DE3110369C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur federnden Ab­ stützung eines Vorderrads eines Motorrads nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.

Nach der JP-OS 54-70 535 bekannte Vorrichtungen dieser Art haben eine im wesentlichen lineare Federcharakteristik:
die Federkraft nimmt linear mit der Auslenkung des Vorder­ rads relativ zum Rahmen nach oben zu.

Nach der GB-PS 1 60 139 ist es bekannt, eine Vorderradga­ bel eines Motorrads am Rahmen mittels übereinander liegender Winkelhebel anzulenken, die aufeinander zu weisende, durch Zugfedern miteinander verbundene Schenkel aufweisen. Die Federung der Vorderradgabel, die hierdurch erzielt wird, ist nichtlinear: die Federkraft nimmt stärker als linear mit einer Verschiebung der Vorderradgabel relativ zum Rah­ men nach oben zu.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 anzuge­ ben, die eine in dem genannten Sinn nichtlineare Feder­ charakteristik mit einfachen Mitteln ge­ stattet.

Zwei Lösungen dieser Aufgabe sind im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 bzw. 2 angegeben.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen.

Ausführungsbei­ spiele der Erfindung werden im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen erläu­ tert.

Fig. 1 zeigt ein Motorrad in Seitenansicht.

Fig. 2 zeigt perspektivisch vergrößert die Vorderradauf­ hängung des Motorrads nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt in Seitenansicht in verschiedenen Zuständen die Vorderradaufhängung nach Fig. 2.

Fig. 4 zeigt in Seitenansicht eine zweite Ausführungsform der Vorderradaufhängung.

Fig. 5 zeigt in Seitenansicht eine dritte Ausführungs­ form der Vorderradaufhängung.

Fig. 6 zeigt Dämpfungscharakteristiken der erfindungsgemäßen Vorderradaufhängungen im Vergleich zu einer bekannten Cha­ rakteristik.

Fig. 1 zeigt ein Motorrad 30 mit einem Hinterrad 31 an einer hinteren Gabel 32, die vorne an einem Rahmen 33 des Motorrads 30 mittels eines Bolzens 34 angelenkt ist. Zwei Stoßdämpfer 35 sind zwischen der hinteren Gabel 32 und einem oberen Teil des Rahmens 33 angeordnet. Eine Vorderradaufhängung 36 enthält eine obere Gabel 37 und eine untere Gabel 38.

Die obere Gabel 37 ist, wie Fig. 2 zeigt, mit einem oberen Rohr 39 an einem Vorderteil des Rahmens 33 zwischen einer oberen Brücke 40 und einer unteren Brücke 41 an ihr mit­ tels eines Langbolzens 42 verbunden, der Löcher 40 a und 41 a in den beiden Brücken 40 und 41 sowie das Rohr 39 durch­ setzt. Die obere Gabel 37 wird durch eine Lenkstange 44 gelenkt, die an der oberen Seite der oberen Brücke 40 mittels Klemmgliedern 43 befestigt ist. Die oberen En­ den zweier vorderer Arme 45 und zweier hinterer Arme 46 sind an den Seitenteilen 37 a, 37 b der oberen Gabel mittels Bolzen 45 a und 46 a angelenkt. Die unteren Enden der vor­ deren Arme 45 und der hinteren Arme 46 sind an den Seiten­ teilen 38 a und 38 b der unteren Gabel 38 mittels Bolzen 45 b und 46 b angelenkt. Dadurch sind ein linkes und ein rechtes Gelenkviereck 47 aus den oberen Seitenteilen 37 a, 37 b, den unteren Seitenteilen 38 a, 38 b und den Armen 45 und 46 gebildet.

Jedes Seitenteil 38 a und 38 b der unteren Gabel 38 hat einen nach hinten oben weisenden Abschnitt 38 c, der an die Arme 45 und 46 angelenkt ist, und einen nach vorne weisenden Abschnitt 38 d, der ein Ende einer Achse 49 eines Vorder­ rads 48 trägt. Das Vorderrad 48 liegt also vor den Bolzen 45 b und 46 b, die die untere Gabel 38 und die Arme 45 und 46 miteinander verbinden. Vor der Lenkstange 44 ist ein einziger Stoßdämpfer 51 oberhalb eines vorderen Kotflügels 50 und vor dem oberen Teil der oberen Gabel 37 angeord­ net. Der Stoßdämpfer 51 enthält ein mit Gas, Flüssigkeit oder Gas-Flüssigkeit als Dämpfungsmittel arbeitendes Dämpfungselement 51 a und eine Schraubendruckfeder 51 b. Das obere Ende des Stoßdämpfers 51 ist an Armen 52 ange­ lenkt, die über der oberen Brücke 40 angebracht sind, so daß der Stoßdämpfer 51 nach hinten und vorn schwingen kann. Die beiden vorderen Arme 45 sind mit nach oben über die Bolzen 45 a hinausragenden Verlängerungen 45 c verse­ hen, an denen mittels Bolzen 54 a vordere untere Enden von Stangen 54 angelenkt sind, die die Gelenkvierecke 47 mit dem Stoßdämpfer 51 verbinden.

