DE102015206694A1 - front wheel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorderradführung (10) für einspurige Fahrzeuge, insbesondere Motorräder mit mindestens einer Führungsschiene (11), mindestens einem Schlitten (12), wobei der Schlitten (12) relativ zu der Führungsschiene (11) verschiebbar ist und mindestens einem Wälzkörper (13), der zwischen der Führungsschiene (11) und dem Schlitten (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (13) eine konkav geformte Wälzoberfläche (14) aufweist.The invention relates to a front wheel guide (10) for single-track vehicles, in particular motorcycles having at least one guide rail (11), at least one carriage (12), wherein the carriage (12) is displaceable relative to the guide rail (11) and at least one rolling element (13 ), which is arranged between the guide rail (11) and the carriage (12), characterized in that the rolling body (13) has a concave shaped rolling surface (14).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorderradführung für einspurige Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.The present invention relates to a front wheel guide for single-track vehicles according to the preamble of the independent claim.
Bei einspurigen Fahrzeugen wie Motorrädern, Motorrollern, Fahrrädern, Tretrollern usw. haben sich im Stand der Technik sogenannte Gabeln zur Führung des Vorderrads etabliert. Zur Federung des Vorderrats umfassen derartige Gabeln in der Regel zwei Standrohre, die über Brücken miteinander verbunden sind. Jedes Standrohr kann in ein Tauchrohr eintauchen. Dadurch wird eine Relativbewegung zwischen einem Vorderrad, welches mit den Tauchrohren verbunden ist, und einem Lenker, der mit den Standrohren verbunden ist, im Sinne einer Linearführung erzielt. Zur Reduzierung der Reibung zwischen den Tauchrohren und den Standrohren sind Gleitlagerbuchsen vorgesehen. Während der Fahrt wirken jedoch Antriebskräfte sowie Querkräfte bei Kurvenfahrt auf das Motorrad. Diese Kräfte erzeugen im Lagerungspunkt zwischen den Stand- und den Tauchrohren Querkräfte. Diese Querkräfte erhöhen in dem Gleitlager das Losbrechmoment, wodurch sich Komforteinbußen und Nachteile im Fahrverhalten ergeben. Wenn das Vorderrad zum Einfedern angeregt wird, muss zuerst das Losbrechmoment überwunden werden, bevor die Gabel eine Einfederbewegung oder Ausfederbewegung des Vorderrades erlaubt.In single-track vehicles such as motorcycles, scooters, bicycles, scooters, etc. so-called forks for guiding the front wheel have been established in the prior art. For suspension of the front seat such forks usually comprise two standpipes, which are interconnected by bridges. Each standpipe can dip into a dip tube. Thereby, a relative movement between a front wheel, which is connected to the dip tubes, and a handlebar, which is connected to the uprights, achieved in the sense of a linear guide. To reduce the friction between the dip tubes and the stanchions bearing bushings are provided. While driving, however, driving forces and lateral forces act on the motorcycle when cornering. These forces generate in the storage point between the stationary and the dip tubes lateral forces. These transverse forces increase the breakaway torque in the slide bearing, resulting in loss of comfort and disadvantages in handling. If the front wheel is to be jounced, the breakaway torque must first be overcome before the fork allows for compression or rebound of the front wheel.
Um diese Nachteile bezüglich Komfort und Sicherheit zu überwinden, wurde bislang im Stand der Technik versucht, durch geeignete Schmiermittel die Reibungskräfte zu reduzieren. Dadurch erhöht sich jedoch der Wartungsaufwand der Gabel sowie der Montageaufwand beim Herstellen der Gabel. Als Schmiermittel wird üblicherweise Öl verwendet, das beispielsweise in Form eines Ölfilms die Gleiteigenschaften des Gleitlagers verbessert. Zum Erzeugen des Ölfilms ist ein Vorratsbehälter notwendig, der in der Gabel angeordnet ist. Dadurch erhöht sich jedoch die Masse der Federgabel. Dies ist besonders kritisch, weil die sogenannte ungefederte Masse erhöht wird, was sich wiederum negativ auf das Ansprechverhalten der Gabel auswirkt. Zur Reduzierung der Schmiermittelmenge bzw. der Ölmittelmenge werden im Stand der Technik Verdränger vorgesehen. Nicht zuletzt werden Abdichtelemente benötigt, um das in der Gabel befindliche Öl gegenüber der Umgebung abzudichten.In order to overcome these disadvantages in terms of comfort and safety, it has hitherto been attempted in the prior art to reduce the frictional forces by means of suitable lubricants. This, however, increases the maintenance of the fork and the assembly effort when making the fork. As a lubricant, oil is usually used, which improves, for example in the form of an oil film, the sliding properties of the sliding bearing. To produce the oil film, a reservoir is necessary, which is arranged in the fork. This, however, increases the mass of the suspension fork. This is particularly critical because the so-called unsprung mass is increased, which in turn negatively affects the response of the fork. To reduce the amount of lubricant or the amount of oil agent displacers are provided in the prior art. Last but not least, sealing elements are needed to seal the oil in the fork from the environment.
