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Teleskopfedergabel für Krafträder Die Erfindung bezieht sich auf eine
Teleskopfedergabel für Krafträder mit je zwei in jeder Rohreinheit hintereinandergeschalteten
Druckfedern, von denen eine in ihrer Vorspannung durch eine Spanneinrichtung än.derbar
ist.
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Bei den bisher bekannten Teleskopfedergabeln wurde auch bei Hinteneinandersohaltung
von mehreren Federn diie Anordnung in, der Regel so betroffen, daß bei fortschreitender
Belastung nacheinander die Federwindungen. gegenseitig zurr Auflage gelangen und
somnit in. ihrer Fedierwirkung ausgeschaltet werden. Hierdurch entsteht der Nachteil.,
daß sich s hon im Bereich geringer Belastung eine weichte Federungseigenschaft ergibt,
und daß zur Aufnähme der im Hauptarbeitsbereich auftretenden mittleren Belastung
ein so großer Federungsweg benötigt wird, daß der zur Aufnahme hoher Belastung noch
zur Verfügung stehende Federungsweg sehr klein ist.
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Es ist bei einer Hinterradfederung für Motorrädreir bekannt, zwei
Federn, von denen eine einstellbar ist, paraLlet zu schalten., wobei bei größeren
Belastungsänderungen bzw. Falirbähnstößen eine dieser Federn als Zusatzfeder zur
Wirkung kommt. Die Charakteristik einer derartigen Federung würde also zuerst flach
und dann steil verlaufen.
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Dieselbe Fediercharäkteristik ist bekannt beti. einer Re:ihens,chaltung
von Federn,, wobei auch noch. eine Charakteristik erzielt werden kann, die zuerst
flach,, dann steil und dann, wieder flach verläuft. Dabei wird voni der Mögli.dhleeit
Gehrauch gemacht, den Federn, eine Vorspannung zu geben. Man hat hierzu
auch
eine Ausführung vorgeschlagen, die in der Kombination einer Druckfeder und einer
vorgespannten Zugfeder besteht. Es ist ferner bekannt, zwei in Reihte geschaltete
Federn gegen einen gemeinsamen Federteller anliegen zu lassen, der seinerseits ortsfest
mit dem Rahmen des Moto.rradies verbunden ist, d. h. von diesem einen unveränderlichen
Höhenabstand: besitzt. Diese Ausführung dient aber nicht einer besonders günstigen
Abfangung der Federstöße, sondern soll ein Springen des Radces vont der Straße unterdrücken..
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Diese Ausführungen: von, Motorradfederungen kommen, aber den Bedürfnissen
der Praxis nicht in einem befriedigendem Awsmaß entgegen. Die Aufgabe der Erfindung
besteht demgegenüber in. einer Anordnung der Federung in der Teleskopfedergabel
derart, daß für den, Bereich geringer Belastung ein möglichst kleiner Federungs-,veg
benötigt wird, damit für die beim Fahrbetrieb auftretende mittlere und gegebenenfalls
auch 'hohe Belastung ein ausreichender Federungsweg übrigblei:bt. In erster Linie
so11 dadurch die Möglichkeit gegeben sein,, der Teleskopfedergabel im Hauptarbeitsbereich,
also bei mittlerer Belastung, besonders «eiche Pe.derungseigenschafben zu verleihen.
Dabei kann zusätzlich auch noch die Anordnung so getroffen werden., daß, im Bereich
der hohen Belastung, die ja selten auftritt, eine Federungsmöglichkeit in Form einer
harten Federung verbleibt. Um so weicher kann dann die Federung in dem Hauptarbeitsbereich
gestaltet werden.
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Demnach besteht die Erfindung in erster Linie darin, daß sich beide
Federn auf einem gemeinsamen mittleren. Federteller abstützen, der auf der Spannstange
der Spannleinrichtung gleitbar ist, wobei der größte Abstand des Federtellers von
einem der anderen Federwiderlager durch die Spanneinrichtung veränderbar ist. Eine
dieser Federn, nämlich die nicht unter Vorspannung stehende Hauptfeder, kommt somit
über den ganzen Belastungsbereich zur Wirkung und wird bei mittleren Belastungen
durch die mittels der Spanneinrichtung unter Vorspannung gehaltene Zusatzfeder unterstützt.
Diese Zusatzfeder ist jedoch hei Belastungen, die kleiner- als ihre Vorspannung
sind und: hei Belastungen;!, die ihren maximalen Federungsweg überschreiten;, wirkungslos.
