DE3542353C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Motorrad, bei dem das Vorder- und Hinterrad jeweils über Teleskopstoß­ dämpfer am Motorradrahmen federnd abgestützt sind und bei dem jeder Teleskopstoßdämpfer mit einem als Luft­ feder wirkenden Gasdruckraum zusammenarbeitet, der über ein elektromagnetisches Absperrventil verschließbar an eine zu einem weiteren Luftfederraum führende Leitung angeschlossen ist, wobei die Absperrventile beschleu­ nigungsabhängig angesteuert werden.

Die Aufgabe der gefederten Radaufhängung, Fahrer und Maschine von den Fahrbahnstößen zu entlasten und eine gute Bodenhaltung sicherzustellen, wird beim Motorrad durch das ungünstige Verhältnis zwischen gefederter und nur reifengefederter Masse und von Schwerpunkthöhe zu Radstand stark eingeschränkt. Eine wünschenswerte weiche Federkennung führt beim Bremsen und Beschleunigen zu starken Nickbewegungen, die die für die Stabilisierung entscheidenden Daten von Nachlauf und Lenkwinkel erheb­ lich verändern und den Fahrer verunsichern.

Die DE-OS 31 43 126 zeigt eine Radaufhängung für ein Motorrad, bei dem ebenfalls Teleskopstoßdämpfer die Vorderradgabel bilden. Jeder Teleskopstoßdämpfer weist einen als Luftfeder wirkenden Gasdruckraum auf, der über eine Leitung zu einem weiteren Luftfederraum führt. In der Leitung ist ein elektromagnetisches Absperrventil eingesetzt, das über einen Stoplichtschalter betätigt wird. Beim Fahrbetrieb ist das Absperrventi geöffnet und die Gasdruckräume der Stoßdämpfer sind an die zusätz­ liche Kammer angeschlossen. Die Vorderradgabel kann weich durchfedern. Beim Betätigen der Bremse wird über den Stopplichtschalter das Absperrventil geschlossen. Es trennt die zusätzliche Luftkammer vom Luftvolumen des Stoßdämpfers ab. Es ergibt sich eine härtere Feder­ charakteristik. Die unerwünschte Neigung des Motorrads, beim Bremsen vorne einzutauchen, wird auf diese Weise abgeschwächt.

Aus der DE-OS 25 45 819 geht eine Radaufhängung für Kraftfahrzeuge hervor, bei der der Stabilisator der Radaufhängung über eine Steuereinheit beeinflußt wird. Die Steuereinheit wiederum ist an einen Hydraulik­ kreislauf angeschlossen, der über ein Absperrventil verschließbar ist. Ein Beschleunigungssensor beauf­ schlagt das Absperrventil. Mit dieser Ausführung soll erreicht werden, daß das Fahrzeug beim Beschleunigen bzw. beim Verzögern nicht über die Hinterräder bzw. Vorderräder eintaucht. Dies wird dadurch erzielt, daß bei diesen Betriebszuständen die Steuereinheit, aus­ gelöst durch das geschlossene Absperrventil, den Sta­ bilisator am Verdrehen hindert.

Schließlich zeigt die GB-PS 12 29 187 eine Verbund­ federung für ein Kraftfahrzeug. Die Gasdruckräume der vorderen und hinteren Teleskopstoßdämpfer sind über eine Druckleitung miteinander verbunden. In der Druckleitung selbst ist ein Luftkessel angeordnet, der über Membranen die einzelnen Druckleitungsabschnitte voneinander trennt. Durch diese Maßnahme beeinfluß das Einfedern der Vorderräder - beispielsweise beim Überfahren einer Fahrbahnunebenheit - zugleich auch das Federungsver­ halten der hinteren Räder.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Motorrad so weiterzuentwickeln, daß die Nickbewegungen beim Bremsen und Beschleunigen in vertretbaren Grenzen gehalten werden, trotzdem aber eine verhältnismäßig weiche Federkennung für die gefederten Radaufhängungen verwendet werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Leitungen eine Druckleitung bilden, über die die Gasdruckräume gegenseitig beaufschlagbar sind, und daß ein Beschleunigungsmeßgeber bei positiver Beschleunigung das Absperrventil des hinteren Gasdruckraumes und bei negativer Beschleunigung das Absperrventil des vorderen Gasdruckraumes im Schließ­ sinne ansteuert. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Motorrad weist demnach eine Ver­ bundluftfederung auf, deren Federkennung für Vorder- und Hinterrad in direkter Abhängigkeit von der horizontalen Beschleunigung gesteuert wird. Beim Überfahren eines Hindernisses spannt das einfedernde Vorderrad über die Druckleitung die Hinterradfederung vor, die dadurch nicht so stark einsinkt. Sie wird gleichsam "vorge­ warnt".

