. Eine Radnabe 77, die denNabenkörperersetzt, der sich um eine herkömmliche Übertragungsnabe 83 herumbefindet, ist durch Drücken,Schweißenoder eine andere Verbindungseinrichtung mit der Übertragungsnabe 83 verbunden.Eine Seite der Übertragungsnabe 83 istan der äußeren Abdeckung 70 deszusammengesetzten Nachlaufarms 600 befestigt, durch dieMutter 80 und Unterlegscheiben 78, 81.Die andere Seite der Übertragungsnabe 83 wirddurch Hinterradlager 76 gehalten, die die Radnabe 77 relativzu dem Hinterabschnitt des Nachlaufarminnenbauglieds 55 halten,aber es der Hinterradnabe 77 ermöglichen, sich zu drehen. DieLagervorspannmutter 87 wird verwendet, um die Hinterradlager 76 vorzuspannen.Eine Verriegelungsmutter 86 wird verwendet, um die Vorspannungsmutter 87 voreinem Lockern zu schützen. Einzusammengesetztes Drei-Speichen-Hinterrad 71 wird mit Schrauben(nicht gezeigt) mit der Radnabe 77 verbunden, kann aberauch durch andere Verfahren verbunden werden. Der Hinterreifen 72 wirdmit Verfahren, die in der Technik üblich sind, mit dem zusammengesetztenHinterrad 71 verbunden.
    [0042] MitBezugnahme auf 14 haltenSchrauben 75 die äußere Abdeckung 70 andem Nachlaufarminnenbauglied 55 befestigt. Die Schrauben 75 verlaufendurch Löcher 79 in demNachlaufarminnenbauglied 55 und der äußeren Abdeckung 70,um eine Umhüllungfür dieKette 20 zu bilden. Die äußere Abdeckung 70 fügt dem Nachlaufarminnenbauglied 55 Strukturstärke hinzu,um dazu beizutragen, den zusammengesetzten Nachlaufarm 60 sowohlhinsichtlich eines Biege- als auch eines Torsionsdrehmodus zu versteifen,um eine genaue Fahrt zu liefern, und stark genug zu machen, so dassderselbe während demnormalen Fahren nicht bricht. Die Kette 20 kann auch vollständig durchden zusammengesetzten Schwingarm 600 umschlossen sein undverbessert somit das visuelle Erscheinungsbild des Fahrrads 100 undstellt sicher, dass die schmierige Kette 20 den Fahrernicht verschmutzt. Diese Anordnung liefert auch ein saubereres Erscheinungsbildund schütztdie Kette 20 vor den Elementen. Optional können dasNachlaufarminnenbauglied 55 und die äußere Abdeckung 70 Zusammenbautenvon Teilkomponenten sein. Beispielsweise kann die äußere Abdeckung 70 inzwei Teilen hergestellt sein, so dass die Kette 20 freigelegtwerden kann, ohne die Kurbelarme 2 zu entfernen. Fernerkann das Nachlaufarminnenbauglied 55 optional entworfensein, um allen erwarteten Lasten selbst standzuhalten, so dass die äußere Abdeckung 70 alseine lediglich schützende oderdekorative Abdeckung entworfen werden kann.
    [0043] 15 und 16 zeigen den Aufbau um die Pedalanordnung 46.Eine Unterer-Träger-Kassettenanordnung 9 lieferteine Achse, die durch Lager in einem Gehäuse getragen wird, für eine Drehungum die Kurbelachse 44. Eine andere Einrichtung zum Trageneiner Achse kann ebenfalls verwendet werden. Die Kurbelarme 2 werdenmit einer Unterer-Träger-Kassettenanordnung 9 verbunden,beispielsweise durch eines der Verfahren, die üblicherweise in der Fahrradindustrieverwendet werden. Die Unterer-Träger-Kassettenanordnung 9 wirddurch Presspassung, durch Zusammenschrauben oder ein anderes Verfahrenin der Pedalhülse 36 gehalten.Der zusammengesetzte Nachlaufarm 600 ist durch Buchsen 90 schwenkbaran der Pedalhülse 36 befestigt, dieum die Außenseiteder Pedalhülse 36 aberinnerhalb des Endes des zusammengesetz ten Nachlaufarms 600 angeordnetsind. Der zusammengesetzte Nachlaufarm 600 kann sich umdie Pedalhülse 36 in Buchsen 90 drehen,zumindest um einen ausgewähltenBewegungsgrad. Diese Drehung kann um die Kurbelachse 44 ausgerichtetsein, durch die Mitte der Unterer-Träger-Kassettenanordnung 9.
