DE4435482A1

DE4435482A1 - Rear wheel suspension for bicycle or motorcycle

Info

Publication number: DE4435482A1
Application number: DE19944435482
Authority: DE
Inventors: Harald Kutzke; Norbert Nattefort
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1996-04-11

Abstract

The suspension has two longitudinal links, each having one end with a swivelling connection to the cycle frame, and the other end with a further swivelling connection to a support (14) for the axle of the rear wheel. All the swivelling connections (21-24) are arranged in front of the rear wheel. The rear wheel support is formed as an arm whose length between its swivels (23,24) and the axle fitting is greater than the radius of the wheel. The support may also be formed in a triangular shape, with one vertex positioned in the region of the wheel axle, and the swivel connections being positioned at the other two vertices.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinterradaufhängung für Zweiräder, wie Fahrräder oder Motorräder, und zwar auf eine sogenannte Trapezaufhängung mit zwei Längslenkern, die jeweils an ihrem einen ersten Ende mit einem Schwenkgelenk an dem Rahmen des Zweirades befestigt sind und an ihrem zweiten Ende mit einem weiteren Schwenkgelenk an einem, die Achse des Hinterrades aufnehmenden Radträger befestigt sind.The invention relates to a rear suspension for Two-wheelers, such as bicycles or motorcycles, on one so-called trapezoidal suspension with two trailing arms, each at its first end with a swivel joint on the Frame of the two-wheeler are attached and at their second end with another swivel joint on one, the axis of the Rear wheel receiving wheel carriers are attached.

Eine solche Aufhängung ist z. B. aus den US-Patenten 47 89 174 und 51 21 937 bekannt. Bei diesen Aufhängungen ist der eine untere Längslenker am Tretlager oder in der Nähe des Tretlagers gelenkig mit dem Rahmen des Fahrrades verbunden und erstreckt sich bis etwa in den Bereich der Zahnkränze des Hinterrades, wo er mit dem kleinen Radträger verbunden ist. Der andere obere Längslenker ist am Sattelrohr des Fahrrades schwenkbar befestigt und verläuft ebenfalls bis in die Nähe der Zahnkränze des Hinterrades, wo er an dem Radträger befestigt ist. Die Hinterradaufhängung wird gegenüber dem Rahmen noch durch ein Feder/Dämpfungselement abgestützt, welches z. B. zwischen dem Sattelrohr und dem unteren Längslenker angeordnet ist.Such a suspension is e.g. B. from US Patents 47 89 174 and 51 21 937 known. With these suspensions, one is the lower one Trailing link on the bottom bracket or near the bottom bracket articulated to the frame of the bicycle and extends down to about the area of the rear sprockets where it is connected to the small wheel carrier. The other top Trailing arm can be pivoted on the seat tube of the bike attached and also runs close to the sprockets the rear wheel, where it is attached to the wheel carrier. The Rear suspension is compared to the frame by a Supported spring / damping element, which z. B. between the Seat tube and the lower trailing arm is arranged.

Derartige Aufhängungen bieten zwar einen guten Fahrkomfort, sind jedoch in der Konstruktion noch relativ weit, so daß die Fahr- und Führungsstabilität des Zweirades nicht zufriedenstellend ist. Such suspensions offer good driving comfort, are still relatively wide in construction, so that Driving and guidance stability of the two-wheeler is not is satisfactory.

Anstatt die vier Schwenkgelenke der Aufhängung in den Ecken eines Trapezes oder allgemein eines Viereckes anzuordnen, sind auch Aufhängungen für das Hinterrad von Motorrädern bekannt, bei denen die Längslenker parallel geführt sind, so daß sich auch eine Parallelogrammschwinge ergibt.Instead of the four swivel joints of the suspension in the corners a trapezoid or generally a quadrangle are to be arranged also known suspensions for the rear wheel of motorcycles, in which the trailing arms are guided in parallel, so that also results in a parallelogram swing arm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vier-Gelenk- Aufhängung für ein Hinterrad eines Zweirades zu schaffen, die steif ist, so daß gute Fahr- und Führungsstabilität erreicht wird, und die zudem kompakt baut.The invention has for its object a four-joint To create suspension for a rear wheel of a two-wheeler that is stiff so that good driving and guidance stability is achieved and that is also compact.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is according to the invention by the characterizing part of claim 1 specified Features resolved.

