DE19754965A1

DE19754965A1 - Federung für das Vorderrad eines Motorrades

Info

Publication number: DE19754965A1
Application number: DE1997154965
Authority: DE
Inventors: Josef Seidl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 1999-06-17

Description

Die Erfindung betrifft eine Federung für das Vorderrad eines Motorrades, umfassend eine Kugelgelenkgabel, einen Längslenker, der an einer vorderen Lagerstelle mit der Kugelgelenkgabel und an einer hinteren Lagerstelle mit dem Fahrzeug gelenkig verbunden ist, und ein Federbein, das sich am Längslenker und am Fahrzeug gelenkig abstützt.

Bei einer derartigen Federung bewegt sich die vordere Lagerstelle des Längslenkers beim Einfedern des Vorderrades auf einem Kreisbogen um die hintere Lagerstelle des Längslenkers. Die Bewegungsbahn der vorderen Lagerstelle des Längslenkers hat daher eine Horizontalkomponente, die vom Schwenkwinkel des Längslenkers abhängt. Der Umstand, daß sich diese Horizontalkomponente beim Einfedern des Vorderrades verändert, ist für das Federungsverhalten jedoch nach teilhaft. Es wurde daher versucht, den Längslenker möglichst lang auszubilden, damit der Radius der Bewegungsbahn seiner vorderen Lagerstelle möglichst groß und deren Krümmung demzufolge möglichst gering ist. Der Länge des Längslenkers sind aber konstruktive Grenzen gesetzt, insbesondere dann, wenn sich der Motor weit nach vorne erstreckt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Federung dahingehend weiterzubilden, daß die vordere Lagerstelle des Längslenkers beim Einfedern des Vorderrades sich längs einer optimalen Bewegungsbahn bewegt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schwenk bewegung des Längslenkers eine vom Schwenkwinkel abhängige Bewegung über lagert ist, die eine Korrektur der Bewegungsbahn der vorderen Lagerstelle des Längslenkers bewirkt.

Durch die Überlagerung einer vom Schwenkwinkel des Längslenkers abhän gigen Bewegung kann die an sich kreisförmige Bewegungsbahn der vorderen La gerstelle beim Einfedern des Vorderrades auf beliebige Weise korrigiert werden, so daß sich eine optimale Bewegungsbahn ergibt.

Das erfindungsgemäße Grundprinzip kann in der Weise verwirklicht werden, daß der Abstand zwischen der vorderen und der hinteren Lagerstelle des Längslen kers veränderbar ist oder daß die hintere Lagerstelle des Längslenkers gegenüber dem Fahrzeug beweglich ist.

Mit der Erfindung kann bei vergleichsweise kurzer Ausbildung des Längslen kers mit geringem konstruktiven Aufwand ein geringer Platzbedarf, eine hohe Stei figkeit und ein geringes Gewicht erzielt werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge stellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines mit einer Kugelgelenkgabel aus gerüsteten Motorrades,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfin dung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Er findung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfin dung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der Er findung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der Er findung,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform der Er findung, und

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer siebten Ausführungsform der Er findung, und

Fig. 9a und 9b eine schematische Darstellung einer achten Ausführungsform der Erfindung in der Draufsicht bzw. in der Seitenansicht.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Motorrad ist mit einer sogenannten Kugelgelenkgabel 10 ausgerüstet. Dabei handelt es sich um eine Teleskopgabel, die am oberen Ende mit dem Vorderrahmen des Motorrades dreh- und schwenkbar verbunden und durch einen Längslenker 12 geführt ist. Der Längslenker 12 ist mit einem Federbein 14 gegenüber dem Vorderrahmen abgestützt. Da eine derartige Ausbildung und Führung einer Kugelgelenkgabel zum Stand der Technik gehört, ist eine nähere Erläuterung entbehrlich.

