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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Motorrad mit einer Vorderradaufhängung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Das
Motorrad „K1200
S" von BMW weist eine
Vorderradaufhängung
auf, die unter der Bezeichnung „Duolever" bekannt ist. Kinematisch betrachtet
ist die Duolver-Vorderradaufhängung
ein Gelenkviereck, das durch zwei übereinander angeordnete, jeweils
schwenkbar am Rahmen oder an einem Motorgehäuse gelagerte Längslenker
gebildet ist. Vordere Enden der Längslenker sind jeweils über ein Kugelgelenk
mit einem gabelartigen Radträger
verbunden, der bei der K1200 S einteilig aus Aluminiumkokillenguss
hergestellt ist. Die Federung und Dämpfung übernimmt ein Federbein, das
am unteren der beiden Längslenker
angelenkt ist und das sich gegen den Rahmenabstützt. Ein am „Steuerkopf" und Radträger gelagertes,
trapezförmiges
Scherengelenk ist mit dem Lenker gekoppelt und überträgt die über den Lenker eingesteuerten
Lenkbewegungen auf den Radträger.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Motorrad mit einer „Duolever-Vorderradaufhängung" zu schaffen, die
insbesondere in Bezug auf über
das Vorderrad in den Radträger
eingeleitete „Schlagkräfte", wie sie z. B. beim Überfahren
von Hindernissen auftreten, einen noch besseren Fahrkomfort bietet.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu
entnehmen.
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Ausgangspunkt
der Erfindung ist ein Motorrad mit einer „Duolever-Vorderradaufhängung". Eine solche Duolever-Vorderradaufhängung weist
einen gabelartigen Radträger
mit zwei starren Gabelarmen auf, an denen ein Vorderrad des Motorrads
gelagert ist. Bei dem Radträger
kann es sich beispielsweise um ein Aluminiumgussteil handeln. Der
Radträger
ist mittels zweier schwenkbar übereinander
angeordneter Längslenker
am Motorrad aufgehängt.
Hintere Enden der Längslenker
können
z. B. über
Schwenkgelenke mit dem Rahmen bzw. mit dem Motorgehäuse des
Motorrads verbunden sein. Die Längslenker sind
zur Aufnahme von über
das Vorderrad in den Radträger
eingeleiteten Kräften
vorgesehen und ermöglichen
ein Ein- bzw. Ausfedern
des Radträgers. Jeder
der beiden Längslenker
kann zwei Arme aufweisen, deren hintere Enden auf der linken bzw. rechten
Seite des Motorrads mit dem Motorradrahmen oder mit dem Motorgehäuse schwenkbar
verbunden sind. Nach vorne hin laufen die beiden Arme eines jeden
der beiden Längslenker
zusammen und sind dort jeweils über
ein Kugelgelenk mit dem Radträger
verbunden.
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Der
Kern der Erfindung besteht darin, dass mindestens eines der beiden
Kugelgelenke über
ein Schwenkgelenk, das eine in einer Querrichtung des Motorrads
verlaufende Schwenkachse aufweist, gelenkig mit dem zugeordneten
oberen bzw. unteren Längslenker
bzw. mit dem Radträger
verbunden ist. Bei der einen genannten Alternative ist das Schwenkgelenk
also zwischen einem der beiden Kugelgelenke, d. h. zwischen dem
oberen oder dem unteren Kugelgelenk, und dem zugeordneten oberen
oder unteren Längslenker
angeordnet. Bei der anderen möglichen
Alternative ist das Schwenkgelenk zwischen einem der beiden Kugelgelenke,
d. h. dem oberen oder dem unteren Kugelgelenk, und dem Radträger angeordnet.
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Ein
derartiges Schwenkgelenk ermöglicht
in gewissem Umfang eine Nickbewegung eines der beiden „Kugelgelenksteile" und des über das
Schwenkgelenk damit verbundenen oberen oder unteren Längslenkers
bzw. des über
das Schwenkgelenk damit verbundenen Radträgers.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Kugelgelenke jeweils
einen Gelenkzapfen und eine damit verbundene Gelenkkugel auf, die
in eine Gelenkpfanne eingesetzt ist. Gemäß der Erfindung kann entweder
der Gelenkzapfen oder die Gelenkpfanne über das Schwenkgelenk gelenkig
mit dem zugeordneten oberen oder unteren Längslenker bzw. mit dem Radträger verbunden
sein.
