DE4125300C2 - Lenkeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkeinrichtung für ein Hubbewegungen ausführendes, am Fahrzeugaufbau federnd abgestütztes Fahrzeugrad, insbesondere für ein Vorderrad eines Motorrades nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte Lenkeinrichtung geht aus der US-PS 4 526 249 hervor. Sie zeigt eine Lenkeinrichtung für das Vorderrad eines Motorrades. Das Vorderrad wird hier von einem Achsschenkel getragen, der sich entlang einer Rad­ seite nach oben über das Vorderrad hinaus erstreckt. Der Achsschenkel selbst ist über zwei Längslenker am Motor­ radrahmen schwenkbar angelenkt. Zwischen den Längslenkern und dem Radträger sind Universalgelenke vorgesehen.

Zur Einleitung einer Lenkbewegung sieht die bekannte Lö­ sung eine drehbar in einem Rahmenabschnitt gelagerte Lenkstange vor. Ein stabförmiger Fortsatz der Lenkstange ist über ein Kardangelenk mit einer zweiteiligen Lenk­ welle verbunden. Die Lenkwelle weist einen oberen und einen unteren Wellenschaft auf und der untere Wellen­ schaft ist teleskopartig in dem oberen Wellenschaft axial verschiebbar. Um eine Lenkbewegung übertragen zu können, dürfen sich die beiden Wellenschäfte nicht gegeneinander verdrehen. An seinem unteren Ende sieht der untere Wel­ lenschaft ein weiteres Kardangelenk vor, das die Ver­ bindung mit dem Radträger herstellt.

Der Radträger, die Lenkwelle und die Lagerung der Lenk­ stange sind bei dieser Konstruktion in einer Flucht aus­ gerichtet. Damit bleibt dem Konstrukteur relativ wenig Spielraum für die räumliche Anordnung des Lenkers in Be­ zug zu dem Vorderrad.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine bekannte Lenk­ einrichtung so zu verändern, daß ein größerer Spielraum in der Lagezuordnung von gelenktem Fahrzeugrad und Lenk­ betätigung zur Verfügung steht. Außerdem sollen die Ei­ genlenkbewegungen beim Einfedern des Vorderrades verrin­ gert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Erfindung ist es möglich, die Lenkwelle abzu­ knicken, was für den Konstrukteur einen größeren Spiel­ raum bezüglich der Lage der Lenkbetätigung eröffnet.

Das Gelenk, das die beiden Wellenschäfte miteinander ver­ bindet, kann verschieden ausgelegt sein. Im einfachsten Fall wird ein Drehgelenk verwendet, dessen Drehachse quer verläuft. Bei dieser Ausführung müssen beide Wellen­ schäfte in ihren Bohrungen verdrehbar gehalten sein.

Es kann aber auch ein Kardangelenk verwendet werden. In diesem Fall tritt ein weiterer Freiheitsgrad hinzu. Da­ durch muß sich nur ein Wellenschaft in seiner Bohrung verdrehen können.

Statt des Kardangelenks läßt sich in einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung ein Kugelgelenk einsetzen. Hier brauchen die Wellenschäfte in ihren Bohrungen nicht ver­ drehbar gehalten zu sein.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform wird die Lenkwelle nicht direkt von dem Bauteil, mit dem Gelenkbewegung ein­ geleitet wird, beaufschlagt. Stattdessen ist eine Ver­ bindungsstrebe vorgesehen, die über einen Winkelhebel an der Lenkwelle angreift. Damit wird der Gestaltungs­ spielraum nochmals vergrößert.

In einer vorteilhaften und einfachen Ausführungsform sind die oberen und unteren Wellenschäfte der Lenkwelle in Hülsen geführt. Auf diese Weise ist eine kostengünstige Konstruktion gegeben.

