DE2744368C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufhängung für das mit einer Bremse versehene lenkbare Vorderrad eines Zwei- oder Drei­ radfahrzeuges mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Eine solche Vorderradaufhängung ist beispielsweise in der DE-AS 10 43 844 als Stand der Technik erwähnt, obwohl dort über die exakte Anbringung der Teleskop-Feder und über die Anordnung der Bremse keine Aussagen gemacht sind.

Zu den Eigenschaften einer Vorderradaufhängung, die wegen ihres Einflusses auf die Lenkfreudigkeit und Standsicher­ heit des Fahrzeuges, sowie auf die Wirtschaftlichkeit bei Herstellung und Wartung der Aufhängung selbst besonders er­ wünscht sind, zählen eine geringe Veränderung des Nach­ laufes während der Schwingung des Vorderrades, besonders bei Stößen, möglichst keine Beeinflußung der Aufhängungs­ federn durch die Bremsung, das leichte Gewicht und die mög­ lichst geringe Anzahl der Bestandteile der Aufhängung.

Bei Aufhängungen mit Teleskop-Gabeln wird zwar einerseits die Beständigkeit des Nachlaufes gesichert und die auf das Fahrzeug, auch bei der Bremsung, übertragenen Stöße werden ziemlich gut aufgenommen, da das Bremsmoment die Aufhän­ gungsfedern nicht belastet und somit ihren Hub nicht ver­ kürzt. Solchen Vorderradaufhängungen haften jedoch anderer­ seits einige Nachteile an, darunter der stark ins Gewicht fallende Nachteil eines raschen Verschleißes der Gleit­ führungen der Teleskop-Teile, der durch die hohen, quer zur Gleitrichtung der Teleskop-Teile wirkenden Kräfte verur­ sacht wird, welche auch während der normalen Funktion der Radaufhängung wegen der auf die durch die Reaktion der Fahrstraße auf die Schenkel der Teleskop-Gabel wirkenden Biegemomente auftreten. Außer der dadurch bedingten häufigen Wartung, um ein rasches Zunehmen der Paarungsspiele und da­ mit der Stöße, der Verluste an Schmiermittel sowie an Stoß­ dämpferflüssigkeit zu verhindern, kann die Reibung auch die optimale Wirksamkeit der Stoßdämpfung der Radaufhängung beeinträchtigen. Weitere Nachteile bilden die hohen Kosten und das hohe Gewicht, die einerseits durch die zwecks Klein­ haltung des Verschleißes erforderliche Bearbeitungsgenauig­ keit und Festigkeit der Werkstoffe, andererseits durch die Notwendigkeit, der langen Gabel die erforderliche Steifig­ keit zu verleihen, die für die Standsicherheit des Fahrzeu­ ges ausreicht, entstehen.

Andere bekannte Vorderradaufhängungen (DE-AS 10 19 579, FR- PS 23 838), bestehen aus zwei passend abgefederten Längs­ schwingen, die die Radachse in ihrem vorderen oder hinteren Ende beiderseitig gelagert tragen. Bei dieser Art Aufhäng­ ung kommen nur Drehgelenke vor, die viel weniger verschleiß­ anfällig sind. Außerdem arbeiten die Bestandteile unter günstigeren Bedingungen und können daher gewichtsmäßig leichter ausgebildet werden. Andererseits gehen diesen Schwingenaufhängungen die vorher bei den Teleskop-Gabeln er­ wähnten Vorteile des gleichbleibenden Nachlaufs und der mangelnden Beeinflussung der Aufhängungsfedern durch die Bremsung ab und außerdem ist dabei die Anzahl der anein­ ander angelenkten Teile verhältnismäßig groß.

Die Anzahl der Teile dieser bekannten Schwingenradaufhäng­ ungen läßt sich nahezu auf die Hälfte herabsetzen, wenn das Rad wie bei einer Anordnung nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 einseitig aufgehängt ist. Dabei ist anstelle ei­ ner zweischenkeligen Gabel ein vom Steuerschaftrohr einsei­ tig nach unten geführter Arm vorgesehen, der aber mit einer genügend breiten Lagerung ausgestattet sein muß, um eine ausreichende Führung des Schwinghebels für die Radfederung zu gewährleisten. Um die sich bei einer derartigen Anord­ nung ergebenden Nachteile einer schweren Ausbildung und ei­ ner abnormal weit nach außen ragenden Lagerstelle zu vermei­ den, ist in der DE-AS 10 43 844 eine Anordnung vorgeschla­ gen, die wieder auf eine zweischenkelige Gabel mit zwei La­ gerstellen zurückgreift, wobei ein einziger, verhältnis­ mäßig langer Schwinghebel über eine Lagerstelle der Gabel derart verlängert ist, daß er, um das Rad herumgreifend, an der zweiten Lagerstelle der Gabel ebenfalls gelenkig gela­ gert ist. Über die Anbringung der Bremse ist auch bezüg­ lich dieser Anordnung nichts ausgesagt, doch da hier die Teleskop-Feder am Schwinghebel in einer Achse angelenkt ist, die mit der Radachse nicht zusammenfällt, muß geschlossen werden, daß der Bremsträger der Bremse am Schwinghebel be­ festigt ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorderradaufhängung der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß sie nicht nur mit wenigen Teilen auskommt und gewichtsmäßig leicht ist, sondern auch sichergestellt ist, daß der Hub der Aufhäng­ ungsfedern bei der Bremsung praktisch nicht beeinflußt wird und der Nachlauf während der Schwingung möglichst unverän­ dert bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale ge­ löst.

