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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem gemeinsamen Motorgetriebegehäuse mit einer Kurbelgehäusekammer sowie einer Getriebekammer, in der ein Schaltgetriebe aufgenommen ist, wobei in der Kurbelgehäusekammer eine eine Längsmittelachse aufweisende Kurbelwelle drehbar aufgenommen ist, und die Brennkraftmaschine eine quer zur Längsmittelachse der Kurbelwelle verlaufende Längsachse und eine Hochachse aufweist und mindestens einen Arbeitszylinder mit einer Kolbenlaufbahn und einen darin entlang der Kolbenlaufbahn bewegbaren Arbeitskolben besitzt, der über eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle gekoppelt ist, und das Motorgetriebegehäuse eine Kupplungsaufnahmekammer mit einer darin angeordneten Kupplungseinrichtung sowie eine Rotoraufnahmekammer mit einer darin angeordneten elektrischen Generatoreinrichtung aufweist, und der Arbeitskolben einen Kolbenboden mit einer einem Brennraum zugewandten Oberseite und einer der Kurbelgehäusekammer zugewandten Unterseite aufweist, und die Brennkraftmaschine Einlassventile und Auslassventile aufweist, welche dem Brennraum zugewandt sind und in einem Zylinderkopf angeordnet sind, und die Brennkraftmaschine mit einer Betätigungseinrichtung zum Ausrücken der Kupplungseinrichtung versehen ist, welche eine Betätigungswelle und ein Zugelement zur Übertragung einer Ausrückkraft auf die Kupplungseinrichtung aufweist und die Brennkraftmaschine mit einem die Kupplungsaufnahmekammer nach außen abschließenden Kupplungsdeckel versehen ist, an dem sich die Betätigungseinrichtung abstützt, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Anhand der
DE 196 22 769 A1 ist ein Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen bekannt geworden, welches eine Hubkolbenmaschine mit einer weichelastischen Ölwanne aufweist.
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Anhand der
DE 26 40 844 A1 ist ein Motorrad, insbesondere Kleinkraftrad, mit einem Hubkolbenverbrennungsmotor bekannt geworden, dessen Gehäuse mit einem Getriebegehäuse zusammengebaut ist, wobei das Motor/Getriebegehäuse zumindest teilweise durch eine Schalldämmhaube abgedeckt sind.
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Anhand der
DE 195 80 719 B4 ist ein einteiliger Deckel für einen Kupplungsmechanismus, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bekannt geworden.
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Eine solche Brennkraftmaschine ist beispielsweise durch die Anmelderin bekannt geworden. Eine solche Brennkraftmaschine ist beispielsweise als Antriebseinheit für ein Motorrad vorgesehen, bei dem der Einbauraum für die Aufnahme der Brennkraftmaschine am Motorradrahmen beschränkt ist und außerdem dafür Sorge getragen werden muss, dass das Motorrad in Breitenrichtung schmal baut, um einerseits eine ansprechende optische Erscheinung zu erzeugen und um andererseits den Luftwiderstand des Motorrads niedrig zu halten.
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Zu diesem Zweck ist es von Vorteil, wenn sich die beim Motorrad im eingebauten Zustand der Brennkraftmaschine in Breitenrichtung erstreckenden Bauteile eine geringe Baubreite besitzen und andererseits muss aber auch dafür Sorge getragen werden, dass die Bauteile die für den Einsatz am Motorrad benötigten Festigkeitswerte erfüllen. Darüber hinaus ist auch dem Fahrkomfort des Benutzers des Motorrads Rechnung zu tragen.
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Obwohl sich die auf die Anmelderin zurückgehende bekannte Brennkraftmaschine als Antriebseinrichtung für ein Motorrad in der Praxis bereits bewährt hat, haben die Erfinder erkannt, dass die Brennkraftmaschine trotzdem Raum für Verbesserungen besitzt.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, welche einerseits den Fahrkomfort des Benutzers verbessert, wozu auch der akustische Fahrkomfort zählt, und andererseits auch die vorstehend geschilderten Anforderungen an eine reduzierte Baubreite der Brennkraftmaschine erfüllt. Darüber hinaus soll auch ein Motorrad mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine bereitgestellt werden.
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Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich der Brennkraftmaschine die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben. Darüber hinaus weist die Erfindung hinsichtlich des bereitzustellenden Motorrads die im Anspruch 11 angegebenen Merkmale auf.
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Die Erfindung schafft eine Brennkraftmaschine mit einem gemeinsamen Motorgetriebegehäuse mit einer Kurbelgehäusekammer sowie einer Getriebekammer, in der ein Schaltgetriebe aufgenommen ist, wobei in der Kurbelgehäusekammer eine eine Längsmittelachse aufweisende Kurbelwelle drehbar aufgenommen ist, und die Brennkraftmaschine eine quer zur Längsmittelachse der Kurbelwelle verlaufende Längsachse und eine Hochachse aufweist und mindestens einen Arbeitszylinder mit einer Kolbenlaufbahn und einen darin entlang der Kolbenlaufbahn bewegbaren Arbeitskolben besitzt, der über eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle gekoppelt ist, und das Motorgetriebegehäuse eine Kupplungsaufnahmekammer mit einer darin angeordneten Kupplungseinrichtung sowie eine Rotoraufnahmekammer mit einer darin angeordneten elektrischen Generatoreinrichtung aufweist, und der Arbeitskolben einen Kolbenboden mit einer einem Brennraum zugewandten Oberseite und einer der Kurbelgehäusekammer zugewandten Unterseite aufweist, und die Brennkraftmaschine Einlassventile und Auslassventile aufweist, welche dem Brennraum zugewandt sind und in einem Zylinderkopf angeordnet sind, und die Brennkraftmaschine mit einer Betätigungseinrichtung zum Ausrücken der Kupplungseinrichtung versehen ist, welche eine Betätigungswelle und ein Zugelement zur Übertragung einer Ausrückkraft auf die Kupplungseinrichtung aufweist und die Brennkraftmaschine mit einem die Kupplungsaufnahmekammer nach außen abschließenden Kupplungsdeckel versehen ist, an dem sich die Betätigungseinrichtung abstützt, wobei der Kupplungsdeckel an einer der Kupplungsaufnahmekammer zugewandten Deckelinnenseitenfläche mit Versteifungsrippen versehen ist, welche sich von einem Außenumfangsbereich der Deckelinnenseitenfläche in Richtung zu einer Mitte der Deckelinnenseitenfläche erstrecken und an einem Teilbereich der Deckelinnenseitenfläche ein Elastomerelement mit die Versteifungsrippen aufnehmenden Ausnehmungen angeordnet ist und am Elastomerelement abseits der Deckelinnenseitenfläche ein das Elastomerelement zumindest abschnittsweise übergreifendes Vorspannelement angeordnet ist.