Jede Stange 54 kann aber auch mit einer Verlängerung an einem hinteren Arm 46 verbunden sein, die sich von dem hinteren Arm 46 über den Bolzen 46 a nach oben erstreckt.

Jede Stange 54 überträgt Stellungsänderungen des ihr zuge­ ordneten Gelenkvierecks 47 auf den Stoßdämpfer 51. Die obe­ ren Enden der Stangen 54 und das untere Ende des Stoßdämp­ fers 51 sind mittels einer progressiven Gelenkanordnung 55 miteinander verbunden, die eine Auslenkung ihres mit den Gelenkvierecken 47 verbundenen Eingangsendes in eine progressive Auslenkung ihres mit dem Stoßdämpfer 51 verbun­ denen Ausgangsendes umsetzt.

Die progressive Gelenkanordnung 55 enthält einen ersten Hebel 57, der in seinem mittleren Bereich mit der oberen Gabel 37 mittels eines Bolzens 56 angelenkt ist und der mit einem hinteren Ende an dem oberen Ende der Stange 54 mittels eines Bolzens 54 b angelenkt ist. Ein zweiter Hebel 59 in Form eines weit geöffneten "V" mit einem nach vorne weisenden Schenkel 59 a und einem nach oben weisenden Schen­ kel 59 b ist mit seinem Scheitel an dem nach vorne weisen­ den Ende des ersten Hebels 57 mittels eines Bolzens 58 angelenkt und mit seinem nach vorne weisenden Schenkel 59 a an dem unteren Ende des Stoßdämpfers 51 mittels eines Bol­ zens 60 angelenkt. Ein dritter Hebel 63 ist an dem nach oben weisenden Schenkel 59 b und der oberen Gabel 37 mit­ tels Bolzen 61 und 62 angelenkt. Ein hinteres Teil des ersten Hebels 57 ist, wie Fig. 2 zeigt, gegabelt und mit der rechten bzw. linken Stange 54 verbunden. Der dritte Hebel 63 verläuft durch die Gabelung des ersten Hebels 57 von unten nach oben hindurch.

Ein Anheben und Absenken des Vorderrades 48 durch Straßen­ welligkeit hat eine Stellungsänderung der Gelenkvierecke 47 zur Folge. Während solcher Stellungsänderungen schwingt die untere Gabel 38 um einen Schnittpunkt A der verlän­ gert gedachten Arme 45 und 46, der unten hinter den Armen 45 und 46 liegt (Fig. 1). Dieser Schnittpunkt A ist momen­ tanes Zentrum einer Schwenkung der unteren Gabel 38, verändert aber seine Position z. B. zwischen A 1 und A 2 (Fig. 3). Dementsprechend steigt oder fällt die Achse 49 im wesentlichen parallel zur Lenkachse B-B entlang einer etwa geraden Linie C-C. Mit der Aufwärts­ bewegung des Vorderrades 48 schwenken die vorderen Arme 45 um die Drehbolzen 45 a entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gemäß Fig. 3. Demzufolge werden die Stangen 54 nach unten gezogen und verschwenken den ersten Hebel 57 um den Bolzen 56 im Uhrzeigersinn, wodurch der zweite Hebel 59 angehoben wird und den Stoßdämpfer 51 zusammendrückt. Dabei schwenkt der zweite Hebel 59 um den Bolzen 58 im Uhrzeigersinn, da der nach oben weisende Schenkel 59 b des zweiten Hebels 59 durch den dritten Hebel 63 relativ zu der oberen Gabel 37 festgehalten wird. Daher wird der Stoßdämpfer 51 um eine Strecke zusammengedrückt, die der Summe der Anhebung und der Schwenkung des zweiten Hebels 59 entspricht. Das Maß der Schwenkung des zweiten Hebels 59 steigt mit dem Anwachsen der Aufwärtsbewegung des Vorderrades 48 an, so daß die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 51 bei Aufwärtsbewegung des Vorderrads 48 progressiv verläuft, wie dies durch die Kurven Y und Z in Fig. 6 gezeigt ist. Die Charakteristik der Kurven Y und Z ist durch die pro­ gressive Gelenkanordnung 55 bestimmt.

