WO2018041297A1

WO2018041297A1 - Antriebsstrang eines motorrades mit kupplungsaktorikanteil im schalthebel

Info

Publication number: WO2018041297A1
Application number: PCT/DE2017/100693
Authority: WO
Inventors: Sebastian Heuberger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2016-09-01
Filing date: 2017-08-17
Publication date: 2018-03-08
Also published as: DE102016216571A1; DE102016216571B4; DE112017004379A5

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (1) für ein Motorrad, mit einem Schalthebel (2), der über ein Verbindungsorgan (3) mit einem Getriebe derart verbunden ist, dass seine Bewegung eine Gangwahl im Getriebe hervorruft, mit einer Kupplung, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass der durch den Antriebsstrang (1) geleitete Drehmomentenverlauf veränderbar ist, wobei eine Aktionsvorrichtung (4) so ausgebildet und angeordnet ist, dass eine schalthebelhervorgerufene Bewegung erkannt wird und die Kupplung betätigt wird. Die Erfindung betrifft auch ein kupplungshebelfreies Motorrad mit einem solchen Antriebsstrang (1).

Description

Antriebsstrang eines Motorrades mit Kupplungsaktorikanteil im Schalthebel

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Motorrad, mit einem Schalthebel, der über ein Verbindungsorgan mit einem Getriebe derart verbunden ist, dass seine Bewegung eine Gangwahl im Getriebe hervorruft, mit einer Kupplung, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass der durch den Antriebsstrang geleitete

Drehmomentenverlauf veränderbar ist.

Es gibt bereits eine Vielzahl von unterschiedlichen Motorrädern, die üblicherweise sowohl mit einem Kupplungshebel als auch mit einem Schalthebel ausgestattet sind. Der Schalthebel wird benötigt, um von einem Gang zum nächsten zu wechseln. Der Kupplungshebel wird benötigt, um die Kupplung zu betätigen und den

Drehmomentenverlauf zu verändern, vorzugsweise zu unterbrechen, so dass die einzelnen Gänge des Getriebes eingelegt bzw. ausgelegt werden können.

Bei den bestehenden Antriebssträngen für Motorräder werden Schaltautomaten eingesetzt, die elektronisch funktionieren, oder aber Doppelkupplungen, die entweder elektronisch, mechatronisch oder hydraulisch angesteuert werden.

Seit neuestem sind auch spezielle Reibungskupplungen bekannt, die bei Motorrädern eingesetzt werden. So offenbart bspw. die DE 10 2016 204 1 1 1 A1 eine Reibungskupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem um eine Drehach- se verdrehbar angeordneten, motorseitigen Eingangsteil, und einem mit diesem mittels Reibpartnern unter Bildung eines Reibschlusses reibschlüssig verbindbaren ge- triebeseitigen Ausgangsteil, wobei die Reibpartner mittels zumindest einer fliehkraftgesteuerten Betätigungseinrichtung axial gegeneinander verspannbar ausgebildet sind, wobei als besonders herausgestellt ist, dass zwischen dem Eingangsteil und den Reibpartnern eine motorseitige Betätigungseinrichtung und zwischen dem Ausgangsteil und den Reibpartnern eine getriebeseitige Betätigungseinrichtung vorgesehen ist. In dieser älteren Patentanmeldung ist auch offenbart, dass die Betätigungseinrichtungen parallel zueinander geschaltet sind. Ferner sollen die Betätigungseinrichtungen seriell zueinander geschaltet sein. Es ist dabei als wünschenswert herausgestellt, dass zur Betätigung der unter Fliehkrafteinwirkung geschlossenen Reibungskupplung eine zusätzliche, von einem Fahrer oder automatisiert betätigbare Ausrückvorrichtung vorgesehen ist. Ebenfalls ist als vorteilhaft herausgestellt, dass die Reibungskupplung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil Reibpartner in Form eines Lamellenpakets mit abwechselnd geschichteten Reiblamellen und Stahllamellen ausgebildet sind, welche abhängig von der Fliehkraft mittels der Betätigungseinrichtungen axial vorspannbar sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenpaket von den Betätigungseinrichtungen mittels eines gegenüber einer axialfesten Grundplatte axial verlagerbar und drehgekoppelten Drucktopf oder Lamellenträgers fliehkraftabhängig vorspannbar ausgebildet ist, und/oder dass die Betätigungseinrichtungen jeweils zwei eine Rampeneinrichtung bildende, radial verlagerbare Fliehmassen axial zwischen sich aufnehmende Bauteile, wie Scheibenteile, enthalten, wovon jeweils ein Scheibenteil axial fest und das andere Scheibenteil axial verlagerbar ausgebildet ist und die axial verlagerbaren Scheibenteile den Lamellenträger axial gegen die Grundplatte beaufschlagen. Es ist auch als zweckmäßig herausgestellt, dass die axial verlagerbaren Scheibenteile den Lamellenträger entgegen der Wirkung zumindest eines Federelements und/oder der Blattfeder beaufschlagen. Die Scheibenteile sollen drehentkoppelt axial an einem ausgangsseitigen Nabenteil abgestützt sein. Wenn das axial verlagerbare Scheibenteil der eingangsseitigen Betätigungseinrich- tung das Lamellenpaket über das axial verlagerbare Scheibenteil der ausgangsseitigen Betätigungseinrichtung axial beaufschlagt, so wird ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel in dieser älteren Patentanmeldung realisiert.