Durch das große Volumen des Drucksystems, gebildet aus Druckleitungsabschnitt und dazugehöriger Luftfeder, liegt die Federkennung der Luftfederung sehr niedrig. Damit erhält man den gewünschten Fahrkomfort. Anderer­ seits aber würde beim Bremsen das Vorderrad durch diese weiche Federkennung stark eintauchen, während beim Beschleunigen das Hinterrad tief einfedern würde. Um diese unerwünschten Kippbewegungen um die Querachse zu begrenzen, sind die als Luftfeder dienenden Gasdruck­ räume der vorderen und hinteren Teleskopstoßdämpfer gegenüber den sie verbindenden Druckleitungen mit elektromagnetischen Absperrventilen verschließbar.

Die Absperrventile werden über einen Beschleunigungs­ messer angesteuert. Bei sehr starker Beschleunigung schaltet dieser das Sperrventil der hinteren Radfederung in seine Schließstellung mit der Folge, daß der Ver­ dichtungsraum stark verkleinert wird und sich eine steile Federkennung einstellt. In entsprechender Weise beaufschlagt der Beschleunigungsmesser bei starker Verzögerung des Fahrzeugs, also beim Bremsen, das Absperrventil der Vorderradführung. Durch diese Maß­ nahmen wird das Eintauchen des Vorderrades bei scharfem Bremsen und das Einsinken des Hinterrades bei starkem Beschleunigen auf einen Bruchteil der ungesteuerten Werte vermindert. Die Begrenzung des Eintauchens kann noch durch Änderung des Systemdrucks, des Verhältnisses von Verdichtungs- zu Kammervolumen, der Ventilöffnungs­ zeit und des Ventil- oder Leitungsquerschnittes in weiten Grenzen beeinflußt werden.

Der erwähnte Beschleunigungsmeßgeber besteht in einer zweckmäßigen Ausführung aus einer aufrecht stehenden, U-förmigen und teilweise mit Quecksilber gefüllten Röhre. Die freien Schenkelenden tragen elektrische Kontakte, ebenso ist ein solcher am U-Boden vorgesehen.

Die Quecksilbersäule kann frei pendeln und beim Über­ schreiten einer vorgegebenen Beschleunigung oder Ver­ zögerung verbindet sie die einzelnen Kontakte und schließt damit einen zugehörigen Stromkreis. Der Grenz­ wert der Beschleunigung oder Verzögerung und damit der Schaltzeitpunkt kann durch den Radius des Rohrbogens, die Kennung der Luftfederung neben dem Systemdruck und durch den Querschnitt von Ventildurchgang und Druck­ leitung beeinflußt werden.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß durch die Be­ grenzung des Eintauchens vorn und hinten die unge­ drosselte Federkennung weicher als üblich ausgelegt werden kann, wodurch sich neben der Erhöhung des Fahr­ komforts eine Verbesserung der Fahrbahnhaftung ergibt.

Dieser Vorteil läßt sich noch entscheidend verbessern durch einen Luftkessel in der Druckleitung. Dabei ist der Luftkessel durch eine Membran in zwei getrennte Druckkammern aufgeteilt. Das eine Teilstück der Druck­ leitung verbindet die erste Druckkammer mit der Luft­ feder der Vorderradaufhängung, während das andere Teilstück der Druckleitung die Verbindung zwischen der zweiten Druckkammer und der Luftfeder der Hinterrad­ federung herstellt. Der Vorteil liegt darin, daß die beiden durch die Membran getrennten Drucksysteme mit unterschiedlichem Druck aufgepumpt und der Gesamtbe­ lastung und der Gewichtsverteilung des Motorrads ange­ glichen werden können.

Eine weitere Anpassung an die gegebenen Lastverhältnisse läßt sich durch unterschiedliche Volumen bzw. unter­ schiedliche Konturen der Druckkammerwände erreichen. Bei entsprechender Ausführung legt sich bei einem Ausfedern der Vorderradaufhängung die Membran früher an die Kammerwand an als beim Einfedern.

Nachfolgend wird anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert und in der dazugehörigen Zeichnung dargestellt. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein Motorrad mit der erfindungsgemäßen Verbundfederung und

Fig. 2 die Verbundfederung noch einmal für sich in vergrößertem Maßstab.

Die Fig. 1 zeigt die Umrißkontur eines Motorrades 1 mit einem Vorderrad 2 und einem Hinterrad 3. Außerdem ist mit 4 eine Lampenverkleidung erkennbar, die auch einen Teil eines Lenkers 5 überdeckt. Insoweit weist das Motorrad 1 einen üblichen Aufbau auf, so daß hierauf nicht näher eingegangen zu werden braucht.

