DE4412874A1 - Motorrad-Vorderradaufhängung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Aufhängung eines Vorderrades bei Motorrädern. Diese sieht einen Längslenker vor, der das Rad nach hinten gegen den Rahmen abstützt. Nach oben erfolgt die Abstützung des Rades über ein gegabeltes Bein ebenfalls zum Rahmen. Die Dämpfung ist im Bein integriert. Die Federung kann durch Einsatz einer Torsionsfeder im Längslenker oder durch eine Schraubenfeder am Dämpferbein erfolgen. Durch Führung der Dämpferkolbenstange in einem Radiallager, welches in seinen rahmenfesten Aufnahmen in Spurrichtung schwenkbar ist, wird das gegabelte Dämpferbein mit dem Rahmen verbunden. Oberhalb des Radiallagers werden die Lenkstangen auf der Dämpferkolbenstange montiert. Eine Mitnehmerverbindung zwischen Dämpferkolbenstange und Dämpferzylinder überträgt Lenkkräfte auf das Vorderrad. Dieses wird zwischen den Gabelenden des Beins von einer Radachse geführt. Ein Gelenkkopf verbindet ein Gabelbeinende mit dem Längslenker. Durch eine gebauchte Felge werden beidseitig Bremsscheiben gehalten; ihre Sättel sind an den Gabelenden geschraubt. Alle Ausführungen wie oben sind als Integralbein zu bezeichnen, denn die die bekannten Achsschenkellenkungen weiterführende Konstruktion integriert den Achsschenkel zwischen den Armen der Gabelung des Beins.

Radnaben- und Achsschenkellenkungen bei Motorrädern sollen bessere Fahreigenschaften, insbesondere bei Vorderradbremsungen, und einen leichteren Rahmenbau ermöglichen.

Übliche Achsschenkellenkungen weisen als Radaufhängung beispielsweise einen Verbund aus zwei Längslenkern und einem am unteren Längslenker angreifenden Federbein auf. Derartige Konstruktionen zeigen überwiegend ein schlechtes Ansprechverhalten von Federung wie Lenkung, begründet in indirekter Lage von Feder und Dämpfer zur Bewegungsrichtung und Asymmetrie in der Anordnung. Dazu kommen teils zahlreiche Gelenke in den Übertragungswegen und eine Auslagerung der Lenkachse gegen die Radachse, was die Einschätzung des Lenkeinschlages erschweren kann.

Die Ausführung der Lenkübertragung ist oft wenig kompakt und ausladend an Stellen, die für die Unterbringung von Armaturen oder Tank dringend benötigt werden. Die Art und Zahl der Lagerungen ist problematisch hinsichtlich Wartung und Gesamtspiel der Mitnehmerverbindung.

Eine bekannte Lösung dieses Problems stellt eine Aufhängung für Motorrad-Vorderräder mit Federbein nach McPherson-Prinzip und einem unteren Längslenker dar.

Dieses Federbein führt das Vorderrad einseitig. Die obere Federbeinaufnahme wird von einem Stützarm getragen, weshalb ein zusätzlicher Lenkkopf erforderlich ist, um den Lenkstangenträger zu lagern. Die Lenkübertragung ist als Schere und nach vorne ragend ausgebildet. Diese Anordnung ist nachteilig bezüglich Gewicht, Raumbedarf und träger Masse um die Lenkachse. Die Plazierung der einzelnen Bremsscheibe in der Felgenebene des Rades behindert die Kühlung der Bremse (EP 0 238 768 A1, EP 0 376 802 A1, EP 0 236 196 A1).

