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Erfindung befasst sich mit einer Motorradantriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Motorradantriebsvorrichtung in mit der Möglichkeit zur Einstellung des Zahnflankenspiels von Zahnrädern bekannt, insbesondere ist aus der
DE 10 2013 214 949 A1 eine Spielausgleichseinrichtung eines Nockenwellen Antriebsmechanismus bekannt.
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Bei Fahrzeugen allgemein und bei Motorrädern im Speziellen führen diskontinuierliche Antriebsmomente zu Schwingungen von miteinander in Eingriff stehenden Zahnräder, welche zum Übertragen von Antriebskräften oder Bewegungen zum Einsatz kommen. Im Allgemeinen werden die dabei entstehenden Geräusche als Getrieberasseln bezeichnet. In Abhängigkeit von der Größe des Drehspiels der Zahnräder können diese Geräusche ein inakzeptables Ausmaß annehmen. Eine Anforderung an die Antriebsvorrichtung mit Zahnrädern ist es daher, das Verdrehspiel möglichst innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfensters zu halten. Besonders störend ist das zuvor beschriebene Phänomen an der Zahnradpaarung zwischen Kurbelwelle und Getriebeeingang bei einem Motorrad, denn hier treten gegenüber einem Automobil hohe Drehzahlen und gegenüber Steuertrieben, wie bspw. einem Kassettenantrieb der Nockenwelle, hohe Kräfte auf.
Um die potentiell hohen dynamischen Zusatzbelastungen an der genannten Zahnradpaarung gering zu halten, werden die für die Leistungsübertragung zwischen Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle Zahnräder verwendet, welche in entsprechenden Toleranzklassen gefertigt sind. In Abhängigkeit von der jeweiligen Toleranzlage und der Zahnweite des Kurbelwellenzahnrades, muss dann ein passendes Zahnrad für die Getriebeeingangswelle aus den in den oben genannten Toleranzklassen gefertigten Zahnrädern gewählt werden. Aus diesem Vorgehen können sich verschiedene Nachteile ergeben, insbesondere:
- - Erhöhter Fertigungs- und Logistikaufwand
- - Versorgungssicherheit
- - Erhöhter Aufwand im Vertrieb, Ersatzteilversorgung
- - Bei konstruktiven Änderungen der Antriebsvorrichtung oder am Ende der Produktion entsteht ein hoher Verschrottungsaufwand der nicht mehr benötigten Bauteile.
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Weiter ist es im Bereich von Motorradantriebsvorrichtungen bekannt das Zahnradspiel für Antriebe die zur Bewegungsübertragung eingesetzt werden das Zahnflankenspiel mittels einer Exzenterwelle einzustellen.
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Die Erfindung schlägt eine Motorradantriebsvorrichtung vor, welche eine einfache Möglichkeit zur Einstellung des Flankenspiels an der Getriebestufe zwischen der Kurbelwelle und der Getriebeeingangswelle ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Motorradantriebsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst, zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche.
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Im Sinn der Erfindung ist unter einer Motorradantriebsvorrichtung eine Vorrichtung zum Antreiben eines Motorrads zu verstehen, insbesondere weist die Antriebsvorrichtung dazu eine Brennkraftmaschine und ein schaltbares Getriebe, vorzugsweise ein unsynchronisiertes, sequentiell schaltbares Getriebe auf. Vorzugsweise werden von der Brennkraftmaschine Antriebskräfte zum Antreiben eines Motorrads bereitgestellt und diese sind ausgehend von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine über eine Getriebeeingangszahnradstufe mit einem Kurbelwellenzahnrad und einem Kupplungszahnrad, auf eine Getriebeeingangswelle des schaltbaren Getriebes übertragbar. Weiter vorzugsweise kann zwischen der Brennkraftmaschine und dem schaltbaren Getriebe eine selektiv schaltbare Kupplung angeordnet sein, mit welcher somit die Übertragung von Antriebskräften unterbrechbar ist. Weiter vorzugsweise ist die Getriebeeingangswelle in dem schaltbaren Getriebe drehbar gelagert und die Kurbelwelle ist in der Brennkraftmaschine ortsfest und drehbar gelagert. Die Getriebeeingangswelle ist vorzugsweise zu mindestens während der Montage des schaltbaren Getriebes in ihrer Position einstellbar in dem schaltbaren Getriebe, insbesondere also in dem Gehäuse des schaltbaren Getriebes (Getriebegehäuse), gelagert. Weiter vorzugsweise sind das schaltbare Getriebe und die Brennkraftmaschine starr miteinander verbunden, vorzugsweise weisen diese ein wenigstens abschnittsweise einstückiges, gemeinsames Gehäuse auf oder bevorzugt sind diese miteinander verbunden, vorzugsweise verschraubt. Vorzugsweise ist die Getriebeeingangswelle, insbesondere zum Darstellen der einstellbaren Lagerung, mittels einer ersten und einer zweiten Lagerung in dem schaltbaren Getriebe gelagert. Vorzugsweise nimmt eine der beiden Lagerungen die Getriebeeingangswelle ortsfest auf und die andere Lagerung ist, zu mindestens bei der Montage des schaltbaren Getriebes, in seiner Position veränderbar, insbesondere in einer radialen Richtung.
