DE68915140T2

DE68915140T2 - Aufhängekorrektureinrichtung, insbesondere für ein Motorrad.

Info

Publication number: DE68915140T2
Application number: DE68915140T
Authority: DE
Inventors: Daniel Trema
Original assignee: Elf Antar France
Current assignee: Elf Antar France
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1994-08-18
Anticipated expiration: 2009-12-20
Also published as: US5156231A; EP0376802A1; FR2640914A1; FR2640914B1; DE68915140D1; EP0376802B1; JPH03135891A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Korrektur der Vorderradaufhängung eines Motorrads, bei der mindestens ein Stützarm der Radachse an einem Rahmen gelenkig gelagert ist und mindestens ein Scheibenbremssattel oder ein gleichwertiges Funktionsteil, wie z.B. ein Bremszylinder-Stützflansch, mit einer Bremsscheibe oder einem gleichwertigen Funktionsteil, wie z.B. einer Bremstrommel, zusammenarbeitet, die mit dem auf dem Stützarm drehbar gelagerten Vorderrad fest verbunden ist, wobei Federungsmittel den besagten Stützarm mit dem Rahmen verbinden, und wobei der Bremssattel koaxial zur Radachse auf dem Stützarm angebracht ist, wobei der Bremssattel sich in Bezug auf den Stützarm drehen kann und durch eine an einem an ihm angebrachten Gelenk befestigte Stange mit einem am Vorderteil des Rahmens oben angebrachten Gelenk verbunden ist.
Es sind Vorrichtungen bekannt, die eine Reaktion der Federung beim Bremsvorgang, u.a. den Eintauch-Effekt, d.h. ein Zusammendrücken der Vorderradfederung, verhindern sollen.
GB-A-2 052 407 beschreibt z.B. eine solche Vorrichtung, in der ein Stützteil der vorderen Bremsanlage eines Motorrads auf einem durch eine Stange mit dem oberen Teil der Vorderradgabel verbundenen Arm montiert ist, so daß sich eine der beim Bremsvorgang auf den vorderen Teil des Motorradrahmens ausgeübten Überbelastung entgegengesetzte Kraft nach oben auswirken und so den Eintauch- Effekt verringern kann. Die Motorradfahrer und insbesondere die Motorradrennfahrer waren mit diesen sogenannten "Anti-Drive"-Vorrichtungen nicht zufrieden, als diese im Fahrvorgang auf entsprechenden umgebauten Motorrädern getestet wurden. Obwohl die vordere Federung solcher umgebauten Motorräder elastischer geworden war, wurden die Reaktionen der Federung dem Fahrer nämlich nicht mehr übertragen, der dadurch dann nicht genügend Informationen sowohl über das Einsetzen der Bremswirkung als auch über die Entwicklung des Bremsvorgangs erhielt. In der Tat haben die "Anti-Drive"-Vorrichtungen aufgrund einer Unterbrechung der Mensch-Maschine-Verbindung zahlreiche unerklärliche Stürze während der Bremsphase verursacht und die Bremssicherheit nicht verbessert.
Die vorliegende Erfindung soll u.a. eine einfache Vorrichtung bieten, die eine Anti-Eintauch-Wirkung beim Bremsvorgang ausübt und gleichzeitig die Schwingungen und Vibrationen der Lenkung des Motorrads während des Bremsvorgangs dämpft, die dem Fahrer aber dennoch Informationen über gefährliche Bremsvorgänge übermitteln soll. Eine solche Vorrichtung ermöglicht es, das Motorrad mit einer elastischeren vorderen Federung als den bisher verwendeten auszustatten, ohne Unfälle und Verlust der Kontrolle durch Vibrationen (auch Flatter- Effekt genannt) der Lenkung des Motorrads während des Bemsvorgangs zu riskieren.
Die Korrekturvorrichtung gemäß Erfindung ist insbesondere - aber nicht ausschließlich - dafür vorgesehen, an Motorrädern mit Federbeinen vom Typ McPherson angebracht zu werden, bei denen sich die Radachse auf einen durch ein Gelenk mit einem Teil des Rahmens verbundenen Stoßdämpfer abstützt und wobei der Rahmen sich direkt auf einer sich um den Stoßdämpfer windenden und sich auf einem an diesem befindlichen Ansatz stützenden zylindrischen Schraubenfeder aufstützt.
Eine für ein Motorrad-Vorderrad besonders geeignete Federung vom Typ McPherson wird in FR-A-2 594 781 und FR-A-2 601 641 beschrieben.