Der im Schutzanspruch 1 bis 4 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine leichtere, stabilere Vorderradaufhängung sowie eine leichtere, steifere und platzsparendere Lenkübertragung zu konstruieren. Die Konstruktion ermöglicht bezüglich der Hauptansprüche 1 und 2 die Plazierung zweier Bremsscheiben außerhalb der Felgenebene. Diese können nach Art üblicher Doppelscheibenbremsanlagen ausgeführt sein und sind kühlungsgünstiger und damit bremswirksamer gestaltet. Weiterhin wird durch den Einsatz eines Doms (P 43 39 896.7 21) bezüglich der in dem Unteranspruch 5 beschriebenen Merkmale ein leichterer Rahmenbau ermöglicht.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß eine Vorderradaufhängung eines Motorrades mit unterer Abstützung durch einen Längslenker mit einer Einzel- oder Doppelscheibenbremsanlage nach Art der Anlagen in üblichen Teleskopgabeln ausgerüstet werden kann. Die Aufgabelung des Beins umfaßt das Vorderrad und ermöglicht das Anbringen eines Bremssattels an jedem der zwei Gabelarme. Zwischen diesen ist das Rad auf einer Achse gelagert.

Das obere Ende des Dämpferzylinders weist eine z. B. 10 cm lange Außenverzahnung in Längsrichtung auf. Eine innenverzahnte Hülse, die fest an die Dämpferkolbenstange montiert ist, gleitet längsbeweglich in dem außenverzahnten Dämpferzylinder. Drehbewegungen erfolgen über den nun als Mitnehmerverbindung geeigneten Dämpfer. Man führt die oberhalb der Hülse weiterlaufende Dämpferkolbenstange durch ein Radiallager, daß in seinen Aufnahmen in Spurrichtung schwenkbar ist. So erhält man durch Anbringen der Lenkstangen an der Dämpferkolbenstange oberhalb des Radiallagers eine funktionstüchtige Anlenkung der an den Dämpfer anschließenden gegabelten Radführung.

Der Längslenker ist seitlich ausladend, um einen genügenden Lenkeinschlag zu gewährleisten. Um den Längslenker an dem einen Gabelarm mit einem Kugelgelenk zu lagern, ist eine ausgebauchte Felge vorgesehen, denn diese Lagerung muß sich auf Höhe der Symmetrieachse in Fahrzeuglängsrichtung befinden. Zu diesem Zweck geht von dem gewählten Beinende eine ins Felgeninnere zeigende Nase ab. Andernfalls entstehen beim Bremsen Lenkmomente.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in den Schutzansprüchen 5 bis 7 angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 5 erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Gabeldämpferbein,

Fig. 2 das Gabelfederbein,

Fig. 3 das Gabelfederbein im Motorradrahmen,

Fig. 4 die Dämpfer-Mitnehmerverbindung,

Fig. 5 die Anordnung von Längslenker und Bremsscheiben,

Fig. 6 die Anordnung der rohrförmigen Mitnehmerverbindung.

In den Figuren ist die Aufhängung in ihren Variationen (Fig. 1 und 2) mit Bremsanlage und lenkkraftübertragender Mitnehmerverbindung dargestellt. In der Fig. 3 wird ein Beispiel für den Anschluß an das Motorrad und eine mögliche Rahmengestaltung mit Federbeindom gegeben. Fig. 4 gibt Details der Mitnehmerverbindung zwischen den Dämpferteilen wieder. Im Fig. 5 wird durch einen Schnitt etwas unterhalb des Längslenkers Aufbau und Gestalt der Felge, Bremsscheibenanordnung, und Radlagerung dargelegt. Fig. 6 stellt eine einfache Gestaltung der lenkübertragenden Mitnehmerverbindung dar.

Fig. 1 zeigt das sich auf zwei Arme (1, 2) teilende Gabeldämpferbein mit an einem Arm (2) angreifendem Längslenker (3) und durch die Drehpunkte (6, 7) des Längslenkers (3) verlaufender Drehstabfeder (4), deren eines Ende (5) am Rahmen befestigt wird und deren der anderen Lagerung (6) zugewandtes Ende nahe der Lagerung am Längslenker befestigt ist. Das obere Dämpferbeinende ist mit einem Drehzapfen (9) in Spurrichtung beweglich und mit einem Lager (8) um die Lenkachse beweglich gelagert. Zwischen Außenhülse (11) und Zylinder (12) des Dämpfers befindet sich die Keilwellenverbindung (10). Zwischen den unteren Gabelarmenden (17, 18) wird die Radachse (16) gehalten.