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Vorzugsweise ist das Kupplungszahnrad geometrisch außerhalb dieser beiden Lagerungen und damit fliegend, auf der Getriebeeingangswelle angeordnet. Insbesondere ist unter eine fliegenden Lagerung zu verstehen, dass geometrisch betrachtet zunächst die beiden Lagerungen auf der Getriebeeingangswelle angeordnet sind und sich die Getriebeeingangswelle über einer dieser Lagerungen hinaus erstreckt und an diesem, über diese Lagerung hinausragenden Ende ist das Kupplungszahnrad angeordnet. Fliegende Lagerungen von Bauteilen sind als solche aus dem Stand der Technik bekannt. Anders gewendet ist die Lagerung der Getriebeeingangswelle derart ausgestaltet, dass die erste dieser Lagerungen weiter von dem Kupplungszahnrad beabstandet ist, als die zweite dieser Lagerungen und weiter vorzugsweise ist die erste Lagerung als ortsfeste Lagerung ausgebildet. Vorzugsweise weist die erste Lagerung ein Wälzlager auf, vorzugsweise ein Rollenlager, bevorzugt Kugellager und besonders bevorzugt ein Rillenkugellager auf.
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Weiter vorzugsweise ist die zweite dieser Lagerungen als einstellbare Exzenterlagerung ausgebildet. Im Sinne der Erfindung ist unter einer einstellbaren Exzenterlagerung zu verstehen, dass vorzugsweise ein Ring oder eine Buchse vorgesehen ist (sog. Exzenterring, Exzenterbuchse), welche eine Ausnehmung zu Aufnahme eines Lagers, vorzugsweise eines Wälzlagers und bevorzugt eines Rollen- oder Nadellagers, zur Lagerung der Getriebeeingangswelle und damit zum Ausbilden der zweiten Lagerung, aufweist. Vorzugsweise weist die Exzenterbuchse eine zylindrische Außenfläche auf, mit welcher diese in dem schaltbaren Getriebe, insbesondere zur Einstellung des Zahnradspiels drehbar, aufnehmbar ist. Insbesondere durch eine Verdrehung dieses Exzenterrings, beziehungsweise dieser Exzenterbuchse, ist die Position des darin aufgenommenen Lagers und somit der Getriebeeingangswelle veränderbar, beziehungsweise einstellbar. Mit anderen Worten ausgedrückt ist über einen Exzentermechanismus eine Verschiebung der Position der Getriebeeingangswelle in einer radialen Richtung ermöglicht, so dass mit dieser Verschiebung das Zahnradspiel zwischen dem Kurbelwellenzahnrad und dem Kupplungszahnrad einstellbar ist. Eine Längserstreckung der Getriebeeingangswelle kann als die Erstreckung entlang einer Rotationsachse, um welche die Getriebeeingangswelle im planmäßigen Betrieb rotiert, verstanden werden. Die radiale Richtung erstreckt sich orthogonal zu dieser Längserstreckung oder Längsrichtung.
