DE102021131642A1

DE102021131642A1 - Floating bushing for fork legs

Info

Publication number: DE102021131642A1
Application number: DE102021131642.1A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Forster
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-12-01
Filing date: 2021-12-01
Publication date: 2023-06-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gabelbein (1) für eine Teleskopgabel eines einspurigen Kraftfahrzeugs mit einem Außenrohr (2) und einem Innenrohr (3),wobei das Innenrohr (3) mittels einer Fest-Los-Lagerung (4) in dem Außenrohr (2) gelagert ist,wobei ein Gleitlager (41) der Fest-Los-Lagerung (4) an dem Innenrohr (3) angeordnet ist,wobei an einer Innenmantelfläche (21) des Außenrohrs (2) eine Gleitbuchse (22) derart angeordnet ist, dass das Gleitlager (41) innerhalb der Gleitbuchse (22) gelagert ist.The invention relates to a fork leg (1) for a telescopic fork of a single-track motor vehicle with an outer tube (2) and an inner tube (3), the inner tube (3) being mounted in the outer tube (2) by means of a fixed/loose bearing (4). with a slide bearing (41) of the fixed/loose bearing (4) being arranged on the inner pipe (3), with a slide bushing (22) being arranged on an inner lateral surface (21) of the outer pipe (2) in such a way that the slide bearing (41) is mounted within the sliding bush (22).

Description

Die Erfindung betrifft ein Gabelbein für eine Teleskopgabel eines einspurigen Kraftfahrzeugs mit einem Außenrohr und einem Innenrohr.The invention relates to a fork leg for a telescopic fork of a single-track motor vehicle with an outer tube and an inner tube.

Die Anordnung der Gleitlager in einer Teleskopgabel, beispielsweise einer Upside-down-Gabel, erfolgen aktuell in zwei unterschiedlichen Varianten, einem Fest-Fest-Lager oder einem Fest-Los-Lager.The plain bearings in a telescopic fork, for example an upside-down fork, are currently arranged in two different variants, a fixed-fixed bearing or a fixed-loose bearing.

Bei einem Fest-Fest Lager sind beide Gleitlager im Außenrohr fest positioniert. Die Gleitfläche hinsichtlich einer Axialbewegung des Innenrohrs ist dabei zwischen Innenrohr und Gleitlager. Bezüglich einer Fest-Los-Lagerung befindet sich ein Gleitlager in der Nähe der Gabeldichtung und ist fest zum Außenrohr hin positioniert. Ein zweites Gleitlager ist positionsfest am Ende des Innenrohrs positioniert. Bei der Axialbewegung des Innenrohrs befindet sich die Gleitfläche des ersten Lagers zwischen Innenrohr und Gleitlager. Bei dem zweiten Gleitlager befindet sich die Gleitfläche zwischen Gleitlager und Außenrohr.With a fixed-fixed bearing, both plain bearings are firmly positioned in the outer tube. The sliding surface with regard to an axial movement of the inner tube is between the inner tube and the plain bearing. With regard to a fixed-loose bearing, a slide bearing is located near the fork seal and is firmly positioned towards the outer tube. A second sliding bearing is positioned in a fixed position at the end of the inner tube. During the axial movement of the inner tube, the sliding surface of the first bearing is between the inner tube and the plain bearing. The sliding surface of the second plain bearing is between the plain bearing and the outer tube.

Nachteilig dabei ist, dass aufgrund des Materials des Außenrohrs der Reibpartner des Gleitlagers festgelegt ist, wodurch eine Optimierung des Reibungswerts einer Lagerung des Gabelbeins aufgrund des Materials des Außenrohrs eingeschränkt ist. Eine Möglichkeit verbesserte Reibungswerte zu erzielen wäre eine Beschichtung des Außenrohrs. Dabei wäre jedoch das Material des Außenrohrs auf beschichtbare Materialien und das Material der Beschichtung auf Materialien, mit welchen das Material des Außenrohrs beschichtbar ist, begrenzt.The disadvantage here is that due to the material of the outer tube, the friction partner of the sliding bearing is fixed, which limits optimization of the friction value of a bearing of the fork leg due to the material of the outer tube. One way to achieve improved friction values would be to coat the outer tube. However, the material of the outer tube would be limited to materials that can be coated and the material of the coating to materials with which the material of the outer tube can be coated.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gabelbein für eine Teleskopgabel bereitzustellen, bei welcher ein Reibungskoeffizient der Lagerung optimiert ist.It is therefore the object of the present invention to provide a fork leg for a telescopic fork in which a coefficient of friction of the bearing is optimized.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the combination of features according to claim 1.

