DE102009026543A1

DE102009026543A1 - Automatisiertes Motorradgetriebe

Info

Publication number: DE102009026543A1
Application number: DE102009026543A
Authority: DE
Inventors: Michael Pantke; Mauro Zanella
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2010-12-02
Also published as: US20100300232A1

Abstract

Es wird ein automatisiertes Motorradgetriebe vorgeschlagen, welches einen Schaltaktuator (1) zum Einlegen der Gänge des Getriebes aufweist, wobei der Schaltaktuator (1) als Drei-Positions-Aktuator mit selbständiger Endlagenrastierung ausgeführt ist und zwei stabile Endlagen und eine stabile Mittellage aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automatisiertes Motorradgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Motorräder weisen ein Getriebe auf, welches dazu dient, die Bewegung der Kurbelwelle des Motors an das Hinterrad weiterzuleiten. Hierbei werden Motorradgetriebe anders als PKW-Getriebe geschaltet, da zum Gangeinlegen ein Fußschalthebel vorgesehen ist, wobei der erste Gang in der Regel durch Druck von oben eingelegt und die übrigen Gänge mit stufenweisem Hochziehen des Schalthebels geschaltet werden, wobei der Schalthebel nach jedem Schaltvorgang in die Mittellage zurückfedert; zwischen dem ersten und den zweiten Gang befindet sich üblicherweise der Leerlauf bzw. die Neutralstellung.
Ferner wird zum Gangeinlegen in der Regel die Kupplung per Hand gezogen, wobei auch ohne Kupplungseinsatz geschaltet werden kann. Zu diesem Zweck wird beim Beschleunigen der Fußschalthebel nach oben gedrückt und gedrückt gehalten, wobei der nächste Gang direkt einrastet, wenn der Fahrer ruckartig vom Gas geht. Da Motorradgetriebe nicht synchronisiert ausgeführt sind, können sie bei einer derartigen Vorgehensweise nicht beschädigt werden; zudem entsteht auch kein höherer Verschleiß.
Aus dem Stand der Technik sind automatisierte Schaltgetriebe für PKWs bekannt; automatisierte Motorradgetriebe sind jedoch nicht weit verbreitet.
Aus der EP 1 936 224 A2 ist ein Motorradgetriebe bekannt, welches eine Kupplung aufweist, die durch einen Aktuator anhand der Betätigung des Kupplungshebels durch den Fahrer im Öffnungs- und im Schließsinne betätigt wird.
Ferner ist aus der US 6070485 A eine Vorrichtung zum Schalten eines Getriebes mit einem H-Schaltschema bekannt, bei der ein Aktuator umfassend einen Elekt romagneten verwendet wird. Diese Vorrichtung kann auch bei einem Motorradgetriebe eingesetzt werden.
Aus der US 2006/0270520 A1 ist eine Vorrichtung zum Schalten der Gänge eines Automatgetriebes bekannt, umfassend ebenfalls zumindest einen Solenoid-Schaltaktuator.
Des Weiteren ist aus der noch nicht veröffentlichten DE 10 2008 000 534 der Anmelderin, welche vollinhaltlich Gegenstand dieser Beschreibung sein soll, eine elektromagnetische Stellvorrichtung bekannt, umfassend ein längsbewegliches, in drei Raststellungen arretierbares Stellglied sowie zwei Spulen, durch die das Stellglied in eine erste oder eine zweite Raststellung, welche die Endlagen definieren, schaltbar ist. Bei der bekannten Stellvorrichtung umfasst das Stellglied eine Stellstange und einen darauf angeordneten Permanentmagneten und ist in der dritten Raststellung durch den Permanentmagneten magnetisch arretierbar.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorradgetriebe anzugeben, bei dem der Fußschalthebel entfällt und das Gangeinlegen ohne die Notwendigkeit einer Veränderung des Basisgetriebes zumindest teilautomatisiert erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Motorradgetriebe vorgeschlagen, umfassend einen Schaltaktuator zum Einlegen der Gänge des Getriebes, bei dem als Schaltaktuator ein Drei-Positions-Aktuator mit selbständiger Endlagenrastierung verwendet wird, der zwei stabile Endlagen und eine stabile Mittellage aufweist.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als Schaltaktuator eine elektromagnetische Stellvorrichtung gemäß der DE 10 2008 000 534 der Anmelderin verwendet, umfassend ein längsbewegliches, in drei Raststellungen arretierbares Stellglied sowie zwei Spulen, durch die das Stellglied in eine erste oder eine zweite Raststellung, welche die Endlagen definieren, schaltbar ist, wobei das Stellglied eine Stellstange und einen darauf angeordneten Permanentmagneten umfasst und in einer dritten Raststellung durch den Permanentmagneten magnetisch arretierbar ist.
Gemäß der Erfindung entspricht die eine Endlage des Schaltaktuators dem ersten Gang des Getriebes, wobei die dritte Raststellung bzw. die Mittelposition (Mittellage) der Neutralstellung des Getriebes und die zweite Endlage den weiteren Gängen des Getriebes entspricht.