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Insbesondere durch die vorgeschlagenen Ausgestaltung der Erfindung ist es ermöglicht, „beliebige“ Zahnräder als Kupplungs- und Kurbelwellenzahnrad zu verwenden und das notwendig und zulässige Zahnflankenspiel wird bei der Montage des schaltbaren Getriebes durch eine Positionsveränderung der Getriebeeingangswelle, insbesondere die oben beschriebene Drehung der Exzenterbuchse, eingestellt. Entsprechend ist es nicht notwendig Zahnräder in vordefinierte Klassen zu gruppieren, um bei der Montage das vordefinierte Zahnradspiel zu erhalten auch ist es im Servicefall möglich, ein „beliebiges“ Zahnrad zu verwenden um eine möglicherweise defektes Zahnrad zu ersetzten.
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In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung weisen die erste und die zweite Lagerung einen Lagerabstand von mindestens 100 mm und höchstens 350 mm auf. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei einer weiteren Vergrößerung des Lagerabstands, der Bauraumbedarf für diese Anordnung nachteilig gegenüber einer aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsform ist. Bei einer Verringerung des Lagerabstands wirkt sich der Achsversatz der ersten und der zweiten Lagerung (Winkelfehler), negativ auf die Lagerlebensdauer aus, so dass sich ein besonders günstiger Bereich zum Einsatz der vorgeschlagenen Erfindung im angegebenen Bereich für den Lagerabstand ergibt.
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In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung weist der der Exzentermechanismus eine, gegenüber dem schaltbaren Getriebe zur Einstellung des Zahnradspiels zwischen dem Kurbelwellen- und dem Kupplungszahnrad verdrehbare, Exzenterbuchse auf. Vorzugsweise ist die Exzenterbuchse, wenigstens im Wesentlichen konzentrisch zu der Getriebeeingangswelle angeordnet. Weiter vorzugsweise ist eine Rotationslage dieser Exzenterbuchse gegenüber der Ausnehmung im schaltbaren Getriebe, insbesondere im Getriebegehäuse, in welcher diese aufgenommen ist, zwischen einer ersten Position (nicht eingestelltes Zahnradspiel) und einer, vorzugsweise gegenüber der ersten Position verdrehten, zweiten Position (eingestelltes Zahnradspiel), veränderbar. Vorzugsweise ist die Exzenterbuchse in der zweiten Position fixierbar, weiter vorzugsweise verdrehsicher fixierbar. Vorzugsweise ist die Exzenterbuchse in der zweiten Position formschlüssig, reibschlüssig oder stoffschlüssig fixierbar, insbesondere gegenüber dem Gehäuse des schaltbaren Getriebes (Getriebegehäuse) fixierbar. Insbesondere mittels einer Exzenterbuchse der zuvor beschriebenen Bauart ist ein besonders einfacher und betriebssicherer Exzentermechanismus darstellbar.
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In einer bevorzugt Ausführungsform weist die Exzenterbuchse eine zylindrische Außenfläche auf, mit welcher diese in dem schaltbaren Getriebe und vorzugsweise in dem Getriebegehäuse, aufnehmbar ist. Diese zylindrische Außenfläche erstreckt sich um eine Zylinderachse. Weiter vorzugsweise weist die Exzenterbuchse einen Lagersitz auf, welcher zur Aufnahme eines Lagers für die zweite Lagerung eingerichtet ist. Vorzugsweise weist dieser Lagersitz eine zylindrische Innenfläche auf, welche sich um eine weitere Zylinderachse erstreckt. Vorzugsweise ist die weitere Zylinderachse gegenüber der Zylinderachse in radialer Richtung versetzt (Exzentrizität der Exzenterbuchse) und weiter vorzugsweise ist die weitere Zylinderachse gegenüber der Zylinderachse geneigt, so dass der Lagersitz gegenüber der zylindrischen Außenfläche geneigt ist. Insbesondere mittels einer Neigung des Lagersitzes gegenüber der zylindrischen Außenfläche der Exzenterbuchse ist es ermöglicht, eine gedachte Rotationsachse der Getriebeeingangswelle, zur Einstellung des Zahnradspiels, an der zweiten Lagerung zu versetzten und durch einen gedachten Kipppunkt an der ersten Lagerung verlaufen zu lassen. Insbesondere ein solcher geneigter Verlauf der Rotationsachse der Getriebeeingangswelle ermöglicht die Verwendung eines Zylinderrollen- oder vorzugsweise eines Nadellagers in der zweiten Lagerung.
