DE1036679B

DE1036679B - Front suspension, especially for motorcycles

Info

Publication number: DE1036679B
Application number: DEA18982A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Butscheid
Original assignee: Auto Union GmbH
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1953-10-15
Filing date: 1953-10-15
Publication date: 1958-08-14

Description

Vorderradfederung, insbesondere für Krafträder Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung von Kraftradfederungen, die das Ausweichen des Rades in einer Ebene-der jeweiligen Stoßrichtung angepaßt - ermöglichen. Es ist bekannt, die Räder von Kraftfahrzeugen schräg geradlinig in der Hauptstoßrichtung den Straßenunebenheiten ausweichen zu lassen. Derartige Federungen übertragen bei Stoßbeanspruchungen, die nicht in der Federungsrichtung liegen, ungefederte Komponenten und sind dementsprechend nur teilweise wirksam. Außerdem sind sie ebenso einem Aufschwingen durch rhythmische Stoßbeanspruchungen ausgesetzt wie jede Vertikalfederung und brauchen deswegen einen Stoßdämpfer. Diese Nachteile haben unabhängig voneinander, d. h. senkrecht nach oben und waagerecht nach hinten und aus in den daraus kombinierten Bewegungsrichtungen, keine nachgiebigen Federungen. Sie erfordern dafür aber mindestens zwei Federn - für jede Hauptrichtung eine - und ebenso zwei Stoßdämpfer für jedes Rad. Es sind auch federnde Vorderradgabeln für Motorräder bekanntgeworden, in denen das Rad, in einer Teleskopgabel geführt, den Stößen nach oben gefedert ausweichen und zugleich eine annähernd horizontale Bewegung machen kann, die sowohl in wie auch gegen Fahrtrichtung von zwei Federpaaren gedämpft wird. Es ist auch eine hauptsächlich für Fahrräder gedachte Abfederung für Vorderräder bekannt, bei der ein Paar Blattfedern eine an Schwinghebeln aufwärts und horizontal bewegliche Gabel abfedert. Während die zuerst genannten Abfederungen eine große Anzahl von. Federn benötigen und die Gabel teuer und kompliziert würde, ist die Beanspruchung einer derartig gebogenen Blattfeder in jeder Lage verschieden. Sie ist rechnerisch nicht erfaßbar, und ihre Schwingungen sind nur mit sehr komplizierten Mitteln zu dämpfen. Einer Beanspruchung, die an, ein Motorrad mit den. heute üblichen Geschwindigkeiten gestellt wird, ist sie nicht gewachsen.Front suspension, particularly for motorcycles The invention relates focus on the improvement of motorcycle suspension systems that allow the wheel to swerve in one level - adapted to the respective direction of impact - allow. It is known, the wheels of motor vehicles obliquely straight in the main direction of impact the road bumps to evade. Such suspensions transmit in shock loads that do not lie in the direction of suspension, unsprung components and are accordingly only partially effective. In addition, they are also swung up through rhythmic Exposed to shock loads like any vertical suspension and therefore need one Shock absorbers. These disadvantages have independently of one another, i. H. perpendicular to above and horizontally to the rear and out in the combined directions of movement, no resilient springs. But they require at least two springs for this - One for each main direction - and also two shock absorbers for each wheel. There are resilient front forks for motorcycles also become known, in which the wheel, guided in a telescopic fork, dodging the bumps upwards and at the same time can make an approximately horizontal movement, both in and against the direction of travel is dampened by two pairs of springs. It is also one primarily for bicycles imaginary suspension for front wheels known, in which a pair of leaf springs one on Rocker arms upwards and horizontally movable fork cushions. While the first called cushioning a large number of. Need springs and the fork is expensive and would be complicated, is the stress on such a bent leaf spring different in every situation. It cannot be computed and its vibrations can only be dampened with very complicated means. A stress that is a motorcycle with the. the usual speeds today, it is not grown.