Erfindungsgemäß wird ein Gabelbein für eine Teleskopgabel eines einspurigen Kraftfahrzeugs mit einem Außenrohr und einem Innenrohr vorgeschlagen, bei welchem das Innenrohr mittels einer Fest-Los-Lagerung in dem Außenrohr gelagert ist. Dabei ist ein Gleitlager der Fest-Los-Lagerung an dem Innenrohr angeordnet. Ferner ist an einer Innenmantelfläche des Außenrohrs eine Gleitbuchse derart angeordnet, dass das Gleitlager innerhalb der Gleitbuchse gelagert ist. Vorteilhaft daran ist, dass aufgrund der Gleitbuchse ein unterschiedliches Material im Vergleich zu dem Außenrohr als Reibpartner für das Gleitlager der Fest-Los-Lagerung wählbar ist, wodurch ein optimierter Reibungskoeffizient genutzt werden kann. Dabei ist das Gleitlager vorzugsweise an einem axialen Endabschnitt des innerhalb des Außenrohrs angeordneten Abschnitts des Innenrohrs angeordnet.According to the invention, a fork leg for a telescopic fork of a single-track motor vehicle is proposed with an outer tube and an inner tube, in which the inner tube is mounted in the outer tube by means of a fixed/loose bearing. A plain bearing of the fixed-loose bearing is arranged on the inner tube. Furthermore, a slide bushing is arranged on an inner lateral surface of the outer tube in such a way that the slide bearing is mounted within the slide bushing. The advantage of this is that, due to the sliding bush, a different material can be selected as the friction partner for the plain bearing of the fixed/loose bearing compared to the outer tube, which means that an optimized coefficient of friction can be used. In this case, the slide bearing is preferably arranged on an axial end section of the section of the inner pipe arranged inside the outer pipe.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Gleitbuchse zumindest an einer Innenmantelfläche der Gleitbuchse beschichtet. Dabei stellt die Gleitbuchse ein Substrat für eine Beschichtung dar. Auf diese Weise sind die Beschichtungsmöglichkeiten für die Gleitfläche nicht an das Material des Außenrohrs gebunden. Diese Beschichtungsmöglichkeiten optimieren die Reibung und den Verschleiß. Ferner muss lediglich die Gleitbuchse beschichtet werden und nicht das gesamte Außenrohr, wodurch sich beispielsweise Vorteile im Platzbedarf bei einem Beschichtungsverfahren und hinsichtlich der Beschichtungskosten ergeben. Darüber hinaus können einige Vorteile der Fest-Fest Lagerung und der Fest-Los Lagerung zusammengeführt werden. Beispielsweise kann eine größere Stützbasis der Gleitlager bei der Fest-Los Lagerung in Kombination mit den Beschichtungsmöglichkeiten des Innen- und Außenrohrs umgesetzt werden. Nachdem die Gleitbuchse den Reibpartner des Gleitlagers darstellt, ist das Beschichtungsmaterial nicht an die Beschichtungsmöglichkeiten des Innen- bzw. Außenrohrs gebunden, sondern ermöglicht eine Vielzahl weiterer Beschichtungsmöglichkeiten mittels einer geeigneten Auswahl des Gleitbuchsenmaterials. Ferner resultieren aus einer optimal gewählten Beschichtung ein besserer Verschleißschutz der Gleitflächen und bessere Reibwerte im Vergleich zu einem herkömmlichen Außenrohr.In a preferred embodiment of the invention, the sliding bush is coated at least on an inner lateral surface of the sliding bush. In this case, the sliding bush represents a substrate for a coating. In this way, the coating options for the sliding surface are not tied to the material of the outer tube. These coating options optimize friction and wear. Furthermore, only the sliding bush has to be coated and not the entire outer tube, which results in advantages in terms of space requirements in a coating process and in terms of coating costs, for example. In addition, some advantages of fixed-fixed storage and fixed-loose storage can be combined. For example, a larger support base for the plain bearing can be implemented in the fixed-loose bearing in combination with the coating options for the inner and outer tube. Since the plain bush represents the friction partner of the plain bearing, the coating material is not tied to the coating options of the inner or outer tube, but allows a large number of other coating options by means of a suitable selection of the plain bush material. Furthermore, an optimally selected coating results in better protection against wear on the sliding surfaces and better coefficients of friction compared to a conventional outer tube.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Gleitbuchse mittels einer Chrombeschichtung beschichtet ist. Dies Beschichtung ist besonders für eine Verbesserung des Reibungskoeffizienten des Gleitlagers der Fest-Los-Lagerung geeignet.In an advantageous embodiment, it is provided that the sliding bush is coated with a chrome coating. This coating is particularly suitable for improving the coefficient of friction of the plain bearing of the fixed-loose bearing.