    [0044] Umdas Fahrrad 100 zusammenzubauen, wird die Pedalhülse 36 ineine halbrunde Ausnehmung an der Unterseite von jeder von zwei gegenüberliegendenSeiten des Rahmens 12 plaziert. Die Seiten des Rahmens 12 sindweit genug voneinander beabstandet, um den Schnelllösehebelarm 54,das Stoßdämpferelement 7 undBuchsen 90 zuzulassen. Ein unterer Abschnitt 30 desRahmens 12 ist auch zwischen den Seiten offen, um es zuermöglichen, dassder zusammengesetzte Nachlaufarm 600 durch die Rückseitedes Rahmens austritt. Eine Ausnehmung an einer Seite des Rahmensweist einen Steg auf, der in eine Rille 35 in einer Seiteder Pedalhülse 36 passt,um die Pedalhülselateral in dem Rahmen 12 zu positionieren. Unterer-Träger-Abdeckungen 96, 97,die in ihren oberen Kanten eine halbrunde Ausnehmung aufweisen,werden in Position gebracht, um die Pedalhülse 36 in den Ausnehmungen desRahmens 12 und der Abdeckung 96, 97 aufzunehmen.Die Pedalhülse 36 mitihrem angehängten zusammengesetztenNachlaufarm 600 und der Pedalanordnung 46 wirddann überAbdeckungslöcher 95 unterVerwendung von Schrauben, die nicht gezeigt sind, mit dem Fahrrad 100 verschraubt.
    [0045] Wiees oben beschrieben ist, ist die Kurbelachse 44 in Positionbefestigt relativ zu dem Rahmen. Die Buchsen 90 ermöglichenes dem Schwingarminnenbauglied 55, sich unabhängig vonden Unterer-Träger-Abdeckungen 96, 97 zudrehen, die an dem Fahrrad 100 befestigt sind. Der zusammengesetzteNachlaufarm 600 kann sich unabhängig von dem Rad 100 drehen,und die Pedalkurbeln 2 können sich unabhängig vondem zusammengesetzten Nachlaufarm 600 drehen. Der zusammengesetzte Nachlaufarm 600 istschwenkbar an dem Rahmen 12 des Fahrrads 100 befestigt,aber der Rahmen 12 störtdie Drehung des zusammengesetzten Nachlaufarms 600 durchseinen erwarteten Bewegungsbereich nicht. Der dargestellte Rahmen 12 istein Zweischalen- oder selbsttragender Rahmen 12, aber andereRahmen 12, wie z. B. ein Rahmen aus Röhren, können ebenfalls verwendet werden.Optional kann der Rahmen 12 zwischen den Seiten in demunteren Abschnitt 30 ausreichend offengelassen werden,um es dem Schnelllösehebelarm 54 unddem zusammengesetzten Nachlaufarm zu ermöglichen, sich zu drehen, wiees erforderlich ist, um das Fahrrad für die Lagerung kompakter zumachen, wie es nachfolgend beschrieben ist.
    [0046] Dasvierte Ausführungsbeispiel,wie auch alle der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, kann an andereAntriebe angepasst werden. Beispielsweise kann ein hydraulischerAntrieb, wie er oben beschrieben ist, verwendet werden. Wellen-oder Riemenantriebe könnenebenfalls fürdie Verwendung mit dem zusammengesetzten Nachlaufarm 600 angepasstwerden. Andere Formen von Mehrfachgeschwindigkeitsübertragungenkönnenebenfalls verwendet werden. Beispielsweise können vordere oder hintere Kettenräder an demzusammengesetzten Nachlaufarm 600 befestigt sein, um dasSchalten zwischen mehreren Kettenrädern eines Satzes zu ermöglichen.