Das heißt, die der Zusatzfeder erteilte Vorspannung hat zur Folge, daß bei einer
Anfangsbelastung diese Zusatzfeder so lange nicht zur Wirkung kommt, solange diese
Belastung nicht das. Maß der Varspan#-nung übersteigt. Bei dieser Anfangsbelastung
wirkt sieh. also nur die Hauptfeder aus, d:ie eine gewisse, wenn auch. harte Federung
gewährleistet. Für diese Anfangsbelastung wird demnach auch nur ein. verhältnismäßig
geringer Federungsweg verbraucht. Für mittlere Belastung, im Hauptarheitsbereichi,
steht demnach: ein größerer Federungsweg zur Verfügung als bei bisher üblichen Ausführungen,
und damit -ist die Möglichkeit einer weichen, Abfederurng im Hauptfederungshereieh
gegeben. Diese ,veiche Abfederung tritt ein, sobald, die Anfangsbelastung die vorgesehene
Vorspannung der Zusartzf-eder übersteigt, da dann. zu der Federungs wirkurig der
Hauptfeder noch die Federungswirkung der Zusatzfeder hinzukommt. Die Zusatzfeder
kann so gewählt -werden, daß bei hoher Belastung Windung auf Windung sitzt, d. h..
hei hoher Belastung ist die Wirkung der Zusatzfeder ausgeschaltet, und es kommt
lediglich noch die Wirkung der Hauptfeder zur Geltung. Demzufolge wird auch für
diie hohe Belastung in diesem Falle ein geringer Federungsweg benötigt, und deshalb
ist für den Hauptarbeitsbereich, also für die mittlere Belastung ein sehr ausgiebiger
Federungsweg vorhanden, der im Hauptarbeitsbereich eine weiche Federung sichert.
Die Charakteristik einer solchen Federung verläuft also steil, dann flach und dann
wiederum steil.
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plan kann gemäß eiinem weiteren Vorschlag der Erfindung das aus der
Zusatzfeder und der Hauptfeder bestehende Federpaket in den. beweglichen bzw. nicht
beweglichen Rohren der Kraftradgabel so anordnen, daß sich die vorgespannte Zusatzfeder
am unteren Ende der Kraftradgabel befindet. !Ulan kann die Anordnung auch so treffen,
d.aß die vorgespannte Zusatzfeder am oberen Ende der Kraftradgabel angeordnet ist.
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Ferner schlägt die Erfindung vor, daß das Federwiderlager der vorgespannten,
Zusatzfeder hiinsichtli,ch seiner Lage in bezug auf die Spannstange z. B. durch
Einschalten von Zwischenstücken veränderlich ist. Statt dessen könnte man. auch
eine entsprechende Verschraubung wählen. Damit ist man also in, der Lage, der Zusatzfeder
eine wechselnde Vorspannung zu geben. Man kann also. die Vorspannung der Zusatzfeder
ändern, je nachdem, ob ein. Kraftrad mixt oder ahne Bielwagen gefahren wird. Bei
Beiwagenbetrieb wird die Vorspannung der Zusatzfeder entsprechend erhöht. Bei Verwendung
eines Zwischenstückes bedeutet ein solches Vorgehen, daß bei Einschaltung des Zwischenstückes
die Federung auf den Beiwagenbetrieb-, bei Herausnehme des Zwischenstückes auf Solobetrieb
eingestellt ist.
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Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind im nachstehenden
unter Bezugnahme auf die Zeichnunaoen an Hand eines Ausführungsheispieles erläutert.
In den Zeichnungen zeigt Fig. i den. vorderen Teil eines Kraftrades mit einer Teles'kopfedergabel,
wobei eine Rohreinheit der Teleskopfedergabel im Längsschnitt dargestellt ist, Fig.
a den unteren Teil der Teleskopfedergabel nach Fig. i im vergrößerten Maßstab, unter
Einschaltung einer Gleitbüchse, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-III der
Fig. a" Fig. 4. ein Federungsdiagramm der Teleskopfedergabel nach. Fig. i bis 3.
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An dem Rahmen i des Kraftrades befinden sieh alle Lagerungsstucke-2
und 3 für die Teleskopfedergabel. Die Teleskopfedergabel ist also um die Achse .4
schwenkbar.
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Die Teleskopfedergab:eil besteht in, üblicher Weise aus zwei nebeneinander
befindlichen Rohrein.h.eiven, und jede Rohreinheit besteht aus den Rohren 5
und
6. Das Rohr 5 ist in Lagerungsstücken 2 und 3 fest angeordnet und wirddeshalb als
das nicht bewegliche Rohr bezeichnet. Das Rohir 6 jedoch ist auf dem Rohr 5 gleitbar
und- wird deshalb als das bewegliche Rohr bezeichnete. Gemäß Fig. 2 ist in das Rohr
6 noch eine Gleitbüchse 6" eingesetzt.
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Indien ineinandier gleitbaren Rohren 5 und 6 sind eine Hauptfeder
7 und eine Zusatzfeder 8 gelagert. Die Zusatzfeder 8 befindet sich mittels der Spann
tstange 9 unter Vorspannung. Diese Spannstange 9 ist mittels der Muttern io und
i i mit dem Druckstück 12 verschraubt. In dem Druckstück 12 ist d!ie Radachse 13
für das Vorderrad 14 gelagert.
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Am oberen Ende der Spannstange 9 befindet sich ein: Anschlagbund 15.
