DE102011109795A1 - Verfahren und Erzeugnis Multilink-Schwinge - Google Patents

Abstract

Technisches Problem der Erfindung = technische Aufgabe und Zielsetzung • Der, äquivalent zur eingesetzten Leistung steigende, Einfluss auf die Federung und das Bauart bedingte Spiel im Antriebsstrang bei Motorrädern mit Ketten- bzw. Zahnriemenantrieb. • Eine Maximierung der Schwingenlänge gegenüber dem erwünschten Radstand um ca. 10% bis 15% bei Systemen des Standes der Technik. Lösung des Problems bzw. der technischen Aufgabe • Teilung der Schwinge auf zwei Rotationsachsen. Beseitigung des direkten Einflusses der Antriebskräfte auf die Federung und Schonung des Antriebsmediums Kette/Zahnriemen durch eine gemeinsame Rotationsachse von Antriebritzel und Schwingenlagerung, die dadurch mögliche spielfreie Ausführung des Antriebsmediums. Unter Berücksichtigung des vorhandenen Bauraumes die Lagerung der zweiten Teilschwinge, in Fahrtrichtung auf einer Rotationsachse hinter dem Motor. Die Verbindung der zwei Teilschwingen mittels Drehteller zur Kompensation des Längenausgleichs der verschiedenen Radien der Teilschwingen um ihre jeweiligen Rotationsachsen und einer am Drehteller befestigten Drehachse als Verbindung zwischen den beiden Teilschwingen zur Kompensation der verschiedenen Winkelstellung zueinander bei synchroner Bewegung um die jeweiligen Rotationsachsen. • Verlängerung der Baulänge der Schwinge in Relation zum Radstand. Anwendungsgebiet Motorrad-Hinterradführung oder andere Verbindungen von schwingenden Elementen mit zwei versetzten Rotationsachsen.