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Federung für Krafträder zu schaffen, die das Ausweichen des Rades in einer Ebene erlaubt und bei der nur eine Feder auf jeder Seite des Rades für beide Federungsbahnen und nach ;Möglichkeit kein Stoßdämpfer gebraucht wird.The object of the invention is to create a suspension for motorcycles, which allows the wheel to evade in one plane and with only one spring on each side of the wheel for both suspension tracks and after; no shock absorber possible is needed.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch eine Kraftfahrzeugfederung, bei der das Rad in einer Ebene gegen nur eine Feder auf jeder Seite des Rades federnd ausweicht, und das Neue besteht darin, da.ß eine Schraubenfeder mit geradem Federweg dem Ausweichen des Rades entgegenwirkt. Dazu sind die das Rad tragenden Schwinghebel vorzugsweise an Teleskoprohren einer Kraftradvordergabel angebracht. Die das Rad tragenden Schwinghebel können auch an Schwingarmen statt an Teleskoprohren einer Kraftradvordergabel angebracht sein. Vorteilhaft ist es, die Schwinghebel durch das Bremsgehäuse des Rades zu ersetzen, indem das Bremsgehäuse in Lagern an Holmen der Gabel schwingend beweglich befestigt ist. 'renn die Schwinghebel nicht durch das Bremsgehäuse ersetzt werden, ist es vorteilhaft, die Schwinghebel innerhalb der Gabelholme oder auch innerhalb der Schwingarme anzuordnen. Zur Aufnahme des Bremsreaktionsmomentes in besonders einfacher Weise können Gummipuffer zwischen den Schwinghebeln und den Teleskoprohren angeordnet sein. Dabei wirkt sich die Bremskraft auf das Verhalten beim Durchfedern des Rades aus. Um das zu vermeiden, kann zur Aufnahme des Bremsreaktionsmomentes das Bremsgehäuse drehbar um die die Schwinghebel verbindende Achse gelagert und mit Stangen abgestützt sein. An dem die Stangen verbindenden Gelenkbolzen läßt sich ein Stoßdämpfer anbringen, der insbesondere das Zurückschwingen des Rades in die Ausgangsstellung dämpft. Die kleinere Stange darf zur Wahrung eindeutiger kinematischer Verhältnisse bei keiner Stellung des Rades ihrem unteren Totpunkt nahekommen oder ihn überschreiten. Sie ist daher größer als die das Rad tragenden Schwinghebel an den Teleskoprohren.The invention solves this problem by means of a motor vehicle suspension, in which the wheel is resilient in one plane against only one spring on each side of the wheel evades, and the new thing is that there is a coil spring with straight travel counteracts the evasion of the wheel. These are the rocker arms that support the wheel preferably attached to the telescopic tubes of a motorcycle front fork. The the wheel load-bearing rocker arms can also be attached to swing arms instead of telescopic tubes Be attached to the front fork of the motorcycle. It is advantageous to use the rocker arm Replace the brake housing of the wheel by placing the brake housing in bearings on spars the fork is attached to swing and move. 'Don't run the rocker arms through If the brake housing is to be replaced, it is advantageous to keep the rocker arm inside to be arranged on the fork legs or within the swing arms. To accommodate the Brake reaction torque in a particularly simple way can rubber buffers between be arranged the rocker arms and the telescopic tubes. The braking force has an effect on the behavior during deflection of the wheel. To avoid this, you can use the Recording of the braking reaction torque, the brake housing rotates around the rocker arm connecting axis be stored and supported with rods. At the one connecting the rods A shock absorber can be attached to the pivot bolt, which in particular prevents the swing back of the wheel in the starting position. The smaller rod is allowed to maintain clearer kinematic conditions with no position of the wheel its bottom dead center come close to or exceed it. It is therefore larger than that which carries the wheel Rocker arm on the telescopic tubes.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele. In den Abb. 1 bis 3 ist der eigentliche Erfindungsgedanke der Vorderradfederung in drei Stellungen dargestellt.The drawings show exemplary embodiments. In Figs. 1 to 3 is the actual inventive concept of the front suspension shown in three positions.