Demgemäß werden sämtliche Schwenkgelenke bzw. die Schwenkgelenkachsen vor das Hinterrad gelegt, wobei dann der Radträger als Armkonstruktion ausgebildet ist, der sich von einem oder beiden der hinteren Schwenkgelenke zu der Aufnahme für die Achse des Hinterrades erstreckt und somit eine Länge zwischen diesen beiden Punkten hat, die größer als der Radius des Hinterrades ist.Accordingly, all swivel joints or Swivel joint axles placed in front of the rear wheel, the then Wheel carrier is designed as an arm structure, which differs from one or both of the rear swivel joints for receiving extends for the axis of the rear wheel and thus a length between these two points is larger than the radius of the rear wheel.

Ein wesentlicher Vorteil einer solchen Konstruktion ist, daß sämtliche vier Gelenke mit durchgehenden Achsen ausgestattet werden können, was eine besonders steife Konstruktion ergibt. Dieses war bei den oben genannten bisherigen Konstruktionen nicht möglich, da bei den hinteren Schwenkgelenken am Radträger aufgrund der dort vorhandenen Speichen des Rades keine durchgehenden Gelenkachsen verwendet werden konnten.A major advantage of such a construction is that all four joints are equipped with continuous axes can be, which results in a particularly rigid construction. This was the case with the previous designs mentioned above not possible because of the rear swivel joints on the wheel carrier due to the existing spokes of the wheel, none continuous hinge axes could be used.

Zudem ergibt sich bei der Konstruktion der Hinterradaufhängung gemäß der Erfindung noch der Vorteil einer weitgehenden Freiheit in der Wahl der Raderhebungskurve, eine weitgehende Entkopplung der Antriebs- und Bremsmomente von der Federbewegung der Hinterradschwingung, und es stellen sich geringere Lastspitzen am ziehenden Kettentrum beim Ein- und Ausfedern ein. Zudem kann bei dieser Konstruktion der Radträger einarmig ausgelegt werden, ohne daß dadurch die Steifheit der Konstruktion beeinträchtigt wird.In addition, there is the design of the rear suspension according to the invention still the advantage of an extensive Freedom in the choice of the wheel elevation curve, extensive Decoupling the drive and braking torques from the Spring movement of the rear wheel vibration, and it turn lower load peaks on the pulling chain center when entering and leaving Rebound. In addition, the wheel carrier can be used in this construction be interpreted with one arm, without the rigidity of the Construction is affected.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further refinements of the invention result from the Sub-claims emerge.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. In dieser stellen dar:The invention is in exemplary embodiments based on the schematic drawings explained. In this represent:

Fig. 1 bis 3 jeweils Darstellungen unterschiedlicher Ausführungsformen einer Hinterradaufhängung für ein Fahrrad; Fig. 1 to 3 are views of different embodiments of a rear suspension for a bicycle;

Fig. 4 bis 6 jeweils unterschiedliche Ausgestaltungen einer Hinterradaufhängung gemäß der Erfindung für ein Motorrad, die jedoch auch für ein Fahrrad verwendet werden kann. FIGS. 4 to 6 are different embodiments of a rear suspension according to the invention for a motorcycle, but which can be used also for a bicycle.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Bauelemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.The figures have the same or functionally identical components each marked with the same reference numerals.

In Fig. 1 ist von einem Fahrrad nur der Rahmen 1 mit dem Tretlager 2, dem Pedaltrieb 3, dem Hinterrad 4 und dem Kettenantrieb 5 mit der Gangschaltung 6 dargestellt. Das Hinterrad 4 ist in einer Viergelenk-Aufhängung 11 aufgenommen. Dieser besteht aus einem oberen Längslenker 12, einem unteren Längslenker 13, einem Radträger 14 und einem Feder/Dämpfungselement 15.In Fig. 1 of a bicycle, only the frame 1 with the bottom bracket 2 , the pedal drive 3 , the rear wheel 4 and the chain drive 5 with the gear shift 6 is shown. The rear wheel 4 is received in a four-bar suspension 11 . This consists of an upper trailing arm 12 , a lower trailing arm 13 , a wheel carrier 14 and a spring / damping element 15 .

