DE9014388U1 - Motorcycle fork with front wheel drive - Google Patents
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Description
Einschreiben an das Uwe BeinhauerRegistered letter to Uwe Beinhauer
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Motorradgabel mit Antrieb des VorderradsMotorcycle fork with front wheel drive
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Vorderradgabel mit Antrieb des Vorderrads, mit der es möglich ist, das Vorderrad bis etwa 50° zur Längsrichtung einzuschlagen, wobei dieses Vorderrad angetrieben ist.The subject of the present invention is a front wheel fork with drive of the front wheel, with which it is possible to turn the front wheel up to approximately 50° in the longitudinal direction, wherein this front wheel is driven.
Es sind verschiedene Systeme, das Vorderrad eines Motorrads anzutreiben, bekannt:There are various systems for driving the front wheel of a motorcycle:
- Eine starre Vorderradgabel ohne Federung, welche die Antriebselemente trägt; Fabrikat Rokon, USA.- A rigid front fork without suspension, which carries the drive elements; made by Rokon, USA.
- Eine Teleskopgabel, an welcher ein gelenkiges Gestänge angebracht ist, welches die Kraftübertragung vom oberen, ungefederten Teil der Teleskopgabel zum Vorderrad trägt; Fabrikat Sunshine Components, Großbritannien.- A telescopic fork to which an articulated rod is attached which carries the power transmission from the upper, unsprung part of the telescopic fork to the front wheel; made by Sunshine Components, Great Britain.
- Eine Achsschenkellenkung nach dem Vorbild von Automobillenkungen, bei welcher Bauteile der Radführung die Kraftübertragung vom Getriebe zum Vorderrad trägt; Fabrikat Savard, Frankreich.- A steering knuckle based on the model of automobile steering, in which wheel guidance components carry the power transmission from the gearbox to the front wheel; made by Savard, France.
Diese Systeme haben verschiedene Nachteile. ; These systems have several disadvantages. ;
Ein Fahrzeug ohne Federung hat schon bei niedriger Geschwindigkeit und nur leicht unebener Fahrbahn sehr schlechten Bodenkontakt. Es ist beim heutigen Stand der Technik nicht akzeptabel.A vehicle without suspension has very poor ground contact even at low speeds and on slightly uneven roads. This is not acceptable given the current state of technology.
Die Erfindung geht von dem Stand der Technik aus, den Motorradgabeln mit Antrieb des Vorderrads darstellen, die eine Federung aufweisen.The invention is based on the state of the art of motorcycle forks with front wheel drive that have a suspension.
Bei einer Teleskopgabel, an welcher ein gelenkiges Gestänge, welches den Antrieb trägt, angebracht ist, sind große Massen weit hinter der Lenkachse angeordnet, wodurch die Lenkbarkeit verschlechtert wird. Beim Einfedern wird diese Masse noch von der Lenkachse wegbewegt, so daß beim Federn die Rückstellkräfte der Lenkuna verändert werden.In a telescopic fork, to which an articulated rod that carries the drive is attached, large masses are arranged far behind the steering axis, which makes steering difficult. When the fork is compressed, this mass is moved further away from the steering axis, so that the restoring forces of the steering axis are changed when the fork is compressed.
Die Reaktionskräfte des Antriebs wirken quer zu den Gleitflächen der Teleskopgabel, wodurch die Federungseigenschaften der Gabel verschlechtert werden und der Verschleiß erhöht wird.The reaction forces of the drive act transversely to the sliding surfaces of the telescopic fork, which impairs the suspension properties of the fork and increases wear.
Bei einer Achsschenkellenkung wird der Radeinschlag des gelenkten Rads durch die Bauteile der Radführung eingeschränkt. Um diesen Radeinschlag überhaupt erst zu ermöglichen, muß mindestens ein Radführungselement seitlich gekröpft sein. So wird die Silhouette des Motorrads an ungünstiger Stelle, nämlich tief unten im Bereich des Vorderrads, verbreitert. Dadurch wird die Schräglage in Kurven begrenzt.With a steering knuckle, the steering angle of the steered wheel is limited by the wheel guide components. In order to enable this steering angle, at least one wheel guide element must be bent to the side. This widens the silhouette of the motorcycle in an unfavorable place, namely deep down in the area of the front wheel. This limits the lean angle in curves.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vordergabel für Motorräder und dreirädrige Fahrzeuge so zu gestalten, daß das Vorderrad angetrieben werden kann, ohne daß die Federung verschlechtert wird, der Radeinschlag verkleinert wird und die Silhouette des Motorrads an ungünstiger Stelle verbreitert wird.The invention is based on the object of designing a front fork for motorcycles and three-wheeled vehicles in such a way that the front wheel can be driven without the suspension being impaired, the wheel angle being reduced and the silhouette of the motorcycle being widened in an unfavorable place.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, in denen verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind, erläutert. Es zeiden:The invention is explained with reference to drawings in which various embodiments are shown. They show:
Figur 1: Ausführung mit einer zweiarmig ausgeführten Vordergabel (1) und einem einarmig ausgeführten Schwingarm (3), von der Schwingarmseite aus gesehen.Figure 1: Version with a two-armed front fork (1) and a single-armed swing arm (3), seen from the swing arm side.