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Die Erfindung zeichnet sich also unter anderem dadurch aus, dass der die Kupplungsaufnahmekammer in Richtung nach außen abschließende Kupplungsdeckel an der der Kupplungsaufnahmekammer zugewandten Deckelinnenseitenfläche mit Versteifungsrippen versehen ist, welche sich von einem Außenumfangsbereich der Deckelinnenseitenfläche in Richtung zu einer Mitte der Deckelinnenseitenfläche erstrecken. Dabei ist an einem Teilbereich der Deckelinnenseitenfläche ein Elastomerelement mit die Versteifungsrippen aufnehmenden Ausnehmungen angeordnet und am Elastomerelement ist abseits der Deckelinnenseitenfläche ein das Elastomerelement zumindest abschnittsweise übergreifendes Vorspannelement angeordnet.
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Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine ist mit einer Betätigungseinrichtung zum Ausrücken der Kupplungseinrichtung versehen ist, wobei die Betätigungseinrichtung eine Betätigungswelle und ein Zugelement zur Übertragung einer Ausrückkraft auf die Kupplungseinrichtung aufweist. Mit der Ausrückkraft kann die geschlossene Kupplung geöffnet werden, was beispielsweise zur Zugkraftunterbrechung der Brennkraftmaschine zum Gangwechselvorgang oder Schaltvorgang vorgesehen ist. Die Brennkraftmaschine ist mit einem die Kupplungsaufnahmekammer nach außen abschließenden Kupplungsdeckel versehen ist, an dem sich die Betätigungseinrichtung abstützt. Bei der Übertragung der Ausrückkraft auf die Kupplungseinrichtung zum Öffnen der Kupplung wird über die sich am Kupplungsdeckel abstützende Betätigungseinrichtung eine Zugkraft auf den Kupplungsdeckel ausgeübt, sodass der Kupplungsdeckel mit einer die Deckelfläche in Richtung zur Kupplungsaufnahmekammer beaufschlagenden Zugkraft oder Vorspannkraft beaufschlagt wird.
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Diese Zugkraft führt dazu, dass die Deckelfläche dazu tendiert, eine Verformungsbewegung in Richtung zur Kupplungsaufnahmekammer auszuführen. Diese Verformungsbewegung wird bei der erfindungsgemäßen Konfiguration der Brennkraftmaschine dadurch vermieden, dass das an einem Teilbereich der Deckelinnenseitenfläche vorgesehene Elastomerelement sich an der Deckelinnenseitenfläche abstützt und dabei gleichzeitig die Versteifungsrippen an der Deckelinnenseitenfläche aufnimmt und das Elastomerelement an der Außenseite oder Rückseite des Elastomerelements, also an der abseits der Deckelinnenseitenfläche liegenden Fläche von einem Vorspannelement zumindest abschnittsweise übergegriffen wird, welches das Elastomerelement mit einer vorbestimmten Vorspannkraft in Richtung zur Deckelinnenseitenfläche beaufschlagt.
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Durch den Bauteilverbund aus Kupplungsdeckel, Elastomerelement und Vorspannelement wird die Biegesteifigkeit des Kupplungsdeckels erhöht und damit kann der Verformungsweg des Kupplungsdeckels bei der Ausrückbetätigung der Kupplung signifikant verringert werden, was zu einem besseren Ansprechverhalten der gesamten Kupplungsaktorik führt und damit zu einer Verbesserung des Fahrkomforts für den Benutzer des mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ausgestatteten Motorrads.
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Das Elastomerelement liegt aufgrund der Vorspannung durch das Vorspannelement an der Innenseitenfläche des Kupplungsdeckels auf. Es wird also zwischen dem Elastomerelement und Deckelinnenseitenfläche mit den daran ausgebildeten Versteifungsrippen eine Formschlussverbindung herbeigeführt. Diese Konfiguration sorgt zusätzlich dafür, dass das Elastomerelement als Luftschallabsorber und Körperschallabsorber dient und damit auch die Geräuschemissionen aus dem Bereich der Kupplungsaufnahmekammer, welche vom Benutzer wahrgenommen werden, positiv beeinflusst werden. Es hat sich gezeigt, dass für das subjektive Hörempfinden von Benutzern der Frequenzbereich zwischen 1000 Hz und 5000Hz von besonderer Bedeutung ist und mit der erfindungsgemäßen Konfiguration wird hier eine signifikante Pegelreduktion erreicht und damit der akustische Komfort des Benutzers erhöht.