Der obere Längslenker 12 ist mit seinem ersten, hier vorderen Ende in einem Schwenkgelenk 21 am Rahmen 1 des Fahrrades um die Querachse des Fahrrades schwenkbar befestigt; das erste, ebenfalls vordere Ende des Längslenkers 13 ist etwas unterhalb des Tretlagers 2 ebenfalls in einem Schwenkgelenk 22 mit dem Rahmen 1 des Fahrrades schwenkbar verbunden. In der gezeigten Normalstellung der Radaufhängung verläuft der obere Längslenker 12 von dem Schwenkgelenk 21 leicht nach oben, während der untere Längslenker 13 von dem Schwenkgelenk 22 leicht nach unten geneigt verläuft. Die beiden zweiten, in diesem Falle hinteren Enden der Längslenker 12 und 13 sind mit Schwenkgelenken 23 bzw. 24 mit dem Radträger 14 gelenkig verbunden, der in diesem Falle eine Dreieckskonstruktion aus zwei Armen 25 und 26 ist, die zwischen den Schwenkgelenken 23 und 24 durch eine sichelförmige Strebe 27 miteinander verbunden sind. Der obere Arm 25 ist an seinem Ende ebenfalls in dem Schwenkgelenk 23 gelagert, wohingegen das über das vordere Ende des unteren Armes 26 hinausragende Ende der sichelförmigen Strebe 27 mit dem Schwenkgelenk 24 verbunden ist. Zwischen dem Schwenkgelenk 21 und dem vorderen Ende des unteren Armes 26 ist das erwähnte Feder/Dämpfungselement 15 angeordnet, wobei dessen oberes Ende um die Achse des Schwenkgelenkes 21 und das untere Ende um die Achse eines weiteren Schwenkgelenkes 28 schwenkbar ist.The upper trailing arm 12 is fastened with its first, here front end in a swivel joint 21 on the frame 1 of the bicycle so as to be pivotable about the transverse axis of the bicycle; the first, also front end of the trailing arm 13 is pivotally connected to the frame 1 of the bicycle in a pivot joint 22 somewhat below the bottom bracket 2 . In the normal position of the wheel suspension shown, the upper trailing arm 12 extends slightly upwards from the swivel joint 21 , while the lower trailing arm 13 extends slightly downwards from the swivel joint 22 . The two second, in this case rear ends of the trailing arms 12 and 13 are articulated with swivel joints 23 and 24 to the wheel carrier 14 , which in this case is a triangular construction of two arms 25 and 26 which pass between the swivel joints 23 and 24 a sickle-shaped strut 27 are connected to one another. The upper arm 25 is also supported at its end in the swivel joint 23 , whereas the end of the crescent-shaped strut 27 projecting beyond the front end of the lower arm 26 is connected to the swivel joint 24 . The spring / damping element 15 mentioned is arranged between the swivel joint 21 and the front end of the lower arm 26 , its upper end being pivotable about the axis of the swivel joint 21 and the lower end about the axis of a further swivel joint 28 .

In Fig. 2 ist wiederum der Rahmen 1 eines Fahrrades mit Tretlager 2 und Pedaltrieb 3 gezeigt. Der obere Längslenker 12 ist wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 mit seinem vorderen Ende an dem Rahmen 1 in einem Schwenkgelenk 21 und mit seinem hinteren Ende über ein Schwenkgelenk 23 mit dem Radträger 14 verbunden. Der Radträger 14 ist wiederum eine Dreieckskonstruktion aus einem oberen Arm 25 und einem unteren Arm 26, die über eine sichelförmige Strebe 27 miteinander verbunden sind. Das vordere Ende des unteren Längslenkers 13 ist in einem Schwenkgelenk 22 gelagert, dessen Schwenkachse mit derjenigen des Tretlagers übereinstimmt. Das hintere Ende des unteren Längslenkers ist über das Schwenkgelenk 24 direkt mit dem vorderen Ende des unteren Armes 26 des Radträgers 14 verbunden, wobei zwischen den Schwenkgelenken 21 und 24 auch das Feder/Dämpfungselement 15 eingespannt ist.In Fig. 2, the frame 1 of a bicycle with bottom bracket 2 and pedal drive 3 is shown again. As in the exemplary embodiment in FIG. 1, the upper trailing arm 12 is connected with the front end to the frame 1 in a swivel joint 21 and with its rear end via a swivel joint 23 with the wheel carrier 14 . The wheel carrier 14 is in turn a triangular construction of an upper arm 25 and a lower arm 26 , which are connected to one another via a sickle-shaped strut 27 . The front end of the lower trailing arm 13 is mounted in a pivot joint 22 , the pivot axis of which coincides with that of the bottom bracket. The rear end of the lower longitudinal control arm is connected via the pivot joint 24 directly to the front end of the lower arm 26 of the wheel support 14, wherein between the pivot joints 21 and 24 and the spring / damping element is clamped 15th