Abb. 1 zeigt die Vorderradfederung im Ruhezustand; Abb.2 das Vorderrad in der Stellung, die es bei einer in der Höhe der Radachse waagerecht entgegen der Fahrtrichtung wirkenden Belastung einnimmt; Abb.3 zeigt die Vorderradfederung in der dazu entgegengesetzten, nach vorn ausgefederten Stellung; Abb.4 zeigt eine Ausführung, bei der die Teleskopfederung durch Schwingarme ersetzt ist, in Abb.5 ist eine Teleskopfederung dargestellt, bei der das Bremsgehäuse die Funktion der Schwinghebel übernimmt; Abb. 6 zeigt eine beispielsweise Ausführung, bei der die Bremsreaktionskräfte durch Stangen abgestützt werden, die durch einen Gelenkbolzen verbunden sind; Abb.7 bis 9 zeigen für diese Ausführung verschiedene Lagen der Radachse in einer Federungsebene.Fig. 1 shows the front suspension at rest; Fig.2 the front wheel in the position that it is at a height of the wheel axis horizontally opposite to the Direction of travel assumes load; Figure 3 shows the front suspension in the opposite, forward rebounded position; Fig 4 shows a version in which the telescopic suspension is replaced by swing arms, in Fig.5 a telescopic suspension is shown, in which the brake housing the function the rocker arm takes over; Fig. 6 shows an example embodiment in which the braking reaction forces are supported by rods supported by a hinge pin are connected; Figures 7 to 9 show different positions of the wheel axle for this version in a suspension plane.

Das Vorderrad 1 ist an der Achse 2 gelagert, die an Schwinghebeln 3 befestigt ist. Die Schwinghebel 3 sind an Ansätzen 4 der beweglichen Teleskoprohre 5 um Lager 6 drehbar. Je eine Feder 7 stützt je ein bewegliches Teleskoprohr 5 ab, die in bekannter Weise in den feststehenden Holmen 8 zu beiden Seiten des Vorderrades 1 geführt werden. Im Ruhezustand liegt die das Vorderrad 1 tragende Achse 2 senkrecht über den Lagern 6.The front wheel 1 is mounted on the axle 2 on rocker arms 3 is attached. The rocker arms 3 are on lugs 4 of the movable telescopic tubes 5 rotatable about bearing 6. Each spring 7 supports a movable telescopic tube 5, in a known manner in the fixed spars 8 on both sides of the front wheel 1. In the idle state, the axis 2 carrying the front wheel 1 is perpendicular above the bearings 6.

