DE3541339C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbein nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Federbein ist aus der DE-OS 20 29 067 bekannt. Bei diesem bekannten Federbein erfolgt die Einstellung der Dämpfungsvorrichtung durch die zwischen dem Aufbau und der Schwinge wirkenden Federkraft.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Federbein der genannten Art anzugeben, bei dem die Dämpfungseinrichtung unabhängig von der zwischen Aufbau und Schwinge wirkenden Federkraft einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Federbein ist zur Einstellung der Dämpfungsvorrichtung die relative Lage von Federbein und Schwinge verwendet.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fe­ derbeins, bei der die Einstellung der Dämpfungsvorrichtung durch ein mit dem Gestänge zusammenwirkendes, axial verschieb­ bares Einstellglied erfolgt, ist im Anspruch 2 angegeben.

Eine andere zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Federbeins, bei der die Einstellung der Dämpfungsvorrichtung durch ein mit dem Gestänge zusammenwirkendes, verdrehbares Einstellglied erfolgt, ist im Anspruch 3 angegeben.

Solche Einstellvorrichtungen sind aus der DE-PS 4 13 222 und aus der US-PS 19 45 036 für sich und ohne Verbindung zu Federbeinen bekannt.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung geht aus dem Anspruch 4 hervor.

Ein erfindungsgemäßes Federbein hat Vorteile hinsichtlich Unempfindlichkeit gegen äußere Einflüsse, Wartungsfreund­ lichkeit und besseren Fahrkomfort.

Ausführungsformen der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 eine erste Ausführungsform, wobei die Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kraftra­ des darstellt, in dem die erste Ausfüh­ rungsform auf ein Aufhängungssystem für ein Hinterrad angewendet ist, die Fig. 2 und 2A eine Seitenansicht dieser ersten Ausführungsform und die Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausfüh­ rungsform und Fig. 4A eine Ansicht, aus welcher deren Arbeitsweise hervorgeht;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer dritten Ausfüh­ rungsform der Erfindung und Fig. 5A eine Ansicht, aus welcher deren Arbeitsweise hervorgeht;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer vierten Ausfüh­ rungsform und Fig. 6A eine Ansicht, aus welcher deren Arbeitsweise hervorgeht; und

Fig. 7 eine Seitenansicht einer fünften Ausfüh­ rungsform.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile.

Es wird nun die erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben. An dem hinteren Teil eines Rahmens 2 eines Kraftrades 1 ist an einem Drehzapfen 4 eine Schwinge 3 angelenkt, und an dem hinteren Ende der Schwinge 3 ist ein Hinterrad 7 gelagert, das durch einen Motor 5 über eine Kette 6 angetrieben wird (siehe Fig. 1).

Nach Fig. 2 ist zwischen dem Rahmen 2 und der Schwinge 3 ein Federbein 8 angeordnet. Das Federbein 8 umfaßt einen abgedichteten, mit Dämpfungsöl gefüllten Zylinder 9 und einen gleitend in den Zylinder 9 eingesetzten Kolben 10. Ein an dem oberen Ende des Zylinders 9 fixiertes oberes Befestigungsglied 11 ist durch einen Drehzapfen 12 drehbar an dem Rahmen 2 angelenkt. Durch die untere Endwand des Zylinders 9 ragt gleitend eine Kolbenstange 10 a, die mit dem Kolben 10 verbunden ist. Ein an dem unteren Ende der Kolbenstange 10 a fixiertes unteres Befestigungsglied 13 ist durch einen Drehzapfen 14 drehbar an der Schwinge 3 angelenkt. Zwischen dem unteren Befestigungsglied 13 und dem Zylinder 9 ist eine Schraubenfeder 15 des Federbeins 8 mit Verspannung eingebaut.

Der Kolben 10 ist mit einer bekannten Einrichtung 16 zur Erzeugung einer Dämpfungskraft in der Zugstufe des Dämpfers des Federbeins 8 versehen, während in der Druckstufe eine weitere Einrichtung 17 zur Erzeugung einer in der entgegengesetzten Richtung wirksamen Dämpfungskraft wirksam wird. Mit der Einrichtung 16 ist ein Einstellglied 18 verbunden, dessen Stellung axial zum Federbein die Dämpfungswirkung bestimmt.

Das Einstellglied 18 ist mittels einer nicht dargestell­ ten Feder so vorgespannt, daß sein eines Ende in einen radialen Durchbruch 19 des unteren Befestigungsgliedes 13 ragt. Das Einstellglied 18 erstreckt sich in axialer Richtung durch die Kolbenstange 10 a.

