DE2352321B2

DE2352321B2 - Einrichtung zum Einstellen des Neigungswinkels des Steuerkopfes der Vorderradgabel eines Motorrads

Info

Publication number: DE2352321B2
Application number: DE2352321A
Authority: DE
Inventors: Gary A. Valcourt Quebec Robison (Kanada)
Original assignee: BOMBARDIER Ltd VALCOURT QUEBEC (KANADA)
Current assignee: BOMBARDIER Ltd VALCOURT QUEBEC (KANADA)
Priority date: 1972-10-26
Filing date: 1973-10-16
Publication date: 1978-11-16
Also published as: JPS4972847A; US3866946A; DE2352321C3; JPS5122264B2; GB1412509A; CA963034A; AT339753B; DE2352321A1; ATA883373A

Description

Die Ei-finaung betrifft eine Einrichtung zum Einstellen des Neigungswinkels des Steuerkopfes der Vorderradgabel eines Motorrads gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Abhängigkeit davon, ob ein Motorrad nur als reines Straßenfahrzeug oder als Geländefahrzeug benutzt wird, hat bekanntlich die Längsachse des Lenkschaftes im Vergleich zu der in der vertikalen Mittellängsebene des Motorradrahmens liegenden Längsachse des Steuerkopfes eine jeweils auf die Verwendungsart abgestellte Neigung. Um diese Neigung bei Bedarf verändern zu können, ist bereits vorgeschlagen worden, die Vorderradgabel eines Motorrads mit zwei im Abstand voneinander liegenden Einschnitten für die Aufnahme der Vorderradachse zu versehen. Bei Anwendung dieses Vorschlags kann jedoch der Neigungswinkel nicht genau eingestellt werden, da der Abstand zwischen den beiden Einschnitten zwangsweise erheblich größer als der Durchmesser der Vorderradachse sein muß.

Gemäß einem anderen Vorschlag soll die Vorderradgabel in einem schwenkbaren und winkelverstellbaren Gestell gelagert werden. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß es während der Fahrt relativ leicht zu einem unbeabsichtigten Verstellen der Neigung kommen kann.

Bei einer weiteren Ausführungsform, bei welcher der Lenkschaft in den Enden des Steuerkopfrohres drehbar gelagert ist und an seinen Enden zwei sich nach vorn erstreckende Platten trägt, an denen die Vorderradgabel mit Abstand zum Lenkschaft befestigt ist, hat man versucht, die gewünschte Neigung durch Verstellung der Relativlängen der beiden Platten zu erreichen. Dies ist aber grundsätzlich mit einer nachteiligen Veränderung der Geometrie des gesamten Steuersystems verbunden, da der Winkel zwischen der Vorderradgabel und der Längsachse des Lenkschafts verändert wird.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, unter Überwindung der vorstehend genannten Nachteile eine Einstelleinrichtung zu schaffen, mit

welcher der Neigungswinkel des Steuerkopfes der Vorderradgabel eines Motorrads genau und zuverlässig eingestellt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Diesen Grundgedanken weiterbildende Merkmale sind in den Ansprüchen 2 bis 8 enthalten.

Zur Einstellung des Neigungswinkels zwischen der Längsachse des Lenkschafts und der Längsachse des Steuerkopfes eines Motorrads ist beim Gegenstand der Erfindung der Lenkschaft in dem Steuerkopfrohr des Motorradrahmens zweckmäßig mittels zweier in den Steuerkopfrohrenden vorgesehener selbsteinstellender Pendelkugel- oder -rollenlager drehbar gelagert Die Mittel zum Einstellen des Neigungswinkels können hierbei aus einem exzentrischen Teil bestehen, der beispielsweise in das eine Ende des Steuerkopfrohrs eingesetzt ist und dessen exzentrisch verlagerte runde Bohrung dem Lager als Sitz dient Der exzentrische Teil kann wahlweise in einer von zwei siel, einander diametral gegenüberliegenden Stellungen in das Ende des Steuerkopfrohrs eingesetzt werden, was entsprechend unterschiedliche Neigungen der Längsachse des Lenkschafts zur Folge hat. Wenn jedoch in jedes Ende des Steuerkopfrohrs ein exzentrischer Teil eingesetzt wird, so können dadurch wahlweise vier verschiedene Neigungswinkel der Längsachse des Lenkschafts erzielt werden. Diese Grundeinstellungen können noch durch eine Vielzahl von exzentrischen Teilen erweitert werden, die sich in ihren Exzentrizitäten voneinander geringfügig unterscheiden und durch den paarweisen Einbau entsprechender Teile die Einstellung des gewünschten Neigungswinkels ermöglichen. Auf der Grundlage der praktischen Anwendungsfälle dürfte indessen die Bereitstellung von vier Paar Teilen nahezu alle Verstellwünsche befriedigen, wenn diese Teile Neigungsänderungen vonO", l^o,2" bzw.3° ermöglichen und damit einen Gesamtneigungswinkel von ca. 6° erlauben.

