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EINLEITUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Motorräder und
insbesondere eine Achsbaugruppe für ein Motorrad, das mehrere
angetriebene Räder hat, wie beispielsweise ein dreirädriges
Motorrad oder Trike.
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Motorräder,
die mehrere angetriebene Räder haben, verwenden üblicherweise
eine Endlos-Kraftübertragungselement, wie z. B. einen Riemen
oder eine Kette, um Drehkraft von einem Motor/Antriebsstrang zu
einem Zahnkranz zu übertragen, der zum Antreiben eines
Paars von Hinterrädern eingesetzt wird. Wenn der Zahnkranz
gewartet werden muss oder das Endlos-Kraftübertragungselement
ausgetauscht werden muss, ist es häufig notwendig, die hintere
Achsbaugruppe derartiger Motorräder so zu zerlegen, dass
die Achsgehäusebaugruppe in lateraler Richtung in zwei
oder mehr Teile getrennt wird. Während die Konfiguration
es erlaubt, die Achsbaugruppe dank der relativ geringen Platzanforderungen solcher
Achsbaugruppen auf relativ kostengünstige Weise zu konstruieren,
wurden verschiedene Nachteile dieser Konfiguration bemerkt. So muss
nämlich das Motorrad im Wesentlichen auseinandergebaut werden,
um ein Endlos-Kraftübertragungselement auszuwechseln. Folglich
war es nicht zweckmäßig, ein Trike unterwegs zu
reparieren, wenn ein Endlos-Kraftübertragungselement, wie
ein Riemen gerissen war. Daher besteht weiterhin Bedarf an einer
verbesserten Achsbaugruppe für ein Motorrad mit mehreren
angetriebenen Rädern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In
einer Ausführungsform stellen die vorliegenden Lehren ein
Verfahren zum Installieren eines Endlos-Kraftübertragungselements
an einer Differentialbaugruppe eines Motorrads bereit, das eine
Achsbaugruppe mit zwei Antriebsrädern hat. Das Verfahren
kann umfassen: Verschieben einer ersten und einer zweiten Achswellenbaugruppe
aus einer Differentialbaugruppe aus auswärts, um die erste
und die zweite Achswellenbaugruppe von der Differentialbaugruppe
zu lösen; Entfernen eines Paars von Lagerdeckeln von einem
Trägergehäuse; Entfernen der Differentialbaugruppe
von dem Trägergehäuse; Installieren des Endlos-Kraftübertragungselements
um die Differentialbaugruppe, Wiederanbringen der Differentialbaugruppe
an dem Trägergehäuse; Installieren der Lagerdeckel
an dem Trägergehäuse, um die Differentialbaugruppe
an dem Trägergehäuse zu sichern; und Verschieben
der ersten und der zweiten Achswellenbaugruppe einwärts,
um die Achswellenbaugruppen mit der Differentialbaugruppe in Eingriff zu
bringen.
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In
einer anderen Ausführungsform stellen die vorliegenden
Lehren ein Verfahren zum Fertigen einer Achsbaugruppe bereit. Das
Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Trägergehäusebaugruppe
mit einem Trägergehäuse und einem Paar Lagerdeckeln; Entfernen
der Lagerdeckel; Wählen einer Differentialbaugruppe aus
einer Gruppe von zumindest zwei unterschiedlichen Differentialbaugruppen;
Anbringen der gewählten Differentialbaugruppe an dem Trägergehäuse;
und Installieren der Lagerdeckel an dem Trägergehäuse,
um die gewählte Differentialbaugruppe so an der Trägergehäusebaugruppe
zu sichern, dass die Differentialbaugruppe um eine vorgegebene Achse
drehbar ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform stellen die vorliegenden
Lehren eine Achsbaugruppe für ein Motorrad mit zwei Hinterrädern
bereit. Die Achsbaugruppe kann ein Achsgehäuse, eine Differentialbaugruppe,
ein Paar Achswellen und ein Endlos-Kraftübertragungselement
umfassen. Die Achsgehäusebaugruppe umfasst eine Trägergehäusebaugruppe und
ein Paar Achsrohre. Die Trägergehäusebaugruppe
umfasst ein Trägergehäuse und ein Paar Lagerdeckel,
die lösbar an das Trägergehäuse gekoppelt sind,
um ein Paar Lagerzapfenabschnitte zu begrenzen. Das Trägergehäuse
begrenzt einen Differentialhohlraum mit einer Öffnung,
durch die die Lagerdeckel von dem Trägergehäuse
entfernt werden können. Die Achsrohre sind fest an das
Trägergehäuse gekoppelt. Die Differentialbaugruppe
umfasst ein Differential, einen Zahnkranz und ein Paar Differentiallager.
Das Differential hat ein Ausgleichsgehäuse mit einem Paar
Lagerzapfen. Der Zahnkranz ist an das Ausgleichsgehäuse
gekoppelt, und die Differentiallager sind an den Lagerzapfen montiert.
Die Differentiallager sind zwischen den Lagerdeckeln und dem Trägergehäuse
aufgenommen, um die die Differentialbaugruppe drehbar an der Achsgehäusebaugruppe
zu montieren. Die Achswellen sind durch die Achsrohre aufgenommen
und an die Differentialbaugruppe gekoppelt. Das Endlos-Kraftübertragungselement
ist an den Zahnkranz gekoppelt und verläuft aus der Öffnung
in dem Trägergehäuse hinaus.