Darüber hinaus ist aus dem Stand der Technik bekannt, das Gleitlager zwischen Stand- und Tauchrohr durch Wälzlager zu ersetzen. Eine solche Anordnung zeigt die europäische Patentschrift
Ausgehend von diesem Stand der Technik macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, eine Vorderradführung anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Es ist eine besondere Aufgabe der Erfindung, eine Vorderradführung anzugeben mit einem vereinfachten Aufbau, die gleichzeitig gute Komforteigenschaften und gutes Ansprechverhalten bietet.Based on this prior art, the present invention has the object to provide a front wheel guide, which overcomes the disadvantages of the prior art. It is a particular object of the invention to provide a front wheel guide having a simplified construction which simultaneously provides good comfort characteristics and good responsiveness.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorderradführung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Die abhängigen Patentansprüche stellen vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.This object is achieved with a front wheel according to the independent claim. The dependent claims represent advantageous embodiments of the present invention.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorderradführung für einspurige Fahrzeuge, insbesondere für Motorräder, vor, mit mindestens einer Führungsschiene, mindestens einem Führungsschlitten, wobei der Schlitten relativ zu der Führungsschiene verschiebbar ist, und mindestens einem Wälzkörper, der zwischen der Führungsschiene und dem Schlitten angeordnet ist. Der Wälzkörper kann eine konkav geformte Wälzoberfläche aufweisen. Damit kann auf einfache Weise eine Lagerung des Schlittens an der Führungsschiene erzeugt werden. Die konkav geformte Wälzoberfläche bietet den Vorteil eines sehr geringen Lagerspiels. Eine Vorderradführung kann eine Führungsschiene und einem Schlitten umfassend, so dass das Vorderrad einseitig geführt wird. Alternativ dazu können auch in Richtung der Drehachse des Vorderrades zwei Schlitten und zwei Führungsschienen vorgesehen sein, so dass das Vorderrad beidseitig geführt wird.To solve this problem, the invention proposes a front wheel for single-track vehicles, especially for motorcycles before, with at least one guide rail, at least one guide carriage, wherein the carriage is displaceable relative to the guide rail, and at least one rolling element, between the guide rail and the carriage is arranged. The rolling element may have a concave-shaped rolling surface. This can be easily generated a storage of the carriage on the guide rail. The concave rolling surface offers the advantage of a very small bearing clearance. A front wheel guide may include a guide rail and a carriage so that the front wheel is guided on one side. Alternatively, two carriages and two guide rails may also be provided in the direction of the axis of rotation of the front wheel, so that the front wheel is guided on both sides.
Darüber hinaus kann der Wälzkörper als Rolle ausgebildet sein, wobei die Wälzoberfläche als Abschnitt der Mantelfläche der Rolle ausgebildet ist. Dies bietet den Vorteil, dass nur ein vorbestimmter Abschnitt mit einer hohen Oberflächengüte, die einen geringen Reibungswert aufweist, ausgebildet werden muss.In addition, the rolling element may be formed as a roller, wherein the rolling surface is formed as a portion of the lateral surface of the roller. This offers the advantage that only a predetermined portion with a high surface quality, which has a low friction value, must be formed.
Weiterhin kann die Wälzoberfläche eine Beschichtung aufweisen. Durch Vorsehen der Beschichtung kann der Rollwiderstand weiter gesenkt werden. Darüber hinaus verringern sich auch Laufgeräusche der Wälzkörper/Rollen auf der Führungsschiene.Furthermore, the rolling surface may have a coating. By providing the coating, the rolling resistance can be further lowered. In addition, running noises of the rolling elements / rollers reduce on the guide rail.
