DE4435481A1 - Vorderradaufhängung für Motor- und Fahrräder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorderradaufhängung für Motorräder und Fahrräder, d. h. allgemein auf eine Vorderradaufhängung für Zwei- oder Dreiräder, wobei das Vorderrad jeweils Einzelrad ist.

Eine solche Vorderradaufhängung ist in der DE-OS 40 23 821 beschrieben. Die Radaufhängung besteht aus einem Radträger, der über eine Längslenker schwenkbar am Rahmen des Zweirades gelagert ist. Zwischen dem Radträger und der Lenkwelle sind scherenartige Zwischenglieder vorgesehen, die einerseits die Hubbewegung übertragen und andererseits ein Einfedern des Vorderrades erlauben. Zwischen Längslenker und Rahmen ist noch ein Feder/Dämpfungselement vorgesehen.

Aus der US-PS 2 792 236 ist ein Motorrad bekannt, bei dem der Radträger über einen Längslenker mit dem Rahmen verbunden ist und dieser gegenüber dem Rahmen über eine federgestützte Strebe abgestützt ist. Der Radträger selbst ist an einem aufwärts zeigenden Rahmenholm um eine Querachse gelenkig befestigt.

Für Motorräder ist ferner aus der DE-OS 37 08 579 eine Vorderradaufhängung bekannt, die eine Teleskopgabel aufweist, an deren unteren Gabelbrücke ein mit dem Rahmen des Motorrades um eine Querachse gelenkig verbundener Längslenker angreift.

Die Teleskopgabel selbst ist an ihrem oberen Ende an einem Rahmenabschnitt des Motorradrahmens drehbar gelagert. Ferner ist zwischen dem Steuerrohr und der Teleskopgabel ein Winkel- bzw. Kreuzgelenk vorgesehen, um den Lenker von den Einfederungsbewegungen der Teleskopgabel zu entkoppeln.

Schließlich ist es aus der EP-PS 0 294 866 bekannt, für eine Vorderradaufhängung eines Motorrades eine Art Teleskopgabel zu verwenden, die zwei zueinander längenverschiebliche Elemente mit ebenen Lagerflächen aufweist, wobei zwischen einander zugeordneten Lagerflächen der beiden Elemente Nadellager vorgesehen sind. Die beiden Lagerelemente sind im Querschnitt prismatische Körper. Mit einer derartigen Linearführung lassen sich sehr spielfreie längenveränderliche Glieder konstruieren. In dieses Teleskopelement kann zusätzlich noch ein Feder/Dämpfungselement integriert sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorderradaufhängung anzugeben, die gute Fahr- und Führungsstabilität aufweist und möglichst spielfrei arbeitet.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Demgemäß besteht der wesentliche Gedanke der Erfindung darin, die günstigen Eigenschaften einer Längslenker-Aufhängung mit den spielfreien Eigenschaften einer Linearführung für den Radträger zu kombinieren.

Bevorzugt wird dieses die Längsführung garantierende Zwischenglied zwischen das obere Ende des Radträgers und den Lenkkopf eingesetzt, wobei an das obere Ende des Radträgers der Längslenker angreift. In dieses längenveränderliche Zwischenglied kann dann insbesondere bei Fahrrädern noch ein Feder/Dämpfungselement integriert werden. Damit ergibt sich eine äußerst kompaktbauende Konstruktion.

Der Lenker kann von der Vorderradaufhängung noch in an sich bekannter Weise über ein Kreuzgelenk entkoppelt werden.

Insbesondere für Motorräder ist es günstig, das linear längenveränderliche Zwischenglied in den Radträger unterhalb der Anlenkung des Längslenkers zu integrieren.

Wenn ein einarmiger Radträger verwendet wird, ist es vorteilhaft, das längenveränderliche Zwischenglied zwischen dem oberen Ende des Radträgers und dem Lenkkopf anzuordnen, und zwar auf der gegenüberliegenden Seite des Vorderrades, um hier eine Gewichtsbalance zu erreichen.

Obwohl bevorzugt Nadelrollen für das längenveränderliche Zwischenglied verwendet werden, ist es auch möglich, Kugeln zu verwenden, die dann in entsprechenden Längsnuten einer inneren und äußeren Führungshülse des Zwischengliedes laufen.