Erfindungsgemäß kann die Kupplung des Getriebes manuell oder automatisiert betätigbar ausgeführt sein.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption kann bei Motorrädern, Rollern oder Quads ein zumindest teilautomatisiertes Gangwechseln ohne eine Veränderung des Basisgetriebes auf einfache und kostengünstige Weise erzielt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine perspektivische Ansicht eines gemäß der Erfindung verwendeten Schaltaktuators darstellt, beispielhaft näher erläutert.
In der beigefügten Figur ist ein Schaltaktuator 1 gemäß der DE 10 2008 000 534 der Anmelderin dargestellt. Er umfasst ein zylindrisches, magnetisches Polrohr 2, an dessen Enden jeweils eine an eine nicht dargestellte Stromversorgung angeschlossene und zur Erzeugung von entgegengesetzten Polaritäten in unterschiedlichen Stromrichtungen bestrombare Spule 3, 4 mit jeweils einem Joch 5, 6, angeordnet ist.
Des Weiteren ist eine koaxial zum Polrohr 2 angeordnete Stellstange bzw. Ankerstange 7 vorgesehen, die in den beiden Jochs 5, 6 gleitend und längsverschiebbar gelagert ist. Wie aus der Figur ersichtlich, ist axial betrachtet etwa in der Mitte der Stellstange 7 ein scheibenförmig ausgebildeter Permanentmagnet 8 ange ordnet, der fest mit der Stellstange 7 verbunden ist, wobei auf den Stirnseiten des Permanentmagneten 8 zur Verstärkung des Permanentmagnetflusses Flussleitbleche 9, 10 angeordnet sind und wobei auf der Außenseite der Flussleitbleche 9, 10 jeweils Antiklebscheiben oder eine die Haftung an den Jochen 5, 6 verhindernde Beschichtung angeordnet sind.
Zudem sind jeweils stirnseitig am Permanentmagneten 8 und auf der Ankerstange 7 konisch ausgebildete Tauchanker 11, 12 angeordnet und befestigt, wobei die Stellstange 7 und der Permanentmagnet 8 in Verbindung mit den Flussleitblechen 9, 10, den Antiklebscheiben und den Tauchankern 11, 12 das Stellglied des Aktuators 1 bilden.
Wie der beigefügten Figur zu entnehmen ist, ist koaxial zum Permanentmagneten 8 und innerhalb des Polrohres 2 ein ringförmiger aus einem magnetischen Werkstoff bestehender Haltepol 14 angeordnet, welcher den Umfang des Permanentmagneten 8 umschließt, wobei der ringförmige Haltepol 14 einen geringeren Innendurchmesser als das Polrohr 2 aufweist, so dass der Haltepol 14 eine radiale Verengung des Polrohres 2 bildet. Der Permanentmagnet 8 bildet über die Flussleitbleche 9, 10 mit dem Haltepol 14 einen Magnetschluss, d. h. der Permanentmagnet 8 und mit ihm die Stellstange 7 werden in der dargestellten Position durch die magnetischen Kräfte des Permanentmagneten 8 gehalten.
Der Permanentmagnet 8 ist derart ausgebildet, dass er eine in Richtung der Ankerstange 7 ausgebildete Polarität aufweist, wobei radial außerhalb des Haltepols 14 eine Mittelspule 15 angeordnet ist, deren Funktion darin besteht, bei Bestromung ein Magnetfeld zu erzeugen, welches das magnetische Feld des Permanentmagneten 8 kompensiert. Dadurch kann das Stellglied des Aktuators aus der Mittelstellung leichter und schneller in die eine oder andere Endlage verstellt werden, was die Dynamik des Schaltaktuators 1 erhöht. Die Verstellung des Permanentmagneten 8 bzw. des Stellgliedes des Aktuators aus der Mittelstellung erfolgt durch Bestromung einer oder beider Spulen 3, 4, so dass entweder eine Anziehungskraft auf den Permanentmagneten 8 oder eine Anziehungskraft der einen Spule und eine Abstoß kraft der anderen Spule auf den Permanentmagneten 8 wirken. In der Mittelstellung sind die beiden Spulen 3, 4 stromlos.
Beim Anschlag des Permanentmagneten 8 auf das Joch 5 oder 6 taucht der jeweilige Tauchanker 11 oder 12 in eine entsprechende, ebenfalls konisch ausgebildete Öffnung des Jochs 5 bzw. 6 ein, was darin resultiert, dass die magnetische Anziehungs- oder Abstoßkraft erhöht wird; durch die Antiklebscheiben wird ein Festkleben des Permanentmagneten 8 in einer der beiden Endlagen effektiv verhindert.
Der Aktuator 1 weist drei Raststellungen auf, nämlich zwei Endlagen und eine Mittellage, und ist damit tristabil. In den beiden Endlagen hält der Permanentmagnet 8 das Stellglied magnetisch am Joch 5 oder 6 fest und stellt damit zwei stabile Endlagen her, wobei die Spulen 3, 4 stromlos sind.
Hierbei entspricht eine Endlage des Schaltaktuators dem ersten Gang des Getriebes, wobei die andere Endlage den weiteren Gängen des Getriebes und die Mittellage der Neutralstellung des Getriebes entspricht.
Gemäß der Erfindung entfällt der aus dem Stand der Technik bekannte Fußschalthebel und wird vorzugsweise durch den beschriebenen Aktuator ersetzt. Beispielsweise kann der Aktuator durch zumindest einen Knopf oder durch am Lenkrad entsprechend angeordnete Schaltwippen betätigt werden.