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Weitere
Anwendungsgebiete ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Es
sei darauf hingewiesen, dass die Beschreibung und die speziellen Beispiele
lediglich Veranschaulichungszwecken dienen und nicht dazu gedacht
sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
hier beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Veranschaulichungszwecken
und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise
einschränken
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Motorrads, das gemäß den
Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
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2 ist
eine perspektivische Vorderansicht eines Teils des Motorrads der 1,
die die hintere Achsbaugruppe detaillierter zeigt;
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3 ist
eine perspektivische Hinteransicht der hinteren Achsbaugruppe;
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4 ist
eine Vorderansicht der hinteren Achsbaugruppe;
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5 ist
eine Draufsicht der hinteren Achsbaugruppe;
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6 ist
eine Hinteransicht der hinteren Achsbaugruppe;
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7 ist
ein Längsschnitt der hinteren Achsbaugruppe;
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8 ist
eine vergrößerte Ansicht eines Teils der 7 und
zeigt das Trägergehäuse und die Differentialbaugruppe
detaillierter;
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8A ist
eine perspektivische Ansicht des Trägergehäuses;
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9 ist
eine vergrößerte Ansicht eines Teils der 7 und
zeigt die Differentialbaugruppe detaillierter;
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10 ist
eine vergrößerte Ansicht eines Teils der 7 und
zeigt das distale Ende der Achswellenbaugruppe detaillierter;
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11 ist
eine Schnittansicht ähnlich derjenigen der 7,
jedoch durch das Motorrad;
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12 ist
eine schematische Darstellung zweier Familien von hinteren Achsbaugruppen,
die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert
sind;
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13 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils einer anderen hinteren
Achsbaugruppe, die gemäß den Lehren der vorliegenden
Offenbarung konstruiert ist;
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14 ist
eine schematische Darstellung der hinteren Achsbaugruppe der 13;
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15 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils einer anderen hinteren
Achsbaugruppe, die gemäß den Lehren der vorliegenden
Offenbarung konstruiert ist;
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16 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer anderen hinteren Achsbaugruppe,
die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert
ist;
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17 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils der hinteren Achsbaugruppe
der 16 und zeigt das Trägergehäuse
detaillierter;
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18 ist
eine Seitenansicht eines Teils einer anderen hinteren Achsbaugruppe,
die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung
konstruiert ist; und
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19 ist
eine Hinteransicht eines Teils der hinteren Achsbaugruppe der 18.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
DER VERSCHIEDENEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Unter
Bezugnahme auf 1 der Zeichnungen ist ein Motorrad
mit mehreren angetriebenen Rädern, das gemäß den
Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, allgemein mit
dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Motor 10 kann
einen Rahmen 12, einen Motor/Antriebsstrang 14,
der an den Rahmen 12 gekoppelt sein kann, ein Vorderrad 16, das
(z. B. über eine Gabel 18) an den Rahmen 12 gekoppelt
sein kann, eine hintere Achsbaugruppe 20, die bewegbar
an den Rahmen 12 gekoppelt ist, und ein Paar Hinterräder 22 umfassen,
die an die hintere Achsbaugruppe 20 montiert sind. Bei
dem dargestellten speziellen Beispiel ist das Motorrad 10 ein
Trike oder ein dreirädriges Motorrad. Der Fachmann wird erkennen,
dass die vorliegende Offenbarung auf andere Arten von Fahrzeugen
anwendbar ist, und somit ist klar, dass das dargestellte spezielle
Beispiel den Umfang der anhängenden Ansprüche
nicht einschränkt.
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Der
Motor/Antriebsstrang 14 kann eine Kraftquelle umfassen
und kann Drehkraft an die hintere Achsbaugruppe 20 abgeben.
Die hintere Achsbaugruppe 20 kann die Drehkraft an die
Hinterräder 22 übertragen. Die Kraftquelle
kann jede Art von Kraftquelle sein, einschließlich Elektromotor,
Verbrennungsmotor oder eine Kombination daraus. Bei dem dargestellten
speziellen Beispiel umfasst der Motor/Antriebsstrang 14 einen
Motor 24, der Drehkraft an ein Getriebe 26 überträgt,
das mehrere manuell wählbare Übersetzungsverhältnisse
hat, und ein Getriebeausgangselement 28. Eine (nicht speziell
dargestellte) Kupplung kann verwendet werden, um die Übertragung
von Drehkraft von dem Motor 24 an das Getriebe 24 wahlweise
zu unterbrechen (z. B. wenn das Getriebe 26 zwischen zwei Übersetzungsverhältnissen
geschaltet wird).
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Ein
Endlos-Kraftübertragungselement 30 kann verwendet
werden, um Drehkraft von dem Getriebeausgangselement 28 an
die hintere Achsbaugruppe 20 zu übertragen. Bei
dem dargestellten speziellen Ausführungsbeispiel ist das
Endlos-Kraftübertragungselement 30 ein Riemen 32,
und das Getriebeausgangselement 28 ist eine gezahnte Riemenscheibe
oder ein gezahntes Rad (d. h. ein Zahnkranz), doch andere Arten
von Endlos-Kraftübertragungselementen, z. B. Ketten, könnten
gleichermaßen verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass
die Lehren der vorliegenden Offenbarung bei anderen Motorradkonfigurationen
Anwendung finden, die kein Endlos-Kraftübertragungselement
verwenden, und somit wird deutlich, dass das dargestellte spezielle
Ausführungsbeispiel den Umfang der anhängenden
Ansprüche nicht einschränkt.
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Unter
Bezugnahme auf die 2 bis 11 kann
die hintere Achsbaugruppe 20 eine Achsgehäusebaugruppe 100,
eine Differentialbaugruppe 102 und ein Paar Achswellenbaugruppen 104 umfassen. Die
Achsgehäusebaugruppe 100 kann eine Trägergehäusebaugruppe 106 und
ein Paar Achsrohrbaugruppen 108 umfassen.
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Die
Trägergehäusebaugruppe 106 kann ein Trägergehäuse 110 und
ein Paar Lagerdeckel 112 umfassen. Das Trägergehäuse 110 kann
aus jedem geeigneten Material bestehen, z. B. Stahl, Gusseisen oder
Aluminium, und kann auf jede beliebige Art ausgebildet sein (z.
