DE10209390A1

DE10209390A1 - Suspension and steering system for front wheel of motorcycle or motor tricycle has steering column straight back behind front forks and connected to front forks by parallelogram linkage

Info

Publication number: DE10209390A1
Application number: DE2002109390
Authority: DE
Inventors: Stefan Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-02
Filing date: 2002-03-02
Publication date: 2003-09-11

Abstract

The front wheel (8) is mounted on front forks (1) connected to lower and upper triangular swing links (3,13) pivoting on the frame (7) of the vehicle. A spring and damper unit (9) is installed between a double bracket on the frame and the lower swing link. The handlebars (4) are connected to a steering column (11). A crosshead (10) at the bottom has swivel connections (15) to parallel links (5) with swivel connections (12) to the front forks.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorderradführung für Zwei- und Dreiräder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a front wheel guide for two and three-wheelers according to the Preamble of claim 1.

Eine bekannte Vorderradführung zeigen die DE 37 08 580 C2 und die Zeitschrift "Motorrad", 1984, Heft 25, Seite 69. Diese Vorderradführungen besitzen eine Teleskopgabel (Tauchgabel), deren die beiden unteren Gabelrohre verbindende Gabelbrücke durch ein Kugelgelenk mit einem Längslänger verbunden ist, welcher drehbar um eine querstehende Drehachse am Rahmen des Motorrades gelagert ist. Der Vorteil einer solchen Konstruktion ist, dass das Vorderrad beim Bremsen im Gegensatz zu herkömmlichen Teleskopgabeln (z. B. DE 612 564) nur wenig einfedert, da bei dieser Radaufhängung der Nickpol hoch liegt. Das ist nicht nur für die Bremsstabilität des Fahrzeugs von Vorteil. Bei einem Frontalaufprall des Motorrades auf einen Personenkraftwagen kann damit auch verhindert werden, dass der Kopf des Fahrers auf die Dachkante des Personenkraftwagens aufschlägt. Bei Motorrädern mit herkömmlicher Teleskopgabel ist das oft der Fall, da diese beim Crash eintaucht. Ein Nachteil ist, dass die Drehachse des Lenkers mit der Lenkachse des Vorderrades übereinstimmt, d. h. die Lenkerdrehachse kann nicht beliebig nach hinten gelegt werden, um genügend Abstand zwischen Fahrer und Vorderrad zu ermöglichen, was bei einem Frontalaufprall den Fahrer schützen würde. A known front wheel guide show DE 37 08 580 C2 and the magazine "Motorrad", 1984, Issue 25, page 69. These front wheel guides have a telescopic fork (diving fork), whose fork bridge connecting the two lower fork tubes by a ball joint with a Connected longitudinally, which is rotatable about a transverse axis of rotation on the frame of the Motorcycle is stored. The advantage of such a construction is that the front wheel when In contrast to conventional telescopic forks (e.g. DE 612 564), there is only little braking deflects, because the pitch pole is high with this suspension. This is not just for them Braking stability of the vehicle is an advantage. In the event of a frontal impact of the motorcycle Cars can also be prevented from driving the driver's head onto the roof edge of the vehicle Car hits. This is often the case with motorcycles with a conventional telescopic fork the case because it dips in the crash. A disadvantage is that the axis of rotation of the handlebar with the Steering axis of the front wheel coincides, d. H. the handlebar rotation axis can not arbitrarily be placed at the rear to allow sufficient distance between the driver and the front wheel, what would protect the driver in a frontal impact.