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist der obere Längslenker 12 mit dem Radträger 14 wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen verbunden; der untere Längslenker 13 ist mit seinem ersten vorderen Ende oberhalb des Tretlagers 2 über ein Schwenkgelenk 22 angelenkt, während sein hinteres Ende in den zweitem Schwenkgelenk 24 mit dem vorderen Ende des unteren Armes 26 des Radträgers etwas oberhalb von dessen Oberseite verbunden ist. Das Feder/Dämpfungselement 15 ist wiederum zwischen den beiden Schwenkgelenken 21 und 24 angeordnet. . In the embodiment of Figure 3, the upper longitudinal link 12 is connected to the wheel carrier 14 as in the embodiments described above; the lower trailing arm 13 is articulated with its first front end above the bottom bracket 2 via a swivel joint 22 , while its rear end is connected in the second swivel joint 24 to the front end of the lower arm 26 of the wheel carrier somewhat above its upper side. The spring / damping element 15 is in turn arranged between the two swivel joints 21 and 24 .

In Fig. 4 ist sehr schematisch für ein Motorrad ein Teil eines Rahmens 1 sowie der Kettentrieb 5 für das Hinterrad 4 angedeutet. Am Rahmen 1 sind die beiden Längslenker 12 und 13 jeweils mit ihren vorderen Enden in Schwenkgelenken 21 und 22 gelagert; die hinteren Enden der Längslenker 12 und 13 sind mit den vorderen Eckpunkten des als einfache Dreieckskonstruktion aus einem oberen Arm 25, einem unteren Arm 26 und einem Verbindungsarm 27 ausgebildeten Radträgers 14 über Schwenkgelenke 23 bis 24 verbunden. In der gezeigten Normalstellung der Hinterradaufhängung verläuft der kurze obere Längslenker 12 etwa parallel zur Fahrebene, wohingegen der untere Längslenker 13 von dem vorderen Schwenkgelenk 22 unter einem Winkel von etwa 55 bis 60° gegenüber der Fahrebene nach unten weist.In Fig. 4, part of a frame 1 and the chain drive 5 for the rear wheel 4 are indicated very schematically for a motorcycle. On the frame 1 , the two trailing arms 12 and 13 are each mounted with their front ends in pivot joints 21 and 22 ; the rear ends of the trailing arms 12 and 13 are connected to the front corner points of the wheel carrier 14, which is designed as a simple triangular construction from an upper arm 25 , a lower arm 26 and a connecting arm 27 , via swivel joints 23 to 24 . In the normal position of the rear wheel suspension shown, the short upper trailing arm 12 runs approximately parallel to the driving plane, whereas the lower trailing arm 13 points downward from the front pivot joint 22 at an angle of approximately 55 to 60 ° with respect to the driving plane.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist der Radträger 14 ebenfalls als eine Dreieckskonstruktion aus einem oberen Arm 25, einem unteren Arm 26 und einem Verbindungsarm 27 ausgebildet, wobei der Winkel zwischen dem Arm 27 und dem oberen Arm 25 etwa 90° und derjenigen zwischen den Armen 25 und 26 etwa 35° beträgt. Der untere Längslenker 13 ist mit seinem ersten Ende an einem nach hinten in Richtung auf das Hinterrad 4 ragenden Horn 31 in dem Schwenkgelenk 22 befestigt, so daß der Längslenker 13 nach vorne weist und an seinem zweiten, in diesem Falle vorderen Ende mit dem vorderen Ende des Armes 26 über das Schwenkgelenk 24 verbunden ist.In the embodiment according to Fig. 5 of the wheel support 14 is also formed as a triangulated structure composed of an upper arm 25, a lower arm 26 and a connecting arm 27, wherein the angle between the arm 27 and the upper arm 25 about 90 °, and that between the Arms 25 and 26 is about 35 °. The lower trailing arm 13 is fastened at its first end to a horn 31 projecting rearwards in the direction of the rear wheel 4 in the swivel joint 22 , so that the trailing arm 13 points forward and at its second, in this case front end, with the front end of the arm 26 is connected via the swivel joint 24 .