B. Schweißen, Sandgießen, Spritzgießen).
Das Trägergehäuse 110 kann ein Paar Endelemente 120 und
mehrere Strebenelemente 122, wie beispielsweise ein oberes
Strebenelement 122a, ein unteres Strebenelement 122b und
ein hinteres Strebenelement 122c haben. Jedes der Endelemente 120 kann
eine im Wesentlichen rohrförmige Struktur 130 und
einen Lagerzapfen 132 umfassen. Ein zugehöriger
der Lagerdeckel 112 kann über mehrere Befestigungselemente
mit Gewinde 134 lösbar an dem Lagerzapfen 132 gekoppelt
sein, um einen Lagerzapfenabschnitt 136 zu bilden. Eine
Bohrung 138 kann durch jedes Endelement 120 ausgebildet sein
und kann eine Lagerbohrung 148 konzentrisch schneiden,
die in dem Lagerzapfenabschnitt 136 ausgebildet sein kann.
Die Bohrung 138 kann mit gleichem Durchmesser über
ihre gesamte Länge ausgebildet sein, oder sie könnte,
wie bei dem dargestellten speziellen Beispiel, mit einem ersten
Abschnitt 140 ausgebildet sein, der einen vergleichsweise
größeren Durchmesser hat als der verbleibende
Abschnitt 142, um so eine Schulter 144 zu bilden. Eine
oder mehrere Rohrkoppelöffnungen 150 können
durch die rohrförmige Struktur 130 ausgebildet sein
und können die Bohrung 138 (z. B. den ersten Abschnitt 140 der
Bohrung 138) schneiden. Selbstverständlich kann
einer oder können beide der Lagerdeckel 112 (und
optional das Trägergehäuse 110) so konfiguriert
sein, dass sie dem Monteur, Servicetechniker oder Fahrer des Motorrads 10 (1)
helfen, die Lagerdeckel 112 wieder an ihrem jeweiligen Lagerzapfen 132 anzubringen.
Zum Beispiel könnten die Lagerdeckel 112 mit Markierungen
(z. B. Ziffern, Buchstaben, Symbolen oder Kombinationen daraus), wie
z. B. L und R gekennzeichnet sein (um die Lagerdeckel 112 als
zu dem jeweiligen Lagerzapfenabschnitt 136 auf der linken
bzw. der rechten Seite der hinteren Achsbaugruppe 20 gehörend
zu markieren). Alternativ könnten die Lagerdeckel 112 und/oder
das Trägergehäuse 110 so konfiguriert
sein, dass nur ein bestimmter der Lagerdeckel 112 auf einen
vorgegebenen der Lagerzapfen 132 montiert werden kann. Beispielsweise
kann einer der Lagerdeckel 112 so konfiguriert sein, dass
er in einen Teil des Trägergehäuses 110 passt,
wie Teile eines Puzzles, die Positionen der Befestigungselemente 134 könnten
für jeden der Lagerdeckel 112 verschieden sein,
oder ein Führungsstift könnte in der Verbindungsfläche
zwischen dem Lagerdeckel 112 und seinem jeweiligen Lagerzapfen 132 bei
einem oder bei beiden der Lagerzapfenabschnitte 136 angeordnet
sein (wird ein solcher bei beiden verwendet, könnte die
Lage des Führungsstifts für jeden der Lagerzapfenabschnitte 136 anders
sein).
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Die
einander abgewandten Enden der Strebenelemente 122 können
an die Endelemente 120 gekoppelt sein und können
so geformt sein, dass sie einen Differentialhohlraum 154 zwischen
den Endelementen 120 begrenzen. Das obere und das untere Strebenelement 122a und 122b können
so konfiguriert sein, dass sie gegenüber dem Biegen der
Achsgehäusebaugruppe 100 in vertikaler Richtung
(relativ zu der Betriebsausrichtung der hinteren Achsbaugruppe 20,
wie sie in 1 dargestellt ist) beständig sind,
während das hintere Strebenelement 122c so konfiguriert
sein kann, dass es gegenüber dem Biegen der hinteren Achsbaugruppe 20 in
Längsrichtung (relativ zu der Betriebsausrichtung der hinteren
Achsbaugruppe 20, wie sie in 1 dargestellt
ist) beständig ist. Die Strebenelemente 122 können
jede beliebige Querschnittsform haben und können verstärkende
Strukturen 158, wie Versteifungen 160 und Rippen 162 haben.
Die verstärkenden Strukturen 158 können
entlang allen Strebenelemente 122 oder entlang einem Teil
davon in gewünschter Richtung angeordnet sein und können
an eines oder beide der Endelemente 120 gekoppelt sein.
Falls gewünscht, kann eine Öffnung oder können
mehrere Öffnungen in einem oder mehreren der Strebenelemente 122 ausgebildet
sein, um Zugang zu dem Differentialhohlraum 154 zu gewähren
(z. B. um die Wartung der Differentialbaugruppe 102 zu
erleichtern). Bei dem dargestellten speziellen Beispiel ist eine
Sensoröffnung 166 in dem oberen Strebenelement 122a ausgebildet und
so konfiguriert, dass sie einen Sensor 168, wie z. B. einen
Hallsensor aufnimmt, der einen Teil der Differentialbaugruppe 102 abtasten
kann.
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Jede
Achsrohrbaugruppe 108 kann eine Rohrstruktur 170,
ein Paar Aufhängungspunkte 172 und eine Bremsenbefestigungsstruktur 174 umfassen.
Die Rohrstruktur 170 kann einstückig ausgebildet
sein oder kann eine aus mehreren Komponenten bestehende Struktur
sein, die ein Rohrelement 180 und eine an ein Ende des
Rohrelements 180 koppelbare Lageraufnahme 182 aufweist,
wie es bei dem dargestellten speziellen Ausführungsbeispiel
der Fall ist. Eine Achswellenöffnung 184 kann
durch die Rohrstruktur 170 hindurch ausgebildet sein, und
eine Wellenlageröffnung 186 kann in einem Ende
der Rohrstruktur 170 (z. B. in der Lageraufnahme 182) ausgebildet
sein. Die Aufhängungspunkte 172 können
jede Art von Aufhängungspunkten zum Montieren der hinteren
Achsbaugruppe 20 an ein Fahrzeug umfassen. Bei dem dargestellten
Beispiel umfasst jeder Aufhängungspunkt 172 ein
erstes Plattenelement 190, das an einer vorgegebenen Stelle
fest an die Rohrstruktur 170 gekoppelt (z. B. geschweißt)
ist, und ein zweites Plattenelement 192, das über
zumindest einen Teil der Länge der Rohrstruktur 170 bewegbar
ist. Befestigungselemente mit Gewinde (nicht dargestellt) können
verwendet werden, um das erste und das zweite Plattenelement 190 und 192 an
die (nicht dargestellten) Befestigungselemente zu klemmen, die zum
Koppeln der hinteren Achsbaugrup pe 20 an den Rest des Motorrads 10 (1)
verwendet werden. Die Bremsenbefestigungsstruktur 174 kann eine
plattenartige Struktur sein, die zum Befestigen einer (nicht dargestellten)
Felgenbremsenbaugruppe an der hinteren Achsbaugruppe 20 konfiguriert
sein kann. Selbstverständlich könnte jedoch eine
alternativ konfigurierte (nicht dargestellte) Bremsenbefestigungsstruktur
verwendet werden, um eine andere Art von Bremse, wie z. B. eine
Trommelbremse an der hinteren Achsbaugruppe 20 zu montieren.
