DE8704697U1

DE8704697U1 - Rahmenkonstruktion für Motorrad

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Publication number: DE8704697U1
Application number: DE8704697U
Authority: DE
Original assignee: Elf France SA
Current assignee: Elf Antar France
Priority date: 1986-04-01
Filing date: 1987-03-30
Publication date: 1987-05-21
Also published as: FR2596352A1; JPS62295782A; IT8719920A0; FR2596352B1; DE3710556A1; IT1203416B; GB2188598A; JPH07108676B2; GB8706813D0; US4805717A; GB2188598B

Description

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DfPL- ING. BODO THIELKlNG

DIPL- ING. OTTO ELBERTZHAGEN *

POSTSCHECKKONTO! HAN 3091 93-302

ÄNjwAufSAKfE: 14 688a datum: 28. März 1987

Anmelder: ELF PRANGE S.A., Tour Elf, 2 place de la Coupole, La Defense 6, F-924OO Courbevoie

Rahmenkonstruktion für Motorrad

Die Erfindung betrifft eine Rahmenkonstruktion für ein Motorrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Motorräder besitzen üblicherweise zur Aufnahme einer Motor-Getriebe-Einheit einen Rahmen, an dem die Einheit befestigt ist. Dieser Rahmen ist einerseits mit der Vorderradaufhängung mit Vorderrad und Lenkung verbunden und andererseits mit der Hinterradaufhängung.

Um diese bekannte Konstruktion zu erleichtern und die dem Motor-Getriebeblock eigene Festigkeit als Längsträger auszunutzen, wurde auch schon vorgeschlagen, den Motorblock mit seitlichen Blechen auszurüsten, an die Träger und Lenker für Vorderrad und Hinterrad angelenkt waren, wobei möglicherweise eine vordere Strebe vorgesehen war, welche den Lenkkopf bildete.

Diese selbsttragende Kombination einer Motor-Getriebe-Einheit erlaubt eine wesentliche Herabsetzung des Motorradgewichts und sogar eine Reduzierung der Herstellungskosten, wenn sie bei Motorrädern mit Serienmotor eingesetzt wird. Derartige bekannte

\ Motorräder unterliegen jedoch während der Benutzung extremen Belastungen, insbesondere Zugbelastungen in der Motor-Getriebe-Einheit, deren Gehäuse häufig durch die Belastungen des Metalls zerstört wird. Diese Belastungen werden durch extreme Wechsel-

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lasten von der Vorderradaufhängung¹ und/oder Hinterradaufhängung während des Fahrbetriebs erzeugt.

Ein Weiterer Nachteil der bekannten Konstruktion liegt aarin· daß nach def Entnähme uös Moocrblocks das Motorrad keinen Rahmen mehr hat und daß Vorderradaufhängung und Hinterradaufhängung voneinander getrennt sind. Es besteht jedoch ein Bedürfnis bei Motorradkonstruktionen nach einem Chassis oder nach einem Trägersystem für den Einbau der Motor-Getriebe-Einheit, welches dem Motorrad seine Einheit und Stidbilität nach. Entfernung des Motor-Getriebeblocks für Reparaturen oder beim Austausch erhält, wobei gleichwohl die Steifheit und große Biegesteifigkeit des Motor-Getriebeblocks mit dem Ziel, das Gewicht des Motorrads zu reduzieren, ausgenutzt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils von Anspruch 1.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchensowie in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Seitenansicht mit teilweise weggebrochen dargestellten Verkleidungsteilen einer bevorzugten Ausführungsform eines Motorrads bzw. einer entsprechenden Rahmenkonstruktion für ein Motorrad. In dieser Zeichnung ist die Vorderradaufhängung praktisch vollständig weggelassen. Die Hinterradaufhängung und der mittlere Bereich des Motorrads mit Motor-Getriebe- Einheit und den zugehörigen Aufhängungen ist sichtbar.

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Die Zeichnung zeigt ein Motorrad mit einem Motor-Getriebeblock 1, der mehrere Zylinder aufweist. In der Zeichnung sind zwei Zylinder 2 und. 3 sichtbar. Der Motor-Getriebeblock wird durch verschiedene Gußteile gebildet, welche nach dem Zusammenbau einen Längsträger ergeben, der Momenten und Spannungen standhält.