Wirkt nun in Höhe der Achse 2 eine Kraft entgegengesetzt der Fahrtrichtung auf das Rad 1, so wird dieses in die in Abb. 2 dargestellte Lage verschoben. Dabei nehmen die Schwinghebel 3 statt einer vertikalen eine horizontale Lage ein. Die Lager 6 werden dabei auf einer Kreisbahn um die Achse 2 um die Strecke angehoben, die das Lager 6 von der Achse 2 entfernt ist. Betrachtet man die Holme 8 als im wesentlichen unveränderlich in ihrem Abstand vom Boden, dann werden durch die Bewegungen der Lager 6 auf der Kreisbahn die Teleskoprohre 5 aufwärts bewegt und die Federn 7 zusammengedrückt. Das Pendeln der Achse 2 auf einer Kreisbahn entgegengesetzt der Fahrtrichtung wird durch die Federn 7 gedämpft. Ebenso wird die Bewegung in entgegengesetzter Richtung (Abb. 3) - nachdem die Schwinghebel 3 die in Abb.l gezeichnete Stellung durchlaufen haben - durch die Federn 7 gedämpft, wenn die Schwinghebel 3 in die in Abb. 3 gezeichnete Lage schwingen. Es wird der Bewegung der Schwinghebel in beide extreme Lagen durch die Federn 7 ein Widerstand entgegengesetzt. In Wirklichkeit werden diese beiden geschilderten Fahrzustände selten. sein, weil meist schräge Stöße von dem Rad 1 aufgenommen werden müssen, also Stöße, deren Komponenten sowohl in horizontaler wie in vertikaler Richtung wirksam werden. Dementsprechend werden sich teils die Teleskoprohre 5 in der Stoßrichtung bewegen und unmittelbar die Federn 7 zusammendrücken, teils werden sie mittelbar bei der Bewegung der Schwinghebel 3 um ihre Lager 6 die Federn 7 belasten. Statt der Teleskopfederungsteile 5, 7, 8 können auch Schwingarme 10, eine Gabel 11 und Federn 12 verwendet werden.If a force acts opposite to the direction of travel at the level of the axle 2 on the wheel 1, this is shifted into the position shown in Fig. 2. The rocker arm 3 take a horizontal position instead of a vertical one. The bearings 6 are raised on a circular path around the axis 2 by the distance that the bearing 6 is away from the axis 2. If the spars 8 are viewed as essentially unchangeable in their distance from the ground, then the movements of the bearings 6 on the circular path move the telescopic tubes 5 upwards and compress the springs 7. The oscillation of axis 2 on a circular path opposite to the direction of travel is dampened by springs 7. Likewise, the movement in the opposite direction (Fig. 3) - after the rocker arms 3 have passed through the position shown in Fig. 1 - is dampened by the springs 7 when the rocker arms 3 swing into the position shown in Fig. 3. The movement of the rocker arm in both extreme positions is opposed by the springs 7 with a resistance. In reality, these two driving states described are rare. be because mostly oblique impacts have to be absorbed by the wheel 1, that is, impacts whose components are effective both in the horizontal and in the vertical direction. Accordingly, the telescopic tubes 5 will partly move in the direction of impact and directly compress the springs 7, partly they will load the springs 7 indirectly when the rocker arm 3 moves about their bearings 6. Instead of the telescopic suspension parts 5, 7, 8, swing arms 10, a fork 11 and springs 12 can also be used.

Zur Einsparung der Schwinghebel 3 ist das Bremsgehäuse 13 um die Achse 2 drehbar und seitenstabil in den Lagern 6 am Teleskoprohr 5 gelagert. Das Rad 1 bzw. seine Achse 2 kann also dem jeweiligen Fahrwiderstand folgend um die Lager 6 auf einem Kreisbogen und gleichzeitig auf einer Geraden, die durch die Bewegung der Teleskoprohre 5 bestimmt wird, den Fahrbahnstößen ausweichen. Sowohl für den Federweg um einen Kreisbogen sowie für den Federweg auf einer Geraden wird nur je eine Feder 7 in einem Holm 8 benötigt. Es ist mit einfachen Mitteln eine Federung geschaffen., die eine erhöhte Fahrbequemlichkeit ermöglicht. Da ein Aufschwingen des Rades 1 nicht mehr in dem Maße wie bei einem geradlinig oder kurvenförmig geführten Rad möglich ist, ist normalerweise kein Stoßdämpfer notwendig. Beim Bremsen wird das Bremsgehäuse 13 mit dem Rad 1 bzw. der Achse 2 nach vorn beschleunigt und durch Gummipuffer 14 an den Teleskoprohren 5 abgefangen. Ebenso kann. die Bewegung in umgekehrter Richtung durch Gummipuffer 15 abgefangen werden.To save the rocker arm 3, the brake housing 13 is around the axis 2 rotatably and laterally mounted in the bearings 6 on the telescopic tube 5. The wheel 1 or its axis 2 can thus follow the respective driving resistance around the bearings 6 on an arc of a circle and at the same time on a straight line created by the movement the telescopic tubes 5 is determined to avoid the road bumps. Both for the Suspension travel around an arc of a circle as well as for the suspension travel on a straight line is only ever a spring 7 in a spar 8 is required. It is a suspension with simple means created., which enables increased driving comfort. There is an upswing of the wheel 1 no longer to the same extent as a straight or curved one Wheel is possible, no shock absorber is normally necessary. When braking is the brake housing 13 with the wheel 1 or the axle 2 accelerated forward and through Rubber buffers 14 intercepted on the telescopic tubes 5. Likewise can. the movement in in the opposite direction are intercepted by rubber buffers 15.