Ein der Wellenlageröffnung 186 abgewandtes Ende
der Rohrstruktur 170 kann in der Bohrung 138 in
einem entsprechenden der Endelemente 120 aufgenommen sein.
Bei dem dargestellten Beispiel ist jede Rohrstruktur 170 in
dem ersten Abschnitt 140 der Bohrung 138 aufgenommen
und stößt gegen die Schulter 144. Jedes
geeignete Mittel kann verwendet werden, um die Achsrohrbaugruppen 108 fest
(oder fest, aber lösbar) an das Trägergehäuse 110 zu
koppeln. Bei dem dargestellten speziellen Beispiel wird die Rohrstruktur 170 in
den ersten Abschnitt 140 der Bohrungen gepresst, und Zugang
zu dem Rohrelement 180 erfolgt durch die Rohrkoppelöffnungen 150, um
eine Schweißnaht (z. B. Lochpunktschweißen) an dem
Rohrelement 180 auszubilden, die sowohl die axiale Bewegung
als auch die Drehbewegung der Achsrohrbaugruppen 108 relativ
zu dem Trägergehäuse 110 verhindert.
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Die
Differentialbaugruppe 102 kann zwischen den Lagerzapfen 132 und
den Lagerdeckeln 112 an dem Trägergehäuse 110 montiert
sein und kann so konfiguriert sein, dass sie Drehkraft von dem Motor/Antriebsstrang 14 (1)
des Motorrads 10 (1) an die
Achswellenbaugruppen 104 überträgt. Bei
dem dargestellten speziellen Beispiel umfasst die Differentialbaugruppe 102 ein
Differential 200, eine Zahnkranzbaugruppe 202,
ein Paar Differentiallager 204 und ein Sensorrad 206.
Das Differential 200 kann jede Art von Differential sein,
z. B. ein of fenes Differential, ein Differential mit begrenztem
Schlupf, ein Sperrdifferential, und kann jedes beliebige Mittel zum Übertragen
von Drehkraft haben, darunter auch Zahnräder (z. B. Kegelritzel
und Kegelantriebsräder, schrägverzahnte Ritzel,
die im Wesentlichen parallel zu einer Drehachse des Differentials 200 verlaufen, Mitnehmerscheiben).
Bei dem dargestellten Beispiel ist das Differential 200 ein
offenes Differential, das einen Zahnradsatz 210 verwendet,
der mehrere Kegelradgetriebe (d. h. ein Paar Ausgleichsritzel 212 und Paar
Antriebskegelräder 214) aufweist und in einem Ausgleichsgehäuse 216 untergebracht
ist. Das Ausgleichsgehäuse 216 kann ein erstes
Gehäuseelement 218 und ein zweites Gehäuseelement 220 umfassen,
die über mehrere Befestigungselemente mit Gewinde 222 aneinander
gekoppelt sein können und die einen Hohlraum 224 begrenzen
können, in dem der Zahnradsatz 210 aufgenommen
sein kann. Das erste Gehäuseelement 218 kann einen
ersten Lagerzapfen 230 definieren, während das
zweite Gehäuseelement 220 einen zweiten Lagerzapfen 232 und
einen Zahnkranz-Koppelabschnitt 234 definieren kann. Eine
Lagerzapfenbohrung 236 kann durch den ersten und den zweiten
Lagerzapfen 230 und 232 ausgebildet sein und kann
den Hohlraum 224 schneiden. Der Zahnkranz-Koppelabschnitt 234 kann
mehrere in Längsrichtung verlaufende, in Umfangsrichtung
beabstandete Zähne oder Keile (nicht spezielle dargestellt)
umfassen. Eine geeignete Dichtung (nicht speziell dargestellt) kann
zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseelement 218 und 220 angeordnet
sein, und ein geeignetes Schmiermitteleinfüllmittel, z.
B. ein Schmiernippel 238, kann an dem Ausgleichsgehäuse 216 installiert
oder in dieses inkorporiert sein.
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Die
Zahnkranzbaugruppe 202 kann einen ersten Zahnkranzteil 240,
einen zweiten Zahnkranzteil 242 und einen Isolator oder
mehrere Isolatoren 244 umfassen, die zwischen dem ersten
und dem zweiten Zahnkranz teil 240 und 242 angeordnet
sein können. Der erste Zahnkranzteil 240 kann
einen Nabenabschnitt 250 und einen Kraftübertragungsabschnitt 252 umfassen,
der an den Nabenabschnitt 250 gekoppelt sein kann. Der
Kraftübertragungsabschnitt 252 kann so konfiguriert
sein, dass er Kraft von dem Motor/Antriebsstrang 14 (1) über
ein „Endlos”-Kraftübertragungselement,
wie z. B. einen Riemen 32 (1) empfängt.
Während der erste Zahnkranzteil 240 als einstückig
ausgebildet dargestellt ist, könnten der Nabenabschnitt 250 und
der Kraftübertragungsabschnitt 252 selbstverständlich separate
Komponenten sein, die drehsicher aneinander gekoppelt sein könnten.