Eine weitere Vorderradführung zeigt die EP 0211638 A2. Diese Vorderradführung besitzt eine einseitig ausgeführte das Rad führende Gabel, welcher durch Kugelgelenke mit zwei Längslenkern drehbar verbunden ist. Der Lenker ist unabhängig von der Gabellagerung gelagert, wobei die Lenkerdrehung von einem mit dem Lenker verbundenen Lenkerarm über eine Lenkschubstange auf einen Zwischenhebel und von diesem über eine weitere Lenkschubstange auf die Gabel übertragbar ist. Diese Anordnung gestattet einen hochgelegten Nickpol, um das Bremstauchen zu verringern. Außerdem kann die Drehachse des Lenkers hinter die Lenkachse des Vorderrades gelegt werden, um genügend Abstand zwischen Fahrer und Vorderrad zu ermöglichen. Ein Nachteil ist, dass sich mit dieser Ausführung kaum ein annähernd konstantes und symmetrisches Übersetzungsverhältnis zwischen Lenker und Gabel erreichen lässt. Außerdem können Federbewegungen des Rades sowie elastische Verformungen des Rahmens und der Radaufhängungen auch bei Geradeausfahrt ungewollte Eigenlenkbewegungen des Rades hervorrufen. Another front wheel guide is shown in EP 0211638 A2. This front wheel guide has one Unilaterally designed fork carrying the wheel, which has two ball joints Trailing arms is rotatably connected. The handlebar is independent of the fork bearing, whereby the handlebar rotation from a handlebar arm connected to the handlebar via a Steering push rod on an intermediate lever and from this via another steering push rod to the Fork is transferable. This arrangement allows a pitched pole to be raised Reduce brake diving. In addition, the axis of rotation of the handlebar behind the steering axis of the Be placed front wheel to allow sufficient distance between driver and front wheel. On The disadvantage is that with this version there is hardly an almost constant and symmetrical one Gear ratio between handlebar and fork can be reached. You can also Spring movements of the wheel as well as elastic deformations of the frame and the wheel suspensions cause unwanted self-steering movements of the wheel even when driving straight ahead.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorderradführung zu schaffen, die beim Bremsen nur wenig einfedert, bei einem Frontalaufprall kaum eintaucht und es gestattet, die Drehachse des Lenkers hinter der Lenkachse des Rades zu legen. Wobei zwischen Lenker und Gabel ein definiertes und bezüglich der Lenkeinschlagrichtung symmetrisches Übersetzungsverhältnis realisiert werden kann, ohne dass Federbewegungen und elastische Verformungen an dem Rahmen und der Radaufhängung zu ungewollten Eigenlenkbewegungen bei Geradeausfahrt führen. The invention has for its object to provide a generic front wheel guide which deflects only a little when braking, barely plunges in a frontal impact and allows to put the axis of rotation of the handlebar behind the steering axis of the wheel. Between the handlebars and fork a defined and symmetrical with respect to the steering angle Gear ratio can be realized without spring movements and elastic Deformations on the frame and the wheel suspension lead to unwanted self-steering movements Lead straight ahead.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nach der Erfindung sind demnach zwischen der das Vorderrad aufnehmenden Gabel und der den Lenker aufnehmenden Lenkerwelle zwei Lenkschubstangen angeordnet, wobei diese mit ihren vorderen Enden durch zwei Kugel- oder Kardangelenke an der Gabel befestigt sind und mit Ihren hinteren Enden durch zwei Kugel- oder Kardangelenke mit einen Lenkerhebel verbunden sind, welcher an der Lenkerwelle befestigt ist. Die Lenkerwelle ist drehbar in einem Lenkerlager gelagert, wobei das Lenkerlager um eine zum Fahrzeug querstehende Achse schwenkbar am Rahmen befestigt ist. Somit ist durch diese Anordnung nur das Lenkmoment übertragbar. Längenänderungen durch Federbewegungen und elastische Verformungen am Rahmen können zwar zum Schwenken des Lenkerlagers führen, jedoch keine ungewollten Eigenlenkbewegungen bei Geradeausfahrt hervorrufen. Die Anordnung der Lenkerdrehachse hinter der Gabeldrehachse ermöglicht eine sichere Position des Fahrers bei einem Frontalaufprall. The object is achieved with the characterizing features of the main claim solved. Advantageous embodiments of the invention result from the subclaims. According to the invention are therefore between the front wheel receiving fork and the Handlebar receiving handlebar shaft two steering push rods arranged, these with their front ends are attached to the fork by two ball or universal joints and with yours rear ends are connected to a handlebar lever by two ball or universal joints, which is attached to the handlebar shaft. The handlebar shaft is rotatable in a handlebar bearing mounted, the handlebar bearing pivotable about an axis transverse to the vehicle on the frame is attached. This arrangement means that only the steering torque can be transmitted. Changes in length due to spring movements and elastic deformations on the frame can Swivel the handlebar bearing, but no unwanted self-steering movements Cause straight ahead driving. The arrangement of the handlebar rotation axis behind the fork rotation axis enables a safe position of the driver in the event of a frontal impact.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform erfolgt die Aufhängung der Gabel an zwei Längslenkern und die Lenkschubstangen sind zwischen den Längslenkers angeordnet. Somit kann ein Feder- und Dämpferbein platzsparend im Raum zwischen Längslenkern und Lenkschubstangen angeordnet werden. In an expedient embodiment, the fork is suspended on two Trailing arms and the steering push rods are arranged between the trailing arms. Thus a The spring and shock strut save space in the space between the trailing arms and steering push rods to be ordered.