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Es hat sich insbesondere gezeigt, dass durch diese erfindungsgemäße Konfiguration als akustisch störend empfundene Frequenzen gedämpft werden können, also der akustische Fahrkomfort oder Benutzerkomfort für den Benutzer des mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeugs ansteigt. Auch wird dadurch eine Reduzierung des von der Umgebung oder Dritten von der Brennkraftmaschine ausgehenden wahrgenommenen Geräuschniveaus erreicht.
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Die Erfindung schafft also eine Funktionsintegration durch die Erhöhung der Biegesteifigkeit des Kupplungsdeckels und gleichzeitig durch die Erhöhung des akustischen Fahrkomforts, wie dies vorstehend ausführlich erläutert wurde.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass an der Deckelinnenseitenfläche mindestens ein Eingriffselement vorgesehen ist, mit dem das Vorspannelement in Eingriff bringbar ist derart, dass das zwischen Eingriffselement und Vorspannelement angeordnete Elastomerelement vom Vorspannelement mit einer Druckkraft beaufschlagt wird.
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Bei dem Eingriffselement kann es sich beispielsweise um eine Haltenase handeln, welche an dem Kupplungsdeckel, also an der Deckelinnenseitenfläche bei der Fertigung des Kupplungsdeckels ausgebildet sein kann. Der Kupplungsdeckel kann beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung gefertigt sein, sodass das Eingriffselement beziehungsweise die Haltenase beim Formgebungsvorgang des Kupplungsdeckels ausgebildet werden kann, also beispielsweise beim Gießvorgang.
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Dadurch, dass das Vorspannelement beispielsweise in eine Nut des Eingriffselements oder der Haltenase eingreifen kann und über die Anordnung des Vorspannelements an der Deckelinnenseitenfläche das Elastomerelement mit einer definierten Druckkraft oder Vorspannkraft in Richtung zur Deckelinnenseitenfläche beaufschlagt wird, wird gleichzeitig der formschlüssige Eingriff des Elastomerelements mit der Deckelinnenseitenfläche und den daran angeordneten Versteifungsrippen des Kupplungsdeckels erzielt und so die vorstehend erwähnte Erhöhung der Biegesteifigkeit erreicht.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Vorspannelement eine das Elastomerelement vollflächig überdeckende Konfiguration aufweist. Es hat sich gezeigt, dass durch diese vollflächig abdeckende Konfiguration einerseits die Biegesteifigkeit verbessert wird und andererseits der akustische Komfort deutlich steigt und zudem der Verformungsbewegung des genannten Bauteilverbunds bei der Ausrückbetätigung der Kupplungseinrichtung signifikant verringert wird und dadurch das Ansprechverhalten der gesamten Kupplungsaktorik verbessert wird.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass an der Deckelinnenseitenfläche ein Innengewindeansatz eingerichtet ist und das Vorspannelement an der Innenseite des Kupplungsdeckels mit einem mit dem Innengewindeansatz in lösbaren Eingriff bringbaren Schraubelement lösbar festlegbar ist und durch den Schraubeingriff das Elastomerelement mit einer vorbestimmten Vorspannkraft gegen die Deckelinnenseitenfläche beaufschlagt ist.
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Mit dieser Konfiguration kann das Vorspannelement mit dem Schraubelement mit dem Innengewindeansatz verschraubt werden, sodass das Vorspannelement zwischen dem Eingriffselement oder der Haltenase oder den Eingriffselementen oder den Haltenasen gehalten wird und von der Kupplungsaufnahmekammer aus betrachtet das Elastomerelement zwischen der Deckelinnenseitenfläche und dem Vorspannelement angeordnet ist und somit mit einer definierten Vorspannkraft gegen die Deckelinnenseitenfläche gedrückt wird. Die Vorspannkraft wird dabei so ausgewählt, dass das Elastomerelement an der Deckelinnenseitenfläche vollflächig aufliegt und die Ausnehmungen des Elastomerelements die an der Deckelinnenseitenfläche ausgebildeten Versteifungsrippen übergreifen, also formschlüssig aufnehmen und das Elastomerelement durch die Vorspannkraft gleichzeitig nicht überpresst wird.
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Damit wird einerseits eine Erhöhung der Biegesteifigkeit des Bauteilverbunds aus Kupplungsdeckel, Elastomerelement und Vorspannelement erreicht und andererseits die Wirkung des Elastomerelements als Luftschallabsorber und Körperschallabsorber zu wirken, beibehalten. Die erfindungsgemäße Konfiguration der Brennkraftmaschine zeichnet sich insbesondere durch diese Funktionsintegration aus.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Ausnehmungen des Elastomerelements form- und flächenkomplementär zu den Versteifungsrippen an der Deckelinnenseitenfläche ausgebildet sind. Durch diese Konfiguration wird erreicht, dass das Elastomerelement mit seinen an den Ausnehmungen gebildeten Kontaktflächen vollflächig an den Versteifungsrippen des Kupplungsdeckels anliegen, wodurch gleichzeitig die Biegesteifigkeit des genannten Bauteilverbunds beziehungsweise der genannten Konfiguration erhöht wird und gleichzeitig das Schallschutzverhalten des Elastomerelements aufrechterhalten wird, also der akustische Komfort verbessert wird.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Elastomerelement mit einem Acrylat-Ethylen-Kautschuk gebildet ist und eine Shorehärte A im Bereich von 70 bis 90, insbesondere 75 bis 85, insbesondere 80 besitzt.