An seiner Vorderseite ist der Motorblock 1 vorzugsweise mit Hilfe "von Schrauben auf beiden Seiten mit einem steifen Rahmenblech 4 verbunden. Das Rahmenblech ist beispielsweise ein Metallblech oder besteht aus einer Aluminiumlegierung. Das Rahmenblech 4 erstreckt sich aufwärts bis zu einer Art Lenkkopf oder einer Strebe 5, die dazu dient, die Lenkung mit dem Lenker des Motorrads aufzunehmen. An die Rahmenbleche 4 ist mindestens ein vorderer Schwingenarm 6 angelenkt, welcher das nicht dargestellte Vorderrad führt und abstützt. Dieses Vorderrad ist außerdem über das mechanische Aufhängungs- und Steuersystem mit der Strebe 5 verbunden.

An seinem rückwärtigen Ende trägt der Motorblock 1 an beiden Seiten ein hinteres Blech 7, welches aus Metallblech besteht und welches ebenfalls mittels Schrauben am Motorblock befestigt ist. An das rückwärtige Blech 7 ist über eine Schwingenachse 8 eine Schwinge 9 für das Hinterrad 10 des Motorrads angelenkt. Die hintere Abstützung an der Schwinge erfolgt über ein Verbindunvjsgestänge 11 und eine Feder-Dämpfer-Einheit 12, welche unterhalb des rückwärtigen Teils des Motorblocks 1 angeordnet ist.

um die Zugspannungen zu reduzieren, denen der Motorblock 1 ausgeset.z-fc ist; ist ein Verbindungselement vorgesehen,

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welches das vordere Blech 4 und das hintere Blech 7 jeweils in ihren unteren Bereichen verbindet. Dieses Verbindungselement ist im. dargestellten Ausführungsbeispiel durch zwei starre Lenker 13 gebildet/ die auf unterschiedlichen Seiten des Motorblocks angeordnet sind und das unter=-. Ende des vorderen Blechs 4 mit dem unteren Ende des rückwärtigen Blechs 7 verbinden. Die Verbindung zwischen rückwärtigem Blech und vorderem Blech erfolgt sehr einfach dadurch, daß die an beiden Enden der Lenker vorgesehenen ösen von Befestigungsschrauben 14 und 15 durchsetzt sind. Mit der Befestigungsschraube 14 wird das vordere Rahmenblech 4 mit dem Motorblock verbunden. Die Schraube 15 befestigt das rückwärtige Blech 7 am Motorblock 1. Jeder Lenker 13 wird also mittels der Schrauben 14 und 15 an den Blechen 4 und 7 befestigt und gleichzeitig über diese Schrauben an den Motorblock 1 angelenkt.

Das Gehäuse des Motorblocks 1 wird durch verschiedene Gußteile gebildet, die miteinander verschraubt sind. Das Gehäuse bildet einen Längsträger, der verschiedenen Belastungen ausgesetzt ist. Hierzu gehören einerseits die Schwerkrafteinwirkungen der Motor- und Getriebeteile, die in das Gehäuse eingebaut sind, ferner die Drücke der Verbrennungsvorgänge, welche die Zugspannungen stärker als die Druckspannungen anwachsen lassen. Weitere Belastungen rühren von Beschleunigungen und Ahbremsvorgangen, von Schlägen und Drehungen her, die durch das Fahren des Motorrads und das Spiel der Aufhängungen entstehen. Das Gehäuse des Motorblocks besteht im wesentlichen aus einer Aiüminiüml e.gierung, die einen relativ höhen Elastizitätsmodul aufweist, der eine beträchtliche Biegebeansprucfcung zuläßt* Andererseits bilden die seitlichen Lenker 13 ein

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Verbindungselement, welches unter Zugspannung steht. Dies liegt darin, daß die Lenker benachbart zu der Außenfaser des Hohlbalkens liegen, welcher durch das Gehäuse des Motorblocks gebildet wird. Die Lenker 13 bestehen im allgemeinen aus Stahl oder im speziellen Fall auch aus Titan -und besitzen deshalb einen wesentlich höheren Elastizitätsmodul und sie sind deshalb wesentlich stärker durch Zugkräfte belastbar als das Gehäuse des Motorblocks.