Nach Fig. 2 steht das Einstellglied 18 durch ein Gestänge 20 mit der Schwinge 3 so in Wirkverbindung, daß es in den Durchbruch 19 eintritt, wenn die Schwinge 3 abwärts schwingt. Das Gestänge 20 umfaßt ein erstes Gestängeglied 22, das auf einer Seite des unteren Befestigungsgliedes 13 schwenkbar ange­ lenkt ist und sich quer durch den Durchbruch 19 erstreckt, so daß es in Wirkverbindung mit dem Einstellglied 18 steht, sowie ein zweites Gestängeglied 24, das bei 23 schwenkbar an der Schwinge 3 und bei 25 an dem ersten Gestängeglied 22 drehbar angelenkt ist.

Die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform wird nun beschrieben. Wenn während der Fahrt das Hinterrad 7 einfedert und die Schwinge 3 gegen die Kraft der Schraubenfeder 15 nach aufwärts schwingt, drückt sich das Federbein 8 zusammen. Dabei wird durch die Einrichtung 17 eine Dämp­ fungskraft erzeugt und die Bewegung der Schwinge 3 bedämpft.

Wenn die Schwinge 3 aufwärts schwingt, also einfedert, nimmt der Winkel zwischen den Achsen der Schwinge 3 und des Federbeins 8 zu, wodurch das erste Gestängeglied 22 um den Drehzapfen 21 mittels des zweiten Gestängegliedes 24 nach aufwärts geschwungen und das Einstellglied 18 in Richtung der Kolbenstange 10 a gedrückt wird (siehe Fig. 2a).

Wenn sich die Schwinge 3 nach Beendigung der Einfederung dann durch die Kraft der Schraubenfeder 15 abwärts bewegt, expandiert das Federbein 8, das erste Gestängeglied 22 wird um den Drehzapfen 21 abwärts geschwungen, und das Einstellglied 18 tritt in den Durchbruch 19 ein unteren Befestigungsglied 13 hinein vor (siehe Fig. 2). Dabei wird die nun durch die Einrichtung 16 erzeugte Dämpfungskraft verändert. Diese nimmt zu, wenn die Ausfederung der abwärts­ schwingenden Schwinge 3 zunimmt. Demgemäß wird die Geschwindigkeit der abwärts schwingenden Schwinge 3 stark gedämpft, wodurch eine große Schwingungsenergie der Schwinge 3 effektiv absorbiert werden kann und innerhalb eines vorbestimmten Ausschwingungsbereiches der Schwinge 3 kein großer Stoß auftritt.

Die Fig. 4 zeigt die zweite Ausführungsform der einfederungsabhängigen Dämpferverstellung, bei welcher sich das Federbein 8 bei zunehmender Einfederung der Schwinge 3 progressiv verkürzt. Insbesondere ist es an der Schwinge 3 bei 32 das hintere Ende eines im wesentlichen dreieckförmigen Verbindungsgliedes 30 an einem Mittelabschnitt der Schwinge 3 schwenkbar angelenkt. Das vordere Ende eines Lenkers 31 ist bei 33 am Rahmen 2 an einer Stelle unterhalb des Drehzapfens 4 der Schwin­ ge 3 drehbar angelenkt. Das hintere Ende des Lenkers 31 und ein Mittel­ abschnitt des Verbindungsgliedes 30 sind bei 34 drehbar miteinander verbunden. Das untere Befestigungsglied 13 des Federbeins 8 ist mit einem Drehzapfen 14 an das vordere Endteil des Verbindungsgliedes 30 angelenkt. Ein zweites Gestängeglied 24 des Gestänges 20 ist bei 23 an dem vorderen Ende des Verbindungsgliedes 30 angelenkt. Die übrigen Teile der zweiten Ausführungs­ form entsprechen den Teilen der ersten Ausführungsform.

Gemäß der zweiten Ausführungsform wird beim Einfedern der Schwinge 3 durch das Verbindungsglied 30 das erste Gestängeglied 22 des Gestänges 20 um den Drehzapfen 21gedreht. Deshalb wird das in Kontakt mit dem Gestängeglied 22 stehende Einstellglied 18 gezwungen, sich aufwärts zu bewegen, wie es in der Fig. 4A gezeigt ist. Wenn andererseits die Schwinge 3 ausfedert, wird das Einstellglied 18 unter der Wirkung der nicht gezeigten Feder synchron mit der Drehung des ersten Gestängegliedes 22 abwärts bewegt. Dabei wird die von der Einrichtung 16 erzeugte Dämpfungskraft jeweils so eingestellt, daß sie durch das Einstellglied 18 entspre­ chend der Größe des Ausschlags der Schwinge 3 erhöht und erniedrigt wird.

Bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausfüh­ rungsform ist das Einstellglied 18 mit der Einrichtung 16 verbunden, um die von dieser in der Zugstufe des Dämpfers erzeugte Dämpfungskraft einzustellen. Es sei darauf hingewiesen, daß natürlich auch die Einrichtung 17 eingestellt werden kann, wenn das Einstellglied 18 mit dieser Einrichtung 17 verbunden wird.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird die erzeugte Dämpfungskraft durch die axiale Verschiebung des Einstellgliedes 18 eingestellt. Bei der in Fig. 5 dargestellten dritten Ausführungsform wird die erzeugte Dämpfungskraft der Einrichtung 16 durch die Verdrehung eines Einstellgliedes 118 eingestellt.

Das Einstellglied 118 der dritten Ausführungsform ist drehbar auf einem unteren Befestigungsglied 113 des Federbeins 8 gelagert. Wenn sich das Einstellglied 118 im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 5 dreht, wird eine von der Einrichtung 16 erzeugte Dämpfungskraft erhöht.

Dieses Einstellglied 118 steht durch ein Gestänge 120 so mit der Schwinge 3 in Wirkverbindung, daß das Einstellglied 118 im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird, wenn die Schwinge 3 abwärts schwingt. Das Gestänge 120 umfaßt ein erstes Gestängeglied 122, das an dem äußeren Ende des Einstellgliedes 118 befestigt ist, und ein zweites Gestängeglied 124, das bei 123 an der Schwinge 3 und bei 125 an dem ersten Gestängeglied 122 drehbar ange­ lenkt ist.

Die Arbeitsweise dieser dritten Ausführungsform wird im folgenden beschrieben. Wenn während der Fahrt das Hinterrad einfedert und die Schwinge 3 gegen die Kraft der Schraubenfeder 15 aufwärts schwingt, wird das Federbein 8 verkürzt. Dabei wird durch die Einrichtung 17 eine Dämp­ fungskraft erzeugt und die Bewegung der Schwinge 3 bedämpft.

Wenn die Schwinge 3 aufwärts schwingt, nimmt der Winkel zwischen der Schwinge 3 und dem Federbein 8 zu, so daß das erste Gestängeglied 122 mittels des zweiten Gestängegliedes 124 abwärts geschwungen und das Einstell­ glied 118 im Uhrzeigersinn gedreht wird (siehe Fig. 5A).

Wenn sich die Schwinge 3 nach Beendigung des Einfederns durch die Kraft der Schraubenfeder 15 abwärts bewegt, expandiert das Federbein 8, das erste Gestängeglied 122 wird abwärts und damit das Einstell­ glied 118 im Gegenuhrzeigersinn gedreht (siehe Fig. 5). Hier wird in der Zugstufe des Dämpfers die Dämpfungskraft durch die Einrichtung 16 erzeugt, und die Dämpfungskraft nimmt entsprechend gesteuert zu, wenn der Ausschlag der abwärtsschwingenden Schwinge 3 zunimmt. Deshalb wird die Bewegung der abwärts­ schwingenden Schwinge 3 umso stärker bedämpft, je stärker ihr Ausschlag ist, wodurch eine große Schwin­ gungsenergie der Schwinge 3 effektiv absorbiert werden kann und innerhalb eines vorbestimmten Ausschlagberei­ ches der Schwinge 3 kein großer Stoß auftritt.

Die Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform, bei der sich bei zunehmender Einfederung der Schwinge 3 das Federbein 8 progressiv verkürzt. Hier ist an der Schwinge 3 über einen Drehzapfen 132 das hintere Ende eines Verbindungsgliedes 130 an einem Mittelabschnitt der Schwinge 3 drehbar angelenkt. Das vordere Ende eines Ankers 131 ist unterhalb des Dreh­ zapfens 4 der Schwinge 3 bei 133 so an den Rahmen 2 angelenkt, daß er auf- und niederschwingen kann. Das hintere Ende des Lenkers 131 und ein Mittelabschnitt des Verbindungsgliedes 130 sind bei 134 drehbar aneinander­ gekoppelt, und ein unteres Befestigungsglied 113 des Federbeins 8 ist an einem Drehzapfen 114 an dem vorderen Ende des Verbindungsgliedes 130 angelenkt. Das zweite Gestängeglied 124 des Gestänges 120 ist bei 123 an den Mittelabschnitt des Stabes 131 drehbar angelenkt. Die anderen Teile der vierten Ausführungsform entsprechen den Teilen der dritten Ausführungsform. Die Fig. 6A zeigt den Betriebszustand des Einstell­ gliedes 118, wenn die Schwinge 3 eingefedert ist.