Die Erfindung schafft die Voraussetzungen dafür, daß nur ein Grundrahmenmodell für verschiedene Typen notwendig ist, was sich besonders bei den Herstellungskosten bemerkbar macht. Ferner kann jetzt der Motorradfahrer selber ohne Aufwand und ohne Schwierigkeiten den gewünschten Neigungswinkel einstellen. So hat er die Möglichkeit, einen kleineren Neigungswinkel einzustellen, wenn er das Motorrad auf der Straße verwenden will, während er einen größeren Neigungswinkel wählen kann, wenn er mit dem Motorrad im Gelände fahren möchte.

Darüber hinaus wird durch den erfindungsgemäßen Vorschlag die Verkehrssicherheit wesentlich erhöht. Da der Motorradfahrer selbst den Neigungswinkel bequem und risikolos einstellen kann, ist er nicht mehr versucht, durch bauliche Änderungen des Motorrads die gewünschte Neigung herzustellen. Bislang bestand nämlich eine gebräuchliche, jedoch sehr gefährliche Umrüstung bei Motorrädern ohne die Möglichkeit der Einstellung des Neigungswinkels darin, den Motorradrahmen hinter dem Steuerkopf durchzutrennen und danach die getrennten Teile mit dem gewünschten Neigungswinkel wieder miteinander zu befestigen. Diese Art der Einstellung des Neigungswinkels erhöht indessen die Bruchgefahr des Motorradrahmens in einem erheblichen Umfang, da das Durchtrennen und anschließende Wiederzusammenfügen an einer Stelle mit einem besonders hohen Spannungszustand erfolgt. Auch kann eine solche Veränderung des Neigungswinkels nur dadurch rückgängig gemacht werden, daß der Rahmen nochmals an der besonders gefährdeten Stelle getrennt und anschließend zusammengefügt wird.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Vorderteils eines Motorrads mit einer Einrichtung zum Einstellen des Neigungswinkels des im Steuerkopfrohr liegenden Lenkschafts;

Fig.2 einen vertikalen Längsschnitt durch das Steuerkopfrohr;

Fig.3 einen horizontalen Querschnitt durch das Steuerkopfrohr der F i g. 2 gemäß der Linie 3-3;

Fig.4 einen vertikalen Längsschnitt durch das Steuerkopfrohr gemäß einer weiteren Ausführungsform;

F i g. 5 einen horizontalen Querschnitt durch das Steuerkopfrohr der F i g. 4 gemäß der Linie 5-5;

F i g. 6 einen vertikalen Längsschnitt durch das Steuerkopfrohr gemäß einer dritten Ausführungsform,·

F i g. 7 einen horizontalen Querschnitt durch das Steuerkopfrohr der F i g. 6 gemäß der Linie 7-7;

Fig.8 einen vertikalen Längsschnitt durch das Steuerkopfrohr gemäß einer vierten Ausführungsform und

F i g. 9 einen horizontalen Querschnitt durch das Steuerkopfrohr der F i g. 8 gemäß der Linie 9-9.

Fig. 1 zeigt ein Motorrad mit einem Rahmen 10, der vorn ein sich in der Längsmittelebene des Rahmens erstreckendes und im wesentlichen hochkant angeordnetes Steuerkopfrohr 11 trägt. In der Nähe des unteren Endes des Steuerkopfrohrs 11 ist das untere Rahmenrohr 12 und in der Mitte des Steuerkopfrohrs 11 das obere Rahmenrohr 13 beispielsweise mittels Schweißens befestigt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel enthält das obere Rahmenrohr 13 den Kraftstofftank 14. Durch das Steuerkopfrohr 11 erstreckt sich in im wesentlichen axialer Richtung der in an beiden Enden des Steuerkopfrohrs 11 vorgesehenen Lagern 16 um seine Längsachse drehbar gelagerte Lenkschaft 15.

