DE10154611A1

DE10154611A1 - Vorderradführung für ein Motorrad

Info

Publication number: DE10154611A1
Application number: DE10154611A
Authority: DE
Inventors: Josef Seidl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2003-05-22

Abstract

Vorderradaufhängung für ein Motorrad mit einem Abstützelement, das sich vom Mittelbereich des Motorrads in den Bereich der Vorderradgabel nach vorne erstreckt und das bezüglich einer vertikalen Mittellängsebene des Motorrads asymmetrisch gestaltet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorderradführung für ein Motorrad gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE 41 10 954 A1, auf die in vollem Umfang Bezug genommen wird, ist eine Vorderradführung bestehend aus einer herkömmlichen Teleskopgabel mit Tauchrohren und Standrohren bekannt, wobei die Tauchrohre über eine in Querrichtung verlaufende Gabelbrücke miteinander verbunden sind. Die Standrohre sind an ihrem oberen lenkerseitigen Ende ebenfalls über eine Gabelbrücke miteinander verbunden und jeweils über Kugelgelenke schwenkbar in der oberen Gabelbrücke gelagert. Die untere Gabelbrücke, die H. H. die Gabelbrücke, die die beiden Tauchrohre miteinander verbindet, ist über ein "Abstützelement" mit dem Motorradrahmen verbunden. Das Abstützelement hat die Form eines Dreiecks. Die "Dreieckspitze" ist mit dem Mittelbereich der unteren Gabelbrücke verbunden. Von dort erstrecken sich links bzw. rechts einer vertikalen Mittellängsebene des Motorrads zwei Abstützarme nach hinten, die schwenkbar um eine Querachse des Motorrads mit dem Motorradrahmen verbunden sind. Das Abstützelement ist dort vollkommen symmetrisch bzgl. einer vertikalen Mittellängsebene des Motorrads gestaltet.

Bei der Konstruktion moderner Motorräder werden zunehmend passive Sicherheitsaspekte berücksichtigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorderradführung für ein Motorrad mit verbesserten passiven Sicherheitseigenschaften zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, konstruktiv sicher zu stellen, dass bei einer Frontalkollision des Motorrads mit einem Hindernis der Lenker eingeschlagen wird. Dies wird durch eine "asymmetrische Steifigkeitsverteilung" im Radführungssystem, d. h. in der Vorderradführung erreicht.

Zwar stellt sich bei eine Kollision ein Lenkeinschlag ohnehin ein, wenn bei der Kollision Kräfte in Querrichtung an der Vorderradführung auftreten. Dies kann allein durch die Kollisionsrichtung begründet sein, beispielsweise wenn der Kollisionspartner quer zum Motorrad fährt. Dies ist aber situationsbedingt nicht immer der Fall. Durch Herbeiführen eines Lenkeinschlags bei einer Kollision, kommt das Vorderrad tendenziell innerhalb des Vorbaus zu liegen. Durch die Kräfte aus der Kollision kann, falls erforderlich, der Lenkendanschlag gezielt überwunden werden um einen weiteren Einschlag zu erzielen und eine gezielte Anlage des Vorbaus am Kollisionspartner zu erreichen.

Wenn der Lenker bei einer Kollision eingeschlagen ist, verringert sich nämlich im Vergleich zu einem geraden gestellten Lenker die Gefahr, dass sich das Motorrad hochstellt bzw. überschlägt. Derartige Unfälle sind nämlich besonders gefährlich, da in diesen Fällen häufig relativ hoch in die Luft geschleudert wird und anschließend aus relativ großer Höhe auf den Boden auftrifft, was zusätzliche Verletzungen hervorrufen kann.

Durch eine "asymmetrische Gestaltung" der Vorderradführung wird erreicht, dass bei einer Kollision eine "asymmetrische Deformierung" der Vorderradführung auftritt, was automatisch zu einem Lenkeinschlag führt. Ganz allgemein gesprochen ist bei einer Vorderradführung gemäß der Erfindung ein "Abstützelement" vorgesehen, dass sich vom Mittelbereich des Motorrads in den Bereich der Vorderradgabel nach vorne erstreckt. Das Abstützelement kann im Mittelbereich des Motorrads beispielsweise am Motorradrahmen oder am Gehäuse des Motors befestigt sein.

Das Abstützelement kann entweder eine "Rahmenstrebe" sein, die sich zwischen einem Rahmenelement im Mittelbereich des Motorrads und dem Lenkkopflager erstreckt oder ein "Längslenker", wie bei der oben genannten DE 41 10 954 A1, der im Mittelbereich des Motorrads schwenkbar gelagert ist und der im Bereich der Vorderradgabel beispielsweise mit einer Gabelbrücke verbunden ist.