Fig. 2 zeigt das sich in zwei Arme (1, 2) gabelnde Federbein mit an einem Arm (2) angreifendem Längslenker (3) und dessen Drehpunkte (6, 7) am Rahmen sowie den in Spurrichtung beweglichen Drehzapfen (9) und das für Beweglichkeit um die Lenkachse sorgende Lager (8). Zwischen den Federtellern (13, 14) wird die Feder (15) gehalten. Von Dämpfer und Mitnehmerverbindung wird nur der untere Teil des Dämpferzylinders (12) nicht von der Feder (15) und den Federtellern (13, 14) verdeckt. Zwischen den unteren Gabelarmenden (17, 18) wird die Radachse (16) gehalten.

Fig. 3 zeigt das in einen Dom (23) mündende vordere obere Rahmenende (34) mit der teilweise im Dom befindlichen Feder (15). Oben auf dem Dom ist der mit dem für Drehbarkeit um die Lenkachse sorgenden Lager (8) versehene Drehzapfen (9) in Blöcken (19, 20) gelagert. Die Kolbenstange des Dämpfers ist mit einem die Lenkstangen (22) aufnehmenden Abschluß (21) versehen. Am vorderen unteren Rahmenteil befinden sich die Lagerungen (7, 8) im Längslenker (3).

Fig. 4 zeigt den auf dem Gabelbeinoberteil (25) befestigten unteren Teil des Dämpferzylinders (12) und die an diesen ansetzende Keilwellenverbindung (10). Die Kolbenstange (24) ist fest mit der Außenhülse (11) verbunden; das obere Ende der Kolbenstange (24) bildet ein Abschluß (21), der die Lenkstangen (22) aufnimmt. Direkt darunter befindet sich ein Lager (8) und an dessen Außenhülse die Drehachse (9).

Fig. 5 zeigt durch einen Schnitt der Felge (26) deren Kontur und Ausbauchung, die Radlager (27, 28), die Radachse (16) sowie die Bremsscheibe (30) der ausgebauchten Seite und die Bremsscheibe (29) der eingebauchten Seite an der Felge (26). Die unteren Gabelarmenden (17, 18) fassen die Radnabe ein. Von dem linken Gabelarm geht eine ins Felgeninnere zeigende Nase (32) ab, deren Ende in einem Gelenkkopf (31) gelagert ist. Der Gelenkkopf (31) befindet sich am radseitigen Ende des Längslenkers (3). Rahmenseitig ist der Längslenker (3) mit zwei Lagern (6, 7) beweglich auf einer Achse (33) am Rahmen angebracht.

Fig. 6 zeigt die halbrohrförmige Mitnehmerverbindung, deren Übertragungsarm (35) am Lenkstangenträger (38) in einer formschlüssigen Gleitführung (36), und am beinseitigem Ende von zwei Befestigungen (37) eingespannt wird.

Claims (10)

1. Gefederte und gedämpfte Radaufhängung für ein lenkbares Vorderrad eines Motorrades mit unten am Rahmen gelagertem Längslenker (3) und lenkübertragender Verbindung mit in Spurrichtung gelenkig gelagertem oberen Ende vom äußeren Längslenkerende zum vorderen oberen Rahmenende (34), dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung aus einem Gabelfederbein (1, 2, 8 . . . 15, 25) besteht, dessen einer Arm (2) mit dem äußeren Ende des Längslenkers (3) über ein Gelenk (32) verbunden ist und mit mindestens einem zweiten Arm (1) des oben zur Lenkübertragung mit einer Mitnehmerverbindung (10, 11) versehenem, beweglich gelagerten Gabelfederbeins (1, 2, 8 . . . 15, 25), die Radachse (16) trägt.