Das Abstützen der Bremsreaktionskräfte an den Teleskoprohren 5 kann zu einem schlagartigen Greifen der Bremsen und entsprechend erhöhten Beanspruchungen der Gabel führen. Das ist durch eine Anordnung nach Abb. 6 vermieden. Das Rad 1 ist an dem Bremsgehäuse 13 gelagert und dieses seinerseits auf einer die Schwinghebel 3 verbindenden Achse 2. Die Schwinghebel 3 sind entsprechend der vorhergehenden Beschreibung an den Teleskoprohren 5 gelagert. Das Bremsgehäuse 13 trägt zur Aufnahme des Bremsmomentes Stangen 16, die durch einen Gelenkbolzen 17 mit Stangen 18 verbunden sind. Ein nicht dargestellter Stoßdämpfer kann an den Gelenkbolzen 17 angreifen. Er dämpft vorteilhaft-erweise nur, wenn er nach unten gezogen wird. Dadurch, daß die Federung des Rades 1 von den Fahrbahnwiderständen und von den Federn 7 der Teleskopgabel abhängig ist und statt auf einer festgelegten Bahn in einer Ebene beweglich ist, ist ein Aufschwingen des Rades 1 durch eine rhythmische Folge von Straßenunebenheiten erschwert und die Verwendung eines Stoßdämpfers an sich nicht notwendig. Die Stangen 18 sind länger als die Schwinghebel 3. Während die Schwinghebel 3 die Achse 2 in ihren Lagern 6 sowohl nach vorn wie auch nach hinten führen, muß der Gelenkbolzen 17 immer hinter dem Lager 19 der Stangen 18 am Gabeljoch 20 bleiben. Die Stangen 16 nehmen über die Stangen 18 die Bremsreaktionskräfte auf, ohne dabei die Ausfederung des Rades 1 zu beeinflussen.The support of the braking reaction forces on the telescopic tubes 5 can lead to a sudden grip of the brakes and correspondingly increased stresses on the fork. This is avoided by an arrangement according to Fig. 6. The wheel 1 is mounted on the brake housing 13 and this in turn is mounted on an axis 2 connecting the rocker arms 3. The rocker arms 3 are mounted on the telescopic tubes 5 as described above. The brake housing 13 carries rods 16 to absorb the braking torque, which rods are connected to rods 18 by a hinge pin 17. A shock absorber (not shown) can act on the hinge pin 17 . Advantageously, it only cushions when it is pulled down. The fact that the suspension of the wheel 1 is dependent on the road resistance and on the springs 7 of the telescopic fork and is movable in a plane instead of a fixed path, the swinging of the wheel 1 is made difficult by a rhythmic sequence of road bumps and the use of a shock absorber not necessary in itself. The rods 18 are longer than the rocker arm 3. While the rocker arm 3 guide the axis 2 in their bearings 6 both forwards and backwards, the hinge pin 17 must always remain behind the bearing 19 of the rods 18 on the fork yoke 20. The rods 16 absorb the braking reaction forces via the rods 18 without influencing the rebound of the wheel 1.