Dieses Abstützelement ist im Unterschied zum Stand der Technik asymmetrisch gestaltet. Das heißt bei einem Aufprall auf ein Hindernis führen die über die Vorderradgabel in das Abstützelement eingeleiteten Kräfte zu einer asymmetrischen Deformation. Das Abstützelement kann beispielsweise wie bei der oben genannten DE 41 10 954 A1 ein linkes und ein rechtes Teil bzw. einen linken bzw. einen rechten Abstützarm aufweisen, die sich links bzw. rechts von der vertikalen Mittellängsebene des Motorrads erstrecken. Diese beiden Teile bzw. Abstützarme sind asymmetrisch gestaltet, die d. h. sie haben vorzugsweise eine unterschiedliche Querschnittsform. Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Abstützarme so gestaltet, dass sie unterschiedliche Biegewiderstandsmomente bzgl. einer Hochachse des Motorrads haben. Die Biegesteifigkeit um eine Hochachse, d. h. die Steifigkeit gegen seitliches Verbiegen der beiden Abstützarme ist somit unterschiedlich. Die beiden Abschnittsarme können im Bereich der Vorderradgabel wie bei der oben genannten DE 41 10 954 A1 dreieckförmig zusammenlaufen. Vorzugsweise sind die beiden Abstützarme an ihren hinteren Enden über Schwenkgelenke schwenkbar um eine Querachse des Motorrads mit einem Rahmenelement bzw. dem Gehäuse des Motorradmotors verbunden.

Im Bereich zwischen der Vorderradgabel und dem Rahmenelement bzw. dem Motorradmotor können die beiden Abstützarme durch ein Querrohr miteinander verbunden sein. Vorzugsweise ist am Querrohr bzw. an einem der beiden Verbindungsbereiche des Querrohrs mit den Abstützarmen eine Sollbruchstelle vorgesehen. Die Sollbruchstelle bricht, wenn bei einer Kollision, die über die Vorderradgabel eingeleiteten Kollisionskräfte eine konstruktiv vorgegebene Schwelle überschreiten. Beim Brechen der Sollbruchstelle verringert sich schlagartig die Steifigkeit des Abstützelements aufgrund der asymmetrischen Gestaltung der beiden Abstützarme verformt es sich folglich asymmetrisch, was automatisch zu einem Lenkeinschlag des Vorderrads führt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1, 2 eine Seitenansicht bzw. Draufsicht auf ein Motorrad;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines eingeschlagenen Vorderrads;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Abstützelement eine "Rahmestrebe" ist;
Fig. 5 eine Draufsicht auf das Abstützelement der Fig. 4 in unverformtem Zustand;
Fig. 6 eine Draufsicht auf das Abstützelement der Fig. 4, 5 in deformiertem Zustand;
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines Abstützelements, das als "Längsträger" konzipiert ist.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Motorrad 1 ins Seitenansicht bzw. Draufsicht. Die Vorderradgabel bzw. das Vorderrad 2 erstrecht sich bis in einen Bereich, der vor einer Frontlinie 3 eines Vorbaus 4 liegt.
Aus Gründen der passiven Sicherheit ist es günstig, wenn bei einer Kollision des Motorrads 1 mit einem Hindernis das Vorderrad 2 eingeschlagen wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.
Ein derartiger "automatischer Lenkeinschlag" kann durch ein asymmetrisch gestaltetes Abstützelement 5 erreicht werden, was im Zusammenhang mit den Fig. 4-7 näher erläutert wird.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bildet das Abstützelement 5 eine "Rahmenstrebe", die in ihrem hinteren Bereich mit einem Rahmenelement 6 verbunden ist und die in ihrem vorderen Bereich mit einem Lenkkopflager 7 verbunden ist. Im Lenkkopflager 7 ist die hier nur schematisch dargestellte Vorderradgabel 8 gelagert, an der ein Vorderrad 9 befestigt ist. Vollständigkeitshalber ist hier auch noch schematisch der Vorderbau 10 des Motorrads 1 angedeutet.
Aus der Draufsicht der Fig. 5 und 6 ist zu erkennen, dass das Abstützelement 5 dreieckförmig gestaltet ist. Es weist zwei Abstützarme 11, 12 auf, die an ihrem hinteren Ende mit dem Rahmenelement 6 verbunden sind und die nach vorne schräg zum Lenkkopflager 7 zusammenlaufen. In ihrem Mittelbereich sind die beiden Abstützarme durch ein Querrohr 13 miteinander verbunden.
Das Abstützelement 5 ist bzgl. einer vertikalen Mittellängsebene 14 des Motorrads 1 asymmetrisch gestaltet. Das heißt die Abstützarme 11, 12 haben eine unterschiedliche Steifigkeit, was beispielsweise durch unterschiedliche Querschnittsformen erreicht wird.
Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, ist der Abstützarm 12 "schlanker" gestaltet als der Abstützarm 11. Das Querrohr 13 stellt sicher, dass im normalen Betrieb des Motorrads die beiden Abstützarme 11, 12 nur im elastischen Bereich verformen. Im normalen Betrieb spielen also die unterschiedlichen Steifigkeiten der Abstützarme 11, 12 praktisch keine Rolle. Bei einer Kollision des Motorrads 1 mit einem Hindernis werden Kollisionskräfte über das Vorderrad 9 bzw. die Vorderradgabel 8 in das Abstützelement eingeleitet. Bei Überschreiten gewisser konstruktiv vorgegebener Kollisionskräfte bricht eine an der Querstrebe 13 vorgesehene Sollbruchstelle. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel reißt dabei die Querstrebe 13 an der Verbindungsstelle mit dem Abstützträger 12 ab. Aufgrund der geringeren Steifigkeit des Abstützträgers 12 im Vergleich zu dem Abstützträger 11 tritt eine asymmetrische Verformung auf. Der Abstützträger 12 verformt sich hierbei wesentlich stärker. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel biegt er sich nach außen, was zu einer "Verlagerung des Lenkkopflagers 7 nach links in Bezug auf die vertikale Mittellängsebene 14 führt. Durch diese seitliche Verlagerung des Lenkkopflagers 7 ergibt sich "automatisch" ein Lenkeinschlag.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Abstützelement 5 als Längsträger fungiert, wie oben im Zusammenhang mit der DE 41 10 954 A1 erläutert worden ist. Das Abstützelement 5 ist in durchgezogenen Linien im undeformierten Zustand dargestellt und zusätzlich gestrichelt im deformierten Zustand. Das Abstützelement 5 weist hier am hinteren Ende der beiden Längsträger 11, 12 jeweils ein Schwenklager 15, 16 auf, über die es schwenkbar um eine Querachse 17 des Motorrads mit dem Motorradrahmen oder dem Gehäuse des Motorradmotors verbunden ist.
Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4-6 laufen die Abstützarme 11, 12 schräg bzw. dreieckförmig nach vorne zusammen. Die "Dreiecksspitze" 18 kann beispielsweise ein Gelenk, eine Verschraubung o. ä. sein, die mittig mit einer Gabelbrücke der Vorderradgabel verbunden ist (vgl. DE 41 10 954 A1).
Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4-6 ist auch bei dem Längsträger der Fig. 5 der Abstützarm 12 schlanker als der Abstützarm 11. Das Abstützelement 5 hat somit in Bezug auf die vertikale Mittellängsebene 14 linken Bereich eine geringere Steifigkeit als in seinem rechten Bereich. Die Querstrebe 13, die im Mittelbereich des Abstützelement 5 die beiden Abstützträger 11, 12 miteinander verbindet weist hier ebenfalls eine Sollbruchstelle 19 auf. Die Sollbruchstelle bricht auf Überschreiten konstruktiv vorgegebener Kollisionskräfte, was zu einer seitlichen Ausbeulung des Abstützträgers 14 führt. Hierdurch ergibt sich eine nach links Verlagerung der "Dreiecksspitze" 18, was automatisch zu einem Lenkeinschlag führt.

