FEDERGABELABDICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Federgabel für ein Zweirad, insbesondere für ein Mountainbike, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei den meisten Zweirädern, insbesondere bei Motorrädern und Mountainbikes werden zur Führung des Vorderrades an einem Rahmen Federgabeln verwendet. Der Grundaufbau derartiger Federgabeln ist beispielsweise unter http://de.wikipedia.org/wiki/federgabel beschrieben. Derartige Federgabeln haben üblicherweise zwei Gabelbeine, mit jeweils einem mit Bezug zum Rahmen festgelegten Standrohr und einem eine Nabe des Vorderrads tragenden Gleitrohr. Bei so genannten UpsideDown-Federgabeln tragen die dünneren Gleitrohre jeweils ein Ausfallende, an dem die Nabe befestigt wird. Diese Gleitrohre tauchen in die mit wesentlich größerem Durchmesser ausgeführten Standrohre ein, die über eine, in den meisten Fällen zwei Gabelbrücken mit dem Lenkschaftrohr verbunden sind. Derartige UpsideDown- Federgabeln werden häufig bei Motorrädern eingesetzt. Die häufigste Bauform bei Mountainbikes sind so genannte RightSideUp-Federgabeln, bei denen die dünneren Standrohre mit der oder den Gabelbrücken verbunden sind und in die die Nabe tragenden Gleit- oder Tauchrohre eintauchen.

Die bekannten Federgabeln haben Stahlfedern, Elastomerfederungen und oder Luftfederungen, denen jeweils eine Dämpfung zugeordnet ist. In den meisten Anwendungen wird dabei eine hydraulische Dämpfung vorgesehen, wobei beispielsweise bei einer RightSideUp-Federgabel in dem nabenseitigen, vergleichsweise dicken Gleitrohr ein offenes ölreservoir ausgebildet ist. Bei der Axialverschiebung dieses Gleitrohrs mit Bezug zum relativ dazu fest stehenden Standrohr wird durch die daraus resultierende Verkleinerung eines einen Teil des öls aufnehmenden Druckraums, öl aus diesem verdrängt und über ein Ventil, beispielsweise eine einstellbare Drosselöffnung in einen anderen Druckraum verdrängt, so dass eine Dämpfung der Federung erfolgt.

Die Lagerung des Gleitrohrs auf dem Standrohr erfolgt üblicher weise über zwei im Abstand zueinander stehende Lagerbuchsen, wobei ein möglichst großer Abstand angestrebt wird, um die Steifigkeit der Federgabel zu verbessern. Die Abdichtung des das ölreservoir aufnehmenden Innenraums des Gleitrohrs erfolgt über eine Dichtung,

BESTATIGUNGSKOPIE

auch Abstreifring genannt, der in die standrohrseitige Ringstirnfläche des Gleitrohrs eingesetzt ist und dichtend am Außenumfang des dünneren Standrohrs anliegt.

Ein Problem bei derartigen Konstruktionen ist, das oben liegende Gleitlager sowie einen Abstreifring der von aussen eintretenden Schmutz zurückhalten soll, hinreichend mit öl zu versorgen, so dass die Gabel auch bei harten Bedingungen ein gutes Ansprechverhalten aufweist. Mit anderen Worten gesagt, es muss dafür gesorgt werden, dass von dem oben genannten Abstreifring nach unten hin stets ein hinreichender Gleitfilm an dem im Gleitrohr geführten Standrohr ausgebildet ist. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die sich mit der Temperatur ändernde Viskosität des öls wichtig, da es beispielsweise im Winter bei niedrigen Temperaturen sehr schwierig ist, den oben beschriebenen Schmierfilm im Bereich des oberen Gleitlagers auszubilden. Bei starken Temperaturunterschieden kann es sogar erforderlich sein, das öl je nach Einsatzbereich auszuwechseln. Für eine ordnungsgemäße Funktion der Federgabel ist es dann wichtig, dass der vorbestimmte Füllstand der Dämpferanordnung eingehalten wird - häufig wird bei einem Nachfüllen zu viel öl eingefüllt, so dass dann entsprechend die Dichtungselemente beschädigt werden. Bei mangelnder Schmierung kann es vorkommen, dass der oben genannte Abstreifring abgehoben wird und somit Schmutz in den Bereich der Gleitführung eindringt, so dass das Ansprechverhalten der Gabel den Anforderungen nicht mehr genügen kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorderradgabel zu schaffen, bei der auch bei ungünstigen Bedingungen eine hinreichende einfach zu handhabende Schmierung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Federgabel mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß hat die für ein Zweirad, insbesondere für ein Mountainbike vorgesehene Federgabel zumindest ein Gabelbein, das ein am Rahmen abgestütztes Standrohr hat, an dem über eine Lageanordnung ein eine Nabe tragendes Gleitrohr verschiebbar geführt ist. Die Abdichtung zwischen Gleitrohr und Standrohr erfolgt über eine Dichtung. Erfindungsgemäß ist die Federgabel mit einem Schmierstoffvolumen ausgeführt, das in Radialrichtung von der Innenumfangswandung des Gleitrohrs und von der Außenumfangswandung des Standrohrs stirnseitig einerseits durch die Dichtung und andererseits durch eine Innendichtung begrenzt ist. Zum Befüllen des Schmierstoffvolumens ist die Federgabel mit einem vorzugsweise im Bereich der Innendichtung mündenden Befüllanschluss und - bei einer Variante - einem weiteren,