Dies bedeutet, daß die neutrale Faser des Biegeträgers, d&ldquor;h. die Zone, in der keine oder nur sehr geringe Zugoder Druckspannungen während der Biegung ausgeübt werden, in Richtung auf das untere Ende des Gehäuses des Motorblocks verschoben wird und daß die von der Biegung produzierten Zugspannungen reduziert werden. Die stärksten, bei Biegebelastungen auftretenden Zugkräfte werden zwischen dem vorderen Blech 4und dem hinteren Blech 7 über die widerstandsfähigen seitlichen Lenker aufgenommen.

Die Lenker 13, welche Zugstangen bilden und als hohe Belastungen lediglich Zugbelastungen aufnehmen müssen, können ein relativ niedriges Trägheitsmoment aufweisen, ohne daß ein Ausknicken riskiert wird. Es ist auch möglich, diese nicht nur in Form einer runden Stange mit kleinem Durchmesser vorzusehen sondern auch in Form eines dünnen länglichen Blechs, dessen Enden für den Durchgang der Schrauben 14 und 15 durchbohrt sind und welche in ihrer Form der Seitenkontur des Motorblocks 1 angepaßt sind. Ein weitererVorteil in der Verwendung von Lenkern zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften des Motorblocks Und zur Reduzierung der darauf ausgeübten Zügkräfte liegt darin, daß diese Lenker sehr leicht durch äquivalente Teile

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mit anderer Form oder durch Lenker ersetzt werden können, die widerstandsfähiger oder leichter sind. Dabei kann die Auswahl als Ergebnis der beim Betrieb des Motorrades gewonnenen Erkenntnisse vorgenommen werden. Ein solcher Austausch bzw. eine solche Anpassung an die während des Betriebs gewonnenen Erfahrungen ist selbstverständlich mit einem Motorgehäuse nicht möglich.

Das durch zwei untenliegende Lenker 13 gebildete Verbindungselement (bei Bedarf können auch mehr als zwei Lenker vorgesehen sein) kann durch ein einzelnes ebenes Element ersetzt werden, welches aus Metallblech besteht und das beispielsweise an die Kontur des unteren Teiles des Motorgehäuses angepaßt ist und das an verschiedenen Punkten des vorderen Blechs 4 bzw. des rückwärtigen Blechs 7 und/oder am Motorblock 1 befestigt ist. Dieses aus Metallblech bestehende Verbindungselement kann die Zugspannungen über die gesamte Breite des Motorblocks 1 verteilen.

Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die Lenker 13 in einen unteren Benzin- oder öltank 16 eingesetzt/ der einen im wesentlichen halbzylindrigen Querschnitt aufweist, um große Schräglagen des Motorrades während der Kurvenfahrt zu ermöglichen. Der obere Bereich des Tanks 16 paßt sich der Form des unteren Bereichs des Motorblocks und der rückwärtigen Aufhängung an. Die Wand 17 umschließt den Zylinder 7 und läßt einen Kühlluftdurchlaß. Die Wand 18 umschließt die iFeder-Dämpfer-Einheit 12 und läßt ausreichend Spiel für die Radbewegüngen bzw. die Bewegungen der Feder*-Dämpfer-Eihheit. Der Tank 16 Wird slsio über einen großen Teil

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seiner Länge von einem festigkeitserhöhenden Element getragen/ welches das Gewicht des Tanks direkt auf die Bleche 4 Und Überträgt* Der.Tank 16, der im wesentlichen aus flexiblem Kunststcffmafeerial besteht, kann die Lenker 13 entweder durch Etnzörifien &egr;&eegr;&iacgr;&pgr;&aacgr;&Igr;^&kgr;&Ggr;&igr; &udiagr;«8&idiagr; diese Lenker können seitlich in eine Kante oder seitliche Falte 19 des Tanks eingesetzt sein. Der Tank 16 bildet für den unteren Teil des Mötorblocks 1 eine Verkleidung, welche einen Raum für die Zirkulation der Luft um diesen unteren Teil freiläßt*

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Verbindungselement zwischen den beiden Platten 4 und 7 des Motorblocks 1 auf beiden Seiten ein oberes Element. Dieses obere Element wird hier durch ein gewölbtes Stück in Form eines Bügels gebildet, der an seinem vorderen Ende bei 21 ^an einen Ansatz 22 der Strebe 5 des vorderen BlecTis 4 angelenkt ist* Die Bügel 20, die widerstandsfähig sein müssen gegen Druck und Knicklasten, besitzen einen Elastizitätsmodul, der höher als derjenige der unteren Lenker 13 ist. Die Bügel 20 sind bei 23 an ihrem hinteren Ende mit dem oberen Teil des rückwärtigen Blechs 7 verbunden.