Eine derartige Konfiguration ermöglicht es, den größten
Teil der Zahnkranzbaugruppe 202 zu benutzen, gleich welches
spezielle Mittel zum Übertragen von Antriebsdrehmoment zwischen
dem Motor/Antriebsstrang 14 (1) des Motorrads 10 (1)
verwendet wird. So könnte ein anderer Kraftübertragungsabschnitt
ausgelegt und konstruiert sein, um die Verwendung eines anders konfigurierten
Riemens (nicht dargestellt), einer Kette (nicht dargestellt) oder
einer Antriebswelle (nicht dargestellt) zu ermöglichen.
In letzterem Fall könnte der Kraftübertragungsabschnitt 252 beispielsweise als
ein Kegeltellerrad ausgebildet sein. Der Nabenabschnitt 250 kann
eine komplementäre Lageraufnahme 256 aufweisen,
und ein Lagersatz 258 kann verwendet werden, um den Nabenabschnitt 250 an den
zweiten Lagerzapfen 232 zu montieren. Eine Sicherungsring 260 kann
an einer um den zweiten Lagerzapfen 232 ausgebildeten ringförmigen
Nut 262 installiert sein und kann an der inneren Lagerlaufbahn 264 des
Lagersatzes 258 anliegen.
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Der
zweite Zahnkranzteil 242 kann einen passenden Zahnkranz-Koppelabschnitt 268 aufweisen,
der mit dem Zahnkranz-Koppelabschnitt 236 des Ausgleichsgehäuses 216 in
Eingriff treten kann, um so den zweiten Zahnkranzteil 242 drehsicher
mit dem Ausgleichsgehäuse 216 zu kop peln. Bei
dem dargestellten Beispiel umfasst der passende Koppelabschnitt 268 mehrere
passende Zähne oder Keile (nicht speziell dargestellt),
die mit den Keilen des Zahnkranz-Koppelabschnitts 234 in
Eingriff treten. Die Befestigungselemente 222, die verwendet
werden, um den ersten und den zweiten Gehäuseteil 218 und 220 aneinander
zu koppeln, können auch verwendet werden, um den zweiten
Zahnkranzteil 242 fest, aber lösbar an das Ausgleichsgehäuse 216 zu koppeln.
Bei dem dargestellten Beispiel sind die Befestigungselemente 222 durch
(nicht dargestellte) Löcher in dem ersten und dem zweiten
Gehäuseteil 218 und 220 aufgenommen und
in (nicht dargestellten) Gewindelöchern, die in dem zweiten
Zahnkranzteil 242 ausgebildet sind, schraubbar aufgenommen. Der
Nabenabschnitt 250 des ersten Zahnkranzteils 240 und
der zweite Zahnkranzteil 242 können zusammenwirken,
um mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Hohlräume 270 zu
begrenzen, in denen die Isolatoren 244 aufgenommen sein
können. Jeder der in Umfangsrichtung beabstandeten Hohlräume 270 kann
eine radiale innere und eine radiale äußere Wand 272 bzw. 274,
die von dem zweiten Zahnkranzteil 242 definiert sein können,
und ein Paar radial verlaufene Seitenwände (nicht speziell
dargestellt) aufweisen, die im Wesentlichen quer zu der radialen
inneren und der radialen äußeren Wand 272 und 274 angeordnet
sein können. Bei dem dargestellten speziellen Beispiel
ist jede der radial verlaufenden Seitenwände durch den
zweiten Zahnkranzteil 242 gebildet, und die Isolatoren 244,
die aus einem nachgiebigen Material bestehen, stehen mit den radial
aneinander grenzenden Flächen 280 und 282 des
ersten und des zweiten Zahnkranzteils 240 bzw. 242 in Reibkontakt,
um Drehkraft dazwischen zu übertragen. Selbstverständlich
könnten die radial verlaufenden Seitenwände sowohl
von dem ersten als auch von dem zweiten Zahnkranzteil 240 und 242 gebildet sein.
Beispielsweise könnte eine von dem ersten Zahnkranzteil 240 gebildete
Seitenwand in Umfangsrichtung zwischen einem Paar von durch den
zweiten Zahnkranzteil 242 gebildeten Seitenwänden
angeordnet sein.
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Die
Differentiallager 204 können an den ersten und
den zweiten Lagerzapfen 230 und 232 gekoppelt
sein (z. B. in Presssitz) und können in jeweiligen der
Lagerzapfenabschnitte 136 zwischen einem jeweiligen Lagerzapfen 132 und
einem Lagerdeckel 112 aufgenommen sein. Es wird deutlich,
dass die Differentiallager 204 das Ausgleichsgehäuse 216 um eine
vorgegebene Achse 290 drehbar an dem Trägergehäuse 110 befestigen.
Bei den Differentiallagern 204 kann es sich um jede beliebige
Art von Lager handeln, wobei bei dem dargestellten Beispiel gekapselte
Rollenlager verwendet werden.
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Das
Sensorrad 206 kann an das Ausgleichsgehäuse 216 oder
an die Zahnkranzbaugruppe 202 gekoppelt sein und kann mehrere
in Umfangsrichtung beabstandete Sensorziele 192 umfassen,
die von dem Sensor 168 abgetastet werden können,
der an das Trägergehäuse 110 gekoppelt
ist. Der Sensor 168 kann reagierend ein Sensorsignal erzeugen,
das von einer Steuerung 296 empfangen werden kann. Die
Steuerung 296 kann das Sensorsignal verwenden, um eine
Drehgeschwindigkeit des Ausgleichsgehäuses 216 zu
bestimmen. Man wird erkennen, dass die Drehgeschwindigkeit des Ausgleichsgehäuses 216 für
verschiedene Zwecke verwendet werden kann, darunter die Steuerung
des Motor/Antriebsstrangs 14 (1), um die
Ausgangsgeschwindigkeit oder das Ausgangsdrehmoment des Motor/Antriebsstrangs 14 (1)
zu reduzieren und/oder um die (nicht dargestellte) Felgenbremsenbaugruppe
zu steuern, z. B. wenn bei einem Fahrzeug ein Brems-Antiblockiersystem,
Antriebsschlupfregelung und/oder Fahrzeugstabilitätskontrolle
vorgesehen sind.