Alternativ oder zusätzlich kann die Wälzoberfläche mindestens eine Nut aufweisen, in der ein O-Ring angeordnet ist. Damit können Laufgeräusche weiter reduziert werden.Alternatively or additionally, the rolling surface may have at least one groove in which an O-ring is arranged. This allows running noise to be further reduced.
Weiterhin kann die Form der Wälzoberfläche komplementär zu einer Form einer Kontaktoberfläche der Führungsschiene ausgebildet sein. Bei einer konkav ausgebildeten Krümmung der Wälzoberfläche des Wälzkörpers ist die Kontaktfläche auf der Führungsschiene konvex ausgebildet. Die konkave Krümmung kann dabei oval, rund, halbkreisförmig oder aus einer Kombination dieser Formen ausgebildet sein. Durch die komplementäre Ausbildung der Wälzkörper und der Führungsschiene kann eine Lagerung mit besonders geringem Lagerspiel realisiert werden.Furthermore, the shape of the rolling surface may be formed to be complementary to a shape of a contact surface of the guide rail. In a concave curvature of the rolling surface of the rolling element, the contact surface on the guide rail is convex. The concave curvature can be oval, round, semicircular or be formed of a combination of these forms. Due to the complementary design of the rolling elements and the guide rail storage can be realized with a very low clearance.
Der Schlitten kann mit einem Vorderrad verbunden sein, wobei dann die Führungsschiene mit einem Lenker verbunden ist. Diese Variante entspricht einer üblichen Telegabel. Eine umgekehrte Anordnung ist ebenfalls denkbar, bei der das Vorderrad mit den Führungsschienen verbunden ist und der Schlitten mit dem Lenker. Die zweite Variante ist somit analog einer Up-Side-Down-Gabel ausgebildet.The carriage may be connected to a front wheel, in which case the guide rail is connected to a handlebar. This variant corresponds to a standard Telegabel. A reverse arrangement is also conceivable in which the front wheel is connected to the guide rails and the carriage to the handlebar. The second variant is thus formed analogous to an up-side down fork.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist der Schlitten im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und umschließt zumindest abschnittsweise die Führungsschiene in Umfangsrichtung. Der Führungsschlitten bildet dadurch eine Art Gleitrohr bzw. Tauchrohr und die Führungsschiene eine Art Standrohr. Die Führungsschiene kann somit in den Führungsschlitten eintauchen. Die Wälzkörper sind in dieser Ausführungsform im Inneren des Gleitrohres angeordnet. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil einer besonders kompakten Bauweise.According to a first embodiment, the carriage is substantially tubular and at least partially encloses the guide rail in the circumferential direction. The guide carriage thereby forms a kind of sliding tube or dip tube and the guide rail is a kind of standpipe. The guide rail can thus immerse in the guide carriage. The rolling elements are arranged in this embodiment in the interior of the sliding tube. This embodiment offers the advantage of a particularly compact design.
In einer zweiten Ausführungsform ist der Schlitten als im Wesentlichen U-förmiger Bügel ausgebildet, der zwei Schenkel und einen die beiden Schenkel verbindenden Bogen aufweist. An jedem Schenkel sind Wälzkörper angeordnet, so dass jeder Schenkel des Bügels verschiebbar an jeweils einer Führungsschiene gelagert ist. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil eines besonders einfachen Aufbaus, der mit einem reduzierten Montageaufwand herstellbar ist.In a second embodiment, the carriage is designed as a substantially U-shaped bracket, which has two legs and an arc connecting the two legs. Rolling elements are arranged on each leg, so that each leg of the strap is displaceably mounted on a respective guide rail. This embodiment offers the advantage of a particularly simple construction, which can be produced with a reduced installation effort.