Diese Vorderradfederung beinhaltet z.B. einen Stützarm, an dessen unterem Teil sich die Radachse befindet, und der durch zwei Schwingen mit dem Motorradrahmen verbunden ist, wobei eine Feder- und Dämpfereinheit zwischen dem oberen Ende des Stützarms und einem mit dem Motorradrahmen fest verbunden Vorsprung angeordnet und gelenkig angebracht ist.
Weiter sind Mittel vorgesehen, um die Drehung des Stützarms um sich am vorderen Ende der oberen und unteren Schwinge befindenden Kugelgelenke unter der Wirkung eines Lenkers zu ermöglichen.
Für den Bremsvorgang wird mindestens eine mit dem Vorderrad und dessen Achse fest verbundene Bremsscheibe zwischen den beiden Bremsklötzen eines vom Stützarm getragenen Bremssattels eingesetzt.
Gemäß dieser Erfindung handelt es sich bei der Stange um eine lange Stange, deren Endgelenke Universalgelenke bilden, die eine Reibung aufweisen, so daß sie eine Dämpfung der Schwingungen und Vibrationen der Motorradlenkung während des Bremsvorgangs des Vorderrads des Motorrads bilden.
Bei einer anderen Ausführung dieser Erfindung wird das an dem Bremssattel angeordnete Gelenk für die Stange in einem in Bezug auf die Achse des Vorderrades bestimmten Abstand plaziert, und zwar mit einem solchen Wert, daß die nach oben gerichtete und beim Bremsvorgang vom Bremssattel auf die Stange ausgeübte Kraft der in entgegengesetzter Richtung durch die von der allein durch die auf das Vorderrad ausgeübten Bremskraft ausgelöste Geschwindigkeitsabnahme verursachte Überbelastung des vorderen Teils des Motorradrahmens ausgeübten Kraft weitgehend entspricht, so daß jeder bedeutende, auf das Hinterrad des Motorrads ausgeübte Bremsvorgang ein Zusammendrücken der vorderen Federung verursacht, welches dem Fahrer signalisiert, daß er das am Hinterrad verfügbare Haftvermögen in Anspruch nimmt und daß der durchgeführte Bremsvorgang also eine besondere Aufmerksamkeit erfordert.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung dieser Vorrichtung gemäß Erfindung bildet die Stange eine teleskopische Einheit, die sich axial bis zu Endanschlägen in ihrer Länge verändern kann und die Eigenschaften einer Feder und eines Stoßdämpfers aufweist, so daß die mit dieser Stange erreichte Dämpfungswirkung während des Bremsvorgangs des Motorradvorderrads verbessert wird.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, die lediglich als Beispiel in Bezug auf die als Anlage beigefügte Zeichnung aufgeführt wird, in der
- die Figur 1 eine schematische Darstellung des vorderen Teils eines mit einer der Erfindung entsprechenden Korrekturvorrichtung ausgestatteten Motorrads bildet und
- die Figur 2 eine Teilansicht im Querschnitt des Vorderrads mit dessen Radachse und Bremse des auf der Abbildung 1 teilabgebildeten Motorrads bildet.
Bei der ausgewählten, auf der Figur 1 dargestellten Ausführung weist das Motorrad 1 die üblichen Teile auf, die hier nur erwähnt werden: einen mit dem Rahmen 3 fest verbundenen Motorblock 2, wobei der Rahmen 3 z.B. einen vorderen Holm 4 beinhaltet, an dem je eine untere und obere Schwinge 7, 8 mit ihrem einen Ende gelenkig angebracht sind und wobei das andere Ende der Schwingen 7, 8 an einem einzigen Stützarm 12 angelenkt sind, der eine Radachse 14 trägt, auf der durch Rollen- oder Kugellager das Vorderrad 16 mit seinem Reifen 18 drehbar angebracht ist.
Der mit dem Lenker 15 durch geeignete Mittel verbundene Stützarm 12 ist quer gebogen, umgibt einseitig das Rad 16 und seinen Reifen 18 und ist weiterhin über eine Dämpfungs- und Federungseinheit 20 mit einem Vorsprung 19 des Holms 4 unter Zwischenlage eines Silent-Blocks verbunden. Eine Verbindungsachse 21 zwischen der Einheit 20 und dem Stützarm 12 ermöglicht es, die Neigung des Stützarms 12 in Bezug auf den besagten Block zu variieren.
Gewöhnlich trägt der Stützarm 12 mindestens einen Scheibenbremssattel 22, durch den die mit dem Rad 16 und der Achse 14 fest verbundene Bremsscheibe 23 verläuft.