Die obenliegenden Bügel 2O können die Druckkräfte, denen der Motorblock 1 ausgesetzt ist, reduzieren. Diese Verringerung ist jedoch, von nur untergeordnetem Interesse. Die Bügel dienen vor allem zur übertragung der auf den oberen Teil des Motorrads ausgeübten Lasten auf die Bleche 4 und 7. Solche Lasten sind beispielsweise ein obenliegender Benzintank 24, der oberhalb der oberen Zylinder des Motors in einem Bereich liegt, der von einem Kühlluftstrom durchströmt wird. Eine weitere Last ist die

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obere Verkleidung 25 des Motorrads, welche als Sitz für den Fahrer dient und das gesamte Gewicht des Fahrers und möglicherweise des Passagiers aufnimmt. Der obere Benzintank 24 wird in gleicher Weise durch die oberen Bügel getragen/ wie uei Tank IS durch die Lenker 13, d«h· in seinem oberen Bereich.

Die obere Verkleidung 25 des Motorrads bildet eine abnehmbare Schale, welche den Motorblock 1 umschließt und welche als Sitz für den Fahrer (und möglicherweise für den Beifahrer) dient, der durch den Höcker 26 gebildet wird. Die obere Verkleidung ist mit dem Motorblock 1 an zahlreichen Verbindungspunkten mit Hilfe von seitlichen Flächen 27 verbunden. Die Verkleidung 25 liegt direkt auf dem Bügel 20 auf. Dies erfolgt mit Hilfe eines Auflagers 28 mit einer im wesentlichen horizontalen oberen Oberfläche, das auf der oberen Oberfläche der Bügel 20 vorgesehen ist.

Die durch die Verkleidung gebildete entfernbare Schale umschließt die Motor-Getriebe-Einheit 1 und bildet dabei einen um diese herumführenden Durchlaß 29 mit im wesentlichen ringförmigen Querschnitt genauer in der Form eines Oval-Halbringquerschnxtts. Der Durchlaß dient zur Führung der Kühlluft. Der Kühlluftstrom kann beispielsweise durch ein nicht dargestelltes Axialgebläse verstärkt werden.

Im vorderen Bereich des Durchlasses 29 kann ein Wasserkühler und/oder Ölkühler 30 vorgesehen sein. Bei sehr schnellen Motorrädern ist der Kühler 30 stark gegenüber der Fahrtrichtung geneigt. Hierdurch kann die Kühler-

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fläche, welche entscheidend für die Kühlkapazität ist, wesentlich vergrößert werden. Der rückwärtige Teil des Durchlasses 29 umschließt Auspuffrohre 31 für die Zylinder des Motors und bildet für diese Auspuffrohre eine belüftete Umhüllung, welche teilweise deren thermische Isolation und Geräuschdämpfung bildet. Die Auspuffrohre können bei einer Ausführungsform über dem Hinterrad 10 nach hinten geführt werden, wie dies nicht dargestellt ist.

Bei einer Ausführungsform können das vordere und rückwärtige Blech 4 und 7 durch ein einzelnes seitliches Blech ersetzt sein, welches die beiden Bleche kombiniert und welches beispielsweise durch ein Gußteil gebildet wird, welches an verschiedenen Punkten an den Motorblock 1 angeschraubt ist. Bei dieser Ausführung, welche wegen der Tatsache, daß es sich um Gußteile handelt, keinen besonderen Widerstand gegen Zugbelastungen gibt,, bilden die unteren Lenker 13 ein sehr wirksames Element zur Erhöhung der Zugkraftfestigkeit.

Der Motorblock 1 wird von einer Rahmenkonstruktion umschlossen/ welche durch vordere Bleche 4 und rückwärtige Bleche 7 gebildet wird, die durch Lenker 13 verbunden sind. Der Rahmen ist oben durch Bügel geschlossen, welche die Druckbelastungen praktisch auf diejenigen beschränken, welche durch Verbrennungsvorgänge in den Zylindern 2 und 3 hervorgerufen werden.