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Eine Shorehärte A von 80 hat sich als vorteilhaft herausgestellt, insbesondere hinsichtlich der Erzielung des akustischen Komforts.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Vorspannelement als metallisches Bauteil ausgebildet ist und zwischen den Flachseiten eine Dicke von 0,6 bis 1,4 Millimeter, insbesondere 0,7 bis 1,2 Millimeter, insbesondere 0,8 Millimeter aufweist.
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Eine Dicke des Vorspannelements von 0,8 Millimeter hat sich insbesondere mit einem Elastomerelement mit einer Shorehärte A von 80 als besonders vorteilhaft erwiesen bezüglich der Kombination aus Erhöhung der Biegesteifigkeit des genannten Bauteilverbunds aus Kupplungsdeckel, Elastomerelement und Vorspannelement und Verbesserung des akustischen Komforts.
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Durch eine Erhöhung der Dicke des Vorspannelements kann die Biegesteifigkeit des Bauteilverbunds weiter erhöht werden.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Elastomerelement eine kreissegmentförmige Konfiguration aufweist und in Hochachsrichtung der Brennkraftmaschine an einem unteren Bereich des Kupplungsdeckels an der Deckelinnenseitenfläche angeordnet ist.
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Diese Konfiguration hat sich als vorteilhaft herausgestellt, da damit einerseits eine gute akustische Komfortverbesserung erzielt wird, und andererseits dadurch, dass das Elastomerelement die Deckelinnenseitenfläche des Kupplungsdeckels nicht vollständig ausfüllt, eine Gewichtsersparnis erzielt werden kann.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Elastomerelement einen Sektorwinkel im Bereich von 150 bis 225 Grad, insbesondere 175 bis 200 Grad, insbesondere 185 Grad aufweist.
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Mit einer Konfiguration des Elastomerelement mit einer Sektorwinkel von 185 Grad hat sich eine gute akustische Komfortverbesserung erzielen lassen, je größer der Sektorwinkel wird, desto mehr wird die Biegesteifigkeit des Bauteilverbunds erhöht bei gleichzeitig hohem akustischem Komfortgewinn und je kleiner der Sektorwinkel wird, desto mehr Gewichtsersparnis kann bei der Ausgestaltung des Elastomerelements erreicht werden. Eine Verringerung des Sektorwinkels des Elastomerelements kann durch eine Zunahme der Dicke des Vorspannelements ausgeglichen werden, sodass die erwünschte Steigerung der Biegesteifigkeit des Bauteilverbunds beibehalten werden kann.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass der Kupplungsdeckel an der Deckelinnenseitenfläche einen sich in Richtung der Kupplungsaufnahmekammer erstreckenden Vorsprung mit einer Innenausnehmung aufweist, wobei das Elastomerelement und das Vorspannelement eine jeweilige Ausnehmung aufweisen derart, dass der Vorsprung bei an der Deckelinnenseitenfläche angeordnetem Elastomerelement und Vorspannelement frei bleibt.
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Der Vorsprung kann mit einer Innenausnehmung versehen sein und zur Aufnahme des Zugelements der Kupplungsbetätigungseinrichtung versehen sein, sodass das Zugelement bei der Betätigung der Betätigungswelle der Kupplungsbetätigungseinrichtung in Richtung der Innenausnehmung gezogen werden kann und dieser Bauraum für die Bewegung des Zugelements weder vom Elastomerelement, noch von dem Vorspannelement behindert wird.
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Das Elastomerelement kann mit dem beispielsweise erwähnten Kreissektorwinkel von 185 Grad vollflächig an der Deckelinnenseitenfläche des Kupplungsdeckels aufliegen. Die Innenkontur des Kupplungsdeckels wird im Elastomerelement direkt abgebildet, um einen Formschluss zu erreichen. Die Anordnung des Elastomerelements ist im unteren Teil der Deckelinnenseitenfläche des Kupplungsdeckels vorgesehen und das Elastomerelement wirkt aufgrund seiner Kreissektorform mit einem Winkel von 185 Grad als Element zur Absorption von Luftschall und Körperschall, ist aber verglichen mit einem Elastomerelement von beispielsweise 360 Grad Sektorwinkel wesentlich leichter ausgebildet bei Beibehaltung des akustischen Komforts.
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Das Elastomerelement kann von dem Vorspannelement vollflächig überdeckt werden, die vollflächige Überdeckung sorgt für eine gleichmäßige Vorspannung des Elastomerelements relativ zur Deckelinnenseitenfläche des Kupplungsdeckels.
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Bei der Montage der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann das Elastomerelement an der Deckelinnenseitenfläche des Kupplungsdeckels eingelegt werden, sodann kann das Vorspannelement an den Haltenasen eingerastet werden und mittels eines Schraubelements gegen die Deckelinnenseitenfläche des Kupplungsdeckels verschraubt werden, was dazu führt, dass das Elastomerelement gleichzeitig mit Vorspannung gegen die Deckelinnenseitenfläche des Kupplungsdeckels beaufschlagt wird. Die Verwendung der erwähnten Haltenasen anstelle von am Kupplungsdeckel angebrachten Ansätzen oder Vorsprüngen mit weiteren Innengewinden bietet den Vorteil, dass weniger Bauraum benötigt wird, wodurch wiederum die Baubreite des Kupplungsdeckels verringert wird und damit insgesamt die Baubreite der Brennkraftmaschine.
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Die Vorspannkraft, mit der das Elastomerelement vorgespannt wird, kann auch über die Haltenasen dahingehend beeinflusst werden, dass eine jeweilige Aufnahmenut der Haltenasen näher zur Deckelinnenseitenfläche vorgesehen wird, und dadurch die Vorspannkraft auf das Elastomerelement durch das Vorspannelement, welche sich gegen die jeweilige Haltenase abstützt, erhöht wird.