Bei der in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform ist der Abstand zwischen der vorderen und der hinteren Lagerstelle des Längslenkers veränderbar. Der Längslenker besteht aus einem Hydraulikzylinder 16, in dem eine mit einer Schrau benfeder vorgespannte Kolbenstange 18 verschiebbar geführt ist. Der Hydraulik zylinder 16 ist an seinem hinteren Ende 20 im Fahrzeug 22 drehbar gelagert. Das vordere Ende 24 der Kolbenstange 18 ist über ein Kugelgelenk mit einer unteren Gabelbrücke 26 verbunden. Mit der Kolbenstange 18 ist eine zu dieser parallele Verdrehsicherung 28 verbunden, die in einem seitlichen Ansatz 30 des Hydraulik zylinders 16 verschiebbar geführt ist. Am Fahrzeug 22 ist ein kleiner Hydraulikzylin der 32 befestigt, der mit dem Hydraulikzylinder 16 hydraulisch in Verbindung steht. In dem kleinen Hydraulikzylinder 32 ist ein Verdrängerkolben 34 angeordnet, der nach oben zur Anlage an einer Steuerkurve 36 vorgespannt ist, die am hinteren Ende 20 des Hydraulikzylinders 16 befestigt ist.

Wenn beim Einfedern des Vorderrades auf die untere Gabelbrücke 26 eine nach oben gerichtete Kraft ausgeübt wird, dann wird der aus dem Hydraulikzylinder 16 und der Kolbenstange 18 gebildete Längslenker im Uhrzeigersinn verschwenkt. Der an der Steuerkurve 36 anliegende Verdrängerkolben 34 wird daher nach unten bewegt, so daß Hydraulikflüssigkeit aus dem kleinen Hydraulikzylinder 32 heraus in den Hydraulikzylinder 16 verdrängt wird. Dies hat eine Bewegung der Kolbenstange 18 gegen die Kraft ihrer Vorspannfeder nach links zur Folge. Der kreisförmigen Bewegungsbahn des vorderen Endes 24 der Kolbenstange 18 wird daher eine vom Drehwinkel der Steuerkurve 36 abhängige Komponente in Längsrichtung der Kol benstange überlagert. Durch entsprechende Wahl des Profils der Steuerkurve 36 kann demzufolge eine für das Federungsverhalten optimale Bewegungsbahn des vorderen Endes 24 der Kolbenstange 18 und damit der unteren Gabelbrücke 26 bewirkt werden.

Die in Fig. 3 gezeigte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform lediglich dadurch, daß die Ver drehsicherung 28' mit Rollen 38 auf dem Hydraulikzylinder 16 gelagert ist.

Bei der in Fig. 4 gezeigten dritten Ausführungsform sind der Hydraulikzylinder 16' und die Kolbenstange 18' als zusätzliches Bauteil zu dem eigentlichen Längs lenker 12 vorgesehen. Genauer gesagt der Hydraulikzylinder 16' ist am Längslenker 12 befestigt und das vordere Ende 24' der Kolbenstange 18' stützt sich an der Unterseite des Längslenkers 12 verschiebbar ab.

Bei der in Fig. 5 gezeigten vierten Ausführungsform ist ebenfalls ein einteili ger Längslenker 12' vorgesehen, die Veränderung des Abstandes zwischen seinen beiden Lagerstellen wird aber nicht hydraulisch, sondern mechanisch bewirkt. Zu diesem Zweck ist das hintere Ende 20' des Längslenkers 12' an einer Lagerscheibe 40 exzentrisch gelagert, die ihrerseits mit einem Lagerring 21 im Fahrzeug 22 dreh bar gelagert ist. Die Lagerscheibe 40 ist mit dem Längslenker 12' über eine mecha nische Kupplung verbunden, die eine am Fahrzeug 22 bei 48 schwenkbar gelagerte Wippe 42 und zwei mit dieser gelenkig verbundene Zugstangen 44 und 46 umfaßt, die am Längslenker 12' bzw. an der Lagerscheibe 40 exzentrisch angreifen.