Das Vorderrad 2 ist über eine bekannte Vorderradgabel am Motorradrahmen federnd aufgehängt. Dabei besteht die Vorderradgabel aus zwei Teleskopstoßdämpfern 6, die über nicht näher bezeichnete Gabelbrücken zusammengehalten sind. Außerdem ist wegen der Darstellungsart lediglich einer dieser Teleskopstoßdämpfer 6 sichtbar. Der Teles­ kopstoßdämpfer 6 ist wiederum weitgehend in bekannter Weise ausgelegt, jedoch besitzt er an seinem oberen Ende einen als Luftfeder 7 wirkenden Gasdruckraum. In Fig. 2 ist dieser Gasdruckraum 7 noch einmal deutlicher sicht­ bar. Hier ist allerdings der restliche Stoßdämpfer nur durch einen schematischen Kolben mit Kolbenstange dargestellt. Der nicht sichtbare zweite Teleskopstoß­ dämpfer der Vorderradgabel weist die gleiche Luftfeder 7 auf wie der Teleskopstoßdämpfer 6 und beide Luftfedern sind miteinander verbunden. Es ist aber auch denkbar, daß die Luftfeder als gesonderte Einheit zwischen den Gabelbrücken untergebracht ist und jeweils eine Ver­ bindung zu den Teleskopstoßdämpfern aufweist.

Das Hinterrad 3 stützt sich über ein Federbein 8 am Fahrzeugrahmen ab. Dieses Federbein 8 besitzt wiederum einen als Luftfeder 9 wirkenden Gasdruckraum, der abermals in Fig. 2 besser sichtbar ist. Das Hinterrad 2 kann über zwei solcher Federbeine abgestützt sein. In diesem Fall gilt das bereits für die Vorderradgabel Gesagte, nämlich daß dann die Luftfedern 9 jedes Feder­ beines miteinander verbunden sind bzw. daß eine geson­ derte Einheit hierfür vorgesehen ist.

Die Luftfedern 7 und 9 sind unter Zwischenschaltung eines Luftkessels 10 über eine Druckleitung miteinander verbunden, wobei sich diese in einen vorderen Druck­ leitungsabschnitt 11 a und einen hinteren Druckleitungs­ abschnitt 11 b aufteilt. Wie Fig. 2 deutlicher zeigt, mündet der Druckleitungsabschnitt 11 a über ein Absperr­ ventil 12 in den Gasdruckraum der Luftfeder 7, während der Druckleitungsabschnitt 11 b in entsprechender Weise über ein Absperrventil 13 in die Luftfeder 9 mündet. Die einander zugekehrten Enden der Druckleitungsabschnitte 11 a, 11 b führen zu Druckkammern 10 a, 10 b des Druck­ kessels 10.

Die Druckkammern 10 a, 10 b werden lufdicht durch eine Membran 22 voneinander getrennt. Dabei ist der Luft­ kessel so ausgebildet, daß die Druckkammern 10 a, 10 b in ihren Volumen unterschiedlich sind und die Membran 22 näher an der Innenkontur der Druckkammer 10 a sich befindet. Die Membran 22 wird sich daher bereits bei einem geringeren, durch die Hinterradfederung bewirkten Druckanstieg an die Innenwandung der Druckkammer 10 a anlegen als bei umgekehrten Verhältnissen an die Innen­ wandung der Druckkammer 10 b. Die Absperrventile 12 und 13 sind im wesentlichen gleich aufgebaut. Sie werden elektromagnetisch gesteuert und weisen hierfür eine Spule 12 a bzw. 13 a auf. In diesen Spulen ist ein Ven­ tilstößel 12 b, 13 b geführt, der mit einem Ventilteller versehenen Ende in die Luftfeder 7 bzw. 9 ragt. Bei geschlossenem Absperrventil 12, 13 legt sich der Ventil­ teller vor eine Durchtrittsöffnung, die von der Luft­ feder 7 bzw. 9 zu dem Druckleitungsabschnitt 11 a bzw. 11 b führt.

Die Absperrventile 12, 13 werden über ihre Spulen­ wicklungen 12 a, 13 a von einem Beschleunigungsmeßgeber 14 angesteuert. Dieser Beschleunigungsmeßgeber 14 ist als eine U-förmige Röhre ausgebildet und steht in seiner Einbaulage aufrecht, das heißt die U-Öffnung zeigt nach oben. Die Röhre ist gefüllt mit einer freipendelnden Quecksilbersäule 15. An den freien Schenkelenden trägt der Beschleunigungsmesser 14 Kontakte 14 a, 14 b und in gleicher Weise ist ein Kontakt 14 c am U-Boden vorge­ sehen. Eine elektrische Leitung 16 verbindet den Kontakt 14 c mit dem Pluspol einer Batterie 17.