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Durch das Einbringen der Vorspannkraft auf das Elastomerelement wird einerseits die akustische Dämpfungswirkung des Elastomerelements erhöht und andererseits die Biegesteifigkeit des Bauteilverbunds aus Kupplungsdeckel, Elastomerelement und Vorspannelement erhöht. Das Elastomerelement und das Vorspannelement können jederzeit reversibel von der Deckelinnenseitenfläche des Kupplungsdeckels abgenommen werden, beispielsweise zu Wartungszwecken. Wenn ein Elastomerelement an einer Innenseite eines Kupplungsdeckels beispielsweise mittels einer Klebeverbindung oder einer Vulkanisierung befestigt werden würde, ist ein problemloses Entnehmen des Elastomerelements, wie es nach der Erfindung nach wie vor möglich ist, nicht mehr möglich.
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Am Kupplungsdeckel stützt sich die Kupplungsaktorik ab, über das Zugelement wird von der Betätigungswelle der Betätigungseinrichtung der Kupplung eine definierte Zugkraft auf den Kupplungsdeckel ausgeübt, welche den Kupplungsdeckel in Richtung Kupplungsaufnahmekammer verformen möchte. Der Kupplungsdeckel würde also in Richtung Kupplungsaufnahmekammer verformt werden. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung des Bauteilverbunds aus Kupplungsdeckel, Elastomerelement und Vorspannelement wird die Biegesteifigkeit des Bauteilverbunds - ohne dass hierzu der Kupplungsdeckel eine hohe Wandstärke aufweisen muss - erhöht und damit kann der Verformungsweg des Kupplungsdeckels beim Öffnen oder Ausrücken der Kupplung wesentlich verringert werden, was zu einem wesentlich besseren Ansprechverhalten der gesamten Kupplungsbetätigung führt und damit wiederum zu einem Komfortgewinn für den Benutzer des mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ausgestatteten Motorrads.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
- 1 eine Schnittdarstellung einer in Längsrichtung der Brennkraftmaschine linken Seitenansicht einer Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittrichtung II-II nach 1;
- 3 eine Explosionsdarstellung des Bauteilverbunds aus Kupplungsdeckel, Elastomerelement, Vorspannelement und Befestigungsschraube;
- 4 eine perspektivische Darstellung in Phantomansicht, welche das Elastomerelement an der Deckelinnenseitenfläche des Kupplungsdeckels und das daran angeordnete Vorspannelement zeigt;
- 5 eine Explosionsdarstellung des Kupplungsdeckels mit Betätigungswelle und Zugelement sowie dem an der Deckelinnenseitenfläche angeordneten Elastomerelement und Vorspannelement;
- 6 eine perspektivische Darstellung des Elastomerelements;
- 7 eine Draufsichtansicht auf die Innenseite mit Ausnehmungen, welche Versteifungsrippen des Kupplungsdeckels aufnehmen;
- 8 eine Draufsichtansicht auf das Vorspannelement;
- 9 eine grafische Darstellung eines Schallpegelverlaufs ohne und mit Elastomerelement;
- 10 eine grafische Darstellung eines Schallpegelverlaufs ohne und mit Elastomerelement bei unterschiedlichen Frequenzen; und
- 11 eine Seitenansicht eines Motorrads mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine.
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1 der Zeichnung zeigt in einer Seitenansicht eine Schnittansicht der Brennkraftmaschine 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Motorgetriebegehäuse 2 auf mit einer Kurbelgehäusekammer 3 und einer darin drehbar angeordneten, eine Längsmittelachse 4 oder Drehachse aufweisenden Kurbelwelle 5. Darüber hinaus besitzt das Motorgetriebegehäuse 2 auch eine Getriebekammer 18, in der ein Schaltgetriebe 22 angeordnet ist. Das Motorgetriebegehäuse 2 bildet ein gemeinsames Aufnahmegehäuse für die Kurbelgehäusekammer 3 und die Getriebekammer 18 und sorgt so für eine kompakte Bauweise, damit die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1 als Antriebsmotor eines in 11 der Zeichnung dargestellten Motorrad 23 zum Einsatz kommen kann.
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Die Kurbelwelle 5 der Brennkraftmaschine 1 ist zusammen mit ihrer Längsmittelachse 4 beispielsweise auch anhand von 2 der Zeichnung ersichtlich. 2 der Zeichnung zeigt auch, dass die Brennkraftmaschine 1 eine quer zur Längsmittelachse 4 der Kurbelwelle 5 verlaufende Längsachse 24 aufweist. 1 der Zeichnung zeigt mit dem Pfeil 25 eine Hochachse 25 der Brennkraftmaschine 1.
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Anhand der 1 ist ersichtlich, dass die Hochachse 25 im rechten Winkel zur Längsmittelachse 4 der Kurbelwelle 5 verläuft und 2 der Zeichnung zeigt, dass die Längsachse 24 der Brennkraftmaschine 1 quer zur Längsmittelachse 4 verläuft und zwar in Richtung des Doppelpfeils 24" nach 1.
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Mit dem Begriff in Längsrichtung vorne wird die Richtung V gemäß 1 der Zeichnung verstanden und mit dem Begriff in Längsrichtung hinten wird die Richtung H gemäß 1 der Zeichnung verstanden. Beide Richtungsangaben V und H sind in 1 der Zeichnung benachbart zum Doppelpfeil 24", der die Längsachse 24 der Brennkraftmaschine 1 nach der vorliegenden Erfindung zeigt, dargestellt.