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Nachfolgend sind einzelne Merkmale der Erfindung und eine Ausführungsform dieser anhand der teilweise schematisierten Figuren näher erläutert, dabei zeigt:
- 1: eine Frontansicht auf verschiedene Zahnräder der Motorradantriebsvorrichtung,
- 2: einen Längsteilschnitt durch die Motorradantriebsvorrichtung,
- 3: eine schematisierte Darstellung der Lagerung der Getriebeeingangswelle.
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In 1 ist erkennbar, dass zum Übertragen von Antriebsleistung von der Brennkraftmaschine auf das schaltbare Getriebe das Kurbelwellenzahnrad 1 mit dem Kupplungszahnrad 2 kämmt. Die Exzenterbuchse (nicht dargestellt), ist gegenüber dem schaltbaren Getriebe in Richtung 7 verdrehbar und je nach Richtung der Drehung der Exzenterbuchse vergrößert oder verringert sich das Zahnradspiel zwischen diesen beiden Zahnräder 1, 2. Zum einen ist die erste Position 3 (Zahnradspiel nicht eingestellt) für die zweite Lagerung und die Mittelpunktslage 4 der Getriebeeingangswelle 14 in dieser ersten Position gezeigt und die zweite Position 5 (Zahnradspiel eingestellt, durch Verdrehen und Fixieren der Exzenterbuchse) für die zweite Lagerung und die Mittelpunktslage 6 in dieser zweiten Position der Getriebeeingangswelle 14. Zur Vereinfachung der Darstellung ist die Verstellbewegung (erste, zweite Position) überproportional groß und das Kupplungszahnrad nur in der ersten Position dargestellt.
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In 2 ist die aus 1 bekannte Ausführungsform der Erfindung in einem Längsteilschnitt dargestellt. Die erste Lagerung 8 und die zweite Lagerung 9 sind durch den Lagerabstand 10 voneinander beabstandet. Auf der Getriebeeingangswelle 14 sind eine Reihe weiter Zahnräder angeordnet. Die Einstellung des Zahnradspiels wird durch die Verstellung der Getriebeeingangswelle 14 aus der ersten Position 5 in die zweite Position 6 erreicht. Der Exzentermechanismus 13 ist im Gehäuse (Getriebegehäuse 11) des schaltbaren Getriebes 12 angeordnet. Mit diesem Exzentermechanismus 13 wird die Getriebeeingangswelle 14 aus der ersten Position 5 in die zweite Position 6 überführt. Mit 2a ist die Position in Längsrichtung gekennzeichnet an welcher das Kupplungszahnrad angeordnet ist. Durch die Einstellung des Exzentermechanismus 13 wird demnach die das Kupplungszahnrad (nicht dargestellt) in radialer Richtung 15 verschoben und so das Zahnradspiel eingestellt. Die radiale Richtung 15 ist orthogonal zur Längsrichtung 16 in welcher sich die Getriebeeingangswelle 14 erstreckt.
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Zum Einstellen des Zahnradspiels zwischen dem Kupplungszahnrad und dem Kurbelwellenzahnrad wird also der Exzenterring so lange verdreht, bis sich das vorgegebene Zahnradspiel ergeben hat und dann wird der Exzenterring gegenüber dem schaltbaren Getriebe, insbesondere also dem Getriebegehäuse in welchem dieser aufgenommen ist, fixiert. In Fall eines Zahnradwechsels eines der beiden zuerst genannten Zahnräder, kann der Einstellvorgang erneut vorgenommen werden und es ist nicht notwendig, ein Zahnrad der gleichen Toleranzklasse, wie das ausgetauschte Zahnrad, zu verwenden; insbesondere dadurch ist eine verbesserte Antriebsvorrichtung darstellbar.