Als Längslenkeranordnung kann entweder ein einzelner Längslenker oder eine Doppellenkeranordnung mit vier Schwenkgelenken verwendet werden, wie dieses an und für sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Teil-Seitenansicht eines Fahrrades mit einer Vorderradaufhängung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Fahrrades mit einer Vorderradaufhängung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 und 4 schematische Seitenansichten einer Vorderradaufhängung mit einem Längslenker und unterschiedlichen Ausführungen eines Kreuzgelenkes zur Verbindung mit dem Lenker des Fahrrades;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein längsverschiebliches Zwischenglied einer Vorderradaufhängung gemäß der Erfindung;

Fig. 6 einen Querschnitt längs 6-6 in Fig. 5;

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform des längsverschieblichen Zwischengliedes;

Fig. 8 eine schematische Seitenansicht einer Vorderradaufhängung mit einer Doppellenkeranordnung;

Fig. 9 eine Vorderradaufhängung gemäß der Erfindung für ein Motorrad;

Fig. 10 eine Vorderansicht auf das Motorrad mit einer Vorderradaufhängung gemäß Fig. 9.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorderradaufhängung am Beispiel eines Fahrrades. Ein in diesem Falle einarmiger Radträger 1 für das Vorderrad ist an seinem Kopf knapp oberhalb des Vorderrades mit einem Kugelgelenk 2 versehen, in dem das vordere Ende eines Längslenkers 3 gelagert ist, dessen hinteres Ende rahmenseitig um eine Querachse in einem Schwenkgelenk drehbar angelenkt ist. Zwischen dem Kopf des Radträgers 1 und dem am vorderen Ende des Fahrradrahmens angeordneten Lenkkopf 5 mit einem Lenker 6 ist ein längenveränderliches Zwischenglied 7 angeordnet, das mit dem Lenkkopf 5 über ein Kreuzgelenk 8 verbunden ist.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der einarmige Radträger 1 und das längsverschiebliche Zwischenglied 7 auf gegenüberliegenden Seiten der Radebene gelegen sind, so daß damit eine Gewichtsbalance sichergestellt ist. Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 sind die Hochachsen von Kugelgelenk 2 und Kreuzgelenk 8 koaxial und mit A bezeichnet. Je nach der Anordnung des Zwischengliedes 7 liegt dessen Längsachse parallel dazu (Fig. 2, 3 und 4) oder ist koaxial hiermit, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 3 und 4 liegt der gesamte Radträger einschließlich des hiermit koaxialen Zwischengliedes vor der Hochachse des Kreuzgelenkes und des Kugelgelenkes.

In den Fig. 5 und 6 ist das längsverschiebliche Zwischenglied 7 mit dem anschließenden Kreuzgelenk 8 für den Lenker und dessen Vorbau näher dargestellt. Das längsverschiebliche Zwischenglied hat, soweit die Linearführung betroffen ist, eine im Prinzip ähnliche Konstruktion wie eine Linearführung gemäß der oben erwähnten europäischen Patentschrift 294 866. Mit dem Kopf, z. B. einer Gabelkrone 9 des Radträgers 1, ist die Kugel 10 des oben erwähnten Kugelgelenkes 2 verbunden. Mit der Gabelkrone ist eine nach oben weisende innere Führungshülse 11 verbunden, die koaxial zur Achse A verläuft. Die innere Führungshülse 11 wird von einer äußeren Führungshülse 12 umgeben, die von oben auf die innere Führungshülse gestülpt ist und mit deren oberer Deckelwand 13 ein zur Achse A koaxialer Ausleger 14 zur Lagerung des Kreuzgelenkes 8 fest verbunden ist. Auf der oberen Deckelwand 13 der äußeren Führungshülse stützt sich eine Schraubenfeder 15 ab, deren anderes Ende auf der Gabelkrone 9 aufliegt. In dem freien Raum der Schraubenfeder 15 ist zwischen der Wand 13 der äußeren Führungshülse und der Gabelkrone 9 ein Dämpfer 16 angeordnet. Zwischen dem unteren Ende der äußeren Führungshülse 12 und dem Gabelkopf 9 ist noch ein Faltenbalg 17 zum Schutz der Lagerung vorgesehen.