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Jede
der Achswellenbaugruppen 104 kann eine Welle 300,
ein Wellenlager 302, einen Distanzring 304, einen
Sicherungsring 306 und eine Lagerbefestigungsplatte 308 umfassen.
Die Welle 300 kann ein Wellenteil 310, das zur
Aufnahme in der Rohrstruktur 170 konfiguriert ist, und
einen Radflansch 312 umfassen, der so konfiguriert sein
kann, dass er an eines der Hinterräder 22 (1)
des Motorrads 10 (1) koppelbar
ist. Das Wellenteil 310 kann ein proximales Ende, das mehrere
Keilprofilzähne 316 haben kann, und ein distales
Ende umfassen, an dem ein Wellenlagerzapfen 318 ausgebildet sein
kann. Die Keilprofilzähne 316 können
mit mehreren passenden Keilprofilzähnen 320 in
Eingriff stehen, die an dem Innendurchmesser des Antriebskegelrads 214 ausgebildet
sind, um so die Welle 300 mit einem jeweiligen der Antriebskegelräder 214 drehbar
zu koppeln. Die Lagerbefestigungsplatte 308, das Wellenlager 302,
der Distanzring 304 und der Sicherungsring 306 können
auf dem Wellenlagerzapfen 318 aufgenommen sein. So können
die Lagerbefestigungsplatte 308 und der Distanzring 306 verschiebbar über
dem Wellenlagerzapfen 318 aufgenommen sein, das Wellenlager 302 kann
sich in Presssitz auf dem Wellenlagerzapfen 318 befinden, und
der Sicherungsring 306 kann in einer ringförmigen
Nut 324 aufgenommen sein, die in dem Wellenlagerzapfen 318 ausgebildet
sein kann. Die Lagerbefestigungsplatte 308 kann über
mehrere Befestigungselemente 328 lösbar an ein
Ende der Rohrstruktur 170 gekoppelt sein und kann eine
Klemmkraft auf die äußere Lagerlaufbahn 330 des
Wellenlagers 302 ausüben, die die äußere
Lagerlaufbahn 330 an der Rohrstruktur 170 festlegt
(d. h. drehsicher koppelt). Es ist zu erkennen, dass die Wellenlager 302 die
distalen Ende der Wellenteile 300 in den Rohrstrukturen 170 halten
und dass die Sicherungsringe 306 und die Distanzringe 304 zusammenwirken,
um eine den Lagerbefestigungsplatten 308 abgewandte Seite
der Wellenlager 302 zu halten.
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Auch
ohne Darstellung ergibt sich aus dieser Offenbarung, dass Dichtungen
an den proximalen Enden der Rohrstrukturen 170 und an der
Lagerzapfenbohrung 236 in dem ersten und dem zweiten Lagerzapfen 230 und 232 installiert
sein können, die die Wellenteile 310 abdichtend
berühren, um das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz
in die Achsrohrbaugruppen 108 und das Ausgleichsgehäuse 216 zu
verhindern.
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Aus
der vorliegenden Offenbarung geht hervor, dass zum Installieren
(oder Austauschen) des Endlos-Kraftübertragungselements
(z. B. des Riemens 32 der 1) die Achsgehäusebaugruppe 100 nicht
zerlegt werden muss, um die Achsrohrbaugruppen 108 voneinander
zu trennen. So können die Lagerbefestigungsplatten 308 von
den Rohrstrukturen 170 gelöst werden, und die
Achswellenbaugruppen 104 können von der Differentialbaugruppe 102 auswärts
geschoben werden; die Lagerdeckel 112 können von
dem Trägergehäuse 110 gelöst
werden; die Differentialbaugruppe 102 kann von dem Trägergehäuse 110 entfernt
werden, um ein Endlos-Kraftübertragungselement um den Umfang
des Kraftübertragungsabschnitts 252 des ersten
Zahnkranzteils 240 herum zuzulassen; und die hintere Achsbaugruppe 20 kann
durch Umkehren der vorstehend genannten Schritte wieder zusammengebaut
werden. Da die hintere Achsbaugruppe 20 nicht in einem
solchen Maße zerlegt wird, dass sie Achsrohrbaugruppen 108 voneinander
entkoppelt werden, wenn ein Endlos-Kraftübertragungselement
installiert oder gewechselt wird, sind wichtige Abmessungen und
Toleranzen, wie z. B. die Gesamtlänge des Achsbaugruppe,
der Abstand zwischen den Aufhängungspunkten 172 und
der Abstand zwischen dem Kraftübertragungsabschnitt 252 des
ersten Zahnkranzteils 204 und den Aufhängungspunkten 172 nicht
betroffen, und der Rundlauf der Differentialbaugruppe 102 ändert
sich nur wenig, wenn überhaupt. Folglich kann ein Endlos-Kraftübertragungselement
installiert oder gewechselt werden, ohne dass die Leistung des Motorrads 10 (1)
beeinträchtigt wird.
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Ein
weiterer Vorteil der hinteren Achsbaugruppe 20 betrifft
ihre modulare Konfiguration. So können Teile der hinteren
Achsbaugruppe 20, wie z. B. das Trägergehäuse 110 oder
die gesamte Achsgehäusebaugruppe 100 für
eine Familie von Achsbaugruppen gleich sein, um so alternative Achsbaugruppen
zu relativ niedrigeren Kosten bereitzustellen. Beispielsweise kann
die Achsgehäusebaugruppe 100 für eine
erste Familie von Achsbaugruppen 400a wie in 12 dargestellt
gleich sein, während die Differentialbaugruppe, die von
jedem Familienmitglied 402 verwendet wird, unterschiedlich
ist. So verwendet ein erstes Familienmitglied 402a eine
Differentialbaugruppe 102a mit einer offenen Differentialkonfiguration,
ein zweites Familienmitglied 402b verwendet eine Differentialbaugruppe 102b mit
einer wahlweise sperrbaren Differentialkonfiguration, ein drittes
Familienmitglied 402c verwendet eine Differentialbaugruppe 102c mit
einer Konfiguration mit begrenzten Schlupf und ein viertes Familienmitglied 402d verwendet
eine Differentialbaugruppe 402d mit einer schrägverzahnten
Ritzelanordnung. Eine zweite Familie von Achsbaugruppen 400b ist
im Wesentlichen ähnlich der ersten Familie von Achsbaugruppen 400a,
außer dass der Kraftübertragungsabschnitt 252 des
ersten Zahnkranzteils 240 anders bemessen ist, so dass
die Familienmitglieder 402a' bis 402d' der zweiten
Familie von Achsbaugruppen 400b ein Untersetzungsverhältnis
(Antriebsdrehzahl zu Abtriebsdrehzahl) erhalten, das sich von dem
der Familienmitglieder 402a bis 402d der ersten
Familie von Achsbaugruppen 400a unterscheidet.