Figur 2: Ausführung mit zweiarmig ausgeführter Vordergabel (1) und einarmig ausgeführtem Schwingarm (3), von der Seite eines Vorderradantriebs (8) aus gesehen.Figure 2: Version with two-armed front fork (1) and single-armed swing arm (3), seen from the side of a front wheel drive (8).
Figur 3: Ausführung mit einarmig ausgeführter Vordergabel (1) und einarmig ausgeführtem Schwingarm (3).Figure 3: Version with single-arm front fork (1) and single-arm swing arm (3).
Figur 4: Ausführung mit einarmig ausgeführter Vordergabel (1), deren Oberteil als eine Teleskopfederung (la) ausgeführt ist, und einarmig ausgeführtem Schwingarm (3).Figure 4: Version with single-armed front fork (1), the upper part of which is designed as a telescopic suspension (la), and single-armed swing arm (3).
Figur 5: Ausführung mit einarmig ausgeführter Vordergabel (1) und zweiarmig ausgeführtem Schwingarm (3).Figure 5: Version with single-armed front fork (1) and double-armed swing arm (3).
Figur 6: Ausführung mit einarmig ausgeführter Vordergabel (1), deren Oberteil als Teleskopfederung (la) ausgeführt ist, und einarmig ausgeführtem Schwingarm (3), bei welcher ein Antrieb vom Getriebe (5) als eine Verschiebewelle (5a) ausgeführt ist.Figure 6: Version with a single-armed front fork (1), the upper part of which is designed as a telescopic suspension (la), and a single-armed swing arm (3), in which a drive from the gear (5) is designed as a sliding shaft (5a).
Figur 7: Schnitt durch ein Verbindungsstück (2) und teilweise durch die einarmig ausgeführte Vordergabel (1) und den einarmig ausgeführten Schwingarm (3).Figure 7: Section through a connecting piece (2) and partly through the single-armed front fork (1) and the single-armed swing arm (3).
Figur 8: Schnitt durch das Verbindungsstück (2) und teilweise durch die einarmig ausgeführte Vordergabel (1) und den zweiarmig ausgeführten Schwingarm (3); undFigure 8: Section through the connecting piece (2) and partially through the single-armed front fork (1) and the two-armed swing arm (3); and
Figur 9: Explosionszeichnung der Ausführung mit einarmig ausgeführter Vordergabel (1) und einarmig ausgeführtem Schwingarm (3).Figure 9: Exploded view of the version with single-arm front fork (1) and single-arm swing arm (3).
Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Vordergabel (1) um einen Lenkungszapfen (2a) drehbar mit einem Verbindungsstück (2) verbunden ist. Dieses Verbindungsstück (2) ist so gestaltet, daß die durch den Lenkungszapfen (2a) verlaufende Lenkachse (15) die Drehachse (16) eines Verbindungslagers (2b) im rechten Winkel schneidet. Dieses Verbindungslager (2b) verbindet das Verbindungsstück (2) beweglich mit einem Schwingarm (3), welcher seinerseits beweglich an einem Fahrzeugrahmen (4) befestigt ist.The problem is solved by connecting a front fork (1) to a connecting piece (2) so that it can rotate around a steering pin (2a). This connecting piece (2) is designed so that the steering axis (15) running through the steering pin (2a) intersects the axis of rotation (16) of a connecting bearing (2b) at a right angle. This connecting bearing (2b) movably connects the connecting piece (2) to a swing arm (3), which in turn is movably attached to a vehicle frame (4).
Der Schwingarm (3) führt einen Antrieb vom Getriebe (5) zum Verbindungsstück (2). Dieser Antrieb vom Getriebe (5) kann jede Art von Kraftübertragung -z.B. Kette, Kardanwelle, eine Verschiebewelle (5a), Riemen usw.- sein. Das Verbindungsstück (2) trägt ein Universalgelenk (7), oder, wenn ein größerer Lenkeinschlag möglich sein soll, ein Universalgelenk (7) und ein Gleichlauf-Verschiebegelenk (7a). Das Universalgelenk (7) verbindet den Antrieb vom Getriebe (5) mit einem Vorderradantrieb (8), welcher an der Vordergabel (1) befestigt ist und ein Vorderrad (9) antreibt. Dieser Vorderradantrieb (8) kann ebenfalls jede Art von Kraftübertragung sein.The swing arm (3) carries a drive from the gearbox (5) to the connecting piece (2). This drive from the gearbox (5) can be any type of power transmission - e.g. chain, cardan shaft, a sliding shaft (5a), belt, etc. -. The connecting piece (2) carries a universal joint (7), or, if a larger steering angle is to be possible, a universal joint (7) and a constant velocity sliding joint (7a). The universal joint (7) connects the drive from the gearbox (5) to a front wheel drive (8), which is attached to the front fork (1) and drives a front wheel (9). This front wheel drive (8) can also be any type of power transmission.