In einer anderen vorteilhaften Anordnung erfolgt die Aufhängung der Gabel an einem Längslenker sowie an einem mit dem einen Ende fest mit der Gabel verbundenen Federbein, welches am anderen Ende mit einem dreh- und schwenkbaren Gelenk am Fahrzeug befestigt ist, wobei die Lenkschubstangen über dem unteren Längslenker angeordnet sind. Diese Anordnung ermöglicht eine freizügige Anordnung der Lenkerschubstangen und des Lenkerlagers hinter dem Federbein. In einer weiteren vorteilhaften Anordnung erfolgt die Aufhängung der Gabel an einem Längslenker, wobei die Gabel ein verschiebbares Oberteil aufweist, welches an seiner Gabelbrücke durch ein dreh- und schwenkbares Gelenk mit dem Fahrzeug verbunden ist. In den Gabelrohren können somit die Federn und Dämpfer eingebaut sein. Es ist auch möglich, ein zentrales Feder-Dämpfer- Element zwischen Längslenker und Fahrzeug anzuordnen. In another advantageous arrangement, the fork is suspended from one Trailing link and at one end with the strut firmly connected to the fork, which on other end is attached to the vehicle with a rotatable and pivotable joint, the Steering push rods are arranged above the lower trailing arm. This arrangement enables a revealing arrangement of the handlebars and the handlebar bearing behind the strut. In a further advantageous arrangement, the fork is suspended from one Trailing arm, the fork having a slidable upper part, which on its fork bridge a swivel and swivel joint is connected to the vehicle. Can in the fork tubes thus the springs and dampers are installed. It is also possible to use a central spring damper Place element between trailing arm and vehicle.

Ausführungsbeispiele werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Exemplary embodiments are explained below with the aid of schematic drawings.

Es zeigt in schematischer Darstellung: It shows in a schematic representation:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von vorn links auf eine Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1 is a perspective view from the front left corner of an embodiment of the invention,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von vorn links auf wesentliche Teile einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 is a perspective view from the front left to essential parts of an embodiment of the invention,

Fig. 3 eine Seitenansicht von links auf eine Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 is a left side view of an embodiment of the invention,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung mit eingelenktem Vorderrad, Fig. 4 is a plan view of an embodiment of the invention with eingelenktem front wheel,

Fig. 5 eine Vorderansicht auf eine Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 is a front view of an embodiment of the invention,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht von vorn links auf eine andere Ausführungsform der Erfindung, Fig. 6 is a perspective view from the front left to another embodiment of the invention,

Fig. 7 eine Vorderansicht auf eine andere Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 is a front view of another embodiment of the invention,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht von vorn links auf eine weitere Ausführungsform der Erfindung, Fig. 8 is a perspective view from the front left of a further embodiment of the invention,

Fig. 9 eine Seitenansicht von links auf eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Fig. 9 is a left side view of another embodiment of the invention.