Ähnliche Konstruktionen sind zwar bei Hinterradaufhängungen von Kraftfahrzeugen bekannt, beispielsweise aus der GB-PS 12 81 095. Jedoch unterscheidet sich die Hinterradaufhäng­ ung der GB-PS 12 81 095 grundlegend dadurch von der erfin­ dungsgemäßen Konstruktion, daß die Radachse und die Anlenk­ achse der Teleskop-Feder am Schwinghebel bei der bekannten Hinterradaufhängung nicht zusammenfallen, daß bei einem nicht lenkbaren Hinterrad offenbar Probleme zufolge einer Nachlaufveränderung nicht auftreten und daß sich auch etwaige Beeinflussungen des Federhubs bei der Bremsung in völlig an­ derer Art auswirken, als bei einer Vorderradaufhängung, da durch die Lastverlagerung die Hinterradaufhängung entlastet wird, während eine Vorderradaufhängung zusätzlich belastet wird. Der nach der GB-PS 12 81 095 verwendete Schwinghebel besitzt eine Dreiecksform, die bei einer Vorderradaufhäng­ ung nicht anwendbar wäre, und diese bekannte Konstruktion bezweckt in erster Linie, eine Veränderung der Lage der Rad­ mittelebene zufolge der Einwirkung von Querkräften auf das Rad zu vermeiden. Um dies zu erreichen ist es notwendig, daß die Radachse an einem mit dem unteren Ende einer Teles­ kop-Feder fest verbundenen Achsträger angebracht ist, der am freien Ende des Schwinghebels gelagert ist, wobei die Anlenkachse des Schwinghebels an der Fahrzeugstruktur, die Anlenkachse des Achsträgers am Schwinghebel und die Rad­ achse parallel sind und letztere in einer zwischen den die genannten beiden Anlenkachsen enthaltenden Ebenen liegen­ den Ebene angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorderradaufhängung kann der Bremsträger auf der Radachse drehbar gelagert und die Rad­ achse im Schwinghebel eingespannt sein.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Bremsträger mit der Radachse drehfest verbunden und die Rad­ achse im Schwinghebel drehbar gelagert ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Bremsträger mit dem unteren Ende der Teleskop-Feder lösbar verbunden ist.

Es kann vorgesehen sein, daß der Schwinghebel mit seinem vorderen Ende am Tragarm angelenkt ist und an seinem hinte­ ren Ende die Radachse trägt.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorderradaufhängung, die teilweise längs Linie A-A in Fig. 3 ge­ schnitten ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs Linie B-B in Fig. 1; und

Fig. 3 eine Rückansicht der Aufhängung, wobei das Rad teilweise im Schnitt gezeigt ist.

Das Rad 1 der Vorderradaufhängung dreht sich um einen die Radachse bildenden Zapfen 2, der am hinteren Ende eines Schwinghebels 3 eingespannt ist. Der Schwinghebel 3 selbst ist an seinem vorderen Ende um eine Achse x-x eines Halters 4 schwingbar, der an einem von einem Steuerschaftrohr seit­ lich des Rades 1 in einer zur Radebene im wesentlichen paral­ lel verlaufenden Ebene nach unten geführten einseitigen Tragarm 5 befestigt ist. Auf dem Zapfen 2 ist außerdem ein Bremsträger 6 drehbar gelagert, der am unteren Ende 7 einer Teleskop-Feder 8 abnehmbar befestigt ist. Die Teleskop- Feder 8 umfaßt eine Feder 8′ und einen Stoßdämpfer 8′′ der Aufhängung und ist an ihrem oberen Ende 9 gelenkig mit dem Tragarm 5 verbunden.

Das untere Ende 7 der Teleskop-Feder 8 ist über den Brems­ träger 6 ferner mit einem Teller verbunden, an dem die Brems­ backen und die zugehörigen Betätigungsorgane einer Bremse 10 angebracht sind.

Sämtliche Wirkungen, die auf senkrecht zur Radebene wirken­ de Kräfte zurückzuführen sind, belasten die Teleskop-Feder 8 nicht, da dieselbe am Tragarm 5 elastisch angelenkt ist, so daß diese Kräfte vollständig über den Schwinghebel 3 auf den Tragarm 5 übertragen werden, welcher somit auf Biegung und Torsion beansprucht wird und dementsprechend bemessen ist.

Unter den in der Radebene wirkenden Kräften ist zwischen den Vertikalbelastungen, die zwangsweise durch die Radmitte führen, sowie den auf das Bremsen zurückzuführenden Tangen­ tialkräften zu unterscheiden.