Die Fig. 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher anders als bei der ersten bis vierten Ausführungsform die Einrichtung 17 des Federbeins 8 einfederungsabhängig gesteuert ist. Ihre grund­ legende Konstruktion entspricht jedoch jener der vierten Ausführungsform. Bei der fünften Ausführungsform ist das Federbein 8 im Vergleich zur vierten Ausführungsform umgekehrt angeordnet, d. h., das Federbein 8 ist zwischen dem Rahmen 2 und einem zweiten Gestängeglied 224 so befestigt, daß seine Kolbenstange 10 A aufwärts gerichtet ist, und das Einstellglied 218 steht mit der Einrichtung 17 derart in Wirkverbindung, daß die durch die Einrichtung 17 erzeugte Dämpfungskraft durch die Verdrehung des Gliedes 218 einstellbar ist. Das Einstellglied 218 ist drehbar auf einem Befestigungsglied 211 des Zylinders 9 gelagert, und wenn es sich im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 7 dreht, wird die von der Einrichtung 17 erzeugte Dämpfungskraft erhöht. Dieses Einstellglied 218 ist durch ein Gestänge 220 derart mit der Schwinge 3 gekoppelt, daß es im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wenn die Schwinge 3 sich aufwärts bewegt.

Wenn die Schwinge 3 nach oben ausschlägt, wird also das Einstellglied 218 durch das Gestänge 220 im Gegenuhrzei­ gersinn gedreht. Deshalb wird bei zunehmendem Ausschlag der Schwinge 3 nach oben die durch die Einrichtung 17 des Federbeins 8 erzeugte Dämpfungskraft so eingestellt, daß sie zunimmt.

Die fünfte Ausführungsform kann so modifiziert werden, daß ihre Einrichtung 17 bei der Erzeugung der Dämpfungs­ kraft so wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform statt als Funktion der Verdrehung in Abhängigkeit von der axialen Verschiebung des Einstellgliedes 218 eingestellt wird.

Claims (4)

1. Federbein (8) zwischen einem Aufbau (Rahmen 2) und einer Schwinge (3) eines Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrads (1), mit einer einstellbaren Dämpfungsvorrichtung (16, 17), dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Dämpfungs­ vorrichtung (16, 17) über ein Gestänge (20; 120; 220) er­ folgt, das eine von der im Fahrbetrieb wechselnden Lage der Schwinge (3) zum Aufbau (Rahmen 2) abhängige Bewegung ausführt und diese auf ein die Dämpfungsvorrichtung (16, 17) verstellendes und im Federbein (8) geführtes Einstell­ glied (18; 118; 218) überträgt.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellglied (18) axial verschiebbar ist und an einem zugeordneten, mit der Schwinge (3) um einen Anlenkpunkt (21) am Federbein (8) schwingenden Gestängeglied (22) des Gestänges (20) angreift, so daß die Schwingbewegung des Gestängeglieds (22) in eine entsprechende Axialbewegung des Einstellglieds (18) umsetzbar ist.

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellglied (118; 218) verdrehbar ist und durch ein hebelartiges Gestängeglied (122; 222) des Gestänges (120; 220) verschwenkt wird, das mit der Schwinge (3) um die Drehachse des Einstellglieds (118; 218) schwingt, so daß die Schwingbewegung des Gestängeglieds (122; 222) in eine entsprechende Drehbewegung des Einstellglieds (118; 218) umsetzbar ist.

4. Federbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung (16, 17) eine Einrichtung (16) zur Erzeugung einer Dämpfungskraft bei expandierendem Federbein (8) und eine Einrichtung (17) zur Erzeugung einer Dämpfungskraft bei kontrahierendem Federbein (8) aufweist und daß die Einstellung der Ein­ richtung (16) zur Erzeugung einer Dämpfungskraft bei ex­ pandierendem Federbein oder/und die Einstellung der Ein­ richtung (17) zur Erzeugung einer Dämpfungskraft bei kontra­ hierendem Federbein (8) in Abhängigkeit von der relativen Lage der Schwinge (3) zum Aufbau (2) über das Gestänge (20; 120; 220) erfolgt.