im Bereich der oberen Dichtung angeordneten überlaufanschluss ausgeführt, so dass ein vollständiges Befüllen und Entleeren dieses Schmierstoffvolumens gewährleistet ist.

über dieses Schmierstoffvolumen ist stets sichergestellt, dass sich im Bereich der Lageranordnung am Außenumfang des Standrohrs ein hinreichender Schmierfilm ausbilden kann, so dass das Ansprechverhalten der Federgabel auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen, beispielsweise bei großen Temperaturunterschieden und auch bei Fahrten durch schweren Boden und Schlamm, mit entsprechender Verschmutzung der Fahrwerkskomponenten praktisch unverändert bleibt.

Das Schmierstoffvolumen, das vorzugsweise nichts mit dem ölreservoir von Hydraulikgabeln zu tun hat, eröffnet die Möglichkeit, für die Dämpfung und für das ölvolumen unterschiedliche, im Hinblick auf den jeweiligen Anwendungsfall (Dämpfung/Schmierung) optimierte öle einzusetzen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Lageranordnung zwei axial zueinander beabstandete Lagerbuchsen. Dabei kann bei einer Variante die Innenrichtung zur Begrenzung des Schmierstoffvolumens zwischen den Lagerbuchsen angeordnet sein, so dass eine Schmierung im Bereich der oberen Lagerbuchse durch das Schmierstoffvolumen garantiert ist.

Bei einer alternativen Lösung kann sich das Schmierstoffvolumen in Axialrichtung auch über die zweite, untere Lagerbuchse hinaus hin zur Nabe erstrecken.

Die innerhalb des Schmierstoffvolumens angeordnete Lagerbuchse hat vorzugsweise eine Vielzahl von Innenlängsnuten, die jeweils Durchtrittskanäle für das öl bilden.

Um eine Querverteilung des öls innerhalb der Gleitlagerung zu ermöglichen, sind diese Durchtrittskanäle in Umfangsrichtung miteinander verbunden.

Die erfindungsgemäße Konstruktion lässt sich besonders gut bei Federgabeln mit Federwegverstellung einsetzen, da bei derartigen herkömmlichen Lösungen der Bauraum für ein einer Dämpfung zugeordnetes ölreservoir weiter beschränkt ist und somit die eingangs beschriebenen Schmierprobleme verstärkt auftreten.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht einer Federgabel für ein Mountainbike;

Figur 2 eine Schnittdarstellung durch ein Gabelbein der Federgabel aus Figur 1 und

Figur 3 eine Schnittdarstellung einer Lagerbuchse der Federgabel gemäß Figur 1 und Figur 2.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Federgabel für Mountainbikes. Details dieser Federgabel sind unter www, bionicon.de abrufbar, so dass hier nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente beschrieben werden. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei anderen Federgabel-Konstruktionen eingesetzt werden.

Die Federgabel 1 hat zwei Gabelbeine 2, 4, die jeweils ein mit Bezug zum Rahmen festes Standrohr 6 haben, das in ein Gleitrohr 8 mit größerem Durchmesser eintaucht. Es handelt sich somit um eine so genannte RightSideUp-Gabel. Die beiden Standrohre 6 sind über zwei im Abstand zueinander stehende Gabelbrücken 10, 12 miteinander verbunden, die auf dem Außenumfang der Standrohre 6 geklemmt werden. Die in Figur 1 obere Gabelbrücke 12 trägt einen verstellbaren Lenkervorbau 14. über die beiden Gabelbrücken 10, 12 und einen nicht dargestellten Lenkkopfschaft und einen Steuersatz ist die Federgabel 1 am Lenk- oder Steuerkopf des Rahmens gelagert.