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Die
in Querrichtung des Motorrads verlaufende Schwenkachse des Schwenkgelenks
kann entweder versetzt oder koaxial zu einer Mittelquerachse des
mit dem Schwenkgelenk verbundenen Gelenkzapfens bzw. der mit dem
Schwenkgelenk verbundenen Gelenkpfanne sein. Unter dem Begriff „Mittelquerachse" wird eine im wesentlichen
in einer Querrichtung des Motorrads verlaufende Achse verstanden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Anschlagelement vorgesehen,
das den möglichen
Schwenkwinkel des Schwenkgelenks auf einen vorgegebenen Schwenkwinkelbereich
begrenzt. Vorzugsweise ist zwischen dem Anschlagelement und dem
zugeordneten Längslenker
ein Elastomerelement angeordnet, das Schwenkbewegungen des Schwenkgelenks
abfedert bzw. dämpft.
Dadurch ist sichergestellt, dass Schlagkräfte, die über das Vorderrad in den Radträger eingeleitet
werden, nicht ungefedert bzw. ungedämpft über die Längslenker in den Rahmen bzw.
das Motorgehäuse
des Motorrads geleitet werden. Durch eine derartige gefederte bzw. gedämpfte „Längselastizität" zumindest eines
der beiden Kugelgelenke, kann der Fahrkomfort beim Überfahren
von Hindernissen deutlich verbessert werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung ausführlich im Zusammenhang mit
der Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer Vorderradaufhängung nach dem Duolever-Prinzip;
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2 eine
vergrößerte Darstellung
des Radträgers
im Bereich des oberen Kugelgelenks;
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3 eine
Seitenansicht des Radträgers und
des oberen Längslenkers
im Bereich des oberen Kugelgelenks;
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4 eine
Variante gemäß der Erfindung
in Seitenansicht im Bereich des oberen Kugelgelenks;
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5 eine
perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels der 4 von
schräg
oben her gesehen; und
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6a,6b Details
der Feder-/Dämpfereinrichtung
des Ausführungsbeispiels
der 4, 5.
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1 zeigt
eine Vorderradaufhängung
für Motorräder nach
dem so genannten „Duolever-Prinzip". Eine derartige
Vorderradaufhängung
weist einen gabelartigen Vorderradträger 1 auf, der z.
B. in Form eines Gussteils aus einer Aluminiumlegierung hergestellt
sein kann. Der Vorderradträger 1 hat
die Form einer Gabel mit einem linken Gabelholm 2 und einem
rechten Gabelholm 3, an deren unteren Enden Lageraugen 4, 5 zur
Aufnahme einer Achse eines Vorderrads (nicht dargestellt) vorgesehen
sind. Im oberen Drittel des Vorderradträgers sind die beiden Gabelholme 2, 3 durch
einen Steg 6 miteinander verbunden. Die oberen Enden der
Gabelholme 2, 3 laufen zusammen und sind einstückig miteinander
verbunden.
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Der
Vorderradträger 1 ist
mittels eines oberen Längslenkers 7 und
mittels eines unteren Längslenkers 8 an
einem hier nicht dargestellten Rahmen des Motorrads schwenkbar gelagert.
Der obere Längslenker 7 weist
einen linken Lenkerarm 9 und einen rechten Lenkerarm 10 auf,
an deren hinteren Enden jeweils ein Lagerauge 11 bzw. 12 vorgesehen
ist. Die beiden Lageraugen 11, 12 sind über einen
hinteren Quersteg 13 (vgl. 2) miteinander
verbunden. An den Lageraugen 11, 12 ist der obere
Längslenker am
Rahmen (nicht dargestellt) des Motorrads schwenkbar gelagert.
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Wie
am besten aus 2 ersichtlich ist, laufen die
beiden Längslenkerarme 9, 10 des
oberen Längslenkers 7 nach
vorne hin zusammen und sind durch einen vorderen Quersteg 14 miteinander
verbunden. Die beiden Längslenkerarme 9, 10 reichen noch
ein Stück
bis vorderhalb des vorderen Querstegs 14 nach vorne.