Das obere und das untere Ende des Lenkschaftes 15 erstrecken sich durch eine obere Klemmplatte 17 bzw. durch eine un'.ere Klemmplatte 18 and sind mit diesen Klemmplatten lösbar verbunden. Die beiden Klemmplatten 17 und 18 erstrecken sich in rechtwinklig zur Achse 30 des Lenkschafts 15 liegenden Ebenen und weisen jeweils eine im wesentlichen dreieckige Form auf, wobei die Breite jeder Klemmplatte vor dem Lenkschaft 15 von hinten nach vorn zunimmt. An der oberen Klemmplatte 17 ist auf bekannte Weise eine Lenkstange 19 befestigt, Durch miteinander ausgerichtete Bohrungen in der oberen Klemmplatte 17 und in der unteren Klemmplatte 18 erstrecken sich zwei parallel zueinander verlaufende Rohrteile 20 der Vorderradgabel 21 des Motorrads. Diese sind in diesen Bohrungen durch bekannte Befestigungsmittel 22 und 23 festgelegt. Auf ebenfalls bekannte Weiie ist das Vorderrad 24 des Motorrads am unteren, nicht dargestellten. Ende der Vorderradgabel 21 drehbar befestigt

Wie aus F i g. 2 und 3 hervorgeht, enthält jedes der beiden Lager 16 ein Rollenlager 25, dessen innere Lautoahn am Lenkschaft 15 und dessen äußere Laufbahn an einem Lagerinnenring 26 vorgesehen ist, der in dem Sitz 28 eines in jedem Ende des Steuerkopfrohrs 11 untergebrachten Lageraußenrings 29 ruht und eine kugelabschnittsförmig gekrümmte

Außenfläche trägt, wobei der Sitz 28 die gleiche Krümmung wie der Lagerinnenring 26 aufweist. Der Lagerinnenring 26 trägt an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen zwei Keile oder Paßfedern 27, die in entsprechend im Lageraußenring 29 vorgesehene Keilnuten 27a eingreifen. Aufgrund dieser Maßnahme kann der Lagerinnenring 26 wahlweise in einer von zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellungen in den Lageraußenring 29 eingebaut werden.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist die Durchgangsbohrung , ι ■■ für den Lenkschaft 15, und damit dieser Lenkschaft 15 und das Rollenlager 25, exzentrisch in dem Lagerinnenring 26 vorgesehen, wobei die Größe der Exzentrizität mit X bezeichnet ist. Die Lageraußenringe 29 sind lösbar aber drehfest in die Enden des Steuerkopfrohrs ■. 11 eingesetzt, wobei nicht dargestellte Festlegungsmittel vorgesehen sein können, um ein ungewolltes Drehen der Lageraußenringe 29 aus der in F i g. 2 und 3 dargestellten Stellung heraus zu verhindern. In dieser Stellung liegt die Achse 30 des Lenkschafts 15 in einem _>·. Winkel zur Achse 31 des Steuerkopfrohrs 11. Dieser Winkel kann dadurch verändert werden, daß der Steuerkopf auseinandergebaut, der Lagerinnenring 26 herausgenommen und um seine Längsachse um 180° gedreht wieder eingesetzt wird. Dadurch, daß die *■ Durchgangsbohrungen in den beiden Lagerinnenringen 26 exzentrisch vorgesehen sind, kann der Winkel zwischen den Achsen 30 und 31 und damit der Richtungswinkel des Lenkschaftes 15 im Steuerkopfrohr 11 auf vier verschiedene Werte eingestellt werden. Es ist ferner möglich, Sätze von Lagerinnenringen 26 mit verschiedenartigen Exzentrizitäten X vorzusehen, d.h. auf Lager zu halten, und dadurch einen großen Einstellbereich des Neigungswinkels des Steuerkopfes zu ermöglichen.