Wenn der Längslenker 12' beim Einfedern des Vorderrades um sein hinteres Ende 20' eine Verdrehung im Uhrzeigersinn ausführt, dann wird die Wippe 42 gleichfalls im Uhrzeigersinn um das fahrzeugfeste Gelenk 48 verdreht. Die Zug stange 46 wird daher nach unten gezogen, was eine Verdrehung der Lagerscheibe 40 im Uhrzeigersinn und eine entsprechende Bewegung der hinteren Lagerstelle 20' des Längslenkers 12' zur Folge hat.

Auch bei dieser Ausführungsform kann durch die Wahl einer geeigneten Geometrie der Kurvenbahn des vorderen Endes des Längslenkers eine solche Bewegung überlagert werden, daß sich die gewünschte Bewegungsbahn ergibt.

Die vorstehend beschriebenen vier Ausführungsformen beruhen auf dem Prinzip, daß der Abstand zwischen der vorderen und der hinteren Lagerstelle des Längslenkers in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel desselben veränderbar ist. Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen wird die der Schwenkbewe gung des Längslenkers überlagerte Bewegung dadurch bewirkt daß die hintere La gerstelle des Längslenkers in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel desselben gegen über dem Fahrzeug beweglich ist.

Bei der in Fig. 6 gezeigten fünften Ausführungsform wird der Längslenker von einem dreieckigen Rahmen 50 gebildet, der sich an beiden Seiten mit einer Rolle 52 am Fahrzeug 22 verschiebbar abstützt. Das hintere Ende des Längslenkers 50 ist als Zahnradsegment 54 ausgebildet, das mit einer am Fahrzeug 22 angeordneten Zahnstange 56 kämmt. In Fig. 6 ist der Längslenker 50 im ausgefederten und im eingefederten Zustand des Vorderrades gezeigt. Da das Zahnradsegment 54 mit der Zahnstange 56 kämmt, führt der Längslenker 50 beim Einfedern gegenüber dem Fahrzeug 22 eine Abrollbewegung aus, so daß seiner Schwenkbewegung eine zu sätzliche Bewegung überlagert wird. Auch hier kann durch geeignete Wahl der Geo metrie eine für das Federungsverhalten optimale Bewegungsbahn des vorderen Endes des Längslenkers 50 bewirkt werden.

Die in Fig. 7 gezeigte sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen fünften Ausführungsform im wesentlichen dadurch, daß das hintere Ende des Längslenkers 50' als Rollbogen 58 ausgebildet ist, der mit dem Fahrzeug 22 über ein Federband 60 verbunden ist und auf einer Rollfläche des Fahrzeugs abrollt. Das Federband 60 verhindert eine Gleitbewegung des Längslen kers 50 gegenüber dem Fahrzeug 22 und ersetzt somit die Verzahnung der fünften Ausführungsform.

Die in Fig. 8 gezeigte siebte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen sechsten Ausführungsform durch eine um 180° gedrehte Anordnung des Längslenkers 50'. Bei dieser Ausführungsform wird das Federband 60' nicht auf Zug, sondern auf Schub belastet.

Die in den Fig. 9a und 9b gezeigte achte Ausführungsform unterscheidet sich von der sechsten und siebten Ausführungsform durch die Abstützung des Längslen kers 50'' am Fahrzeug 22. Auch bei dieser Ausführungsform ist das hintere Ende des Längslenkers 50'' als Rollbogen 58' ausgebildet, der mit dem Fahrzeug 22 über ein Federband 60' verbunden ist und auf einer Rollfläche des Fahrzeugs abrollt. Der Längslenker 50'' ist mit einer Achse 62 versehen, an deren beiden Enden Rollen 52' angeordnet sind. Die Rollen 52' liegen an zwei mit dem Fahrzeug 22 verbundenen vertikalen Stützen 64 an. Beim Einfedern des Vorderrades wälzt sich der Rollbogen 58' des Längslenkers 50'' an der entsprechenden Rollfläche des Fahrzeugs 22 ab, während die Rollen 52' auf den Stützen 64 abrollen. Der Längslenker 50'' wird daher von der unteren in die obere Stellung verlagert. Bei dieser Bewegung wird der Schwenkbewegung des Längslenkers 50'' eine zusätzliche Bewegung überlagert, die eine gewünschte Korrektur der Bewegungsbahn seines vorderen Endes bewirkt.