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Selbstverständlich
könnten andere Familien von Achsbaugruppen gefertigt werden.
Beispielsweise kann eine dritte Familie von Achsbau gruppen im Wesentlichen ähnlich
der ersten Familie von Achsbaugruppen 400a sein, außer
dass die Familienmitglieder der dritten Familie von Achsbaugruppen
andere Achsrohrbaugruppen verwenden (z. B. sind die Achsrohrbaugruppen ähnlich
den oben beschriebenen, verwenden jedoch andere Aufhängungspunkte). Als
weiteres Beispiel kann eine vierte Familie von Achsbaugruppen im
Wesentlichen ähnlich der ersten Familie von Achsbaugruppen 400a sein,
außer dass das Trägergehäuse 110 der
Familienmitglieder der vierten Familie von Achsbaugruppen so bearbeitet ist,
dass ein anderer Sturzwinkel und/oder Spurwinkel bereitgestellt
wird.
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Bei
den Beispielen der 13 und 14 ist ein
Teil einer anderen Achsbaugruppe, die gemäß den
Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, allgemein mit
dem Bezugszeichen 20' bezeichnet. Die hintere Achsbaugruppe 20' kann
der hinteren Achsbaugruppe 20 der 2 bis 11 im
Wesentlichen ähnlich sein, außer dass die hintere
Achsbaugruppe der 20' eine Motorbaugruppe 500 und
ein paar Sensoren 168' aufweist. Die Motorbaugruppe 500 kann
an das Trägergehäuse 110' montiert sein und
kann einen Elektromotor 502, ein von dem Elektromotor 502 antreibbares
Ausgangselement 504 und eine Kupplung 506 umfassen,
die verwendet werden kann, um das Ausgangselement 504 rotationsmäßig
von dem Elektromotor 502 abzukoppeln. Das Ausgangselement 504 kann
jede Art von Ausgangselement sein, das Drehkraft an die Differentialbaugruppe 102' übertragen
kann. Bei dem dargestellten speziellen Beispiel ist das Ausgangselement 504 ein
Ritzel und steht mit einem Innenzahnrad 510 in Eingriff,
das an einer Seite des ersten Zahnkranzteils 204' befestigt
oder ausgebildet sein kann. Die Motorbaugruppe 500 kann
betätigt werden, um zu bewirken, dass das Ausgangselement 504 von
dem Elektromotor 502 so angetrieben wird, dass es die Differentialbaugruppe 102' in
eine Richtung antreibt, die es ermöglicht, ein Fahrzeug,
das die hintere Achsbau gruppe 20' einsetzt, in eine Rückwärtsrichtung
zu bewegen. Die Kupplung 506 kann so konfiguriert sein,
dass sie das Ausgangselement 504 rotationsmäßig
von dem Elektromotor 502 abkoppelt, wenn das Fahrzeug,
das die hintere Achsbaugruppe 20' einsetzt, in Vorwärtsrichtung
bewegt wird.
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Jeder
der Sensoren 168' kann an eine der hinteren Achsrohrbaugruppen 108' gekoppelt
sein und kann so konfiguriert sein, dass er die vielen Sensorziele 192 abtastet,
die zu dem Tonrad 520 gehören, das drehfest mit
den Achswellenbaugruppen 104' gekoppelt ist. Selbstverständlich
können die Tonräder 502 an jeden beliebigen
Teil der Achswellenbaugruppen 104' gekoppelt sein, und
sie könnten an die Wellenlager 302' gekoppelt
sein. Ebenso wird man erkennen, dass die Sensoren 168' den
einen Sensor 168 ersetzen, der bei dem Beispiel der 2 bis 11 verwendet
wird, und dass die von den Sensoren 168' erzeugen Sensorsignale
für ABS, Antriebsschlupfregelung und/oder Fahrzeugstabilitätskontrolle
verwendet werden können, selbst wenn die Differentialbaugruppe 102' ein
offenes Differential, ein Differential mit begrenztem Schlupf oder
ein wahlweise sperrendes Differential verwendet.
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Bei
dem Beispiel der 15 ist ein Teil einer anderen
Achsbaugruppe, die gemäß den Lehren der vorliegenden
Offenbarung konstruiert ist, allgemein mit dem Bezugszeichen 20'' bezeichnet.
Die hintere Achsbaugruppe 20'' kann im Wesentlichen der
hinteren Achsbaugruppe 20 der 1 bis 11 ähnlich sein,
außer dass das Trägergehäuse 110'' vollkommen
gekapselt sein kann, der Kraftübertragungsabschnitt 252'' der
Differentialbaugruppe 102'' ein Kegeltellerrad sein kann
und ein Eingangsritzel 600 in dem Trägergehäuse 110'' untergebracht
sein kann. Drehkraft kann über die Welle 602,
die nicht drehbar an das Eingangsrit zel 600 gekoppelt ist
(z. B. über eine Keilverzahnung) an die hintere Achsbaugruppe 20'' übertragen
werden.