Die innere Führungshülse hat in diesem Falle, wie aus Fig. 6 hervorgeht, den Querschnitt eines regelmäßigen Sechseckes, wobei jeweils die beiden nach vorne und die beiden nach hinten weisenden Prismenflächen als Lagerflächen dienen, auf denen gehärtete Führungsbahnen 18 für Nadelrollen 19 angeordnet sind. Die äußere Führungshülse 12 umgibt die innere Führungshülse in ihrem vorderen Bereich quasi parallel und weist an den entsprechenden Lagerflächen ebenfalls gehärtete Führungsbahnen 20 auf, auf denen die Nadelrollen 19 laufen. Auf der rückwärtigen Seite ist in der äußeren Führungshülse 12 ein nachstellbares Führungselement 21 zur spielfreien Einstellung der Lagerung des Zwischengliedes gelagert, wobei dieses Führungselement 21 zwei zu den entsprechenden Lagerflächen der inneren Führungshülse 11 parallele Lagerflächen aufweist, die wiederum mit gehärteten Führungsbahnen 20 versehen sind, auf denen die Nadelrollen 19 laufen. Das nachstellbare Führungselement 21 wird mit Hilfe von mehreren Befestigungsschrauben 22 in der äußeren Führungshülse befestigt und kann mit Hilfe von weiteren Einstellschrauben 23 in der äußeren Führungshülse parallel zu deren Seitenwänden zur spielfreien Einstellung des Nadelrollenlagers verschoben und fixiert werden.

In Fig. 5 ist für das Kreuzgelenk 8 noch die zweite Gelenkachse B eingezeichnet, die senkrecht auf der Achse A steht. Mit 24a und 24b sind die Lenkkopflager bezeichnet, die in dem Rahmen- bzw. Lenkkopf 5 gelegen sind. In Fig. 5 ist noch schematisch der Lenkervorbau 25 für den Lenker 6 dargestellt, der auf einem inneren Lenkkopfrohr 26 koaxial mit der Längsachse A aufgesteckt ist. Die Lenkkopflager 24a und 24b können wie üblich mit Hilfe von Einstellmuttern 27 spielfrei eingestellt werden.

In Fig. 7 ist ein schematischer Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines längsverschieblichen Zwischengliedes dargestellt. Während das oben beschriebene Zwischenglied ein lineares Führungsglied in Form eines prismatischen Nadelrollenlagers war, ist dieses Führungsglied ein Lager mit Kugelrollen, wobei die Kugeln 30 in entsprechenden Längsnuten 31 im Außen- bzw. Innenumfang der inneren Führungshülse 11 bzw. der äußeren Führungshülse 12 laufen.

In Fig. 8 ist eine Vorderradaufhängung dargestellt, bei der eine Doppellängslenkeranordnung 31 verwendet wird. Diese Längslenkeranordnung besteht aus einem oberen Längslenker 41 und einem unteren Längslenker 42, die an Schwenkgelenken 43 und 44 am Rahmen des Zweirades befestigt sind. Die vorderen Enden der beiden Längslenker sind jeweils über ein weiteres Schwenkgelenk 45 und 46 mit den beiden Enden eines Verbindungsarmes 47 verbunden. An dem Verbindungsarm 47 ist dann die Anbindung an das Kugelgelenk 2 am Radträger 1 vorgesehen. Das längsverschiebliche Zwischenglied 7 ist wie oben beschrieben aufgebaut und zwischen dem Kugelgelenk und dem Kreuzgelenk 8 angeordnet.