Zur Erhöhung der Steifigkeit der Federgabel 1 sind auch die beiden unteren Gleitrohre 8 mit einer Brücke 16 verbunden, die etwas nach oben, hin zu den Standrohren 6 gezogen ist, um Bauraum für das Vorderrad zu schaffen. An den in Figur 1 unteren Endabschnitten des Gleitrohrs 8 sind jeweils Ausfallenden 18 zur Aufnahme einer Vorderradnabe vorgesehen.

In dem Innenraum des Gleitrohrs 8 ist jeweils ein Federelement (Elastomer, Stahlfeder, Luftfedereinrichtung) angeordnet, dem eine hydraulische Dämpfung zugeordnet werden kann. Das ölreservoir dieser hydraulischen Dämpfung kann ebenfalls im Gleitrohr 8 aufgenommen sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Federgabel 1 zusätzlich noch mit einer Federwegverstellung ausgeführt.

Figur 2 zeigt eine vereinfachte Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in Figur 1 , wobei die Außengeometrie des Gleitrohrs 8 vereinfacht dargestellt ist.

Wie bereits oben ausgeführt, taucht das mit vergleichsweise geringerem Durchmesser ausgeführte Standrohr 6 in das Gleitrohr 8 ein und ist in diesem über eine Gleitlageranordnung mit zwei im Axialabstand zueinander stehenden Lagerbuchsen 20, 22 geführt, deren Aufbau im Folgenden beschrieben wird. Zur Aufnahme dieser beiden Lagerbuchsen 20, 22 ist die Innenumfangswandung 24 im Lagerbereich stufenförmig erweitert, so dass eine Ringschulter 26 entsteht, an der die in Figur 2 untere Lagerbuchse 22 abgestützt ist. Auf der in Figur 2 oberen Ringstirnfläche der Lagerbuchse 22 sitzt eine Innendichtung 28 auf, die in den erweiterten Teil des Gleitrohrs 8 eingesetzt ist. Diese Innendichtung 28 besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem außen liegenden O-Ring 30, der einen im Hinblick auf die dynamischen Belastungen günstigeren X-Ring 32 umgreift. Anstelle dieser Anordnung kann auf ein spezieller im Spritzgießverfahren hergestellter Dichtring verwendet werden. Im Anschluss an die Innendichtung 28 ist in den erweiterten Teil des Gleitrohrs 8 eine Abstandsbuchse 34 eingesetzt, deren Innendurchmesser jedoch größer als der Außendurchmesser des Standrohrs 6 ist, so dass ein Ringraum 36 verbleibt. Auf der oberen Stirnseite der Abstandsbuchse 34 liegt die zweite Lagerbuchse 20 auf, die über einen Abstreifer 38 in Anlage an die Abstandsbuchse 34 gehalten wird. Dieser Abstreifer 38 wird in den in Figur 2 oben liegenden Endabschnitt des Gleitrohrs 8 eingesetzt und hat Dichtlippen 40, mit denen er dichtend am Außenumfang des Standrohrs 6 anliegt. Durch den Abstreifer 38 und die Innendichtung 30 ist in Axialrichtung sowie durch die Innenumfangswandung des Gleitrohrs 8 und die Außenumfangswandung des Standrohrs 6 in Radialrichtung ein zusätzliches Schmierstoffvolumen 42 begrenzt, das auch den vorbeschriebenen Ringraum 36 enthält. Dieses zusätzliche Volumen kann mit öl befüllt sein, um eine hinreichende Schmierung der oberen Lagerbuchse 20 zu gewährleisten, die innerhalb dieses zusätzlichen Schmierstoffvolumens 42 liegt.