Gemäß der Erfindung ist hier der Bremssattel 22 durch Rollen- oder Kugellager 24 auf einer zur Achse 14 koaxialen tragenden Fläche des Stützarms 12 rotierend angebracht (vgl. Figur 2) und eine starre, im Punkt 27 an einem ihrer Enden am Bremssattel 22 gelenkig angebrachte Stange 26 ist an ihrem anderen Ende im Punkt 28 am oberen Vorsprung 19 des vorderen Holms 4 des Rahmens 3 gelenkig angebracht. Diese Stange 26 überträgt die beim Bremsvorgang entstehenden Reaktionskräfte auf den Rahmen 3.
In dem beschriebenen Beispiel ist die Verbindungsstange 26 starr. Diese starre Verbindung kann durch eine teleskopische Einheit ersetzt werden, die sich axial bis zu Endanschlägen in ihrer Länge verändern kann und eine Außenfeder mit einem inneren Dämpfer verbindet.
Der beschriebene Funktionsmodus wird nun genauer untersucht. Wenn man sich auf die Abbildung 1 bezieht, sieht man, daß die Federung bei normaler Fahrt des Motorrads 1 ohne Bremsvorgang auf den Welligkeiten der Fahrbahn ausfedert und dabei die Feder der Federungseinheit 20 mehr oder weniger zusammendrückt. Die Distanz zwischen dem Punkt 28 der Stange 26 an dem Rahmen 3 und dem Bremssattel 22 variiert also. Da die Länge der Stange 26 konstant bleibt, verursacht das Federungsspiel des Vorsprunges 19 des vorderen Holmes 4 des Rahmens 3 eine Drehung des Bremssattels 22 um die Vorderradachse 14.
Wenn der Motorradfahrer die Bremse betätigt, empfängt der Bremssattel 22, der mit seinen (nicht dargestellten) Bremsklötzen auf der Bremsscheibe 23 reibt, von dieser Scheibe 23 eine Tangentialreibungskraft F, die (umgekehrt proportional zum Abstand des Punktes 27 von der Radachse 14 verstärkt oder gemindert) auf die Stange 26 und von da aus auf den Vorsprung 19 des Holms 4 des Motorradrahmens 3 übertragen wird, welcher durch die von der Geschwindigkeitsabnahme des Motorrads verursachte Kräfteübertragung nach vorn überbelastet wird. Um eine stabile Aufhängung zu gewinnen, kann man den Punkt 27 auf einem solchen Abstand in Bezug auf die Radachse 14 positionieren, daß die nach oben gerichtete Kraft der Stange 26 beim Bremsvorgang etwas geringer als die im Punkt 28 durch die von der Geschwindigkeitsabnahme des Motorrads verursachte Kraftübertragung nach vorne ausgelöste Kraft ist oder dieser entspricht. Die Geschwindigkeitsabnahme des Motorrads ist übrigens nicht immer proportional zur als Reaktion auf die Kraft F ausgeübte Tangentialbremskraft, denn sie hängt auch von der auf das Hinterrad des Motorrads ausgeübten Bremskraft ab. Nach der auf den Figuren 1 und 2 dargestellten Anordnung löst die Stange 26 während des Bremsvorgangs in der Tat dieselbe Wirkung wie eine vorübergehende Verhärtung der Federung aus, die dann beim Bremsen keinem zusätzlichen Druck unterzogen wird, obwohl große überbelastungen auf die Vorderachse ausgeübt werden.
Es ist möglich, durch die auf den vorderen Teil des Motorrads ausgeübte Kraft F lediglich die zusätzliche, durch die allein auf die auf das Vorderrad des Motorrads ausgeübten Bremskräfte zurückzuführende Geschwindigkeitsabnahme des gesamten Motorrads (mit Fahrer und eventuell Beifahrer(n)) verursachte Belastung nach vorne zu kompensieren. Jede Betätigung der hinteren Bremse verursacht ein Zusammendrücken der vorderen Federung und signalisiert dem Fahrer, daß er das am Hinterrad verfügbare Haftvermögen in Anspruch nimmt und daß sein Bremsvorgang daher einen Verlust des hinteren Haftvermögens verursachen und gefährlich werden könnte. Die geläufigste Regulierung der Kompensation eines nur vorderen Bremsvorgangs besteht darin, die durch die vordere, sich auf das Motorrad bei Normallast (d.h. mit dem Fahrer allein) auswirkende Lastübertragung nach vorne für den gewöhnlichen mittleren Reibungskoeffizienten (d.h. mit leicht warmen Belägen) der vorderen Bremsklötze auszugleichen. Die Stange 26 stellt außerdem durch die Reibung ihrer Endgelenke in den Punkten 27 und 28, die als Universalgelenke, d.h. als Kugelgelenke zu verstehen sind, eine zusätzliche Dämpfung der Schwingungen und Vibrationen der Motorradlenkung während des Bremsvorgangs dar.