    [0047] Wenndas vierte Ausführungsbeispielgefahren wird und auf Unebenheiten in der Straße trifft, wirkt das zusammengesetzteHinterrad 71 auf die hintere Nabe 77 und treibtdieselbe nach oben und nach unten. Dies bewirkt, dass sich das Nachlaufarminnenbauglied 55 umdie Pedalhülse 36 über die Buchsen 90 dreht.Da der Schnelllösehebelarm 54 an demzusammengesetzten Nachlaufarm 600 befestigt ist, drehtsich derselbe auch um die Pedalhülse 36, umeinen Winkel gleich der Winkelbewegung des zusammengesetzten Nachlaufarms 600.Das obere Ende des Schnelllösehebelarms 54,das drehbar an dem Stoßdämpferelement 7 befestigtist, bewegt sich auf solche Weise, um das Stoßdämpferelement 7 zu aktivieren.Rückstellkräfte vondem Stoßdämpferelement 7 dämpfen dieBewegung des Schnelllösehebelarms 54 undbringen den Schnelllösehebelarm 54 undden zusammengesetzten Schwingarm 600 zurück zu ihrenursprünglichenPositionen. Auf diese Weise kann der zusammengesetzte Schwingarm 600 eineAufhängungdes Hinterrads des Fahrrads 100 liefern. Die Pedalfunktionist die gleiche wie bei einem herkömmlichen Hintere-Nabe-Übertragungsfahrrad.
    [0048] DasFahrrad 100 des vierten Ausführungsbeispiels kann ohne weiteresfür dieLagerung kompakter gemacht werden. Wie es in 7 gezeigt ist, wird das Stoßdämpferelement 7 indem Hebelarmschlitz 89 in dem Schnelllösehebelarm 54 in Eingriff genommen,und durch den Kipphebel 91 in Position gehalten. Wenn dasStoßdämpferelement 7 inEingriff ist, erscheint das Fahrrad 100 wie in 11. Falls der Kipphebel 91 mitBezugnahme auf 12, gelöst ist unddas zusammengesetzte Vorderrad 73 und der Vorderreifen 74 entferntwerden, kann der zusammengesetzte Nachlaufarm 600 nachvorne gedreht werden, beispielsweise um 135 Grad oder mehr. DasEnde des zusammengesetzten Nachlaufarms 600 und des zusammengesetztenHinterrads 71 besetzen dann eine Position unter der Vorderseite desRahmens 12 des Fahrrads 100, wo vorher das zusammengesetzteVorderrad 73 und der Vorderreifen 74 positioniertwaren. Dies ermöglichtes, dass das Fahrrad 100 in begrenzteren oder kompakteren Räumen gelagertwerden kann, insbesondere wenn der Sitz ebenfalls entfernt wird,wie es in 12 gezeigtist.
    [0049] Obwohloben verschiedene beispielhafte Ausführungsbeispiele der Erfindungbeschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispielebeschränkt.Beispielsweise könnenTeile der verschiedenen Ausführungsbeispieleohne Beschränkungmiteinander gemischt werden. Bei dem ersten, zweiten oder drittenAusführungsbeispielkönntendie Nachlaufarm 5, 205, 305 modifiziert werden,um mit einem Kanal geformt zu sein, eine Abdeckung 70 aufzuweisenoder eine Übertragungsnabe 83 zuhalten, wie der zusammengesetzte Nachlaufarm 600. Das erste,zweite oder dritte Ausführungsbeispielkönntenauch modifiziert werden, so dass sich ihre Nachlaufarme 5, 205, 305 ineiner Hülse90 um eine nichtdrehende Pedalhülse 36 drehen, wiebei dem vierten Ausführungsbeispiel.Gleichartig dazu könnteder zusammengesetzte Nachlaufarm 600 an einer Pedalhülse 36 befestigtsein, die durch Schwingarmlager 3 gehalten wird, um sichrelativ zu dem Rahmen 12 zu drehen, wie bei dem ersten, zweitenund dritten Ausführungsbeispiel.Bei dem vierten Ausführungsbeispielkönnteder zusammengesetzte Nachlaufarm 600 auch modifiziert werden, umzwei Seitenarme aufzuweisen oder eine hintere Nabe 6, 306 zuhalten, wie bei dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel.Andere oder modifizierte Ausführungsbeispielekönneninnerhalb des Schutzbereichs der Erfindung durchgeführt werden, diedurch dieses Patent geschütztist, das durch die folgenden Ansprüche definiert ist.