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Darüber hinaus besitzt die Brennkraftmaschine 1 mindestens einen Arbeitszylinder 6, der eine Kolbenlaufbahn 7 und einen darin entlang der Kolbenlaufbahn 7 bewegbaren Arbeitskolben 8 aufweist. Bei der in 1 dargestellten Brennkraftmaschine 1 handelt es um eine Ausführungsform einer Brennkraftmaschine in der Ausbildung als Zweizylinderreihenmotor.
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Der jeweilige Arbeitskolben 8 der Brennkraftmaschine 1 ist über eine jeweilige Pleuelstange 9 mit der Kurbelwelle 5 gekoppelt. Der Arbeitskolben 8 weist einen anhand von 1 der Zeichnung ersichtlichen Kolbenboden 10 auf, der eine einem Brennraum 11 zugewandte Oberseite 12 und eine der Kurbelgehäusekammer 3 zugewandte Unterseite 13 aufweist.
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Darüber hinaus besitzt die Brennkraftmaschine 1 anhand von 1 der Zeichnung ersichtliche Gaswechselventile 14 und zwar in Form von Einlassventilen 15A und Auslassventilen 15B, die dem Brennraum 11 zugewandt sind.
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Die Einlassventile 15A und Auslassventile 15B sind dabei in einem Zylinderkopf 16 der Brennkraftmaschine 1 angeordnet. Der Zylinderkopf 16 weist eine Montagefläche 17 auf, die dazu ausgebildet ist, am gemeinsamen Motorgetriebegehäuse 2 mittels Schraubenverbindungen lösbar festgelegt zu werden.
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Der Zylinderkopf 16 weist bei der dargestellten Ausführungsform der Brennkraftmaschine 1 zwei Nockenwellen 19 auf, nämlich eine Einlassnockenwelle 20 und eine Auslassnockenwelle 21, welche zur Betätigung der Einlassventile 15A und zur Betätigung der Auslassventile 15B vorgesehen sind.
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2 der Zeichnung zeigt, dass das Motorgetriebegehäuse 2 auch eine Kupplungsaufnahmekammer 26 mit einer darin angeordneten, lediglich schematisch dargestellten Kupplungseinrichtung 27 besitzt und auch eine Rotoraufnahmekammer 28 mit einer darin ebenfalls lediglich schematisch dargestellten elektrischen Generatoreinrichtung 29 aufweist.
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2 der Zeichnung zeigt auch, dass an dem in der Zeichnungsebene der 2 rechten Endbereich 30 der Kurbelwelle 5 ein Primärantriebsritzel 31 drehfest an der Kurbelwelle 5 angeordnet ist. Mit dem Primärantriebsritzel 31 kann die von der Brennkraftmaschine 1 bereitgestellte Antriebsleistung in Richtung zu dem Schaltgetriebe 22, welche sich in der Getriebekammer 18 angeordnet befindet, übertragen werden.
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Die Kupplung oder Kupplungseinrichtung 27 weist ein im Bereich des Kupplungskorbes 32 ersichtliches Primärantriebszahnrad 34 auf, wie dies anhand von 5 der Zeichnung ersichtlich ist, welche eine perspektivische Darstellung der Kupplung 27 der Brennkraftmaschine 1 nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Das Schaltgetriebe 22 besitzt eine Getriebeeingangswelle 35, wie dies anhand von 2 der Zeichnung ersichtlich ist.
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An einem der Kupplungseinrichtung 27 benachbarten Bereich 36 der Getriebeeingangswelle 35 ist das Primärantriebszahnrad 34 angeordnet, wie dies anhand von 2 der Zeichnung ersichtlich ist. Die Kupplungseinrichtung 27 befindet sich mit der Nabe 37 nach 5 drehfest an der Getriebeeingangswelle 35 angeordnet. Das Primärantriebszahnrad 34 ist daher in Eingriff mit der Kupplungseinrichtung 27 angeordnet und die von der Brennkraftmaschine bereitgestellte Antriebsleistung kann über das Primärantriebsritzel 31 auf das Primärantriebszahnrad 34 übertragen werden, welches sich mit dem Primärantriebsritzel 31 in einem kämmenden Eingriff befindet.
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Die Getriebeeingangswelle 35 weist eine Längsmittelachse 37 auf und befindet sich in einem Wälzlager 38 drehbar aufgenommen, welche als Lagereinrichtung 42 dient.
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An ihrem dem Bereich 36 gegenüberliegenden Endbereich 39 ist die Getriebeeingangswelle 35 über ein Wälzlager 40 ebenfalls drehbar im Gehäusebereich 41 der Getriebekammer 18 aufgenommen.
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2 der Zeichnung zeigt einen Kupplungsdeckel 43, welcher die Kupplungsaufnahmekammer 26 in Richtung nach außen abschließt und somit auch die Kupplungseinrichtung 27 oder Kupplung 44 überdeckt.
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5 der Zeichnung zeigt die Kupplung 44 in einer perspektivischen Darstellung zusammen mit dem Kupplungsdeckel 43 und die Betätigungseinrichtung 45 zum Ausrücken der Kupplung 44, wobei die Betätigungseinrichtung 45 eine Betätigungswelle 46 und ein Zugelement 47 aufweist.
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Ein Benutzer des mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 ausgestatteten Motorrads 23 kann einen Gangwechselvorgang oder Schaltvorgang durchführen, indem der Benutzer einen nicht näher dargestellten Kupplungshebel an der Lenkstange 48 des Motorrads 23 betätigt, also zieht, was dazu führt, dass die Betätigungswelle 46 um die Hochachse 49 gedreht wird und dies dazu führt, dass das Zugelement oder der Zugpilz 47 in Richtung des Pfeils 50 nach 5 gezogen wird und die Kupplung 44 zum Durchführen des Gangwechselvorgangs geöffnet werden kann.