Das Verstellen des Neigungswinkels des Steuerkopfes auf die beschriebene Weise bringt keine ungünstige Veränderung in der Geometrie des Steuersystems mit sich, weil die Vorderradgabel 21 infolge ihrer Befestigungsart ihre Lage relativ zum Lenkschaft 15 niemals ändert.

Die Lager 16 weisen zwecks Aufnahme von Axialbeanspruchungen vorzugsweise Axialdrucklager 27b auf. In der Praxis wird ferner jedes Lager 16 gewöhnlich von einem Dichtungsmittel, wie beispielsweise einem Gummischuh 27c (F i g. 2), abgeschlossen, um Schmutz und Staub von den Lagerflächen fernzuhalten.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 und 5 ist an beiden Enden des Steuerkopfrohrs 11 jeweils ein ■ einen exzentrischen Sitz 28a aufweisender Lageraußenring 29a vorgesehen, in dem eine eine kugelabschnittsförmig gekrümmte Innenfläche aufweisende Gleitlagerschale 36 gelagert ist, die eine eine entsprechend kugelabschnittsförmig gekrümmte Außenfläche aufweisende, an dem Lenkschaft 15 starr befestigte Lagerbuchse 37 aufnimmt. Die Gleitlagerschale 36 und die Lagerbuchse 37 bestehen aus einem einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisenden Werkstoff, so daß der Lenkschaft 15 leicht gedreht werden kann. Dank dieser Konstruktion gestatten die an den beiden Enden des Steuerkopfrohrs 11 befindlichen Lager 16a nicht nur Drehbewegungen des Lenkschaftes 15, sondern fungieren auch als Axialdrucklager, die jede axiale Relativbewegung zwischen dem Lenkschaft 15 und dem Steuerkopfrohr 11 verhindern. Die in den Enden des Steuerkopfrohrs 11 vorgesehenen Lageraußenringe 29a sind auf beliebige Weise, beispielsweise mittels nicht dargestellter Keile oder Paßfedern, gegen ein Drehen in ihren Sitzen gesichert. Wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 und 3 kann der Neigungswinkel des Steuerkopfrohrs 11 durch Umsetzung eines oder beider Lageraußenringe 29a geändert und für den Fall, daß ein größerer Verstellbereich dieses Neigungswinkels erforderlich ist, eine Anzahl von zusätzlichen Lageraußenringen 29a bereitgehalten werden.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 und 7 weist jeder Lageraußenring 29b der beiden Lager 16b eine kugelabschnittsförmig gekrümmte, einen Sitz 286 darstellende und eine entsprechend gekrümmte Außenfläche eines Lagerinilenrings 38 aufnehmende Innenfläche auf. Jeder Lagerinnenring 38 ist mit einer axialen Bohrung versehen, die mit einer Lagerbuchse 39 versehen ist, in welcher der Lenkschaft 15 drehbar gelagert ist Die beiden Lageraußenringe 296 sind in die Enden des Steuerkopfrohrs 11 gegen axiale Verdrehung gesichert eingesetzt, können jedoch wahlweise jeweils in einer von zwei um 180° zueinander versetzten Stellungen festgestellt werden, um den Neigungswinkel des Steuerkopfrohrs 11 entsprechend zu verändern.

Zwischen der äußeren Stirnseite jedes Lagerinnenrings 38 und der dieser Stirnseite zugeordneten Klemmplatte 17 oder 18 ist jeweils ein ringförmiges Axialdrucklager 40 vorgesehen, um die zwischen dem Lagerinnenring 38 und der ihm benachbarten Klemmplatte 17 bzw. 18 auftretenden axialen Belastungen zu absorbieren.