Weiterhin kann eine erste Führungsschiene vorgesehen sein, die mit ersten Wälzkörpern in berührendem Kontakt steht, und eine zweite Führungsschiene vorgesehen sein, die mit zweiten Wälzkörpern in berührendem Kontakt steht, wobei Drehachsen erster Wälzkörper und Drehachsen zweiter Wälzkörper zueinander parallel oder windschief ausgerichtet sind oder miteinander einen Winkel α einschließen. Bei Anordnungen in denen der Winkel α ungleich 180 Grad ist, können hohe Seitensteifigkeiten erzielt werden.Furthermore, a first guide rail may be provided, which is in touching contact with first rolling elements, and a second guide rail may be provided, which is in touching contact with second rolling elements, wherein axes of rotation of the first rolling elements and axes of rotation of the second rolling elements are aligned parallel or skewed with each other or one another Include angle α. In arrangements in which the angle α is not equal to 180 degrees, high lateral stiffnesses can be achieved.
Zusätzlich oder alternativ können mehrere Wälzkörper, die mit einer Führungsschiene in berührendem Kontakt stehen, Drehachsen aufweisen, die zueinander windschief ausgerichtet sind oder miteinander einen Winkel β einschließen. Dadurch kann eine besonders steife Führungsschienen erzeugt werden.Additionally or alternatively, a plurality of rolling elements, which are in touching contact with a guide rail, having axes of rotation which are skewed to each other or enclose an angle β with each other. As a result, a particularly rigid guide rails can be generated.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figurenbeschreibung näher erläutert. Die Beschreibung, die Figuren und die Ansprüche enthalten eine Vielzahl von Merkmalen, die ein Fachmann auch in anderer Kombination in Betracht ziehen würde, um sie an entsprechende Anforderungen der Erfindung anzupassen.The invention is explained in more detail below with reference to the description of the figures. The description, figures and claims contain a plurality of features which a person skilled in the art would also consider in other combinations in order to adapt them to corresponding requirements of the invention.
Es zeigen in schematischer DarstellungIt show in a schematic representation
Das Rad
In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform kann eine funktionale Umkehrung erfolgen, wobei der Schlitten mit dem Lenker
In
Die in
Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Drehachsen a, a', wie in
Zusammenfassend sollen im Folgenden die Vorteile der Erfindung genannt werden. Durch den neuartigen Aufbau der Vorderradführung können die ungefederten Massen der Vorderradführung reduziert werden. Durch die Reduktion des Massenträgheitsmoments ergibt sich ein gutes Ansprechverhalten der Federrung. Darüber hinaus ergeben sich auch geringe Massenträgheitsmomente, die um die Lenkachse wirken. Nicht zuletzt wird die absolute Masse reduziert, was sich positiv auf die Fahrdynamik, den Fahrkomfort und nicht zuletzt den Fahrzeugverbrauch auswirkt. Verglichen mit den aus dem Stand der Technik bekannten Aufbauten ergibt sich ein vereinfachtes Herstellungsverfahren, da es nicht notwendig ist, Tieflochbohrungen vorzusehen oder aufwändige Gussteile zu erstellen. Durch die Lagerung mittels Rollen wird das Losbrechmoment auf ein Mindestmaß reduziert, wobei gleichzeitig die Notwendigkeit einer Schmierung entfällt. Die Lagerung kann für Telelever sowie für Telegabeln verwendet werden.In summary, the advantages of the invention will be mentioned below. Due to the new design of the front wheel guide, the unsprung masses of the front wheel guide can be reduced. By reducing the moment of inertia results in a good response of the spring. In addition, there are also low moments of inertia, which act around the steering axis. Not least, the absolute mass is reduced, which has a positive effect on the driving dynamics, ride comfort and not least the vehicle consumption. Compared with the known from the prior art structures results in a simplified manufacturing process, since it is not necessary to provide deep holes or elaborate castings. By roller bearings, the breakaway torque is reduced to a minimum, while eliminating the need for lubrication. The storage can be used for Telelever as well as for forks.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Vorderradführungfront wheel
- 1111
- Führungsschieneguide rail
- 1212
- Schlittencarriage
- 1313
- Wälzkörperrolling elements
- 1414
- Wälzoberflächerolling surface
- 1515
- Lenkerhandlebars
- 1616
- O-RingO-ring
- 1717
- Nutgroove
- 1818
- Beschichtungcoating
- 1919
- Kontaktflächecontact area
- 2020
- Vorderradfront
- 2121
- Schutzblech/KotflügelApron / fender
- 2222
- Abdeckungcover
- aa
- Drehachseaxis of rotation
- ff
- Verschieberichtungdisplacement direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1532043 B1 [0004] EP 1532043 B1 [0004]
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