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I,agerunq für das Hinterrad eines
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Motorrades Die Erfindung bezieht sich auf eine ISinterradlagerung
der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrundeliegenden Art.
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Bei modernen Motorradkonstruktionen umschließt der Rahmen im Grunde
nur noch den Motor und reicht nicht mehr bis zur Achse des Hinterrades. Die Verbindung
vom Rahmen bis zu dieser Achse wird vielmehr durch die Schwinge hergestellt, an
der die Hinterachse gelagert ist und die an dem Rahmen im unteren Bereich um eine
Querachse auf- und niederschwenkbar befestigt ist. Die Schwinge stützt sich über
ein Federelement am Rahmen ab, im allgemeinen über ein sogenanntes Federbein, welches
aus einem mit einer Schraubenfeder komtinierten Stoßdämpfer besteht. Der Sinn der
Lagerung des Hinterrades in einer Schwinge besteht darin, es in die
gefederte
Masse einbeziehen zu können, was der Straßenlage des Motorrades zugute kommt.
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Besonders ausgeprägt ist das Problem bei Motorrädern, die für Geländefahrten
oder Moto-Cross-Zwecke eingesetzt werden. Hier ist ein großer Federweg erwünscht
und kommt es gleichzeitig auf eine möglichst geringe Trägheit des Gesamtaggregats
Schwinge/Antrieb/Hinterrad an, damit das Hinterrad den starken Bodenunebenheiten
rasch folgen kann und möglichst dauernd am Boden bleibt, um eine ununterbrochene
Traktion zu sichern. Das Hinterrad darf sich also nicht in der Luft drehen, weil
während dieser Zeitabschnitte kein Vortrieb auf den Boden gebracht werden kann.
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Bei den bisher bekannten Hinterradaufhängungen ist die träge Masse
des Hinterradaggregats durch die träge Masse der Schwinge, die sich von ihrem Schwenkpunkt
bis zur Achse des Hinterrades erstreckt, durch die träge Masse des Hinterrades selbst
und die träge Masse des Antriebselements für das Hinterrad bestimmt, welches in
den meisten Fällen aus einem ziemlich großen Kettenrad mit darum geschlungener Antriebskette
besteht, in manchen Fällen, d.h. bei Kardanantrieb, aus dem großen Kegelrad mit
zugehörigem Ritzel und Gehäuse.
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Bei den Bemühungen, das Trägheitsmoment des an der Schwinge auf-
und niederschwenkbaren Hinterradaggregats zu verringern, muß das Hinterrad selbst
außer Betracht bleiben, weil an dessen Vorhandensein und Ausbildung nichts geändert
werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hinterradlagerung
der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art so auszugestalten, daß die
Beiträge der Schwinge selbst und des Antriebselements zum Trägheitsmoment des Hinterradaggregats
verringert werden.
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Die erfindungsemäße Lösung dieser Aufgabev(rkörpert sich in dem im
Hennzeic]lell cles Anspruchs 1 wiedergegebenen Grundgedanken.
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Daß das Hinterrad "mittenfrei" sein soll, bedeutet, daß keine Achse
mehr vorhanden sein soll, die durch Speichen von der Felge aus qcitfitzt ist. Die
dadurch gegebenen Masseantei ic, die zum Trägheitsmoment um di e 'ichwsllkachse
der Schwinge erheblich beitragen, werden eingespart; indem das Hinterrad an der
Felge gefaßt und gelagert wird.
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Hierdurch verkürzt sich auch die Schwinge, die nur mehr bis zur Felge
reichen muß und deren sonst bis zur Achse reichende Teile hier ebenfalls keinen
Beitrag zum Trägheitsmoment mehr leisten.
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Die Felge muß natürlich in geeigneter Weise gestaltet sein, um eine
Lagerung an der Schwinge zu ermöglichen, die einerseits die Lage des Mittel - bzw.
Drehpunktes der Felge gegenüber der Schwinge und andererseits die Tage der Felge
in der Radebene aufrechtzuerhalten yestattet.
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Eine in Betracht kommende Möglichkeit ist in Anspruch 2 wiedergegeben,
während die Ansprüche 3 bis 5 konstruktive Ausgestaltungen dieser Möglichkeit zum
Gegenstand haben.
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Besonders wenn es sich um eine Gelände- oder Moto-Cross-Maschine
handelt, ist das Hinterrad starker Verschmutzung ausgesetzt. Die Nut in der Felge,
in der die führenden Wälzkörper laufen,und der Zahnkranz bei dem Vorhandensein eines
Kardanantriebes müssen dann vor Verschmutzung sorgfältig geschützt werden, was durch
den Abdeckring nach Anspruch 6 geschehen kann.
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Eine sehr wichtige Ausgestaltung des in Anspruch 1 wiedergegebenen
Erfindungsgedankens ist Gegenstand des Anspruchs 7.