Bei dem in F i g. 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in jedes Ende des Steuerkopfrohrs 11 ein exzentrischer Lageraußenring 29c eingesetzt, dessen exzentrischen Sitz 28c ein selbsteinstellendes Pendelkugel- oder -rollenlager 16c aufnimmt Das Verstellen des Neigungswinkels des Steuerkopfrohrs 11 wird hier auf ähnliche Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 bis 6 vorgenommen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hinrichtung zum Einstellen des Neigungswinkels des Steuerkopfes der Vorderradgabel eines Motorrades mit einem das Steuerkopfrohr des Motorradrahmens durchsetzenden Lenkschaft, der in zwei im Abstand voneinander am Lenkschaft vorgesehenen Lagern gelagert ist, in denen der Lenkschaft um eine in der senkrechten Längsmittelebene des Motorrades liegende, im wesentlichen senkrechte Achse drehbar ist, und Mitteln, die die Vorderradgabel mit dem Lenkschaft zwecks gemeinsamer Drehung fest verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Lager (16 bzw. 16a bzw. 166 bzw. i6c) Einstellmittel aufweist, mittels welcher der Neigungswinkel der Achse (30) des Lenkschaftes (15) und damit gleichzeitig der Neigungswinkel des Steuerkopfes der Vorderradgabel (21) einstellbar ist

2. Einstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel an beiden Lagern (16 bzw. 16a bzw. 166 bzw. 16c,) vorgesehen sind.

3. Einstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel des Lagers (16 bzw. 16a bzw. 166 bzw. 16c^aus einem exzentrischen Teil (26 bzw. 29a bzw. 296 bzw. 29c; bestehen, der wahlweise in einer von zwei sich einander diametral gegenüberliegenden Stellungen derart in das Lager eingesetzt werden kann, daß sich die Achse (30) des Lenkschaftes (15) jeweils in einer von zwei verschiedenen Neigungswinkelstellungen erstreckt.

4. Einstelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Lager Einstellmittel aufweist, so daß die Achse (30) des Lenkschaftes vier verschiedene Neigungswinkelstellungen einnehmen kann.

5. Einstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lager an den Enden des Steuerkopfrohres (11) vorgesehen und als selbsteinstellende Pendelkugel- oder -.rollenlager (16c,) ausgebildet sind, wobei jedes Lager relativ zueinander drehbare innere und äußere Laufbahnen aufweist, von denen die eine mit Bezug auf den Lenkschaft (15) und die andere mit Bezug auf das Steuerkopfrohr fest angeordnet ist und die Einstellmittel wenigstens eines der beiden Lager einen exzentrischen Lageraußenring (29c) aufweisen, der in einer von zwei sich einander diametral gegenüberliegenden Stellungen zwischen eine der Laufbahnen und den Lenkschaft (15) oder das Steuerkopfrohr (11) einsetzbar ist (F ig. 8).

6. Einstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lager eine von einem Lagerinnenring (38) getragene Lagerbuchse (39) zur Lagerung des Lenkschafts (15) aufweist und der Lagerinnenring (38) von einem in das entsprechende Ende des Steuerkopfrohres (11) eingesetzten Lageraußenring (296,) getragen wird, wobei wenigstens einer der Lageraußenriiige (296^ einen relativ zur Achse (31) des Steuerkopfrohres (11) exzentrisch ausgebildeten Sitz (286J aufweist und in zwei sich einander diametral gegenüberliegenden Stellungen in das Steuerkopfrohr eingesetzt werden kann, und die zusammenarbeitenden Lagerflächen des Lageraußenringes (296^ einerseits und des Lagerinnenringes (38) andererseits kugelabschnittsförmig ausgebildet sind, damit sich das Lager auf die verschiedenen Neigungen des Lenkschafts (15) entsprechend den Stellungen des exzentrischen Lageraußenrings (29Z^einstellen kann (F i g. 6).

7. Einstelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von austauschbaren Lageraußenringen (29) mit verschiedenen Exzentrizitäten vorgesehen ist, durch deren Einbau der Neigungswinkel des Lenkschafts (15) beliebig eingestellt werden kann.

ίο

8. Einstelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrische Teil ein Lagerinnenring (26) mit einer exzentrischen Bohrung zur drehbaren Aufnahme des Lenkschafts (15) und einer kugelabschnittsförmig gekrümmten

; ΐ Außenfläche ist, die in dem entsprechend gekrümmten Sitz (28) eines in das Steuerkopfrohr (11) des Motorrads eingesetzten Lageraußenrings (29) gelagert ist, wobei der L&gerinnenring (26) wahlweise in einer von zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellungen in den Lageraußenring (29) einsetzbar ist und Keile oder Paßfedern (27) und entsprechende Keilnuten (27a) vorgesehen sind, um ein Drehen des Lagerinnenrings (26) relativ zum Lageraußenring (29) zu verhindern.