Zur Befüllung dieses zusätzlichen Schmierstoffvolumens 42 sind in der Umfangswandung des Gleitrohrs 8 ein Befüllanschluss 44 und ein überlaufanschluss 46 ausgebildet, in die jeweils ein Befüll- bzw. überlaufnippel einsetzbar ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Anschlüsse 44, 46 als Bohrungen ausgeführt, wobei der Befüllanschluss 44 knapp oberhalb der Innendichtung 28 und der überlaufanschluss 46 knapp unterhalb des Abstreifers 38 in das Schmierstoffvolumen 42 mündet, so dass eine zuverlässige Befüllung und auch ein vollständiges Ablassen dieses öls gewährleistet ist.

Figur 3 zeigt den Grundaufbau der Lagerbuchse 20, wobei der übersichtlichkeit halber lediglich eine Hälfte dargestellt ist. Demgemäß hat die Lagerbuchse 20 an ihrer Innenumfangswandung eine Vielzahl von achsparallel verlaufenden Durchtrittskanälen 44, die gleichmäßig am Umfang verteilt sind. Die Lagerbuchse 20 ist mit ihrer Au- ßenumfangsfläche 50 in das Gleitrohr 8 eingesetzt, während die Längsflächen 52 der die Durchtrittskanäle 50 begrenzenden Stege als Gleitflächen für das Standrohr 6 wirken.

Zumindest an der dem Abstreifer 38 zugewandten Ringstirnfläche der Lagerbuchse 20 sind vier am Umfang verteilte Ausnehmungen 54 vorgesehen, von denen in der Darstellung gemäß Figur 3 lediglich drei sichtbar sind. In diese können entsprechende Vorsprünge des Abstreifers 38 eintauchen. An der innen liegenden Umfangskante dieser Ringstirnfläche ist eine Fase 56 ausgebildet, die dafür sorgt, dass eine Querverbindung zwischen den Durchtrittskanälen 48 besteht, so dass sich das öl in Querrichtung verteilen kann. Diese Querverteilung wird durch die Ausnehmungen 54 unterstützt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich stets ein hinreichender Gleitfilm im Anlagebereich zwischen der oberen Lagerbuchse 20 und dem Standrohr 6 ausbilden kann.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die unten liegende, nabenseitige Lagerbuchse 22 außerhalb dieses zusätzlichen ölvolumens angeordnet. Prinzipiell könnte die Innendichtung 28 jedoch auch unterhalb dieser Lagerbuchse 22 angeordnet werden, so dass auch diese über das zusätzliche ölvolumen geschmiert wird.

Der Einfachheit halber ist die unten liegende Lagerbuchse 22 auf gleiche Weise wie die in Figur 3 beschriebene Lagerbuchse 20 ausgeführt.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion ist sichergestellt, dass die beiden Lagerbuchsen 20, 22 auch bei Gabeln mit Federwegsverstellung in einem maximalen Abstand zueinander angeordnet werden können und dass die oben liegende Lagerbuchse 20 sowie der Abstreifer 38 (er erzeugt die meiste Reibung im System) stets hinreichend geschmiert sind, so dass die Federgabel 1 ihr vorbestimmtes Ansprechverhalten auch bei ungünstigen Umgebungsbedingungen beibehält, wobei die ölfüllung sehr einfach gewechselt werden kann, um eine optimale Schmierung bei unterschiedlichen Temperaturen und Einsatzbereichen zu gewährleisten.

Die erfindungsgemäße Konstruktion ist prinzipiell auch bei Federgabeln einsetzbar, bei denen das Gleitrohr in das Standrohr eintaucht.

Offenbart ist eine Federgabel für ein Zweirad mit einem Gabelbein, das ein rahmenfestes Standrohr hat, das abschnittsweise in ein Gleitrohr eintaucht, wobei die Führung zwischen Gleit- und Standrohr über eine Lageranordnung erfolgt. Erfindungsgemäß ist ein zusätzliches Schmierstoffvolumen vorgesehen, über das eine hinreichende Schmierung der Lageranordnung gewährleistet ist.

Bezuqszeichenliste:

Federgabel

Gabelbeiπ

Gabelbein

Stand röhr

Gleitrohr

Gabelbrücke

Gabelbrücke

Lenkervorbau

Brücke

Ausfallende

Lagerbuchse

Lagerbuchse

Innenumfangswandung

Ringschulter

Innendichtung

O-Ring

X-Ring

Abstandsbuchse

Ringraum

Abstreifer

Dichtlippen

Schmierstoffvolumen

Befüllanschluss

überlaufanschluss

Durchtrittskanäle

Außenumfangsfläche

Längsfläche

Ausnehmungen

Fase