Description

• Beschreibung des technischen Gebietes der Erfindung
• Motorradfahrwerk, Hinterradführung, Schwinge für formschlüssige (synchrone) Kopplung durch Ketten- und Zahnriemen angetriebene Fahrzeuge.
  (Für Kette gilt: Ritzel/Kettenblatt, für Zahnriemen gilt: Riemenscheibe. In Folge wird zur Vereinfachung Ritzel/Kettenblatt verwendet.)
• Eine Schwinge ist eine Radaufhängung bei Fahrzeugen.
• und . Sie ist ein parallel zur Fahrtrichtung ausgerichtetes Bauteil, das um eine quer zur Fahrtrichtung liegende horizontale Rotationsachse/Schwingendrehpunkt drehbar am Fahrgestell oder im Motor gelagert ist. Am freien Ende nimmt sie die Achse oder das Wälzlager eines Rades auf. Unterschieden wird zwischen gezogenen Schwingen, deren Lagerung in Fahrtrichtung vor der Radachse liegt und , und geschobenen Schwingen, die hinter der Radachse gelagert sind.
• Ketten- und Zahnriemenantriebe zeichnen sich dadurch aus, dass der Abstand zwischen zwei parallel gelagerten Achsen mittels Kette oder Zahnriemen zum Zweck der Kraftübertragung bei gleicher Drehrichtung überbrückt werden, – .
• Darstellung des bisherigen Standes der Technik
• Die Hinterradschwinge: und |B-C, des Motorrads dient der Führung des Hinterrades des Motorrades.
• Sie entstand als Weiterentwicklung der ”Geradwegfederung” des Hinterrades. Gegenüber dieser ermöglicht sie einen deutlich größeren Federweg, da die Achse und damit das Hinterrad sich beim Federn auf einer Kreisbahn um die Rotationsachse/Schwingendrehpunkt bewegen: |r2 = B-C. Die Rotationsachse/Schwingendrehpunkt ist in der Rahmenkonstruktion oder im Motor fixiert. Als Bauarten werden im wesentlichen Einarm- und Zweiarmschwingen unterschieden. Das Prinzip ist in der Zeichnung zur Vereinfachung als einarmige Schwinge ausgeführt, gilt jedoch auch für zweiarmige Schwingen. Hinterradaufhängungen von Zweirädern werden heute immer mit gezogenen Schwingen realisiert – .
• Darstellung des technischen Problems
• Beschreibung des Bauraumes
• Die absoluten Dimensionen des Layout auf und quer zur Längsachse: M des Fahrzeuges in der Reihenfolge ihrer Gewichtung.
• Bezogen auf die fahrdynamische Neutralität Abb. 1 und Abb. 3.
• Der gleiche Aufstandmittelpunkt: M beider Räder: P für den Geradeauslauf und das Einlenkverhalten/Kurvenfahrt.
• Bezogen auf den Antrieb: Abb.|1A-C
• Der seitliche Versatz des Antriebritzels: und |1A, (horizontal im rechten Winkel zur Längsachse: M des Fahrzeuges) um den Wert der Hälfte der Breite des angetriebenen Hinterrades P inklusive nötiger Distanzen zum Rad/Reifen: und |P, und des Kettenblattes: 1C.
• Bezogen auf die Fixierung der Rotationsachse/Schwingendrehpunkt: Abb.|B
• Die absoluten Dimensionen ergeben sich (horizontal im rechten Winkel zur Längsachse: M des Fahrzeuges) aus der Position der Antriebachse/Ritzel im Motor, dazu die nebeneinander angeordneten Getriebezahnräder sowie die Kupplung: und |Br. Die sich addierende Breite der Bauteile ist weit mehr als es die raumsparende Breite der Schwinge zum Führen des Hinterrades notwendig machen.
• Das bedeutet, dass die Rotationsachse der Schwinge: Abb.|B, – im Idealfall lediglich um den Radius des Antriebsritzels versetzt – horizontal in Fahrtrichtung nach der Achse des Ritzels: Abb.|A, angeordnet wird. Hier entweder direkt im Motor oder in der den Motor tragenden Rahmenkonstruktion.
• Resultierende Konsequenz
• Dies bedeutet, Antrieb und Schwinge haben verschiedene, horizontal in Fahrtrichtung versetzte Rotationsachsen: und |A, B, aber einen gemeinsamen Punkt auf der Kreisbahn der Radachse,: und |C.
• Es ergeben sich zwei verschiedene Radien/Kreisbahnen: |r1 = A-C, r2 = B-C.
• Der größere Kreis: Antriebachse/Ritzel – Achse/Kettenblatt: und |r1 = A-C, der kleinere Kreis: Schwingendrehpunkt/Rotationsachse der Schwinge – Achse/Kettenblatt: |r2 = B-C.
• Nur wenn sich Antriebachse/Ritzel: |A, Schwingendrehpunkt/Rotationsachse: |B, der Schwinge und Achse/Kettenblatt: |C, auf einem gemeinsamen Horizont: H befinden, deckt sich maximale Strecke Antriebachse/Ritzel: A und Schwingendrehpunkt/Rotationsachse: B zu Achse/Kettenblatt: C und der Antrieb ist spielfrei.