In Abb. 7 ist schematisch die Lage der Achse 2 bei schräg von vorn unten erfolgendem Stoß dargestellt. Die in ausgezogenen Strichen dargestellten Schwinghebel 3, die Stange 16 und die Stange 18 zeigen die Ausgangsstellung, die gestrichelt gezeichneten Teile 3', 16' und 18' stellen die Lage nach dem Ausweichen auf einen schräg von vorn unten erfolgenden Stoß dar. Alle Punkte der Fläche A, B, C, D, E sind von der Achse 2 erreichbar.In Fig. 7, the position of the axis 2 is shown diagrammatically in the case of a joint occurring obliquely from the front and bottom. The rocker arm 3 shown in solid lines, the rod 16 and the rod 18 show the starting position, the dashed parts 3 ', 16' and 18 'represent the position after evading an oblique from the front and bottom Areas A, B, C, D, E can be reached from axis 2.

Abb. 8 zeigt die gleichen Teile in anderen Stellungen. Die in ausgezogenen Strichen dargestellte Lage zeigt die Achse 2 in der Ausgangsstellung, die in gestrichelten Linien. dargestellte Lage zeigt die senkrecht nach unten ausgewichene Achse 2.Fig. 8 shows the same parts in other positions. The ones in undressed The position shown in dashes shows the axis 2 in the starting position, the position in dashed lines Lines. The position shown shows the axis 2, which has deviated vertically downwards.

Die Abb.9 zeigt die Ausweichmöglichkeit der Achse 2 in eine gestrichelt gezeichnete Stellung. Dabei hat die Achse 2 einen Kreisbogen beschrieben. Diese dargestellte Ausweichmöglichkeit ist z. B. dann möglich, wenn die Teleskoprohre 5 ihre untere Stellung erreicht haben und das Vorderrad 1 mit der Achse 2 die Stellung 2' einnimmt. Bei einem waagerechten Stoß, beispielsweise beim Anfahren an einen Chausseestein, drückt der Schwinghebel 3 auch hier die Federn 7 zusammen, da das Rad nicht nach unten ausweichen kann. Der Stoß wird somit - wie schon oben beschrieben - von den Federn 7 aufgenommen.Figure 9 shows the alternative of axis 2 in a dashed line drawn position. The axis 2 has described an arc of a circle. These The alternative shown is z. B. possible when the telescopic tubes 5 have reached their lower position and the front wheel 1 with the axis 2 the position 2 'occupies. In the event of a horizontal impact, for example when approaching one Chausseestein, the rocker arm 3 also compresses the springs 7 here, because that Wheel cannot move downwards. The impact is thus - as already described above - taken up by the springs 7.

Claims

CLAIMS: 1. Front suspension, especially for motorcycles, in which the wheel resiliently deflects in one plane against only one spring on each side of the wheel, characterized in that a helical spring with a straight spring deflection counteracts the deflection of the wheel. 2. Motor vehicle suspension according to claim 1, characterized in that the rocker arm (3) carrying the front wheel (1) are attached to telescopic tubes (5) of a motorcycle front fork. 3. Motor vehicle suspension according to claims 1 and 2, characterized in that the brake housing (13) of the front wheel (1) in bearings (6) on telescopic tubes (5) is attached to swing and move. 4. Motor vehicle suspension according to Claims 1 and 2, characterized in that the two rocker arms (3) are arranged between the telescopic tubes (5). 5. Motor vehicle suspension according to claim 1, characterized in that the rocker arm (3) on rocker arms. (10) are arranged. 6. Motor vehicle suspension according to claims 1 to 4, characterized in that rubber buffers (14, 15) between the rocker arms (3) or the brake housing (13) and the telescopic tubes (5) are arranged to absorb the braking reaction torque. 7. Motor vehicle suspension according to claim 3, characterized in that the brake housing (13) is rotatably mounted on the axis (2) and supported with rods (16, 18) to absorb the braking reaction torque. B. Motor vehicle suspension according to claims 1 to 7, characterized in that a shock absorber acts on the hinge pin (17) which dampens the swinging back of this wheel into the starting position. 9. Motor vehicle suspension according to claims 1 to 8, characterized in that the rod (18) is larger than the rocker arm (3). Considered publications: German Patent Specifications Nos. 435 382, 411 622; French patents nos. 549 075, 502 505.