Leitungen 18 und 19 verbinden die Kontakte 14 a bzw. 14 b mit den Spulenwicklungen 12 a bzw. 13 a. Schließlich ist die Leitung 16 über eine weitere Leitung 20 mit der Leitung 18 verbunden. Allerdings läßt sich diese Leitung 20 über einen Schalter 21 unterbrechen bzw. schließen. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die Spulenwicklungen 12 a und 13 a mit ihren einen Wicklungs­ enden an der Fahrzeugmasse liegen. Der Schalter 21 ist mit einem nicht näher dargestellten Bremsbetätigungs­ hebel verbunden und schließt die Leitung 20 bei betä­ tigter Bremse.

Die Verbundfederung wirkt wie folgt. Bei normaler Fahrt beeinflussen Einfederungsbewegungen des einen Rades jeweils über die Druckleitungsabschnitte 11 a, 11 b und Druckkessel 10 die Federung des anderen Rades. Durch die großen Volumina, gebildet aus den Druckkammern, den Druckleitungsabschnitten und den Luftfedern ist insge­ samt eine weiche Federkennung gegeben.

Bei positiver Beschleunigung des Motorrades wandert die Quecksilbersäule 15 infolge ihrer Trägheit nach rechts und steigt bis zum Kontakt 14 b an. Sie schließt dabei den Stromkreis zwischen Batterie 17, Leitungen 16 und 19 zu der Spulenwicklung 13 a. Diese wird erregt und zieht den Ventilstößel 13 in sich hinein, der dadurch die Durchgangsöffnung des Gasdruckraumes der Luftfeder 9 verschließt. Für die Einfederungsbewegung steht nur noch das Volumen der Luftfeder 9 zur Verfügung, das erheblich geringer ist und damit zu einer wesentlich steileren Kennung der Federrate führt. Mit anderen Worten: Das Motorrad taucht beim Beschleunigen nur wenig über das Hinterrad 3 ein.

Beim Bremsen, also bei einer negativen Beschleunigung des Motorrades, zeigt die Fig. 2 zwei Möglichkeiten. Bei geöffnetem Schalter 21 bzw. nicht vorhandenem Leitungs­ strang 20 erfolgt das Schließen der elektrischen Leitung wieder über die Quecksilbersäule 15, die in diesem Fall nach links hochsteigt. Das Absperrventil 12 schließt in der gleichen Weise wie das Absperrventil 13. Es bleibt für die Einfederungsbewegungen nur noch der Gasdruckraum der Luftfeder 7 übrig, was wiederum zu einer harten Federkennung führt. Das Motorrad taucht dadurch beim Bremsen nur wenig über die Vorderradgabel ein.

Die zweite Möglichkeit, um beim Bremsen das Eintauchen zu verhindern, zeigt in Fig. 2 der Leitungsstrang 20. Wird der Bremshebel betätigt, schließt der Schalter 21 und es ist nun ein Stromfluß von der Batterie 17 über die Leitung 20 und 18 zu der Spulenwicklung 12 a gegeben. Das Ventil 12 schließt in der eben beschriebenen Weise und verkleinert das Druckvolumen.

Claims (3)

1. Motorrad, bei dem das Vorder- und Hinterrad jeweils über Teleskopstoßdämpfer am Motorradrahmen federnd abgestützt sind und bei dem jeder Teleskop­ stoßdämpfer mit einem als Luftfeder wirkenden Gasdruckraum zusammenarbeitet, der über ein elektromagnetisches Absperrventil verschließbar an eine zu einem weiteren Luftfederraum führende Leitung angeschlossen ist, wobei die Absperrventile beschleunigungsabhängig angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungen eine Druckleitung (11 a/11 b) bilden, über die die Gas­ druckräume gegenseitig beaufschlagbar sind, und daß ein Beschleunigungsmeßgeber (14) bei positiver Beschleunigung das Absperrventil (13) des hinteren Gasdruckraumes und bei negativer Beschleunigung das Absperrventil (12) des vorderen Gasdruckraumes im Schließsinne ansteuert.

2. Motorrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsmeßgeber (14) aus einer aufrecht stehenden, U-förmigen und teilweise mit Quecksilber (15) gefüllten Röhre besteht, an deren freien Schenkelenden und am U-Boden elektrische Kontakte (14 a, b, c) vorgesehen sind.

3. Motorrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in an sich bekannter Weise in der Druckleitung (11 a, 11 b) ein Luftkessel (10) dazwi­ schengeschaltet ist, der durch eine Membran (22) in zwei getrennte Druckkammern (10 a, 10 b) unterteilt ist, wobei die eine Druckkammer (10 a) mit dem vorderen Gasdruckraum und die andere Druckkammer (10 b) mit dem hinteren Gasdruckraum verbunden ist.