Fig. 1, 2, 3, 4, und 5 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei Längslenkern zur Verwendung in einem Motorrad. Das Rad 8 ist drehbar an einer Gabel 1 befestigt. Die Gabel 1 ist dreh- und schwenkbar und damit lenkbar an den Gelenken 2 und 14 geführt. Die Gelenke 2 und 14 sind an biegesteifen Längslenkern 3 und 13 befestigt, welche schwenkbar an querliegenden Drehachsen am Fahrzeug 7 befestigt sind. Somit ist das Ein- und Ausfedern der Gabel 1 möglich. Im mittleren Bereich sind an der Gabel 2 zwei an den beiden Lenkstangen 5 angebrachte Kugelgelenke 12 angebracht. Die hinteren Kugelgelenke 15 der beiden Lenkschubstangen 5 sind am Lenkerhebel 10 befestigt. Der Lenkerhebel 10 ist fest mit der im Lenkerlager 11 drehbar gelagerten Lenkerwelle 6 und dem Lenker 4 verbunden. Somit ist eine Lenkbewegung des Lenkers 4 auf die Gabel 1 übertragbar, wie das in Fig. 4 gezeigt wird. Das Lenkerlager 11 ist um die Drehachse 19 pendelnd am Fahrzeug 7 gelagert, so dass eine Längsverschiebung der beiden Lenkstangen 5 beim Ein- und Ausfedern der Gabel 1 ausgeglichen wird. Ein Feder-Dämpfer- Element 9 ist zwischen dem unteren Längslenker 3 und dem Fahrzeug 7 platzsparend angelenkt. Fig. 1, 2, 3, 4, and 5 show an embodiment of the invention having two longitudinal control arms for use in a motorcycle. The wheel 8 is rotatably attached to a fork 1 . The fork 1 is rotatable and pivotable and thus guided on the joints 2 and 14 . The joints 2 and 14 are attached to rigid longitudinal links 3 and 13 , which are pivotally attached to transverse axes of rotation on the vehicle 7 . Thus the fork 1 can be compressed and rebounded. In the middle area, two ball joints 12 attached to the two steering rods 5 are attached to the fork 2 . The rear ball joints 15 of the two steering push rods 5 are attached to the handlebar lever 10 . The steering lever 10 is rigidly connected to the rotatably mounted in the arm 11 bearing arm shaft 6 and the handlebar. 4 A steering movement of the handlebar 4 can thus be transmitted to the fork 1 , as is shown in FIG. 4. The handlebar bearing 11 is mounted on the vehicle 7 so that it swings about the axis of rotation 19 , so that a longitudinal displacement of the two handlebars 5 is compensated for when the fork 1 deflects and rebounds. A spring-damper element 9 is articulated between the lower trailing arm 3 and the vehicle 7 to save space.

Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 bis 5 gezeigten Radaufhängung besitzt diese Ausführungsform keinen oberen Längslenker. Statt des Längslenkers ist an der Gabel 1 ein Feder-Dämpfer-Element 9 als Verschiebegelenk befestigt. Der obere Teil des Feder-Dämpfer-Elementes 9 ist durch ein Kugelgelenk 18 mit dem Fahrzeug 7 verbunden. FIGS. 6 and 7 show another embodiment of the invention. In contrast to the wheel suspension shown in FIGS. 1 to 5, this embodiment has no upper trailing arm. Instead of the trailing arm, a spring-damper element 9 is attached to the fork 1 as a sliding joint. The upper part of the spring-damper element 9 is connected to the vehicle 7 by a ball joint 18 .