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Die
vorderen Enden der Längslenkerarme 9, 10 sind über ein
Schwenkgelenk 15, das eine in einer Querrichtung des Motorrads
verlaufende Schwenkachse 16 aufweist, gelenkig mit einem
Aufnahmeelement 17 verbunden, in das ein Kugelgelenkzapfen
eines oberen Kugelgelenks 18 eingesetzt und von oben her
mittels einer Mutter 19 festgeschraubt ist. An einem unteren
Ende des Kugelgelenkzapfens ist eine Gelenkkugel vorgesehen, die
in eine Gelenkpfanne 20 (vgl. 6b) eingesetzt
ist. Die Gelenkpfanne 20 ist in eine zugeordnete Gewindebohrung eingeschraubt,
die im oberen Bereich des Radträgers 1 vorgesehen
ist.
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Der
obere Bereich des Radträgers 1 ist über das
obere Kugelgelenk 20 gelenkig mit dem Aufnahmeelement 17 verbunden.
Das fest mit dem Kugelgelenkzapfen verschraubte Aufnahmeelement
wiederum ist über
das Schwenkgelenk 15 gelenkig mit dem oberen Längslenker
verbunden.
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Der
untere Längslenker 8 kann
in gleicher Weise über
ein unteres Kugelgelenk 21 gelenkig mit dem Steg 6 des
Radträgers 1 verbunden
sein.
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Wie
am besten aus 2 ersichtlich ist, ist der „Schwenkfreiheitsgrad" des oberen Längslenkers 7 in
Bezug auf das Aufnahmeelement 17 durch ein C-förmiges Anschlagelement 23 begrenzt.
Das C-förmige
Anschlagelement 23 ist in seinem mittleren Außenbereich
fest mit dem Aufnahmeelement 17 verbunden. Das Aufnahmeelement 17 und
das C-förmige
Anschlagelement 23 können
beispielsweise einstückig
in Form eines Gussteils hergestellt sein. Das C-förmige Anschlagelement 23 weist
einen oberen Arm 24 und einen unteren Arm 25 auf.
Die beiden Arme 24, 25 umgreifen klammerartig
den vorderen Quersteg 14 des oberen Längslenkers 7. Die
beiden Arme 24, 25 des Anschlagelements 23 sind
soweit voneinander beabstandet, dass sie in gewissem Unfang eine
Schwenkbewegung des oberen Längslenkers 7 in
Bezug auf das Aufnahmeelement 17 ermöglichen.
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Zwischen
den Armen 24, 25 des C-förmigen Anschlagelements und
dem vorderen Quersteg 14 des Längslenkers 7 kann
jeweils ein Elastomer angeordnet sein. Die Elastomere lassen Schwenkbewegungen
des Aufnahmeelements 17 bzw. des fest damit verbundenen
Kugelgelenkzapfens im Bezug auf den oberen Längslenker 7 zu und
federn bzw. dämpfen
solche Schwenkbewegungen.
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Ein
derartiges Schwenkgelenk 15 sowie ein entsprechendes Anschlagelement
kann auch am unteren Kugelgelenk 21 oder, genauer gesagt,
zwischen dem unteren Kugelgelenk 21 und dem unteren Längslenker 8 vorgesehen
sein.
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Ausdrücklich sei
darauf hingewiesen, dass das Kugelgelenk 18 nicht notwendigerweise
fest mit dem Radträger 1 verbunden
sein muss. Denkbar ist auch, dass der untere „Kugelgelenkteil", d. h. z. B. die Kugelgelenkspfanne 20, über ein
Schwenkgelenk mit einer parallel zur Motorradquerrichtung ver laufenden Schwenkachse
gelenkig mit dem Radträger 1 verbunden
ist. Anders ausgedrückt
ist also auch eine kinematisch umgekehrte Anordnung möglich, wobei der
Schwenkfreiheitsgrad dann zwischen dem Radträger und dem unteren Kugelgelenksteil,
z. B. der Gelenkpfanne, besteht.