In Fig. 6 ist eine Hinterradaufhängung gezeigt, bei der der untere Längslenker 13 sich von dem Schwenkgelenk 22 an seinem ersten vorderen Ende nach hinten bis zu dem Schwenkgelenk 24 erstreckt, wohingegen das erste Ende des oberen Längslenkers 12 an einem nach hinten weisenden Horn 32 des Rahmens 1 in dem Schwenkgelenk 21 gelagert ist, und von dort sich nach vorne bis zu dem Schwenkgelenk 23 am vorderen Ende des oberen Armes 25 des Radträgers 14 erstreckt. Der Radträger selbst ist wiederum eine Dreieckskonstruktion aus Armen 25, 26 und 27, wobei jetzt der Winkel zwischen dem Verbindungsarm 27 und dem unteren Arm 26 etwa 90° beträgt und der spitze Winkel wiederum zwischen den Armen 25 und 26 im Bereich der Aufnahme des Hinterrades gelegen ist.In FIG. 6, a rear suspension is shown, in which the lower longitudinal arm 13 extending from the pivot 22 at its first front end to the back up to the pivot joint 24, whereas the first end of the upper longitudinal link 12 to a rearwardly facing horn 32 of the Frame 1 is mounted in the swivel joint 21 , and from there extends forward to the swivel joint 23 at the front end of the upper arm 25 of the wheel carrier 14 . The wheel carrier itself is again a triangular construction made up of arms 25 , 26 and 27 , the angle between the connecting arm 27 and the lower arm 26 now being approximately 90 ° and the acute angle in turn being located between the arms 25 and 26 in the region of the rear wheel receptacle is.

Bei allen geschilderten Ausführungsformen ist ersichtlich, daß die Gelenkachsen der Schwenkgelenke 21, 22, 23 und 24 stets vor dem Hinterrad 4 des Fahrrades bzw. Motorrades liegen, so daß der Abstand zwischen den vorderen Schwenkgelenken 23 und 24 des Radträgers 14 und der Aufnahme des Hinterrades jeweils größer ist als der Radius des Hinterrades. Die Schwenkgelenke können somit durchgehende Gelenkachsen aufweisen. Anstelle von einarmigen Längslenkern und Radträger können selbstverständlich auch doppelarmige Ausführungen verwendet werden, also Radträger, die zu beiden Seiten des Hinterrades verlaufen oder Parallelausführungen der Längslenker 12 und 13.In all the embodiments described, it can be seen that the joint axes of the swivel joints 21 , 22 , 23 and 24 are always in front of the rear wheel 4 of the bicycle or motorcycle, so that the distance between the front swivel joints 23 and 24 of the wheel carrier 14 and the receptacle of the rear wheel is larger than the radius of the rear wheel. The swivel joints can thus have continuous joint axes. Instead of single-arm trailing arms and wheel carriers, double-armed versions can of course also be used, that is to say wheel carriers that run on both sides of the rear wheel or parallel versions of the trailing arms 12 and 13 .

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4, 5 und 6 wurden etwaige Feder/Dämpfungselemente nicht gezeigt. Selbstverständlich sind auch diese entsprechend einzubauen.In the embodiments according to FIGS. 4, 5 and 6, any spring / damping elements are not shown. Of course, these must also be installed accordingly.

Anstelle eines Kettentriebes können selbstverständlich andere Antriebe, z. B. Kardanantriebe verwendet werden.Instead of a chain drive, of course, others can Drives, e.g. B. cardan drives can be used.

Claims

1. Rear wheel suspension for two-wheelers with two trailing arms, each of which is attached at its first end with a swivel joint to the frame of the two-wheeler and at its second end with a further swivel joint to a wheel carrier receiving the axle of the rear wheel, characterized in that all Swivel joints ( 21 to 24 ) are arranged in front of the rear wheel ( 4 ) of the two-wheeler, and that the wheel carrier ( 14 ) is an arm construction, the length between the swivel joints ( 23 , 24 ) and the receptacle for the axis of the rear wheel is greater than the radius of the rear wheel.

2. Rear wheel suspension according to claim 1, characterized in that the swivel joints ( 21 to 24 ) are each equipped with continuous hinge axes.

3. Rear wheel suspension according to claim 1 or 2, characterized in that the wheel carrier ( 14 ) is a triangular construction with an acute angle in the region of the receptacle of the rear wheel ( 14 ), the swivel joints ( 23 and 24 ) at the two front corners of the triangle. are located for connection to the trailing arms ( 12 , 13 ).

4. Rear wheel suspension according to one of the preceding claims, characterized in that both trailing arms extend from the swivel joints ( 21 and 22 ) at their first ends towards the rear towards the rear wheel ( 4 ).

5. Rear wheel suspension according to one of claims 1 to 3, characterized in that the swivel joint ( 21 , 22 ) seen at the first end connected to the frame ( 1 ) of the two-wheeler one of the trailing arms in the direction of travel of the two-wheeler, behind which with the wheel carrier ( 14 ) connected swivel joint ( 23 , 24 ) lies at its second end.

6. Rear wheel suspension according to one of the preceding claims, characterized in that the trailing arms ( 12 , 13 ) are designed as double trailing arms.

7. Rear wheel suspension according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel carrier ( 14 ) is a one-armed wheel carrier.