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Die Antriebsverbindung soll demnach nicht mehr bis zur Achse geführt
werden, sondern im Bereich der Felge bzw. des Reifens an dem Hinterrad angreifen.
Auch durch diese Verlagerung der die Antriebsverbindung bildenden Teile gegen den
Schwenkpunkt der Schwinge hin wird das Trägheitsmoment der Gesamtanordnung verringert.
Elemente
wie Ketten- oder Kegelräder brauchen im Bereich der Achse
nicht mehr vorhanden zu sein, sondern kommen erst in einem sehr viel schwenkpunktnäheren
Bereich zur Wirkung.
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Der Antrieb soll ferner "umschlingungsfrei und formschlüssig" sein.
Ausgeschlossen sind also Reibungsantriebe, weil damit die erforderlichen Drehmomente
insbesondere auch unter Berücksichtigung der mit vielen Lastspitzen versehenen unregelmäßigen
Beanspruchung nicht auf das Hinterrad übertragbar sind. Mit dem Ausdruck "umschlingungsfrei"
sollen Konstruktionen ausgeschlossen werden, die ein sehr großes Kettenrad oder
eine solche Riemenscheibe an der Seite des Hinterrades in Höhe des Reifens vorsehen.
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Die Umschlingungsglieder besitzen eine beachtliche Masse und erstrecken
sich noch bis über die Achse hinaus, so daß wiederum einen erheblichen Beitrag zum
Trägheitsmoment um die Schwenkachse der Schwinge leisten würden.
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Antriebskonstruktionen mit-einer Riemenscheibe großen Durchmessers
sind aus älteren Motorradkonstruktionen bekannt. Der Antrieb des Riemens erfolgt
unmittelbar von der Kurbelwelle des Motors, also ohne Getriebe. Die Nachgiebigkeit
des Riemens sollte die Schwingungen des Motors ausgleichen.
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Die Ansprüche 8 und 9 geben alternative Ausführungsformen der Drehmomentübertragung
auf das Hinterrad an, bei denen entweder am Reifen selbst bzw. dessen Profil oder
mit einem Ritzel, also ohne Kette, an einem mit dem Hinterrad verbundenen, im Bereich
der Felge vorhandenen Zahnkranz angegriffen wird.
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Die Bremse kann dabei gemäß Anspruch 10 an der Rolle bzw. dem Zahnradantrieb
angreifen.
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Wegen derDrehzahluntersetzung zwischen diesen beiden r lelllerllerl
uria aem ninterrau ist eine gielc?lzeitlge Drehmomentübersetzung gegeben, so daß
bei einem Angriff an den beiden genannten Elementen die Bremse entsprechend schwächer
dimensioniert sein kann, um am Hinterrad die gleiche Bremswirkung zu erzielen.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgestalteten
Antriebs- und Lageranordnung für das Hinterrad eines Motorrades; Fig. 2 zeigt einen
Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer anderen
Ausführungsform; Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-lV in Fig. 3.
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Das in Fig. 1 und 2 als Ganzes mit 100 bezeichnete Hinterradaggregat
umfaßt eine Schwinge 1, die mit dem in Fig. 1 rechten Ende um eine Schwenkachse
2 auf- und niederschwenkbar an dem den Motor tragenden Rahmen 3 gelagert und durch
eine nicht dargestellte Federbeinanordnung an dem Rahmen 3 abgestützt ist. Die Schwinge
1 umfaßt zwei seitliche Wangen 4 und 5, die sich einander gegenüberstehend von der
Schwenkachse 2 aus nach hinten erstrecken. An dem anderen Ende der Schwinge 1 ist
an dieser das als Ganzes mit 6 bezeichnete Hinterrad gelagert, welches eine Felge
7 sowie den Reifen 8 umfaßt. Zwischen dem Hinterrad 6 und der Schwenkachse 2 der
Schwinge 1 ist an dieser auf einer Welle 9 eine Antriebsrolle 10 drehbar gelagert,
die auf einer Seite mit einem koaxialen Kettenrad 11 verbunden ist, welches über
eine Kette 12 von einem am Motorblock sitzenden Ritzel angetrieben wird, wie es
bei den bekannten Ausführungsformen über das auf der Hinterachse angeordnete Kettenrad
erfolgt.
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Das Antriebsrad 10 besitzt in Längsrichtung der Welle 9 eine in der
Mitte eingeschnürte Umfangsgestalt, die in ihrem Verlauf der Lauffläche des Reifens
8 angepaßt ist.
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Der Reifen 8 besitzt, das es sich um eine Gelände- oder
Moto-Cross-Maschine
handeln soll, relativ grobe Stollen 13, die wie die Zähne eines Zahnrades angeordnet
sind und zwischen die die Antriebsrolle 10 mit entsprechend angeordneten und geformten
Vorsprüngen 10 eingreift. Die-auftretenden Umfangskräfte können von den Stollen
13 übertragen werden, weil sie nicht größer sind als die Umfangskräfte, die die
Stollen am Boden ausüben. Die Stollen 13 sind in den Fig. 1 und 2 nur auf einem
Teil des Umfangs des Hinterrades 6 angedeutet.