Die Vertikalkräfte werden auf den Tragarm 5 über eine erste Komponente in Richtung der Achse der Teleskop-Feder 8 und über eine zweite Komponente übertragen, die durch die Rad­ achse 2 und Schwingachse x-x des Schwinghebels 3 führt. Daraus ergibt sich, daß die Teleskop-Feder 8 nur auf Druck und Zug beansprucht wird. Auch die Tangentialkräfte werden analog in Komponenten aufgeteilt auf den Tragarm 5 übertra­ gen.

Da sich der Schwinghebel 3 jedoch unter normalen Bedingun­ gen in einer zur Fahrbahn annähernd parallelen Lage befin­ det, wird der Zustand der Teleskop-Feder 8 durch diese Kräf­ te praktisch nicht beeinflußt. Was das auf die Vertikal­ kräfte und auf den Umstand, daß die Teleskop-Feder nicht in der Radebene liegt, zurückzuführende Drehmoment betrifft, wird dasselbe über den Schwinghebel 3 in gleicher Weise und mit den gleichen Auswirkungen auf den Tragarm 5 übertragen, wie die senkrecht zur Radebene wirkenden Kräfte.

Das auf den Teller der Bremse 10 wirkende Bremsmoment wird auf den Tragarm 5 über eine Kraft übertragen, die durch die Radachse 2 und die Schwingachse x-x des Schwinghebels 3 ver­ läuft, sowie über eine parallele und gegenläufige Kraft, die in der Anlenkstelle des oberen Endes 9 der Teleskop-Feder 8 wirkt.

Da die Achse des Schwinghebels 3 und die Achse der Teleskop- Feder 8 während der Schwingung einen Winkel einschließen, der vom durchschnittlichen Winkel 90° nur wenig abweicht, werden die Federorgane der Teleskop-Feder 8 seitens der Komponenten der Reaktionskräfte des Bremsmomentes nur ver­ nachlässigbar beansprucht. Der folgliche Hub der Aufhängung ist somit nahezu 0.

Die Nachlaufänderung während der Schwingung ist ferner da­ durch beschränkt, daß die Achse des Schwinghebels 3, der eine angemessene Länge besitzt, in der normalen Betriebs­ lage nahezu senkrecht auf der Achse y-y des Steuerschaft­ rohres der Lenkung steht.

Abweichend von der beschriebenen Ausführungsform ist es mög­ lich, den Bremsträger 6 drehfest mit dem Zapfen 2 zu verbin­ den und den Zapfen 2 im Schwinghebel 3 drehbar zu lagern.

Die beschriebene Vorderradaufhängung für Zwei- oder Dreirad­ fahrzeuge erfüllt die gestellten Forderungen. Sie ist aus einer geringen Anzahl einfach gestalteter und einfach unter­ einander verbundener Bauteile aufgebaut, unter denen die auftretenden Belastungen in ausgeglichener Weise aufgeteilt sind, wodurch geringes Gewicht und niedrige Herstellungs­ kosten, wie sie insbesondere bei Zwei- und Dreiradfahrzeu­ gen erwünscht sind, erreicht sind.

Claims (5)

1. Aufhängung für das mit einer Bremse versehene lenkbare Vorderrad eines Zwei- oder Dreiradfahrzeuges, mit einem im Fahrzeugrahmen drehbar gelagerten Steuerschaftrohr, von dem ein einseitiger Tragarm seitlich des Rades in einer zur Radebene im wesentlichen parallel verlaufen­ den Ebene nach unten geführt ist, an dessen unterem En­ de ein an seinem freien Ende die Radachse fliegend tra­ gender Schwinghebel gelagert ist, sowie mit einer an ih­ ren Enden sich einerseits am Tragarm und andererseits am Schwinghebel gelenkig abstützenden Teleskop-Feder, dadurch gekennzeichnet, daß die Rad­ achse (Zapfen 2) und die Anlenkachse der Teleskop-Feder (8) an dem Schwinghebel (3) zusammenfallen, daß der Schwinghebel (3) zur Achse (y-y) des Steuerschaftrohres etwa senkrecht angeordnet ist und daß am unteren Ende (7) der Teleskop-Feder (8) ein zwischen dem Rad (1) und dem Schwinghebel (3) angeordneter, mit diesem drehbar verbun­ dener Bremsträger (6) für die Bremse (10) des lenkbaren Rades (1) befestigt ist.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsträger (6) auf der Radachse (2) drehbar gela­ gert und die Radachse (2) im Schwinghebel (3) einge­ spannt ist.

3. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsträger (6) mit der Radachse drehfest verbunden und die Radachse (2) im Schwinghebel drehbar gelagert ist.

4. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsträger (6) mit dem unteren Ende (7) der Tele­ skop-Feder (8) lösbar verbunden ist.

5. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinghebel (3) mit seinem vorderen Ende am Trag­ arm (5) angelenkt ist und an seinem hinteren Ende die Rad­ achse (2) trägt.