    权利要求:
    Claims (28)
    [1] Eine Aufhängungfür einFahrrad mit folgenden Merkmalen: einem Fahrradrahmen (12),wobei der Rahmen (12) einen unteren Abschnitt (30)aufweist, der eine Pedalhülse(36) umfasst; einer Pedalanordnung (46),die füreine Drehung in der Pedalhülse(36) befestigt ist und sich um eine Drehachse (44)dreht; einem Schwingarm (5, 205, 305, 600),der schwenkbar an dem Rahmen (12) befestigt ist, für eine Bewegungum die Drehachse (44); einem Hebelarm (4, 54),der an dem Schwingarm (5, 205, 305, 600)befestigt ist; und einem Stoßdämpferelement (7),das mit dem Schwingarm (5, 205, 305, 600)und dem Rahmen (12) verbunden ist.
    [2] Die Aufhängunggemäß Anspruch1, bei der sich der Hebelarm (4, 54) von der Pedalhülse (36)erstreckt und sich um die Drehachse (44) dreht, und derHebelarm (4, 54) und der Schwingarm (5, 205, 305, 600)mit einer festen Winkelverschiebung aneinander befestigt sind.
    [3] Die Aufhängunggemäß Anspruch1 oder 2, bei der die Drehachse (44) eine feste Positionrelativ zu dem Rahmen (12) aufweist, und die Pedalhülse (36) relativzu dem Rahmen (12) um die Drehachse (44) drehbarist.
    [4] Die Aufhängunggemäß Anspruch3, bei der der Schwingarm (5, 205, 305, 600)an der Pedalhülse (36)befestigt ist und sich mit der Pedalhülse (36) dreht.
    [5] Die Aufhängunggemäß Anspruch4, bei der der Hebelarm (4, 54) an der Pedalhülse (36)befestigt ist und sich mit der Pedalhülse (36) dreht.
    [6] Die Aufhängunggemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,bei der der Schwingarm (205, 305, 600)einen einzigen Seitenarm aufweist.
    [7] Die Aufhängunggemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,bei der sich der Schwingarm (600) um und relativ zu derPedalhülse(36) dreht.
    [8] Die Aufhängunggemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,bei der der untere Abschnitt (30) des Rahmens (12)zwei Seiten aufweist und das Stoßdämpferelement (7) oderder Hebelarm (4, 54) zwischen den beiden Seitenpositioniert sind.
    [9] Die Aufhängunggemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,bei der der untere Abschnitt (30) des Rahmens (12)zwei Seiten aufweist und der Schwingarm (600) zwischenden beiden Seiten an dem Rahmen befestigt ist.
    [10] Die Aufhängunggemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,bei der der Schwingarm (5, 205, 305, 600)im allgemeinen freitragend ist und angepaßt ist, um eine Achse einesHinterrads (71, 111) in einer festen Positionrelativ zu dem Schwingarm (5, 205, 305, 600)zu tragen.
    [11] Ein Hinterradaufhängungssystem für ein Fahrrad,das folgende Merkmale umfasst: a) einen Rahmen (12); b)eine Pedalhülse(36), die an dem Rahmen (12) befestigt ist undrelativ zu demselben um eine Drehachse (44) drehbar ist,die eine feste Position relativ zu dem Rahmen (12) aufweist; c)eine Pedalanordnung (46), die in der Pedalhülse (36)befestigt und drehbar ist; d) einen Schwingarm (5, 205, 305),der füreine Drehung mit der Pedalhülse(36) befestigt ist; und e) ein Stoßdämpferelement (7),das den Nachlaufarm (5, 205, 305,) mitdem Rahmen (12) verbindet, um der Drehung des Schwingarms(5, 205, 305) zu widerstehen.
    [12] Das Aufhängungssystemgemäß Anspruch 11,das ferner einen Hebelarm (4) umfasst, der für eine Drehungmit der Pedalhülse(36) befestigt ist, wobei das Stoßdämpferelement (7) durchden Hebelarm (4) den Schwingarm mit dem Rahmen (12)verbindet.
    [13] Das Aufhängungssystemgemäß Anspruch 12,bei dem der Rahmen (12) zwei Seiten aufweist, wo der Rahmen(12) an der Pedalhülse(36) befestigt ist.
    [14] Das Aufhängungssystemgemäß Anspruch 13,bei dem der Hebelarm (4) oder das Stoßdämpferelement (7) zwischenden Seiten des Rahmens (12) positioniert ist.