Die Kurve X in Fig. 6 zeigt die Charakteristik einer her­ kömmlichen Teleskop-Vorderradfederung. Sie verläuft pro­ portional zur Aufwärtsbewegung des Vorderrades. Demgegen­ über bewirkt die progressive Gelenkanordnung 55 eine Dämp­ fungskraft, die stärker steigt als die Aufwärtsbewegung des Vorderrads. Die Dämpfungscharakteristik gemäß den Kur­ ven Y und Z ist abhängig von den Formen und Abmessungen der Hebel 57, 59 und 63. Um eine vorgegebene Dämpfungskraft F zu erzeugen, muß sich das Vorderrad bei einer herkömmli­ chen Federung, deren Charakteristik durch die Kurve X gegeben ist, nach oben über eine Strecke S 1 bewegen, wäh­ rend bei einer Charakteristik, die durch die Kurven Y und Z gegeben ist, eine geringere Aufwärtsbewegung S 2 bzw. S 3 des Vorderrads genügt. Damit wird die Verfolgung von Straßenwelligkeiten durch das Vorderrad verbessert. Die Höhe des Fahrersitzes kann um ein Maß verringert werden, das der Verringerung der Aufwärtsbewegung des Vorderrads entspricht, wodurch der Schwerpunkt des Motorrads niedriger gelegt wird. Ebenfalls wird die Nickbewegung des Motorrads beim Bremsen verringert.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer progressiven Gelenkanordnung 85 zwischen dem oberen Ende eines Stoß­ dämpfers 81 und dem oberen Ende einer Stange 84. Der Stoß­ dämpfer 81 ist mit einem unteren Ende an einer oberen Ga­ bel 67 angelenkt. Die progressive Gelenkanordnung 85 ent­ hält einen ersten Hebel 87, der mit einem hinteren Ende an dem oberen Ende der oberen Gabel 67 und mit einem mitt­ leren Bereich an der Stange 84 angelenkt ist. Ein zweiter Hebel 89 mit weit geöffneter V-Form ist mit seinem Schei­ tel an dem vorderen Ende des ersten Hebels 87 und mit einem vorderen Schenkel 89 a an dem oberen Ende des Stoß­ dämpfers 81 angelenkt. Ein dritter Hebel 93 verbindet einen oberen Schenkel 89 b des zweiten Hebels 89 mit der oberen Gabel 67. Das untere Ende der Stange 84 ist mit einer Ver­ längerung 75 c eines vorderen Arms 75 verbunden, die über seine Gelenkverbindung 75 a mit der oberen Gabel 67 nach oben hinausragt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel drückt der zweite Hebel 89 auf den Stoßdämpfer 81 dann, wenn der erste Hebel 87 entgegen dem Uhrzeigersinn durch eine Abwärtsbewegung der Stange 84 infolge einer Stellungsänderung des Gelenkvier­ ecks 77 verschwenkt wird. Dabei wird der zweite Hebel 89 entgegen dem Uhrzeigersinn infolge des Festhaltens seines oberen Schenkels 89 b durch den dritten Hebel 93 relativ zu der oberen Gabel 67 verschwenkt, so daß das Maß der Kompression des Stoßdämpfers 81 progressiv steigt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 liegt eine pro­ gressive Gelenkanordnung 125 zwischen einer Stange 124 und einem Gelenkviereck 117. Eine Verlängerung 105 c eines Arms 105, die über einen den Arm 105 mit einer oberen Ga­ bel 107 verbindenden Bolzen 105 a hinausragt, dient als erster Hebel 127 der progressiven Gelenkanordnung 125. Die progressive Gelenkanordnung 125 enthält den ersten Hebel 127 und einen zweiten Hebel 129, der V-förmig mit einem nach vorne oben weisenden Schenkel 129 a und einem nach vorne unten weisenden Schenkel 129 b ist und in seinem Scheitel mit dem ersten Hebel 127 und mit seinem nach vorne oben weisenden Schenkel 129 a mit dem unteren Ende der Stange 124 verbunden ist. Ein dritter Hebel 133 verbindet den nach vorne unten weisenden Schenkel 129 b mit der oberen Gabel 107. Das untere Ende eines Stoßdämpfers 121 ist an der oberen Gabel 107 mittels eines Bolzens 123 angelenkt. Das obere Ende des Stoßdämpfers 121 ist gemeinsam mit dem oberen Ende der Stange 124 an einem oberen Ende eines Len­ kers 131 angelenkt, der an dem oberen Ende der oberen Ga­ bel 107 mittels eines Bolzens 130 angelenkt ist. Bei die­ sem Ausführungsbeispiel wird die Stange 124 durch eine Schwenkung des Arms 105 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Bolzen 105 a vermittels des zweiten Hebels 129 nach unten gezogen. Dabei wird die Abwärtsbewegung der Stange 124 und das Maß der Kompression des Stoßdämpfers 121 infolge einer Schwenkung des zweiten Hebels 129 entgegen dem Uhr­ zeigersinn progressiv gesteigert.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur federnden Abstützung eines Vorderrads (48) eines Motorrads (30) an einer an einem Rahmen (33) des Mo­ torrads (30) lenkbar angeordneten oberen Gabel (37; 67), bei der das Vorderrad (48) an einer unteren Gabel (38) gelagert ist und die Seitenteile (37 a, 37 b, 38 a, 38 b) je­ der Seite der oberen und unteren Gabel (37, 38; 67) jeweils durch einen vorderen und einen hinteren Arm (45, 46; 75) unter Bildung eines Gelenkvierecks (47; 77) miteinander verbunden sind, wobei einer (45; 75) dieser beiden Arme (45, 46; 75) mit einer über seine Gelenkverbindung (45 a; 75 a) mit der oberen Gabel (37; 67) hinausragenden Verlän­ gerung (45 c; 75 c) versehen ist, und bei der ein Stoß­ dämpfer (51; 81) mit seinem ersten Ende an der oberen Ga­ bel (37; 67) angelenkt ist und mit seinem zweiten Ende über eine Gelenkvorrichtung mit der Verlängerung (45 c; 75 c) des einen Armes (45; 75) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Gelenkvorrichtung eine Stange (54; 84) mit einem unteren Ende an der Verlänge­ rung (45 c; 75 c) des einen Armes (45; 75) und mit einem oberen Ende an einem an der oberen Gabel (37; 67) schwenkbar gelagerten ersten Hebel (57; 87) angelenkt ist, und daß ein V-förmig gestalteter zweiter Hebel (59; 89) mit einem nach vorne weisenden Schenkel (59 a; 89 a) am zweiten Ende des Stoßdämpfers (51; 81), mit seinem Scheitel an einem nach vorne weisenden Ende des ersten Hebels (57; 87) und mit einem nach oben weisen­ den Schenkel (59 b; 89 b) über einen dritten Hebel (63; 93) an der oberen Gabel (37; 67) angelenkt ist.