Die erfindungsgemäße Lenkeinrichtung läßt sich besonders vorteilhaft an einem Motorrad mit einer sogenannten Achs­ schenkellenkung verwirklichen. Eine solche Lenkung ist in dem aufgezeigten Stand der Technik nach der US-PS 4 526 249 dargestellt und eingangs beschrieben. Bei einer sol­ chen Vorderradführung ist der Pump-Steer-Effekt in weiten Bereichen wählbar. (Unter dem Begriff Pump-Steer-Effekt werden die Eigenlenkbewegungen des Fahrzeugrades beim Einfedern verstanden). Außerdem erlaubt die erfindungsge­ mäße Lenkeinrichtung bei einer derartigen Motorradaufhän­ gung ein in jeder Situation exaktes Lenken, das heißt Einfederungsbewegungen des Vorderrades werden nicht auf die Lenkbetätigung übertragen. Andererseits kann durch die Wahl der Lage der oberen und unteren Längslenker der Vorderradführung eine Antidivewirkung erzielt werden, das heißt, es kann durch geschickte Anordnung ein Eintauchen des Motorrades beim Bremsen vermieden werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird anhand der Zeichnung nachfolgend beschrieben.

Die Zeichnung zeigt in ihrer einzigen Figur in schemati­ scher Darstellung den vorderen Abschnitt eines Motorrads, an dem die erfindungsgemäße Lenkeinrichtung verwirklicht ist. Es ist ein Vorderrad 1 dargestellt, dessen nicht er­ kennbare Achswelle in einem als Radträger dienenden und insgesamt mit 2 bezeichneten Achsschenkel drehbar ge­ lagert ist. Der Achsschenkel 2 zeigt bei 3 eine Bohrung zur Aufnahme der Lagerteile für die Achswelle. Des­ weiteren erstreckt sich der Achsschenkel 2 in etwa S-för­ mig gekrümmt entlang einer Radseite nach oben bis über das Rad hinaus.

Der Achsschenkel 2 ist über einen oberen Längslenker 4 und einen unteren Längslenker 5 schwenkbar an einem nur stilisiert dargestellten Rahmenabschnitt 6 des Motorrads gelagert. Dabei drehen die beiden Längslenker 4, 5 am Rahmenabschnitt 6 um Drehgelenke, die als Querachsen im wesentlichen horizontal verlaufen. Die Drehachsen der beiden Drehgelenke sind in der Figur mit 7 und 8 be­ zeichnet.

An ihren vorderen dem Rahmenabschnitt 6 abgekehrten Enden sind die Längslenker 4 und 5 über Kugelgelenke 9 und 10 mit dem Achsschenkel 2 verbunden. Das Kugelgelenk 10 ist in der Figur nicht erkennbar, da es vom Achsschenkel 2 verdeckt wird. Das Kugelgelenk 9 sitzt am obersten Ab­ schnitt des Achsschenkels 2, also über der Umfangslinie des Rades 1.

Schließlich ist der obere Längslenker 4 über eine Feder­ dämpfereinrichtung, die wiederum nur angedeutet ist, am Rahmenabschnitt 6 abgestützt. Erkennbar ist eine Ver­ bindungsstange 11, die an der Unterseite eines Schenkels des dreieckig ausgeführten Längslenkers 4 angeschlossen ist. Die Stange 11 führt nach unten und beaufschlagt über einen Winkelhebel 12 eine Federdämpfereinheit 13. Eine ähnliche Ausführung einer solchen Dämpfereinheit ist in Fig. 9 der erwähnten US-PS 4 526 249 dargestellt.

Durch diese Art der Vorderradführung kann das Vorderrad 1 Hubbewegungen ausführen, denen es aufgrund von Fahrbahn­ unebenheiten unterworfen ist.