2. Gefederte und gedämpfte Radaufhängung für ein lenkbares Vorderrad eines Motorrades mit unten am Rahmen gelagerten Längslenker (3) und lenkübertragender Verbindung mit in Spurrichtung gelenkig gelagertem oberen Ende vom äußeren Längslenkerende zum vorderen oberen Rahmenende (34), dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung aus einem Gabeldämpferbein (1, 2, 8 . . . 12, 25) besteht, dessen einer Arm (2) mit dem äußeren Ende des Längslenkers (3) über ein Gelenk (32) verbunden ist und mit mindestens einem zweiten Arm (1) des oben zur Lenkübertragung mit einer Mitnehmerverbindung (10, 11) versehenem, beweglich gelagerten Gabeldämpferbeins (1, 2, 8 . . . 12, 25), die Radachse (16) trägt und eine Torsionsfeder (4) in der Längslenkerdrehachse (33) liegend zwischen dem Längslenker (3) und dem Rahmen die Federung des Rades bewirkt.

3. Gefederte und gedämpfte Radaufhängung für ein lenkbares Vorderrad eines Motorrades mit Achsschenkellenkung und lenkübertragender Verbindung vom äußeren Längslenkerende zum vorderen oberen Rahmenende (34), dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung aus einem oben zur Lenkübertragung mit einer Mitnehmerverbindung (10, 11) versehenen, beweglich gelagerten Dämpferbein (8 . . . 12) besteht, welches unterhalb des Dämpfers einseitig auf Radnabenhöhe geführt wird und einen die Radachse bildenden Achsschenkel trägt.

4. Gefederte und gedämpfte Radaufhängung für ein lenkbares Vorderrad eines Motorrades mit Achsschenkellenkung, bei der das Feder-Dämpfer-Element (10, 11, 13 . . . 15) eines Federbeins vorn oben am Rahmen (34) gelenkig befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Lenkkräfte zum Steuern des Motorrades von einer Keilwellenverbindung zwischen der Dämpferkolbenstange (24) und dem Dämpferzylinder (10, 12) bewerkstelligt wird, wobei die Lenkstangen (22) mit dem oberen der Keilwellenverbindungsteile (11) gekoppelt sind.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der Verbindung zwischen äußerem Längslenkerende und einem als Dom (23) ausgeführten vorderen oberen Rahmenende (34) von dem Dom (23) mindestens teilweise umfaßt wird.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend einer rechts- oder/und linksseitigen Bremssattelbestückung ein beziehungsweise zwei Bremsscheiben (29, 30) so an der ausgebauchten Felge (26) angebracht sind, daß sie aus der Felgenebene heraustreten.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lenkkräfte übertragende Mitnehmerverbindung (10, 11) aus einer längsbeweglichen Keilwellenverbindung besteht, deren Verzahnung sich zwischen einer fest mit der an dem ungefederten obersten Teil des Beins befindlichen Dämpferkolbenstange (24) verbundenen Außenhülse (11) und der Dämpferzylinderaußenseite (10), welche fest mit den gefederten Teil (25) des Beins verbunden ist, befindet.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerverbindung zur Übertragung zwischen den Lenkstangen (22) und dem mit der Radachse fest verbundenen Teil des Beins als ein zur Lenkachse in etwa parallel angeordneter, im Längsprofil verdrehsteifer, als Teilprofil eines Rohres ausgebildeter Übertragungsarm (35) mit mindestens einer Befestigung (37) am einen Ende und einer Gleitführung (36) am anderen Ende ausgeführt ist.

9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Gleitführung (36) aufweisende Ende der Mitnehmerverbindung sich an den Lenkstangen (22) beziehungsweise dem Lenkstangenträger (38) befindet.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Torsionsfeder (4) in der Längslenkerdrehachse (33) liegend zwischen dem Längslenker (3) und dem Rahmen die Federung des Rades bewirkt.