• Außerhalb des Ideals des gemeinsamen Horizonts: H ergibt sich ein notwendiges Ausgleichsspiel im Antrieb: 1A-C. Dieses Ausgleichsspiel befindet sich horizontal in Fahrtrichtung jeweils auf dem passiven Verbindungsstück zwischen Ritzel und Kettenblatt: |1A-C. Bei Beschleunigung im unteren, bei Verzögerung im oberen Verbindungsstück, .
• Fahrdynamische Auswirkungen
• Nach dem Scheitelpunkt einer Kurve befindet sich Achse/Kettenblatt durch Fliehkraftkompression horizontal in Fahrtrichtung oberhalb zum gemeinsamen Horizont: H. Die eingeleitete Kraft zur Beschleunigung wird durch die beschriebenen Hebelverhältnisse in die Federung gelenkt. Die Federung wird, in Relation der eingeleiteten Zugkräfte am Verbindungsstück: 1A-C, komprimiert. Kommt es nun zu einem Abriss der Reibhaftung Reifen/Untergrund: P, werden die in der Federung gespeicherten Kräfte des Antriebes schlagartig freigegeben. Bei erneuter Haftung wird die Federung erneut bis zum Anschlag gespannt. Die Zugstufe der Dämpfung ist überfordert. Bei dem erneuten Ausfedern wird das Rad entsprechend der Trägheit vom Boden angehoben. Nun addiert sich ein erneuter Abriss der Reibhaftung und die Sitzfläche wird zum Katapult. Es kommt zum s. g. ”Highsider” bei dem der Fahrer nach vorne über das Fahrzeug geschleudert wird.
• Bei Lastumkehr von Beschleunigung zu Verzögerung und umgekehrt wirkt sich das Spiel im Antrieb: 1A-C durch Verzögerung und harten Kraftschluss negativ auf das Handling des Fahrzeuges aus. Damit ist zusätzlich eine vermeidbare Materialbelastung durch Lastspitzen verbunden.
• Darstellung der Problemlösung
• Die Rotationsachse wird zwischen der Antriebseite: AS und Gegenseite: BS längs zur Fahrtachtung geteilt, . Die Antriebseite wird mit dem Ritzel koaxial ausgeführt: , |A-C.
• Die Rotationsachse auf der Gegenseite bleibt an Position: Abb.|B. Die Längsführung entfällt auf: .|A-C und B-A/C. Die seitliche Führung der Konstruktion entfällt auf: |B-A/C.
• Bei einer horizontalen Bewegung (Federung) entstehen durch die verschiedenen Radien von: A-C und: B-A/C, verschiedene Anstellwinkel und Kreisverläufe, .
• Dies wird durch einen vertikal angeordneten Drehteller: |LK und daran fixierter Achse: |WK, kompensiert. Wobei der Drehteller: LK, die Längenkompensation für: B-A/C, darstellt und die darin befindliche Achse als Verbindung zwischen: A-C und B-A/C, die Winkelkompensation realisiert.
• Erläuterung der Erfindung anhand mindestens eines Ausführungsbeispiels
• Siehe Abbildungen Anlage 6|1/1
• Darstellung der durch die Erfindung erzielten Vorteile
• • Der Antrieb verhält sich gegen die Federung völlig neutral. Der Antriebsstrang kann spielfrei ausgeführt sein, die unter ”resultierende Konsequenz” und ”fahrdynamische Auswirkungen” aufgeführten Nachteile sind beseitigt.
• • Verlängerung der Baulänge der Schwinge in Relation zum Radstand d. h. ohne diesen zu verlängern um ca. 10%–15% bzw. dem Versatz der ursprünglichen Rotationsachse zur Ritzelachse.
• Bezugszeichenliste
• In etwa in der Reihenfolge Ihrer Verwendung auf der Zeichnung
• M – Mittelachse
• P – Reifen
• Br – Bauraum
• 1A – Antriebachse/Ritzel
• 1C – Radachse/Kettenblatt
• 1A-C – Kette/Zahnriemen
• A – Antriebsachse/Ritzel
• B – Rotationsachse/Schwingendrehpunkt
• C - Radachse
• B-C – Schwinge (Stand der Technik)
• H – Horizontachse
• r1 – Radius A-C
• r2 – Radius B-C
• BS – Dem Antrieb gegenüberliegende Seite (durch M)
• B-A/C – Link zwischen B und A-C
• AS – Antriebseite (durch M)
• A-C – Multilink-Schwinge zwischen A-C
• LK – Längenkompensation
• WK – Winkelkompensation
• 
  – Dreh-, Bewegungsrichtung

Claims (1)

1. Es handelt sich um das Erzeugnis Multilink-Schwinge und das Verfahren, schwingende Elemente: A-C und B-A/C, mit versetzten Rotationsachsen mittels Drehteller: LK zur Kompensation des Längenausgleichs der verschiedenen Radien der einzelnen Elemente um ihre jeweiligen Rotationsachsen und einer am Drehteller: LK befestigten Drehachse: WK, als Verbindung zwischen den beiden Elementen: A-C und B-A/C, zur Kompensation der verschiedenen Winkelstellung zueinander bei synchroner Bewegung um die jeweiligen Rotationsachsen.

Images