1: Schaltaktuator
2: Polrohr
3: Spule
4: Spule
5: Joch
6: Joch
7: Stellstange
8: Permanentmagnet
9: Flussleitblech
10: Flussleitblech
11: Tauchanker
12: Tauchanker
14: Haltepol
15: Mittelspule

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1936224 A2 [0005]
- US 6070485 A [0006]
- US 2006/0270520 A1 [0007]
- DE 102008000534 [0008, 0012, 0017]

Claims

Automatisiertes Motorradgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schaltaktuator (1) zum Einlegen der Gänge des Getriebes aufweist, wobei der Schaltaktuator (1) als Drei-Positions-Aktuator mit selbständiger Endlagenrastierung ausgeführt ist und zwei stabile Endlagen und eine stabile Mittellage aufweist.
Automatisiertes Motorradgetriebe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Endlage des Schaltaktuators (1) dem ersten Gang des Getriebes, die zweite Endlage den weiteren Gängen des Getriebes und die Mittellage der Neutralstellung des Getriebes entspricht.
Automatisiertes Motorradgetriebe, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltaktuator (1) eine elektromagnetische Stellvorrichtung verwendet wird, welche ein längsbewegliches, in drei Raststellungen arretierbares Stellglied sowie zwei Spulen umfasst, durch die das Stellglied in eine erste oder eine zweite Raststellung, welche die Endlagen definieren, schaltbar ist, wobei das Stellglied eine Stellstange und einen darauf angeordneten Permanentmagneten umfasst und in einer dritten Raststellung durch den Permanentmagneten magnetisch arretierbar ist.
Automatisiertes Motorradgetriebe, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung des Getriebes manuell oder automatisiert betätigbar ausgeführt ist.
Automatisiertes Motorradgetriebe, nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltaktuator (1) durch zumindest einen Knopf oder durch am Lenkrad angeordnete Schaltwippen betätigbar ist.