Die Feder 8 stützt sich an ihrem unteren Ende ans einem Federwidei'lager 16 ab,
der sich unmittelbar oberhalb dies Druckstückes 12 befindet. Am oberem Ende stützt
sich. die Feder 8 an einem kolbenartigen, Fediorteller 17 ab. Dieser kolbenartige
Federteller 17 isst gleitbar in dem nicht beweglichen: Rohr 5 geführt. Außerdem
kann die Spannstange 9 für einer Bohrung dieses kolbenartigem Federtelilers gleiten.
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Die Hauptfeder 7 und die Zusatzfeder 8 stellen ein Federpaket dar.
Nach dem gez,ei,chneten Ausführunigs.beispiel isst die Zusatzfeder am unteren Ende
in den beiden gegeneinander gleitbaren. Rohren eingebaut. Das Fedierpaket kann aber
auch umgekehrt in diese Rohre so eingesetzt werden, daß die Hauptfeder 7 die untere,
die Zusatzfedier 8 die obere Feder darstellt. Liegt die Zusatzfedier am oberen Ende
der Teleskopfedergabel, so ist die Verstellmöglichkeit der Vorspannung der Zusatzfeder
leichter durchführbar. Liegt die Zusatzfeder am unteren Ende der Teleskopfe-dergabel,
dann läßt sich,, wie beschrieben, die sitoßmi:ndernde Wirkung der Ölfüllung zusätzliclh
ausnutzen.
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Die Hauptfeder 7 stützt sich an ihrem unteren Ende auf dem gleichen
kolbenartigen Federteller 17 ab, und zwar sind die unteren Windungen, der Hauptfedier
7 in, entsprechend eingedrehte Windungen des kolbenartigen Federtellers 17 eingelassen..
Zwischen dem Anschlagbund 15 der Spannstange 9 und dem oberen- Endie dies kalbenartigen
Federtelliers 17 ist eine Gummipuffer 18 eingeschaltet. Wird die Anfangsbelastung
beim Fahrbetrieb überschritten, dann, kann sich die vor= gespannte Feder zusammendrücken,
und die Spannstange 9 kann die oberhalb des Gummipuffetrs i8 strichpunktiert dargestellte
Lage einnehmen.
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Der kolbenartige Teil des Federtellers 17 weist., wie insbesondere
auch aus Fig. 3 hervorgeht, Ausschnitte i9 auf. Diese Auss@dhniiitte tragen dazu
bei; daß kein unerwünschter Luftwiderstands bei der axialen Verschiebung des kolbenartigen
Federtellers 17 eintreten kann. Wiird in das untere bewiegli.che Rohr 6 einte gelv
esse Menge öl eingelassen, so kann dieses J1 bei den: Ersah ü.tte.rungen:,
der die Teleskopfedergabel ausgesetzt ist, durch diese Ausschnitte i9 auch in den
Raum oberhalb des kolbenartigen Federtellers 17 treten und damit dann auch, zu einer
dauernden Schmierung der gegeneinander gleitenden Teile beitragen. Erfolgt die Ölfüllung
in dem unteren beweglichen Rohr in einem solchen Maß, daß im wesentlichen der Raum
zwischen. diemi unten gelegenem Federwiderlager 16 und dem oberen beweglichen Federteller
17 ausgefüllt ist, dann ergibt. sich bei entsprechenden Stößen, auf diie Radgabel
zusätzlich zu der bereits beschriebenen Federwirkung in- gewissem Sinne eine stoßmindernde
Wirkung dadurch, d'aß Ölbestnndidile durch die Ausnehmungen 19 des Federtellers,
17 eine beschränkte Au.strittsmöglidhkeitt oberhalb dieses Federtellers haben.
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Die Bedieutung der besdhriebenen Federanordnung bei einer Teleskopfedergabel
nach der Erfindung ergibt .sich aufs dem in Fig. 4 dargestellten Federdiiagramm.
Bei ein- und derselben Federanordnung, aber bei: verschiediener Vorspannung der
Zusatzfeder stellte die Diagrammlinie A-B-C-D die Federkennung für Deiwagenbetrieb
dar, während: die Diagrammlinie A'-B'-C'-D' .die Federkennung für das gleiche Kraftrad)
ohne Beiwagen wideTgibt. Die mittlere Belastung bei Beiwagenibetrieb entspricht
in diiesem Diagramm dien Strecke b, während die mittleere Belastung dies gleichen
Kraftrades ohne Beiwagen der Strecke, b' entspricht. In beiden. Fällen hat der Federungsweg
die gleiche Größte a.
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Die Strecke A-B bzw. A-B' entspricht der Belastung, die gleich Bier
Vorspannung der Zusatzfeder ist. In dieser Strecke verlaufen die Diagrammlinien
verbältnitsmäßig steil, d:. h. hier beY steht eine'harte Federung. Die Strecken
B-C bzw. B'-C' stellen die mittlerie Belastung dar. Hier verlaufen die Diagrammliimiien
in geringerer Steigung, d. ih.., hier besteht eine weiche Federung. Der Knick der
Diagr:ammdii.nien bei C bzw. C ist dann erreicht, wenn die Federwindungen
der Zusatzfeder gegeneinander zur Anlage kommen und nur noch die Hauptfeder eine
weitere Federung zuläßt.