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Bei
dem Beispiel der 16 und 17 ist ein
Teil einer weiteren anderen Achsbaugruppe, die gemäß den
Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, allgemein mit
dem Bezugszeichen 20''' bezeichnet. Die hintere Achsbaugruppe 20''' kann
im Wesentlichen der hinteren Achsbaugruppe 20 der 1 bis 11 ähnlich
sein, außer dass eine Abdeckung 700 mit einstückigen
Lagerdeckeln 112''' anstelle der separaten Lagerdeckel 112 (2) verwendet
werden kann. Die Abdeckung 700 kann an das Trägergehäuse 110''' gekoppelt
sein und kann einen Teil der Differentialbaugruppe 102 bedecken. Die
Abdeckung 700 kann entsprechend eingeschnitten sein, um
Raum für das Endlos-Kraftübertragungselement zu
bieten.
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Bei
einem weiteren Beispiel kann die hintere Achsbaugruppe im Wesentlichen
der hinteren Achsbaugruppe 20 der 1 bis 11 ähnlich
sein, außer dass die Differentialbaugruppe einen Zahnradsatz
mit mehreren Geschwindigkeiten verwenden kann, der mindestens zwei Übersetzungsverhältnisse
haben kann. Die mindestens zwei Übersetzungsverhältnisse
können eine Übersetzungsverhältnis hoher
Drehzahl und ein Übersetzungsverhältnis niedriger
Drehzahl umfassen und/oder könnten ein oder mehrere Vorwärts-Übersetzungsverhältnis/se
und ein Rückwärts-Übersetzungsverhältnis
umfassen.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel kann die hintere Achsbaugruppe
der hinteren Achsbaugruppe
20 der
1 bis
11 im
Wesentlichen ähnlich sein, außer dass das Endlos-Kraftübertragungselement,
der erste Zahnkranzteil der Differentialbaugruppe und das Ausgangselement des
Motor/Antriebsstrangs ein stufenloses Getriebe bilden können.
So verwenden der erste Zahnkranzteil und das Ausgangselement Scheiben
mit variablem Durchmesser (nicht dargestellt), die einen Antrieb
mit Riemenscheibe mit variablem Durchmesser oder Reeves-Antrieb
bilden. Alternativ können der erste Zahnkranzteil der Differentialbaugruppe
und das Ausgangselement des Motor/Antriebsstrangs als verstellbare
Zahnkränze konfiguriert sein, bei denen Zähne
hinzugefügt oder weggenommen werden können. Ein
Beispiel für eine derartige Zahnkranzkonfiguration ist
in
US-Patent Nr. 5,406,863 beschrieben.
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Eine
weitere hintere Achsbaugruppe 800 ist in 18 dargestellt.
Die hintere Achsbaugruppe 800 kann eine Achsgehäusebaugruppe 802 umfassen,
die einen vorderen Trägerteil 804 und einen hinteren
Trägerteil 806 aufweisen kann, der durch mehrere
Befestigungselemente mit Gewinde 808 an lösbar
an den vorderen Trägerteil 804 gekoppelt sein kann.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 19 kann
der vordere Trägerteil 804 ein paar V-förmige Endelemente 810,
ein Paar Rohrstrukturen 812, ein Paar erste Verstärkungen 816 (nur
eine gezeigt), ein Paar seitlich verlaufende Elemente 818,
ein Paar zweite Verstärkungen 820 und ein Paar
Lagerzapfen 822 umfassen, die aneinander gekoppelt sein
können (z. B. durch Schweißen). Der hintere Trägerteil 806 kann
ein im Wesentlichen U-förmiges oder C-förmiges
Bügelelement 830 und ein Paar Lagerdeckel 832 (nur
einer gezeigt) umfassen, die passend mit den Lagerzapfen 822 in
Eingriff gebracht werden können. Die Differentialbaugruppe 840 kann
ein Paar (nicht dargestellte) Differentiallager aufweisen, die zwischen
den Lagerzapfen 822 und den Lagerdeckeln 832 angeordnet
sein können. Man wird erkennen, das ein Endlos-Kraftübertragungselement 860, wie
z. B. ein Riemen oder eine Kette an die Differentialbaugruppe 840 gekoppelt
sein kann und sich von der hinteren Achsbaugruppe 800 aus
einer durch das Paar seitlich verlaufende Elemente 818 und
das Paar zweite Verstärkungen 820 begrenzte Öffnung 862 erstrecken
kann.
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Während
in der Beschreibung und den Zeichnungen spezifische Ausführungsbeispiele
beschrieben bzw. dargestellt wurden, versteht es sich für
den Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen
werden können und Äquivalente gegen Elemente derselben
ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden
Offenbarung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
Ferner wird das Mischen und Anpassen von Merkmalen, Elementen und/oder
Funktionen zwischen verschiedenen Ausführungsbeispielen
hier explizit in Erwägung gezogen, sodass ein normal qualifizierter
Fachmann auf diesem Gebiet aus dieser Offenbarung entnimmt, dass
Merkmale, Elemente und/oder Funktionen eines Beispiels in geeigneter Weise
in ein anderes Beispiel inkorporiert werden können, sofern
oben nicht anders beschrieben. Außerdem können
zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte
Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der vorliegenden
Offenbarung anzupassen, ohne vom wesentlichen Umfang derselben abzuweichen.
Daher soll die vorliegende Offenbarung nicht als auf die speziellen Ausführungsbeispiele
beschränkt gelten, die gemäß der Spezifikation
und den Zeichnungen derzeit als beste Art zum Ausführen
der Lehren der vorliegenden Offenbarung erachtet werden, sondern
der Umfang der vorliegenden Offenbarung soll alle Ausführungsbeispiele
einschließen, die innerhalb der vorangegangenen Beschreibung
und der anhängenden Ansprüche liegen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine
Achsbaugruppe für ein Motorrad mit mehreren Antriebsrädern.
Die Achsbaugruppe ist so konfiguriert, dass sie es einem Benutzer
ermöglicht, ein Endlos-Kraftübertragungselement
auszuwechseln, ohne die Achsgehäusebaugruppe im Wesentlichen
zu zerlegen. Ein Verfahren zum Bilden der Achsbaugruppe und ein
Verfahren zum Auswechseln eines Endlos-Kraftübertragungselements
werden ebenfalls bereitgestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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