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Die beiden Schenkel.4,5 der Schwinge 1 sind durch Querstege 15,16
miteinander lösbar verbunden, von denen der Quersteg 15 zwischen der Antriebsrolle
10 und dem Rahmen 3 und der Quersteg 16 am hinterradseitigen Ende der Schwinge 1
vorgesehen sind.
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Das Hinterrad 6 besitzt keine Speichen und keine Welle im Zentrum.
Die Lagerung erfolgt an der Felge 7. Der lichte Raum innenseitig des Innenumfangs
17 der Felge 7 ist also frei, so daß der Quersteg 16 innenseitig dieses Innenumfangs
angeordnet sein kann, ohne die Drehung des Rades 6 zu behindern. Der Quersteg 16
ist entsprechend dem Innenumfang 17 gewölbt und erstreckt sich über die gesamte
Höhe der Schwinge 1, damit die Schwinge die für eine einwandfreie Lagerung der Antriebsrolle
10 und des Hinterrades 6 erforderliche Verwindungssteifigkeit bekommt.
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In der Felge sind in beiden zur Radebene parallelen Seitenflächen
17,18 umlaufende, zur Achse des Hinterrades 6 koaxiale Ringnuten 20,21 angebracht.
Die Seitenflanken 23i24 der Nut 20 verlaufen senkrecht zur Radebene, während der
Boden 25 der Nut 20 parallel zur Radebene gelegen ist. Die Nut 21 ist entsprechend
ausgebildet.
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Von den einander zugewandten Innenseiten der seitlichen Wangen 4,5
der Schwinge 1 stehen Zapfen 26 vor, die in die Nuten 20,21 eingreifen und über
nadelgelagerte Rollen 27 an den seitlichen Flanken 23,24 abgestützt sind. Die Zapfen
26 sind am gegen den Nutgrund 25 vorstehenden Ende quergeschlitzt und tragen in
dem Querschlitz 28 auf einem
Zapfen 29 eine Rolle 30, die sich
am Nut grund 25 abstützt.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind an jeder Schwinge 1 mindestens
zwei mit Abstand senkrecht zur Länyserstreckung der Schwinge 1 angeordnete Zapfen
26 vorhanden, damit das Rad in der Radebene eine einwandfreie Führung ohne zu große
Lagerkräfte erhält.
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Bei dem Hinterradaggregat 200 der Fig. 3 und 4 sind den Fig. 1 und
2 entsprechende Teile mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. Die Lagerung des
Hinterrades 6 an der Schwinge 1' entspricht der Ausführungsform nach den Fig. 1
und2 . Der wesentlichste Unterschied liegt in der Antriebsverbindung, die nicht
mehr eine an dem Stollen des Reifens 6 angreifende Antriebsrolle umfaßt, sondern
als Kardanantrieb ausgebildet ist. Es ist eine Antriebswelle 32 vorgesehen, die
in nicht dargestellter Weite vom Motor angetrieben ist und zu einem Kardangelenk
33 führt, dessen Drehpunkt mit der Schwenkachse 2 der Schwinge 1' zusammenfällt.
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Von dem Kardangelenk 33 fuhrt eine Welle 34 zu einem Ritzel 35, welches
seitlich an der Schwinge 1' gelagert ist und durch ein Fenster 39 in der Wanye 5'
dzr ';c}-lvino 1' in Zahnkränze 36,37 zu beiden Seiten der Nut 21 eingreift.
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In der Praxis ist das Ritzel 35 natürlich in einem Gehäuse eingeschlossen.
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Um die Nut 21 vor dem Eindringen von Verschmutzungen zu schützen,
ist ein Abdeckring 40 vorgesehen, der mit der Schwinge 1' verbunden ist und die
Nut 21 auf ihrer von der Schwinge 1' nicht überdeckten Erstreckung abdichtet. Es
versteht sich, daß ein solcher Abdeckring 40 auch bei der Ausführungsform nach den
Fig. 1 und 2 vorgesehen sein kann.
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Die Bremse kann bei beiden Ausführungsformen in die Antriebsverbindung
integriert werden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist bei der Ausführungsform 100
eine kleine Trommelbremse 50 vorgesehen, die an der Wange 4 der Schwinge 1 befestigt
ist und auf die Antriebsrolle 10 wirkt. Durch die Anordnung an dieser Stelle kann
die Bremse 50 relativ
klein gehalten werden, da die auftretenden
Bremskräfte im Verhältnis der Durchmesser zwischen der Antriebsrolle 10 und dem
Hinterrad 6 verringert sind. Bei der Ausführungsform 200 ist die Bremse nicht dargestellt.
Sie kann beispielsweise auf die Welle 32 wirken, wobei das Obersetzungsverhältnis
und die auftretenden Bremskräfte noch günstiger sind als bei der Ausführungsform
100.
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