Nach der Figur geht der Rahmenabschnitt 6 in seinem obe­ ren Abschnitt in einen T-förmigen Querbalken 6a über. An dem hinteren Ende, also an dem Ende, das vom Vorderrad 1 wegweist, nimmt der Querbalken 6a drehbar eine Lenkstange 14 auf. Die Lenkstange 14 hat hierzu einen Lagerzapfen 14a, der in einem im Querbalken 6a eingesetzten Drehlager gehalten ist. Die Drehachse verläuft dabei im wesentli­ chen vertikal und ist in der Figur mit 15 bezeichnet. Der Lagerzapfen 14a durchdringt den Querbalken 6a vollstän­ dig. An seinem unteren austretenden Ende ist ein Lager­ auge 14b vorgesehen. Auf diese Weise verschwenkt das La­ gerauge 14b im gleichen Maße wie die Lenkstange 14 ge­ dreht wird.

An seinem vorderen, dem Vorderrad 1 zugekehrten Ende bil­ det der Querbalken 6a eine gabelartige Aufnahme 6b aus. Zwischen den Gabelschenkeln der Aufnahme 6b ist ein Win­ kelhebel 16 über ein Drehgelenk gelagert. Die Lagerachse des Drehgelenks verläuft parallel zu der Drehachse 15 und ist in der Figur mit 17 bezeichnet. Der Winkelhebel 16 ist so in der Gabelöffnung angeordnet, daß ein Winkelarm in etwa parallel zum Lagerauge 14b verläuft. Zwischen ihm und dem Lagerauge 14b verläuft eine Verbindungsstrebe 18, die an ihren Enden ebenfalls wieder gabelförmige Aufnah­ men aufweist. Innerhalb dieser Gabelöffnungen sind der erwähnte Winkelarm des Winkelhebels 16 und das Lagerauge 14b drehbar gelagert. Die Drehachsen sind mit 19 und 20 bezeichnet. Sie verlaufen ebenfalls parallel zu den Drehachsen 15 und 17. Im übrigen ist die Vebindungsstrebe 18 im wesentlichen parallel zum dem Querbalken 6a des Rahmenabschnitts 6 ausgerichtet.

In den erwähnten Gabelöffnungen können auch Kugelgelenke eingesetzt sein. In diesem Fall braucht die Achse 17 des Winkelhebelgelenks nicht parallel zur Drehachse 15 des Lagerzapfens 14a zu verlaufen.

Der zweite Schenkel des Winkelhebels 16 trägt eine nach unten zeigende Hülse 21. Der Radträger 2 sieht an seinem oberen, das Kugelgelenk 9 tragende Ende eine in Fahrtrichtung zeigende Stützfläche 22 vor, an der eine nach oben zeigende Hülse 23 befestigt ist.

Die Hülsen 21 und 23 dienen als Führungsbohrungen für einen oberen Wellenschaft 24 und einen unteren Wellen­ schaft 25 einer insgesamt mit 26 bezeichneten Lenkwelle. Die beiden einander zugekehrten Enden der Wellenschäfte 24 und 25 sind über ein Drehgelenk 27 miteinander ver­ bunden. Innerhalb der Hülsen 21 und 22 sind die Wellen­ schäfte 24, 25 in ihrer axialen Richtung verschiebbar und verdrehbar gelagert. Damit bildet jeder Wellenschaft mit seiner Hülse ein Drehschubgelenk.

Die Lenkeinrichtung funktioniert folgendermaßen. An der Lenkstange 14 wird die Lenkbewegung vom Motorradfahrer eingeleitet, indem er die Lenkstange um die Drehachse 15 dreht. Bei dieser Drehbewegung nimmt das Lagerauge 14b die Verbindungsstrebe 18 mit, die wiederum über den Win­ kelhebel 16 und die Lenkwelle 26 die Lenkbewegung auf den Achsschenkel 2 überträgt. Durch die beiden Universal­ gelenke 9 und 10 kann sich der Achsschenkel 2 gegenüber den Längslenkern 4 und 5 verdrehen und dem Vorderrad 1 den gewünschten Lenkeinschlag vermitteln.