Bezugszeichenliste

10

Kugelgelenkgabel

12

Längslenker

14

Federbein

16

Hydraulikzylinder

18

Kolbenstange

20

hinteres Ende von

16

21

Lagerring

22

Fahrzeug

24

vorderes Ende von

18

26

untere Gabelbrücke

28

Verdrehsicherung

30

Ansatz von

16

32

kleiner Hydraulikzylinder

34

Verdrängerkolben

36

Steuerkurve

38

Rollen

40

Lagerscheibe

42

Wippe

44

Zugstange

46

Zugstange

48

Gelenk

50

rahmenförmiger Längslenker

52

Rollen

54

Zahnradsegment

56

Zahnstange

58

Rollbogen

60

Federband

62

Achse

64

Stützen

Claims

1. Federung für das Vorderrad eines Motorrades, umfassend eine Kugelge lenkgabel, einen Längslenker, der an einer vorderen Lagerstelle mit der Kugelge lenkgabel und an einer hinteren Lagerstelle mit dem Fahrzeug gelenkig verbunden ist, und ein Federbein, das sich am Längslenker und am Fahrzeug gelenkig abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkbewegung des Längslenkers (12; 12'; 50; 50') eine vom Schwenkwinkel abhängige Bewegung überlagert ist, die eine Korrektur der Bewegungsbahn der vorderen Lagerstelle (24; 24') des Längslenkers bewirkt.

2. Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der vorderen und der hinteren Lagerstelle (24, 20) des Längslenkers (12) veränderbar ist.

3. Federung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Längslen ker ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Aggregat (16, 18) umfaßt.

4. Federung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Lagerstelle (24; 24') des Längslenkers an der Kolbenstange (18; 18') des Kolben- Zylinder-Aggregats angeordnet ist.

5. Federung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende (20) des Längslenkers eine Steuerkurve (36) angeordnet ist, die mit einem hydraulischen Kolben-Zylinder Aggregat (32, 34) zusammenwirkt, das mit dem hydraulischen Kolben-Zylinder Aggregat (16, 18) des Längslenkers hydrau lisch gekuppelt ist.

6. Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Lagerstelle (20'; 54; 58) des Längslenkers (12'; 50; 50') gegenüber dem Fahrzeug (22) beweglich ist.

7. Federung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende (20) des Längslenkers (12) an einer Lagerscheibe (40) exzentrisch gelagert ist, die im Fahrzeug (22) drehbar gelagert ist, und daß die Lagerscheibe mit dem Längslenker mechanisch gekuppelt ist und eine vom Schwenkwinkel des Längslen kers bestimmte Drehbewegung ausführt.

8. Federung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mechani sche Kupplung eine am Fahrzeug schwenkbar gelagerte Wippe (42) und zwei mit dieser gelenkig verbundene und am Längslenker (12') bzw. an der Lagerscheibe (40) exzentrisch angreifende Zugstangen (44, 46) umfaßt.

9. Federung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des Längslenkers (50) als Zahnradsegment (54) ausgebildet ist, das mit einer am Fahrzeug (22) angeordneten Zahnstange (56) kämmt.

10. Federung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des Längslenkers (50') als Rollbogen (58) ausgebildet, der mit dem Fahrzeug (22) über ein Federband (60; 60') verbunden ist und auf einer Rollfläche des Fahr zeugs abrollt.

11. Federung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Längslenker (50; 50') mit einer Rollenführung (52; 52') am Fahrzeug (22) abgestützt ist.