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigen Fig. 8 und 9. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 bis 5 gezeigten Radaufhängung besitzt diese Ausführungsform ebenfalls keinen oberen Längslenker. Statt dessen besitzt die Gabel 1 ein oberes verschiebbares Gabelteil 20, welches durch ein Kugelgelenk 18 gelenkig mit dem Fahrzeug 7 verbunden ist. Federn und Dämpfer können somit in den verschiebbaren Rohren der Gabel 1 und des oberen Gabelteils 20 untergebracht oder als Feder-Dämpfer-Element zwischen unterem Längslenker 3 und Fahrzeug 7 angelenkt werden. Bezugszeichenliste 1 Gabel
2 Gelenk
3 unterer Längslenker
4 Lenker
5 Lenkstange
6 Lenkerwelle
7 Fahrzeug, Rahmen
8 Rad
9 Federbein
10 Lenkerhebel
11 Lenkerlager
12 Gelenk
13 oberer Längslenker
14 Gelenk
15 Gelenk
16 Drehachse
17 Drehachse, Lenkachse
18 Gelenk
19 Drehachse
20 verschiebbares Gabelteil
A further embodiment of the invention is shown in FIGS. 8 and 9. In contrast to the wheel suspension shown in FIGS. 1 to 5, this embodiment also has no upper trailing arm. Instead, the fork 1 has an upper displaceable fork part 20 which is connected to the vehicle 7 in an articulated manner by a ball joint 18 . Springs and dampers can thus be accommodated in the displaceable tubes of the fork 1 and the upper fork part 20 or articulated as a spring-damper element between the lower trailing arm 3 and the vehicle 7 . Reference Signs List 1 Fork
2 joint
3 lower trailing arms
4 handlebars
5 handlebar
6 handlebar shaft
7 vehicle, frame
8 wheel
9 shock absorber
10 handlebar levers
11 handlebar bearings
12 joint
13 upper trailing arm
14 joint
15 joint
16 axis of rotation
17 axis of rotation, steering axis
18 joint
19 axis of rotation
20 sliding fork part

Claims

1. Front wheel guide for two and three-wheeled vehicles with a longitudinal link articulated between the fork and the vehicle, the front end of which is connected to the fork by a pivotable and pivotable joint, characterized in that the fork ( 1 ) is connected by two handlebars ( 5 ). , which at the ends have rotatable and pivotable joints ( 12 ) and ( 15 ), is connected to the steering lever ( 10 ) attached to the handlebar shaft ( 6 ) in such a way that a rotational movement of the handlebar ( 6 ) fastened to the handlebar shaft ( 6 ) 4 ) can be transferred to the fork ( 1 ), a link bearing ( 11 ) receiving the link shaft ( 6 ) being attached to the vehicle ( 7 ) so as to be rotatable about a transverse axis of rotation ( 19 ).

2. Front wheel guide according to claim 1, characterized in that a second trailing arm ( 13 ) is articulated between the fork ( 1 ) and the vehicle ( 7 ), the front end of which is rotatable and pivotable joint ( 14 ) with the fork ( 1 ) connected is.

3. Front wheel guide according to claim 1, characterized in that a spring-damper element ( 9 ) or another suitable sliding joint is fixedly connected with its lower end to the fork ( 1 ), the upper end of the spring-damper element ( 9 ) or the suitable sliding joint is mounted on the vehicle ( 7 ) by a rotatable and pivotable joint ( 18 ).

4. Front wheel guide according to claim 1, characterized in that the fork ( 1 ) has a displaceable fork part ( 20 ), the upper end of the displaceable fork part ( 20 ) being mounted on the vehicle ( 7 ) by a rotatable and pivotable joint ( 18 ) is.

5. Front wheel guide according to claim 1 to 4, characterized in that the quotient of the distances of the joints ( 12 ) to the axis of rotation ( 17 ) is equal to the quotient of the distances of the joints ( 15 ) to the axis of rotation ( 16 ).

6. Front wheel guide according to claim 3, characterized in that the handlebars ( 5 ) are arranged symmetrically to the longitudinal plane of the vehicle when the wheel ( 8 ) is in the straight position.

7. Front wheel guide according to one of claims 3 to 6, characterized in that at least one of the joints ( 2 ), ( 12 ), ( 14 ), ( 15 ), and ( 18 ) is designed as a ball joint.

8. Front wheel guide according to one of claims 3 to 5, characterized in that at least one of the joints ( 2 ), ( 12 ), ( 14 ), ( 15 ), and ( 18 ) is designed as a universal joint.

9. Front wheel guide according to one of claims 1 to 8, characterized in that a spring-damper element ( 9 ) is articulated between the trailing arm ( 3 ) and the vehicle ( 7 ).