Bei einer Einfederungsbewegung des Vorderrades 1, also wenn das Vorderrad aufgrund einer Fahrbahnunebenheit eine Hubbewegung nach oben ausführen muß, ist dies ebenfalls möglich. In diesem Fall schieben sich die Wellenschäfte 24, 25 in ihre Hülsen 21 und 23 hinein.

Claims (7)

1. Lenkeinrichtung für ein Hubbewegungen ausführendes, am Fahrzeugaufbau federnd abgestütztes Fahrzeugrad, insbesondere für ein Vorderrad eines Motorrades, mit einem die Achswelle des Fahrzeugrades drehbar lagernden Radträger, der über mindestens einen um eine Querachse schwenkbar am Fahrzeugaufbau angeordneten Längslenker unter Zwischenschaltung eines Universalgelenks gehalten ist, mit einem am Fahrzeugaufbau drehbar gelagerten Lenkbetätigungsteil einer die Lenkbewegung einleitenden Lenkbetätigungsanordnung und mit einer Lenkwelle, die in einen oberen und einen unteren Wellenschaft geteilt ist, wobei die beiden Wellenschäfte über ein Gelenk mit wenigstens einem rotatorischen Freiheitsgrad miteinander verbunden sind, dessen Drehachse in Querrichtung verläuft, und wobei die Wellenschäfte das Lenkbetätigungsteil mit dem Radträger verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Wellenschaft (24) in einer dem Lenkbetätigungsteil (Winkelhebel 16) zugeordneten Führungsbohrung und der untere Wellenschaft (25) in einer dem Radträger (Achsschenkel 2) zugeordneten Führungsbohrung axial verschiebbar geführt ist.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk als Kugelgelenk ausgelegt ist.

3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Gelenk ein Kardangelenk vorgesehen ist und dass wenigstens ein Wellenschaft (24 bzw. 25) verdrehbar in seiner Führungsbohrung gehalten ist.

4. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk durch ein Drehgelenk (27) gebildet ist und dass beide Wellenschäfte (24 und 25) in ihren Führungsbohrungen verdrehbar gehalten sind.

5. Lenkeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkbetätigungsanordnung besteht aus

• 1. einer Lenkstange (14), die über einen Lagerzapfen (14a) um eine in etwa vertikal ausgerichtete Drehachse (15) am Fahrzeugaufbau drehbar gelagert ist,
• 2. einem Winkelhebel (16) als Lenkbetätigungsteil, der am Fahrzeugaufbau um eine zur Lenkstangendrehachse (15) parallele Drehachse (17) drehbar gelagert ist und an seinem einen Hebelarm die Führungsbohrung für den oberen Wellenschaft (24) der Lenkwelle (26) aufnimmt, und
• 3. einer Verbindungsstrebe (18), die die Lenkstange (14) mit dem anderen Hebelarm des Winkelhebels (16) gelenkig verbindet.

6. Lenkeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbohrungen des oberen und unteren Wellenschaftes (24 und 25) der Lenkwelle (26) als Hülsen (21, 23) ausgebildet sind und dass die Hülse (21) für den oberen Wellenschaft (24) am Winkelhebel (16) und die Hülse (23) für den unteren Wellenschaft (25) am Radträger befestigt ist.

7. Verwendung einer Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für die Vorderradaufhängung eines Motorrades, bei der der Radträger als ein sich entlang einer Radseite nach oben erstreckender Achsschenkel (2) ausgebildet und über einen oberen und unteren Längslenker (4 und 5) in einer vertikalen Ebene verschwenkbar am Fahrzeugaufbau (Rahmenabschnitt 6) gelagert ist, wobei beide Längslenker (4 und 5) über jeweils ein Universalgelenk (9, 10) mit dem Achsschenkel (2) verbunden sind, und bei der der obere Längslenker (4) über ein Feder-Dämpfer-System (13) am Fahrzeugaufbau abgestützt ist.