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Diese Betätigung der Kupplung 44 zum Öffnen oder Ausrücken der Kupplung führt zu einer Reaktionskraft in Richtung des Pfeils 51 nach 5, der Kupplungsdeckel 43 wird also mit einer Zugkraft in Richtung zur Kupplungsaufnahmekammer 26 belastet, was dazu führt, dass der Kupplungsdeckel 43 mit einer Biegebelastung beaufschlagt wird.
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Der Kupplungsdeckel 43 ist auch näher anhand von 4 der Zeichnung ersichtlich, welche zeigt, dass der Kupplungsdeckel 43 an der der Kupplungsaufnahmekammer 26 zugewandten Deckelinnenseitenfläche 52 mit Versteifungsrippen 53 versehen ist, welche sich in Richtung zur Mitte 54 des Kupplungsdeckels 43 erstrecken.
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Die Versteifungsrippen 53 verlaufen dabei vom einem Außenumfangsbereich 55 der Deckelinnenseitenfläche 52 in Richtung zur Mitte 54.
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4 zeigt in Phantomdarstellung die Anordnung eines Elastomerelements 56 und eines daran angeordneten Vorspannelements 57. Das Elastomerelement 56 ist in perspektivischer Darstellung in 6 der Zeichnung gezeigt. Auch 7 der Zeichnung zeigt das Elastomerelement 56 von der Innenseite her, also der den Versteifungsrippen 53 des Kupplungsdeckels 43 zugewandten Seite.
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Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, weist das Elastomerelement 56 an der Innenseite Ausnehmungen 59 auf, welche form- und flächenkomplementär zu den Versteifungsrippen 53 des Kupplungsdeckels 43 ausgebildet sind. Bei der Montage des Bauteilverbunds aus Kupplungsdeckel 43, Elastomerelement 56 und Vorspannelement 57 wird das Elastomerelement 56 auf die Deckelinnenseitenfläche 52 des Kupplungsdeckels 43 aufgelegt und zwar so, dass die Ausnehmungen 59 die Versteifungsrippen 53 aufnehmen.
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Die Versteifungsrippen 53 befinden sich damit in den Ausnehmungen 59 des Elastomerelements 56 aufgenommen.
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5 der Zeichnung zeigt das Vorspannelement 57, welches anhand der Phantomdarstellung auch in 4 der Zeichnung ersichtlich ist und noch näher anhand von 8 Zeichnung ersichtlich ist.
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Das Vorspannelement 57 wird in eine jeweilige Ausnehmung 60 einer jeweiligen Haltenase 61 - im vorliegenden Fall sind zwei Haltenasen 61 vorgesehen - eingelegt und zwar so, dass es das bereits an der Deckelinnenseitenfläche 52 angeordnete Elastomerelement 56 vollständig überdeckt.
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Sodann wird die anhand von 3 der Zeichnung ersichtliche Schraube 62 durch die Bohrung 63 des Vorspannelements 57 hindurch gesteckt, wie dies ebenfalls anhand der Explosionsdarstellung nach 3 der Zeichnung ersichtlich ist und in den Innengewindeansatz 64, der an der Deckelinnenseitenfläche 52 des Kupplungsdeckels 43 ausgebildet ist, eingeführt und mit dem Innengewinde verschraubt.
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Damit weist der Bauteilverbund aus Kupplungsdeckel 43, Elastomerelement 56 und Vorspannelement 57 die in 4 und auch 5 der Zeichnung ersichtliche Konfiguration auf, das Elastomerelement 56 befindet sich an der Deckelinnenseitenfläche 52 des Kupplungsdeckels 43 angeordnet und wird vollflächig vom Vorspannelement 57 überdeckt und in Richtung der Deckelinnenseitenfläche 52 mit einer Vorspannkraft beaufschlagt. Auch das Vorspannelement 57 weist einen dem Sektorwinkel 65 entsprechenden Sektorwinkel 66 von 185 Grad auf.
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Diese Konfiguration sorgt dafür, dass das Elastomerelement 56, welches einen Sektorwinkel 65 von 185 Grad einnimmt, an der Deckelinnenseitenfläche 52 des Kupplungsdeckels 43 festgelegt ist und zwar so, dass die Versteifungsrippen 53 des Kupplungsdeckels 43 in den Ausnehmungen 59 des Elastomerelements 56 form- und flächenkomplementär aufgenommen sind und das Elastomerelement 56 vom Vorspannelement 57 in Richtung zur Deckelinnenseitenfläche 52 mit einer Vorspannkraft beaufschlagt wird. Durch diese Konfiguration wird die Biegesteifigkeit des Bauteilverbunds aus Kupplungsdeckel 43, Elastomerelement 56 und Vorspannelement 57 erhöht, was dazu führt, dass der Kupplungsdeckel 43 durch die in Richtung des Pfeils 51 wirkende Reaktionskraft bei der Ausrückbetätigung der Kupplung 44 eine wesentlich geringere Verformung erfährt als ohne das Elastomerelement 56 und ohne das Vorspannelement 57. Dies führt zu einem besseren Ansprechverhalten der gesamten Kupplungsaktorik und damit zu einem Komfortgewinn für den Benutzer des mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 ausgestatteten Motorrads 23.
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Darüber hinaus hat es sich gezeigt, dass durch die Integration des Elastomerelements 56 und des Vorspannelements 57 an der Deckelinnenseitenfläche 52 des Kupplungsdeckels 43 auch ein akustischer Komfortgewinn erzielt wird.