Claims

1. Vorderradführung für ein Motorrad mit einem Abstützelement, das sich vom Mittelbereich des Motorrads in den Bereich der Vorderradgabel nach vorne erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (5) bezüglich eines vertikalen Mittellängsebene (14) des Motorrads (1) asymmetrisch gestaltet ist.

2. Vorderradführung nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (5) ein linkes und ein rechtes Teil (11, 12) aufweist die sich links bzw. rechts von der vertikalen Mittellängsebene (14) des Motorrads (1) vom Mittelbereich des Motorrads (1) in den Bereich der Vorderradgabel (8) erstrecken.

3. Vorderradführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (11, 12) asymmetrisch gestaltet sind.

4. Vorderradführung nach einem der Ansprüche 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (11, 12) unterschiedliche Querschnittsformen haben.

5. Vorderradführung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (11, 12) unterschiedliche Widerstandsmomente bezüglich einer Hochachse des Motorrads (1) haben.

6. Vorderradführung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (11, 12) im Bereich der Vorderradgabel (8) dreieckförmig zusammenlaufen.

7. Vorderradführung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (11, 12) über Schwenkgelenke (15, 16) schwenkbar um eine Querachse (17) des Motorrads (1) mit einem Rahmenelement (6) verbunden sind.

8. Vorderradführung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (11, 12) über Schwenkgelenke (15, 16) zu schwenkbar um eine Querachse (17) des Motorrads mit einem Gehäuse eines Motorradmotors verbunden sind.

9. Vorderradführung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile im Bereich zwischen der Vorderradgabel (8) und dem Mittelbereich des Motorrads durch ein Querrohr (13) miteinander verbunden sind.

10. Vorderradführung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Querrohr (13) eine Sollbruchstelle (19) vorgesehen ist, die bei Überschreiten einer vorgegebenen über die Vorderradgabel (8) eingeleiteten Kraft bricht.

11. Vorderradführung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile im Bereich der Vorderradgabel (8) mit einem unteren Bereich eines Lenkkopflagers verbunden sind.

12. Vorderradführung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (5) ein Linkslenker ist, wobei die beiden Teile (11, 12) des Linklenkers mit einer Gabelbrücke verbunden sind, welche sich zwischen zwei Tauchrohren der Vorderradgabel (8) erstreckt.