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Zum Ausgleichen des Winkelfehlers, welcher sich durch den Exzentermechanismus 13 ergibt, ist es vorgesehen, am Kupplungszahnrad oder am Kurbelwellenzahnrad oder an beiden, eine Breitenballigkeit der Verzahnung vorzusehen, insbesondere um ein sogenanntes „Kantentragen“ zu vermeiden und letztlich die Verzahnungslebensdauer durch diese Verzahnungskorrektur zu verbessern. Dabei ist eine Breitenballigkeit als solche aus dem Stand der Technik als eine übliche Verzahnungskorrektur bekannt.
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In der ersten Lagerung 8 kommt in der gemäß 3 vorgeschlagenen Ausführungsform der Erfindung, ein Rillenkugellager zum Einsatz, da mittels eines solchen Rillenkugellagers einerseits eine radiale und axiale Position der Getriebeeingangswelle gegenüber dem Getriebegehäuse vorgebbar ist und andererseits ist, je nach Angabe des Lagerherstellers, ein „Winkelfehler“ zwischen der mit dem Rillenkugellager zu lagernden Getriebeeingangselle und dem Lagersitz, in welchem dieses Rillenkugellager aufgenommen ist, tolerabel. Für die zweite Lagerung 9, kommt ein Nadellager zum Einsatz, derartige Lager lassen, insbesondere nach Angabe von Lagerherstellern, praktisch keine Winkelfehler zu. Mittels der Exzenterbuchse 18, diese ist Bestandteil des Exzentermechanismus 13, wird der Lageraußenring des Nadellagers (zweiten Lagerung 9) gegenüber dem Rillenkugellager (erste Lagerung 8) durch eine Anstellung (Winkel), in Richtung der ersten Lagerung 8 orientiert. Diese Schrägstellung des Nadellagers der zweiten Lagerung 9 ist notwendig, da zwischen der ersten Lagerung 8 und der zweiten Lagerung 9, aufgrund der Exzentrizität der Exzenterbuchse 18, ein Achsversatz besteht. Bildlich gesprochen weist die Exzenterbuchse 18 nicht nur eine Exzentrizität auf, vielmehr ist der Lagersitz 20, zur Aufnahme des Lageraußenrings des Nadellagers, gegenüber der zylindrischen Außenfläche 19, mit welcher die Exzenterbuchse 18 in dem Getriebegehäuse abgestützt ist, geneigt. Dabei ist die Neigung so gewählt, dass die Nadeln des Nadellagers fluchten und parallel zur Getriebeeingangswelle in Richtung des Drehpunktes der ersten Lagerung 8 orientiert sind, dabei ist diese Parallelitätsbeziehung durch die Doppelstriche an der gedachten Verlängerungslinie des geneigten Lagersitzes 20 und der Mittelpunktslage 6 der Getriebeeingangswelle (gedachte Rotationsachse der Getriebeeingangswelle) in deren zweiter Position symbolisiert.
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Die erste Lagerung 8 hält demnach die Position der Getriebeeingangswelle in radialer Richtung 15 und axialer Richtung 16 fest. Aufgrund des Neigungswinkels 17 ergibt sich an der Position, an welcher das Kurbelwellenzahnrad auf der Getriebeeingangswelle angeordnet ist, der Betrag 21 für die Achsabstandskorrektur, mit dessen Hilfe das Zahnradspiel zwischen dem Kurbelwellen- und dem Kupplungszahnrad einstellbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kurbelwellenzahnrad
- 2
- Kupplungszahnrad
- 3
- erste Position (Zahnradspiel nicht eingestellt)
- 4
- Mittelpunktslage, in erster Position
- 5
- zweite Position (Zahnradspiel eingestellt)
- 6
- Mittelpunktslage, in zweiter Position
- 7
- Drehrichtung Exzenterbuchse
- 8
- Erste Lagerung
- 9
- Zweite Lagerung
- 10
- Lagerabstand
- 11
- Gehäuse von 12
- 12
- schaltbares Getriebe
- 13
- Exzentermechanismus
- 14
- Getriebeeingangswelle
- 15
- radiale Richtung
- 16
- Längsrichtung
- 17
- Neigungswinkel der eingestellten Getriebeingangswelle
- 18
- Exzenterbuchse
- 19
- Zylindrische Aussenfläche von 18
- 20
- geneigter Lagersitz
- 21
- Betrag der Achsabstandskorrektur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013214949 A1 [0001]