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9 der Zeichnung zeigt einen zeitlichen Verlauf einer Schallpegelmessung mittels eines Detektors in einem vorbestimmten Abstand zum Kupplungsdeckel 43 der Brennkraftmaschine 1 in einem vorbestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, bei der es sich hier um einen Leerlaufbetrieb handelt.
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Die durchgezogene Linie 67 zeigt den Schallpegelverlauf aufgetragen über dem Meßintervall von 10 Sekunden bei einem Kupplungsdeckel 43 ohne Elastomerelement und ohne Vorspannelement.
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Die gestrichelte Linie 68 zeigt den Schallpegelverlauf aufgetragen über dem Messeintervall von 10 Sekunden bei einem Kupplungsdeckel 43 mit Elastomerelement 56 und Vorspannelement 57 bei identischen Meßbedingungen, also wiederum einem Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine.
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Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, liegt die gestrichelte Linie 68, welche einen gedämpften Schallpegelverlauf zeigt, während des gesamten Messeintervalls von 10 Sekunden unterhalb der durchgezogene Linie 67, der Schallpegel insgesamt erfährt eine Verringerung. Die absolute Lautstärke hat um 0.5dB bis 1 dB abgenommen.
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10 der Zeichnung zeigt einen Verlauf zweier Schallpegel aufgetragen über einem vorbestimmten Frequenzband.
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Die durchgezogene Linie 69 zeigt den Schallpegelverlauf über dem Frequenzband bei einem Kupplungsdeckel 43 ohne Elastomerelement und ohne Vorspannelement. Die gestrichelte Linie 70 zeigt bei ansonsten gleichen Meßbedingungen den Schallpegelverlauf aufgetragen über dem Frequenzband und zwar bei einem Kupplungsdeckel 43 mit Elastomerelement 56 und Vorspannelement 57. Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, können mit der erfindungsgemäßen Konfiguration auch selektiv bestimmte Frequenzen hinsichtlich ihres Schallpegels gedämpft werden, es können also beispielsweise vom Benutzer eines Fahrzeugs als störend empfundene Frequenzen gezielt gedämpft werden, welche insbesondere im Bereich von 1000Hz bis 5000Hz liegen.
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11 zeigt in einer Seitenansicht ein Motorrad 23 einer Brennkraftmaschine 1, wie sie vorstehend ausführlich erläutert wurde, welche in einem Motorradrahmen 71 des Motorrads 23 eingebaut ist, welches darüber hinaus ein Vorderrad 72 und ein Hinterrad 73 aufweist. Ein Benutzer des Motorrads 23 nach 11 erfährt durch die erfindungsgemäße Konfiguration der Brennkraftmaschine einen akustischen Komfortgewinn und damit eine Steigerung des Fahrkomforts.
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Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Patentansprüche und die Zeichnung verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brennkraftmaschine
- 2
- Motorgetriebegehäuse
- 3
- Kurbelgehäusekammer
- 4
- Längsmittelachse der Kurbelwelle
- 5
- Kurbelwelle
- 6
- Arbeitszylinder
- 7
- Kolbenlaufbahn
- 8
- Arbeitskolben
- 9
- Pleuelstange
- 10
- Kolbenboden
- 11
- Brennraum
- 12
- Oberseite
- 13
- Unterseite
- 14
- Gaswechselventile
- 15A
- Einlassventile
- 15B
- Auslassventile
- 16
- Zylinderkopf
- 17
- Montagefläche
- 18
- Getriebekammer
- 19
- Nockenwelle
- 20
- Einlassnockenwelle
- 21
- Auslassnockenwelle
- 22
- Schaltgetriebe
- 23
- Motorrad
- 24.
- Längsachse
- 24"
- Doppelpfeil
- 25
- Hochachse
- 26
- Kupplungsaufnahmekammer
- 27
- Kupplungseinrichtung
- 28
- Rotoraufnahmekammer
- 29
- Generatoreinrichtung
- 30
- Endbereich
- 31
- Primärantriebsritzel
- 32
- Kupplungskorb
- 33
- Ringkörper
- 34
- Primärantriebszahnrad
- 35
- Getriebeeingangswelle
- 36
- Bereich
- 37
- Längsmittelachse
- 38
- Wälzlager
- 39
- Endbereich
- 40
- Wälzlager
- 41
- Gehäusebereich
- 42
- Lagereinrichtung
- 43
- Kupplungsdeckel
- 44
- Kupplung
- 45
- Betätigungseinrichtung
- 46
- Betätigungswelle
- 47
- Zugelement, Zugpilz
- 48
- Lenkstange
- 49
- Hochachse der Betätigungswelle
- 50
- Pfeil
- 51
- Pfeil
- 52
- Deckelinnenseitenfläche
- 53
- Versteifungsrippe
- 54
- Mitte
- 55
- Außenumfangsbereich
- 56
- Elastomerelement
- 57
- Vorspannelement
- 58
- Innenseite des Elastomerelements
- 59
- Ausnehmungen
- 60
- Ausnehmung der Haltenase
- 61
- Haltenase
- 62
- Schraube
- 63
- Bohrung
- 64
- Innengewindeansatz
- 65
- Sektorwinkel des Elastomerelements
- 66
- Sektorwinkel des Vorspannelements
- 67
- Linie
- 68
- gestrichelte Linie
- 69
- Linie
- 70
- gestrichelte Linie
- 71
- Motorradrahmen
- 72
- Vorderrad
- 73
- Hinterrad
- 74
- Ausnehmung
- 75
- Ausnehmung
- 76
- Vorsprung