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3 zeigt
eine Seitenansicht der Vorderradaufhängung im Bereich des oberen
Kugelgelenks 18. Zu erkennen ist hier, dass die Schwenkachse 16 des
Schwenkgelenks 15 eine Längsachse 26 des Kugelgelenkzapfens
schneidet. Anders ausgedrückt verläuft die
Schwenkachse 16 des Schwenkgelenks 15 parallel
zu einer Mittelquerachse des Gelenkzapfens und somit parallel zu
einer Querachse des Motorrads. Die Schwenkachse 16 des
Schwenkgelenks 15 kann auch koaxial zu einer Mittelquerachse
des Kugelgelenks 18 bzw. der mit dem Kugelgelenkzapfen
verbundenen Gelenkkugel (nicht dargestellt) sein.
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Deutlich
zu erkennen ist ferner, dass die Arme 24, 25 des
Anschlagelements 23 nicht an dem oberen Längslenker 7 bzw.
dessen vorderen Quersteg 14 anliegen, sondern dass zwischen
den Armen 24, 25 und dem vorderen Quersteg 14 (vgl. 2)
jeweils ein Elastomerelement 27, 28 eingebracht
ist. Dadurch besteht einerseits ein gewisser Schwenkfreiheitsgrad
des oberen Längslenkers 7 in
Bezug auf das Aufnahmeelement 17. Andererseits wird durch die
Elastomerelemente 27, 28 sichergestellt, dass Schwenkbewegungen
abgefedert bzw. gedämpft werden.
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4 zeigt
eine Variante des Ausführungsbeispiels
der 1–3.
Im Unterschied zu dem eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist hier die Schwenkachse 16 des Schwenkgelenks 15 nach hinten,
d h. entgegengesetzt der Fahrtrichtung des Motorrads, versetzt in
Bezug auf die Mittellängsachse 26 des
Kugelgelenkzapfens. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass
der „Anschlag" nicht durch ein
C-förmiges
Anschlagelement gebildet ist, sondern durch zwei Anschlagbolzen,
was am besten aus den 5 und 6 ersichtlich
ist.
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5 zeigt
eine perspektivische Darstellung der Vorderradaufhängung von
schräg
oben her. Wie am besten aus den 5 und 6 ersichtlich ist, sind bei diesem Ausführungsbeispiel
zwei Anschlagbolzen 29, 30 vorgesehen, die nach
hinten, d. h. entgegengesetzt der Fahrtrichtung des Motorrads von
dem Aufnahmeelement 17 abstehen. Die Anschlagbolzen 29, 30 sind
fest mit dem Aufnahmeelement 17 verbunden. Im vorderen
Quersteg 14 des oberen Längslenkers 7 sind
koaxial zu den beiden Anschlagbolzen 29, 30 zwei
Aufnahmebohrungen vorgesehen, in welche die Anschlagbolzen 29, 30 hineinragen.
Die Aufnahmebohrungen weisen ein gewisses Übermaß in Bezug auf die Anschlagbolzen 29, 30 auf,
so dass eine Relativschwenkbewegung des Anschlagelements 17 bzw.
der fest damit verbundenen Anschlagbolzen 29, 30 und
des oberen Längslenkers 7 möglich ist.
Der Zwischenraum zwischen den Anschlagbolzen 29, 30 und
den zugeordneten Aufnahmebohrungen ist durch hülsenartige Elastomerelemente ausgefüllt, von
denen lediglich in 6b eines der beiden Elastomerelemente 31 zu
sehen ist. Die Elastomerelemente 31 federn und dämpfen Relativschwenkbewegungen
des oberen Längslenkers 7 in Bezug
auf das Aufnahmeelement 17.
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Nochmals
sie ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass die in der vorliegenden Anmeldung beschriebene
Erfindung sowohl bei dem oberen Kugelgelenk als auch bei dem unteren
Kugelgelenk der Vorderradaufhängung
vorgesehen sein kann. Alternativ zu den in den Figuren gezeigten
Ausführungsbeispielen
kann der Schwenkfreiheitsgrad auch zwischen dem oberen bzw. unteren
Kugelgelenk und dem Radträger
vorgesehen sein. Die „radträgerseitigen
Teile" der Kugelgelenke
müssen
also nicht notwendigerweise fest mit dem Radträger verschraubt sein.