Wenn der Motor aus dem Motorrad entfernt werden soll, wird «zunächst die Verkleidung 25 entfernt und danach der obere Tank 24 und die Bügel 20. Anschließend werden die Bleche

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und 7 und die Lenker 13 vom Motorblock 1 entfernt. Danach kann der Motorblock 1 nach oben oder seitlich herausgenommen werden.-Danach wird das obere Rad ohne Motor einfach dadurch wieder vervollständigt, daß die Lenker 13 die vorderen Bleche 4 Und 7 wieder verbinden, und zwar bei Bedarf mit Hilfe von Distanzhülsen, welche ein Anziehen der Schrauben 14 und 15 erlauben.

Durch die beschriebene Konstruktion entfällt beim Herausnehmen des Motors die bisher bei derartigen Motorrädern übliche Trennung in eine vordere Einheit und eine hintere Einheit. Hierdurch werdensowohl das Einpassen des Motorblocks als auch Reparaturen von anderen Teilen des Motorrades erleichtert.

Claims

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datum: 28. März 1987

•Schutzansprüche

. Rahmenkonstruktion für ein Motorrad mit Vorderradaufhängung und Vorderrad, ferner mit Hinterradaufhängung und Hinterrad L sowie mit Motor-Getriebe-Einheit, an die die Vcaxerradauf-

hängung und die Hinterradaufhängung angeschlossen sind und die im wesentlichen aus dem Motorblock und der Kraftüber-

tragung besteht,

dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens ein unter Zugspannung stehendes Verbindungs-

S element (13) '"'ie Anschlußteile C 4 und 7) von Vorderradauf-

hängung und Hinterradaufhängung derart verbindet, daß die neutrale Biegespannungszone der Motor-Getriebe-Einheit nach unten verlegt wird.

2. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß zumindest ein Verbindungselement Cl 3) direkt mit mindestens einem der Anschlußteile (4 und 7) verbunden ist, welche die Vorderradaufhängung oder die Hinterradaufhängung mit der Motor-Getriebe-Einheit (1) verbinden.

3. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Anschlußteile C4; 7) für die Aufhängungen durch zumindest ein Element zum Anbau der Vorderradaufhängung und mindestens ein Element zum Anbau der Hinterradaufhängung gebildet sind, welche an der Motor-Getriebe-Einheit (.1) befestigt und mit mindestens einem unter Zugspannung stehenden Verbindungselement (13) verbunden sind*

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4. Rahmenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (13) mindestens ein seitlich versetzt angeordnetes Element aufweist.

5. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement Cl3) auf beiden Seiten der Motor-Getriebe-Einheit (1) vorgesehen ist.

6. Rahmenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (13) mindestens ein Element aufweist, welches die Zugspannungen über die ganze Breite oder einen Teil der Breite der Motor-Getriebe-Einheit (1) aufnimmt.

7. Rahmenkonstruktion nach eineui der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Verbindungselement (130 in ein Verkleidungsteil (10) des Motorrads eingesetzt ist.

8. Rahmenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Verbindungselement in einen Behälter (16, 24) des Motorrades eingebaut ist.

9. Rahmenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest ein oberes Trägerelement {2Q) aufweist,

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welches mindestens einen Teil der auf den oberen Teil des Motorrades einwirkenden Lasten auf die Anschlüßteile (4; 7) für .Vorderradaufhängung und Hinterradaüfhängüng übertragt*

1Ö- Rahmenkonstruktion nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein oberes Tragerelement (20) als gekrümmter Bügel ausgebildet ist, weicher sich über die Motor-Getriebe-Einheit erstreckt.

11* Rahmenkonstruktion nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein oberes Trägerelement (20) zumindest teilweise in die obere Verkleidung (25) des Motorrades integriert ist.

12. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet _r daß mindestens ein oberes Trägerelement (20) zumindest teilweise in einen oberen Tank (24) des Motorrades eingelassen ist.

13. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein oberes Trägerelement (20) eine entfernbare Schale (25) trägt, die als Sitz für den Fahrer oder Mitfahrer des Motorrades dient.

14. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der entfernbaren Schale (25)

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zumindest teilweise die Motor-Getriebe-Einheit (1) umsähließt und um den Motorblock einen Durchlaß (29) bildet/ der eine im wesentlichen ringförmige Form aufweist/ weiche die Führung Und die Strömung der Kühl-

15. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens ein Kühler (30) im Kühlluftstrom angeordnet ist.

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