    [15] Ein Aufhängungssystemfür einFahrrad, das folgende Merkmale umfasst: a) einen Rahmen (12)mit einem unteren Abschnitt (30) mit zwei Seiten; b)eine Pedalanordnung (46), die für eine Drehung an dem unterenAbschnitt (30) des Rahmens (12) befestigt istund um eine Drehachse (44) drehbar ist; c) einen Schwingarm(5, 205, 305, 600), der an dem unterenAbschnitt (30) des Rahmens (12) zwischen den beidenSeiten des Rahmens befestigt ist und um die Drehachse schwenkbarist; und d) ein Stoßdämpferelement(7), das den Schwingarm (5, 205, 305, 600)mit dem Rahmen (12) verbindet.
    [16] Das Aufhängungssystemgemäß Anspruch 15,bei dem das Stoßdämpferelement(7) mit dem Schwingarm (5, 205, 305, 600)durch einen Hebelarm verbunden ist, der auf einer Linie positioniertist, die mit einer festen Winkelverschiebung von zumindest 45 Gradvon dem Schwingarm (5, 205, 305, 600) durchdie Drehachse (44) verläuft.
    [17] Das Aufhängungssystemgemäß Anspruch 15oder 16, bei dem sich die Pedalanordnung (46) in einemunteren Träger(36) dreht, der an dem Rahmen (12) befestigt ist,und der Schwingarm (600) sich um eine Lageroberfläche (90)außerhalbdem unteren Träger(36) dreht.
    [18] Das Aufhängungssystemgemäß einemder Ansprüche15 bis 17, bei dem das Stoßdämpferelement(7) zwischen den Seiten des unteren Abschnitts (30)des Rahmens (12) positioniert ist.
    [19] Das Aufhängungssystemgemäß einemder Ansprüche15 bis 18, bei dem die Seiten des Rahmens (12) Teil einertragenden Hüllesind.
    [20] Das Aufhängungssystemgemäß einemder Ansprüche15 bis 19, bei dem der Schwingarm (205, 305, 600)einen einzelnen Seitenarm aufweist.
    [21] Das Aufhängungssystemgemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,bei dem der/die Seitenarm(e) des Schwingarms (5, 205, 305, 600)angepasst sind, um einen Hinterradnabenkörper (77) zu haltenoder zu umfassen.
    [22] Das Aufhängungssystemgemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,bei dem der/die Seitenarm(e) des Schwingarms (5, 205, 305, 600)einen Abschnitt umfassen, der einen Querschnitt mit Kanal aufweist.
    [23] Das Aufhängungssystemgemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,das ferner eine oder mehrere Abdeckungen umfasst, die an einem Seitenarmdes Schwingarms (5, 205, 305, 600)befestigt sind, um einen Teil einer Kette (20) zu umschließen.
    [24] Das Aufhängungssystemgemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,bei dem ein Teil des/der Seitenarms/e des Schwingarms (5, 205, 305, 600)einen Torsionskasten umfasst.
    [25] Das Aufhängungssystemgemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,bei dem die Verbindung zwischen dem Schwingarm (5, 205, 305, 600)und dem Rahmen (12) durch das Stoßdämpferelement (7) lösbar ist,und wenn die Verbindung gelöstist, der Schwingarm (5, 205, 305, 600)sich um mehr als 135 Grad nach vorne schwenken kann.
    [26] Das Aufhängungssystemgemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,bei dem der untere Abschnitt (30) des Rahmens (12)eine entfernbare Abdeckung (32) umfasst, wobei die entfernbareAbdeckung (32) die Pedalanordnung (46) und den Schwingarmlösbaran dem unteren Abschnitt (30) des Rahmens (12)befestigt.
    [27] Das Aufhängungssystemgemäß einemder vorhergehenden Ansprüche,bei dem die Rückseite desSchwingarms (600) an einem internen Hintere-Nabe-Schaltmechanismus(83) befestigt ist, wobei die Befestigung ein Lager (76)zwischen der Außenseiteeines Nabenkörpers(77) des Schaltmechanismus (83) und des Schwingarms(600) umfasst.
    [28] Das Aufhängungssystemgemäß Anspruch 27,das ferner ein Leerlaufrad (48) umfasst, das mit dem Nachlaufarm(600) verbunden ist und positioniert ist, um eine Kette(20) zu spannen.
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    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-11-04| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-02-15| 8131| Rejection|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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