In dem nicht abgebildeten Fall, in dem die Stange 26 durch eine unter Kraft mechanisch vorgespannten Feder- Dämpfer-Einheit ersetzt ist, die ab einer Mittelstellung in einem Feder- und Dämpfungshub auf jeder Seite bis zu je einem Anschlag längenveränderbar ist, sind die Reaktionen des Bremsmoments auf die Federung vermindert und werden erst nach einer bestimmten Dämpfungszeit übertragen. Dies läuft dabei so ab, als wäre der Fahrer zunächst vom Einfedern seiner vorderen Federung während des Bremsvorgangs vorgewarnt worden und als würde er dann feststellen, wie sich die Federung unter der Wirkung der sich bis zum Axialendanschlag vorschiebenden Stange ohne zusätzliches, auf den "Eintauch"-Effekt zurückzuführendes Zusammendrücken oder Ausdehnen stabilisiert. Eine andere vorteilhafte Konsequenz des Einsatzes von Bremsvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß es nun möglich ist, dank der drehbaren Anbringung des Bremssattels diesen in Bezug auf das Rad oder auf den einzigen vorderen Stützarm 12 an Stellen anzubringen, an denen es früher unmöglich war, diesen Bremssattel anzubringen und in Position zu halten.
Die dieser Erfindung entsprechende Vorrichtung wurde im Zusammenhang mit einem mit einer Bremsscheibe zusammenwirkenden Bremssattel beschrieben, aber es kann selbstverständlich mit anderen Bremsentypen als der Scheibenbremse verwendet werden, z.B. mit einer Trommelbremse, bei der die Funktion des Bremssattels, der bei der Reibung der Bremsklötze auf der Bremsscheibe die Reaktionskraft empfängt, durch den Stützflansch der Bremszylinder und der die Bremsbeläge tragenden Bremsbacken übernommen wird, wobei dieser Flansch drehbar in Bezug auf den Stützarm 12 montiert und durch die Stange 26 mit dem Rahmen 3 des Motorrads verbunden ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Korrektur der Vorderradaufhängung eines Motorrads, bei der mindestens ein Stützarm (12) der Radachse (14) an einem Rahmen (3) gelenkig gelagert ist und mindestens ein Scheibenbremssattel (22) oder ein gleichwertiges Funktionsteil, wie z.B. ein Bremszylinder-Stützflansch, mit einer Bremsscheibe (23) oder einem gleichwertigen Funktionsteil, wie z.B. einer Bremstrommel, zusammenarbeitet, die mit dem auf dem Stützarm (12) drehbar gelagerten Vorderrad (16) fest verbunden ist, wobei Federungsmittel (20) den besagten Stützarm (12) mit dem Rahmen (3) verbinden, und wobei der Bremssattel (22) koaxial zur Radachse (14) auf dem Stützarm (12) angebracht ist, wobei der Bremssattel (22) sich in Bezug auf den Stützarm (12) drehen kann und durch eine an einem an ihm angebrachten Gelenk (27) befestigte Stange (26) mit einem am Vorderteil des Rahmens (3) oben angebrachten Gelenk (28) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Stange (26) um eine lange Stange handelt, deren Endgelenke (27, 28) Universalgelenke bilden, die eine Reibung aufweisen, so daß sie eine Dämpfung der Schwingungen und Vibrationen der Motorradlenkung während des Bremsvorganges des Vorderrads des Motorrads bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem Bremssattel (22) angebrachte Gelenk (27) auf einem in Bezug auf die Vorderradachse (14) bestimmten Abstand angeordnet wird, und zwar mit einem solchen Wert, daß die nach oben gerichtete und beim Bremsvorgang vom Sattel (22) auf die Stange (26) ausgeübte Kraft der in entgegengesetzter Richtung durch die von der allein durch die auf das Vorderrad ausgeübten Bremskräfte ausgelöste Verzögerung verursachte Überbelastung des vorderen Teils (19) des Motorradrahmens (3) ausgeübten Kraft weitgehend entspricht, so daß jeder bedeutende, auf das Hinterrad des Motorrads ausgeübte Bremsvorgang ein Zusammendrücken der vorderen Federung verursacht, welches dem Fahrer signalisiert, daß er das am Hinterrad verfügbare Haftvermögen benutzt und daß der durchgeführte Bremsvorgang also eine besondere Aufmerksamkeit erfordert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (26) eine teleskopische Einheit bildet, die sich axial bis zu Endanschlägen in ihrer Länge verändern kann und die Eigenschaften einer Feder und eines Stoßdämpfers aufweist, so daß die mit dieser Stange (26) erreichte Dämpfungswirkung während des Bremsvorganges des Motorradvorderrads verbessert wird.