Vorzugsweise ist das Gabelbein derart ausgebildet, dass sich die Gleitbuchse an der Innenmantelfläche des Außenrohrs entlang eines Hubbereichs des Gleitlagers erstreckt. Dadurch ist genau der Hubbereich des Gleitlagers abgedeckt, wodurch der Reibungskoeffizient des Gleitlagers optimiert ist und gleichzeitig Material für die Gleitbuchse gespart und eine zu beschichtende Oberfläche der Gleitbuchse reduziert ist. Es wäre jedoch auch eine Variante möglich, bei welcher die Gleitbuchse entlang der gesamten Innenmantelfläche des Außenrohrs angeordnet ist.The fork leg is preferably designed in such a way that the slide bushing extends along a stroke area of the slide bearing on the inner lateral surface of the outer tube. As a result, the stroke area of the plain bearing is precisely covered, as a result of which the coefficient of friction of the plain bearing is optimized and at the same time material for the plain bush is saved and the surface of the plain bush to be coated is reduced. However, a variant would also be possible in which the slide bushing is arranged along the entire inner lateral surface of the outer tube.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Innenmantelfläche des Außenrohrs und die Gleitbuchse einen bündigen Übergang aufweisen. Vorteilhaft daran ist, dass kein Anschlag für das Gleitlager oder ein Vorsprung an der Innenmantelfläche des Außenrohrs ausgebildet ist. Die Innenmantelfläche entspricht der Geometrie eines üblichen Gabelbeins und somit können die übrigen Komponenten und Schmierungskonzepte des üblichen Gabelbeins genutzt können. Die Gleitbuchse ist form- oder kraftschlüssig an dem Außenrohr fixiert.In an exemplary embodiment of the invention, it is provided that the inner lateral surface of the outer tube and the sliding bush have a flush transition. The advantage of this is that there is no stop for the slide bearing or a projection the inner lateral surface of the outer tube is formed. The inner lateral surface corresponds to the geometry of a normal fork leg and thus the other components and lubrication concepts of the normal fork leg can be used. The sliding bush is fixed to the outer tube with a positive or non-positive fit.

Ferner ist eine Ausführung günstig, bei welcher die Gleitbuchse aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff ist. Diese Materialien sind besonders für eine Optimierung des Reibungskoeffizienten und/oder eine Beschichtung geeignet. Dadurch ergeben sich beispielsweise die Möglichkeiten einer unbeschichteten Stahlbuchse, einer Stahlbuchse mit einer Hartchrombeschichtung oder einer Beschichtung mit diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC-Beschichtung). Hinsichtlich einer Aluminiumbuchse wären beispielsweise eine unbeschichtete, eine eloxierte oder eine harteloxierte Aluminiumbuchse denkbar. Als Material für die Gleitbuchse ist jedoch auch jedes weitere Material denkbar, welches als Reibpartner des Gleitlagers einen geeigneten Reibungskoeffizienten für das Gleitlager aufweist.Furthermore, an embodiment is favorable in which the slide bushing is made of steel, aluminum or plastic. These materials are particularly suitable for optimization of the coefficient of friction and/or a coating. This results in the options of an uncoated steel bush, a steel bush with a hard chrome coating or a coating with diamond-like carbon (DLC coating). With regard to an aluminum bushing, for example, an uncoated, anodized or hard-anodized aluminum bushing would be conceivable. However, any other material which, as the friction partner of the plain bearing, has a suitable coefficient of friction for the plain bearing is also conceivable as the material for the sliding bush.