Die zweite Lagerung für die Vordergabel (1) besteht aus einem Kugelkopfgelenk (Ib), das in der Lenkachse (15) liegt. Dieses Kugelkopfgelenk (Ib) ist entweder mit einem Oberen Schwingarm (12), welcher mit dem Fahrzeugrahmen (4) beweglich verbunden ist, oder, wenn der obere Teil der Vordergabel (1) als eine Teleskopfederung (la) ausgeführt ist, direkt mit dem Fahrzeugrahmen (4) verbunden. Die Lenkbewegungen werden von einem beweglichen Lenkgestänge (10) von einem am Fahrzeugrahmen (4) drehbar angebrachten Lenker (11) auf die Vordergabel (1) übertragen.The second bearing for the front fork (1) consists of a ball joint (Ib) that is located in the steering axis (15). This ball joint (Ib) is either connected to an upper swing arm (12) that is movably connected to the vehicle frame (4) or, if the upper part of the front fork (1) is designed as a telescopic suspension (la), directly to the vehicle frame (4). The steering movements are transmitted by a movable steering rod (10) from a handlebar (11) that is rotatably attached to the vehicle frame (4) to the front fork (1).
Federt das Vorderrad (9) ein, so wird die Vordergabel (1) und mit ihr das Verbindungsstück (2) angehoben. Dadurch wird der Schwingarm (3) um eine Schwingarmlagerung (3a) herum angehoben. Das Verbindungslager (2b) des Verbindungsstücks (2) ermöglicht dabei ein Verschränken der Baugruppe Vordergabel (1)/Verbindungsstück (2) und des Schwingarms (3) um die Drehachse (16) des Verbindungslagers (2b). Wird der Lenker (11) eingeschlagen, so überträgt das bewegliche Lenkgestänge (10) die Lenkbewegung auf die Vordergabel (1), welche dadurch um die durch den Lenkungszapfen (2a) und das Kugelkopfgelenk (Ib) verlaufende Lenkachse (15) gedreht wird.If the front wheel (9) compresses, the front fork (1) and with it the connecting piece (2) are raised. This raises the swing arm (3) around a swing arm bearing (3a). The connecting bearing (2b) of the connecting piece (2) enables the front fork (1)/connecting piece (2) assembly and the swing arm (3) to be interlocked around the rotation axis (16) of the connecting bearing (2b). If the handlebar (11) is turned, the movable steering rod (10) transfers the steering movement to the front fork (1), which is then rotated around the steering axis (15) running through the steering pin (2a) and the ball joint (1b).
Da die Lenkachse (15) und die Drehachse (16) des Verbindungslagers (2b) sich im rechten Winkel schneiden, sind beide Bewegungen möglich, ohne daß sie sich gegenseitig behindern.Since the steering axis (15) and the rotation axis (16) of the connecting bearing (2b) intersect at right angles, both movements are possible without hindering each other.
Die Vorteile dieser vorgeschlagenen Vorderradgabel sind folgende:The advantages of this proposed front fork are as follows:
- Der Radeinschlag des Vorderrads (9) wird nicht von der Radaufhängung gegrenzt, da diese für sich alleine je nach Ausführung Radeinschläge bis zu 90° ermöglicht. Bei Verwendung eines Universalgelenks (7) sind 30° Radeinschlag möglich, die Kombination eines Universalgelenks (7) mit einem Gleichlauf-Verschiebegelenk (7a) ermöglicht fast 50° Radeinschlag. Durch Fortschritte der Gelenkhersteller in Zukunft vielleicht mögliche Radeinschläge lassen sich ohne weiters mit der vorgeschlagenen Vorderradgabel realisieren.- The wheel turning angle of the front wheel (9) is not limited by the wheel suspension, as this alone allows wheel turning angles of up to 90° depending on the design. When using a universal joint (7), a wheel turning angle of 30° is possible, the combination of a universal joint (7) with a constant velocity sliding joint (7a) enables a wheel turning angle of almost 50°. Wheel turning angles that may be possible in the future thanks to advances made by joint manufacturers can be easily achieved with the proposed front wheel fork.
- Die meisten Teile befinden sich über dem Vorderrad (9), so daß die Bodenfreiheit so gut ist wie bei einer normalen Motorradgabel ohne Antrieb des Vorderrads.- Most of the parts are located above the front wheel (9), so that the ground clearance is as good as with a normal motorcycle fork without front wheel drive.
- Die Silhouette des Motorrads wird nicht verbreitert.- The silhouette of the motorcycle is not widened.
- Die Schräglage in Kurven wird nicht durch Teile der Radaufhängung oder des Antriebs eingeschränkt.- Lean angle in curves is not restricted by parts of the suspension or drive.
- Die beim Lenken mitbewegten Teile der Kraftübertragung sind nur der Vorderradantrieb (8) und ein Teil des Universalgelenks (7), die sich zudem dicht an der Lenkachse (15) befinden und ihre Lage zu dieser beim Ein- und Ausfedern nicht verändern.- The parts of the power transmission that move during steering are only the front wheel drive (8) and part of the universal joint (7), which are also located close to the steering axle (15) and do not change their position in relation to it during compression and rebound.
Auflistung der Bezugszeichen der AbbildungenList of reference symbols of the figures
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