2. Vorrichtung zur federnden Abstützung eines Vorderrads (48) eines Motorrads (30) an einer an einem Rahmen (33) des Motorrads (30) lenkbar angeordneten oberen Gabel (107), bei der das Vorderrad (48) an einer unteren Gabel gelagert ist und die Seitenteile jeder Seite der oberen (107) und unteren Gabel jeweils durch einen vor­ deren (105) und einen hinteren Arm unter Bildung eines Gelenkvierecks (117) miteinander verbunden sind, wobei einer (105) dieser beiden Arme mit einer über seine Ge­ lenkverbindung (Bolzen 105 a) mit der oberen Gabel (107) hinausragenden Verlängerung (105 c) versehen ist, und bei der ein Stoß­ dämpfer (121) mit seinem ersten Ende an der oberen Gabel (107) angelenkt ist und mit seinem zweiten Ende über eine Gelenkvorrichtung mit der Verlängerung (105 c) des einen Armes (105) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Gelenkvorrichtung eine Stange (124) mit einem oberen Ende am zweiten Ende des Stoßdämpfers (121) und mit einem unteren Ende an einem nach vorne weisenden Schenkel (129 a) eines V-förmig gestalteten zweiten Hebels (129) angelenkt ist, dessen Scheitel an der als erster Hebel (127) dienenden Verlängerung (105 c) des einen Armes (105) angelenkt ist und der mit einem nach unten weisenden Schenkel (129 b) über einen dritten Hebel (133) an der oberen Ga­ bel (107) angelenkt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende des Stoßdämpfers (51) nach unten weist und daß der erste Hebel (57) mit einem mittleren Bereich an der oberen Gabel (37) und mit einem nach hinten weisenden Ende an der Stange (54) angelenkt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende des Stoßdämpfers (81) nach oben weist und daß der erste Hebel (87) mit einem mittleren Bereich an der Stange (84) und mit einem nach hinten weisenden Ende an der oberen Gabel (67) angelenkt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende des Stoßdämpfers (121) nach oben weist und mit der oberen Gabel (107) durch einen Lenker (131) gelenkig verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß nur ein einziger Stoßdämpfer (51; 81; 121) vorgesehen ist und dieser einzige Stoß­ dämpfer (51; 81; 121) mittig vor einem oberen Abschnitt der oberen Gabel (37; 67; 107) angeordnet ist.