In einer weiteren vorteilhaften Variante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Außenrohr aus einem kohlefaserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist. Dabei ist günstig, dass üblicherweise eine Umsetzung eines Gabelbeins aus einem kohlefaserverstärktem Kunststoff mit einer Fest-Los-Lagerung nicht möglich ist, da ein Gleitlager mit einem Gleitpartner aus kohlefaserverstärktem Kunststoff nicht umsetzbar bzw. nachteilig hinsichtlich des Reibungskoeffizienten ist. Dementsprechend kann das Gewicht des Gabelbeins für gewisse Anwendungen reduziert werden.In a further advantageous variant, it is provided according to the invention that the outer tube is made of a carbon fiber reinforced plastic. It is favorable that it is usually not possible to implement a fork leg made of carbon-fiber-reinforced plastic with a fixed/loose bearing, since a plain bearing with a sliding partner made of carbon-fiber-reinforced plastic cannot be implemented or is disadvantageous in terms of the coefficient of friction. Accordingly, the weight of the wishbone can be reduced for certain applications.

Das erfindungsgemäße Gabelbein ist in einer Ausführungsvariante derart ausgebildet, dass ein Lager der Fest-Los-Lagerung positionsfest an der Innenmantelfläche des Außenrohrs angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Lager dabei im Bereich einer Gabeldichtung positioniert. Diese Anordnung des Lagers, welches das Fest-Lager ausbildet, ist besonders günstig.In one embodiment variant, the fork leg according to the invention is designed in such a way that a bearing of the fixed-loose bearing is arranged in a fixed position on the inner lateral surface of the outer tube. The bearing is preferably positioned in the area of a fork seal. This arrangement of the bearing, which forms the fixed bearing, is particularly favorable.

Des Weiteren wird erfindungsgemäß ein einspuriges Kraftfahrzeug mit einer Teleskopgabel vorgeschlagen, bei welchem die Teleskopgabel zwei Gabelbeine gemäß der vorstehenden Offenbarung aufweist. Auf diese Weise ist der Reibungskoeffizient der Teleskopgabel des einspurigen Kraftfahrzeugs optimiert.Furthermore, according to the invention, a single-track motor vehicle with a telescopic fork is proposed, in which the telescopic fork has two fork legs according to the disclosure above. In this way, the coefficient of friction of the telescopic fork of the single-track motor vehicle is optimized.

In einer alternativen Ausführung des vorliegenden einspurigen Kraftfahrzeugs ist ferner vorgesehen, dass die Teleskopgabel eine Upside-down-Gabel ist.In an alternative embodiment of the present single-track motor vehicle, it is also provided that the telescopic fork is an upside-down fork.

Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.The features disclosed above can be combined as desired, insofar as this is technically possible and they do not contradict one another.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Schnittansicht eines Gabelbeins für eine Teleskopgabel eines einspurigen Kraftfahrzeugs mit einem Außenrohr und einem Innenrohr.

Other advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims or are presented in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. It shows:

1 a schematic sectional view of a fork leg for a telescopic fork of a single-track motor vehicle with an outer tube and an inner tube.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.The figures are schematic by way of example. The same reference numbers in the figures indicate the same functional and/or structural features.