In den Fig. 9 und 10 ist die Vorderradaufhängung für ein Motorrad dargestellt, bei der das längsverschiebliche Zwischenglied 7 in den Radträger 1 für das Vorderrad integriert ist. Gezeigt ist lediglich der vordere Teil des Rahmens 51 des Motorrades mit dem Steuerkopflager und Lenkkopf 5, dem sich daran anschließenden Kreuzgelenk 8 und einem Feder/Dämpferelement 52 zwischen Rahmen 51 und dem Längslenker 3, der zwischen dem Rahmen und dem Kugelgelenk 2 am oberen Rand des längsverschieblichen Zwischengliedes angeordnet ist. Das längsverschiebliche Zwischenglied 7 liegt somit unterhalb des Kugelgelenkes 2 zwischen diesem und dem Radlager 53 für das Vorderrad. Das längsverschiebliche Zwischenglied ist aufgebaut, wie in den Fig. 5, 6, 7 gezeigt, mit dem Unterschied, daß diesmal das Feder/Dämpferelement nicht integriert, sondern als separates Bauteil 52 vorhanden ist. Das Kugelgelenk 2 ist somit am oberen Rand der äußeren Führungshülse abgestützt, die an ihrem unteren Ende das Radlager 53 trägt und in die von oben die innere Führungshülse 11 eintaucht. Zwischen den Führungshülsen ist wiederum eine entsprechendes Rollenlager vorgesehen.

Wie aus Fig. 10 hervorgeht, ist der Radträger einarmig ausgestaltet, so daß das längsverschiebliche Zwischenglied auf einer Seite des Vorderrades liegt. Der Längslenker 8 ist eine Gabelanordnung, deren beiden freien Gabelenden zu beiden Seiten des Rahmens 51 in dem Schwenkgelenk 4 gelagert sind.

Es ist selbstverständlich möglich, Variationen der einzelnen Ausführungsbeispiele vorzunehmen, insbesondere statt einer einseitigen Lagerung des Vorderrades auch eine Lagerung in einer Radgabel vorzusehen. Die Lauf- und Führungseigenschaften einer derartigen Vorderradaufhängung können durch entsprechende Dimensionierung und Lage der einzelnen Teile und der Lagerachsen optimiert werden.

Claims (9)

1. Vorderradaufhängung für Motor- und Fahrräder, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
einen Radträger (1) für das Vorderrad, der an seinem oberen Ende mit einem Lenker und an seinem unteren Ende mit einer Aufnahme für das Vorderrad versehen ist;
eine Längslenkeranordnung, die an ihrem hinteren Ende mit dem Rahmen des Fahrzeuges um dessen Querachse verschwenkbar und an ihrem vorderen Ende mit dem Radträger (1) gelenkig verbunden ist;
ein mit dem Radträger zwischen Radaufnahme und Lenker verbundenes, linear längenveränderliches Zwischenglied (7), das ein inneres und ein äußeres Lagerelement (11, 12) aufweist, wobei zwischen diesen Lagerelementen Rollenlager (19, 30) vorgesehen sind.

2. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (2) zwei im Querschnitt prismatische Lagerelemente (11, 12) mit parallelen ebenen Lagerflächen (18, 20) aufweist, zwischen denen Nadelrollen (19) vorgesehen sind.

3. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (7) zwischen dem Lenkkopf (5) und einem mit dem vorderen Ende der Längslenkeranordnung (3) verbundenen Kugelgelenk (2) am oberen Ende des Radträgers (1) vorgesehen ist.

4. Vorderradaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zwischenglied (7) und dem Lenker (6) ein Kreuzgelenk (8) angeordnet ist.

5. Vorderradaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das längenveränderliche Zwischenglied (7) eine innere Führungshülse (11) und eine äußere Führungshülse (12) aufweist, die mit gegenüberliegenden parallelen Lagerflächen (18, 20) versehen sind, wobei zwischen diesen Lagerflächen Nadelrollen (19) angeordnet sind, und daß zumindest einige der Lagerflächen (19) der äußeren Führungshülse (12) zur spielfreien Einstellung der Lagerung verstellbar sind.

6. Vorderradaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das längsverschiebliche Zwischenglied (7) ein Feder/Dämpferelement (15, 16) integriert ist, das in Richtung der Achse (A) des längsverschieblichen Zwischenglied wirkt.

7. Vorderradaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochachsen von Kreuzgelenk (8) und Kugelgelenk (2) koaxial oder parallel zueinander sind.

8. Vorderradaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rahmen (51) des Fahrzeuges und der Längslenkeranordnung (3) ein Feder/Dämpferelement (52) vorgesehen ist.

9. Vorderradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das längsverschiebliche Zwischenglied (7) unterhalb des Kugelgelenkes (2) am vorderen Ende der Längslenkeranordnung (3) in den Radträger (1) integriert ist.