In 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Gabelbeins 1 für eine Teleskopgabel eines einspurigen Kraftfahrzeugs mit einem Außenrohr 2 und einem Innenrohr 3 dargestellt. Das Außenrohr 2 ist dabei aus einem kohlefaserverstärktem Kunststoff ausgebildet. Ferner ist das Innenrohr 3 mittels einer Fest-Los-Lagerung 4 in dem Außenrohr 2 gelagert. Dabei ist ein Gleitlager 41 der Fest-Los-Lagerung 4 an dem Innenrohr 3 angeordnet. Dabei ist das Gleitlager 41 an einem axialen Endabschnitt des innerhalb des Außenrohrs 2 angeordneten Abschnitts des Innenrohrs 3 angeordnet.In 1 a schematic sectional view of a fork leg 1 for a telescopic fork of a single-track motor vehicle with an outer tube 2 and an inner tube 3 is shown. The outer tube 2 is made of a carbon fiber reinforced plastic. Furthermore, the inner tube 3 is mounted in the outer tube 2 by means of a fixed/loose bearing 4 . A plain bearing 41 of the fixed/loose bearing 4 is arranged on the inner tube 3 . The slide bearing 41 is arranged on an axial end section of the section of the inner pipe 3 arranged inside the outer pipe 2 .

An einer Innenmantelfläche 21 des Außenrohrs 2 ist eine Gleitbuchse 22 derart positionsfest angeordnet, dass das Gleitlager 41 innerhalb der Gleitbuchse 22 gelagert ist. Dabei erstreckt sich die Gleitbuchse 22 an der Innenmantelfläche 21 des Außenrohrs 2 entlang eines Hubbereichs des Gleitlagers 41. Ferner weisen die Innenmantelfläche 21 des Außenrohrs 2 und die Gleitbuchse 22 einen bündigen Übergang auf.A slide bushing 22 is arranged in a fixed position on an inner lateral surface 21 of the outer pipe 2 in such a way that the slide bearing 41 is mounted within the slide bushing 22 . The sliding bushing 22 extends on the inner lateral surface 21 of the outer pipe 2 along a stroke area of the plain bearing 41. Furthermore, the inner lateral surface 21 of the outer pipe 2 and the sliding bushing 22 have a flush transition.

Die Gleitbuchse 22 ist aus Aluminium und an einer Innenmantelfläche 221 der Gleitbuchse 22 mittels einer Chrombeschichtung beschichtet.The slide bushing 22 is made of aluminum and is coated on an inner lateral surface 221 of the slide bushing 22 with a chromium coating.

Des Weiteren ist ein Lager 42 der Fest-Los-Lagerung 4 positionsfest an der Innenmantelfläche 21 des Außenrohrs 2 im Bereich einer Gabeldichtung angeordnet.Furthermore, a bearing 42 of the fixed-loose bearing 4 is arranged in a fixed position on the inner lateral surface 21 of the outer tube 2 in the area of a fork seal.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The implementation of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different designs.

Claims

Fork leg (1) for a telescopic fork of a single-track motor vehicle with an outer tube (2) and an inner tube (3), the inner tube (3) being mounted in the outer tube (2) by means of a fixed/loose bearing (4), wherein a slide bearing (41) of the fixed-loose bearing (4) is arranged on the inner tube (3), a slide bush (22) being arranged on an inner lateral surface (21) of the outer pipe (2) in such a way that the slide bearing (41) is mounted within the slide bush (22).

Fork leg (1) according to claim 1 , wherein the sliding bush (22) is coated at least on an inner lateral surface (221) of the sliding bush (22).

Fork leg (1) according to claim 2 , wherein the slide bushing (22) is coated with a chrome coating.

Fork leg (1) according to one of Claims 1 until 3 , wherein the slide bushing (22) extends on the inner lateral surface (21) of the outer tube (2) along a stroke area of the plain bearing (41).

Fork leg (1) according to one of the preceding claims, wherein the inner lateral surface (21) of the outer tube (2) and the sliding bush (22) have a flush transition.

Fork leg (1) according to one of the preceding claims, wherein the slide bushing (22) is made of steel, aluminum or plastic.

Fork leg (1) according to one of the preceding claims, wherein the outer tube (2) is formed from a carbon fiber reinforced plastic.

Fork leg (1) according to one of the preceding claims, wherein a bearing (42) of the fixed-loose bearing (4) is arranged in a fixed position on the inner lateral surface (21) of the outer tube (2).

Single-track motor vehicle with a telescopic fork, the telescopic fork having two fork legs (1) according to one of the preceding claims.

Single-track motor vehicle according to claim 9 , where the telescopic fork is an upside-down fork.