Durch die Nutzung einer solchen semiautomatischen Kupplung wird der Anfahrvor- gang durch den Einsatz der Fliehkraftkupplung übernommen. Somit benötigt der Fahrer keinen Kupplungshebel um anzufahren, sondern nur noch zum Schalten der Gänge einen Schalthebel. Da hierfür, wie beim Anfahren, kein Feingefühl mehr benötigt wird, wird ein System möglich, bei dem die Funktion des Kupplungshebels in den Schalthebel integriert wird. Somit hat der Fahrer die linke Hand frei und öffnet die Kupplung automatisch, wenn er mit dem Fuß den Gang wählt. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen solchen Verzicht auf einen Kupplungshebel zu ermöglichen und die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu verhindern oder wenigstens zu mildern.

Bei einem gattungsgemäßen Antriebsstrang wird dies erfindungsgemäß dadurch ge- löst, dass eine Aktionsvorrichtung so ausgebildet und angeordnet ist, dass eine schalthebelhervorgerufene Bewegung erkannt wird und die Kupplung betätigt wird.

Mit anderen Worten schlägt die Erfindung also vor, dass die Kupplungsaktorik nicht über einen eigenen Kupplungshebel, sondern durch den Schalthebel initialisiert wird. Es ist also ein Element vorgesehen, welches auf eine Bewegung des Schalthebels selber oder auf ein Bauteil im Übertragungsweg zwischen dem Schalthebel und dem Getriebe reagiert und eine Betätigung der Kupplung veranlasst. Bei diesem Element kann es sich um einen Sensor, wie er in der DE 10 2016 204 1 1 1 A1 beschrieben ist, handeln oder es kann sich um ein mechanisches Bauteil handeln, welches eine me- chanische Strecke zum Kupplungsaktor, bzw. zu einem Nehmerzylinder mit dem Schalthebel verbindet.

Dieses mechanische Element ist bevorzugt parallel zum Übertragungsweg zwischen dem Schalthebel und dem Getriebe angeordnet und umfasst eine Führungsbahn, in der ein Führungselement (Stift / Pin) eintaucht und durch die so beeinflusste Bewegungsbahn eine mechanische Wechselwirkung mit einer Übertragungsstrecke zur Kupplung bewirkt. Der Stift oder Pin bewegt in Abhängigkeit von der Führungsbahn einen Schieber schneller oder langsamer, sodass dieser einen Kupplungszug entsprechend betätigt.

Bei dem besagten Element kann es sich um einen Sensor handeln oder um eine hydraulische Ansteuerung, wie ein Ventil, oder es kann sich um ein mechanisches Bauteil handeln, welches eine mechanische Strecke zum Kupplungsaktor bzw. zu dem Nehmerzylinder mit dem Schalthebel verbindet / ausbildet. Es kann also schon aufgrund der Fliehkraftkupplung auf eine Schaltung zum Anfahren verzichtet werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.

So ist es von Vorteil, wenn die Aktionsvorrichtung zum Reagieren auf die Bewegung des Schalthebels oder eine zum Übertragungsweg zwischen dem Schalthebel und dem Getriebe vorhandenem Zwischenglied vorbereitet ist. Auf diese Weise kann entweder direkt am Schalthebel sensiert werden, oder aber eine indirekte Sensierung, nämlich durch Zugreifen auf das Zwischenglied, genutzt werden. Eine größere Flexibilität bei der Auslegung des Antriebsstrangs wird dadurch ermöglicht. Zu einer effizienten Bauraumnutzung, bietet sich an, wenn die Aktionsvorrichtung als kombinierter Sensor und Stellbauteil ausgelegt ist.

Damit unterschiedliche Steuerverfahren nutzbar sind, hat es sich bewährt, wenn die Aktionsvorrichtung einerseits eine hydraulische oder pneumatische Ansteuerung, wie ein Ventil, umfasst oder andererseits ein mechanisches Bauteil, wie einen Stift / einen Pin, umfasst.

Für eine gute Kraftübertragung und ein schnelles Ansprechen ist es von Vorteil, wenn das mechanische Bauteil parallel zum Übertragungsweg zwischen dem Schalthebel und dem Getriebe angeordnet ist.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass das als Stift ausgebildete mechanische Bauteil in einer Führungsbahn verschieblich, aber durch die Führungsbahn geführt so eingreift / eintaucht, dass durch die so beeinfluss- te Bewegungsbahn eine bspw. mechanische Wechselwirkung mit einer Übertragungsstrecke zur Kupplung bewirkt ist. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn die Führungsbahn so ausgeformt ist, dass bei zunehmender Verlagerung des Stifts in der Führungsbahn über- oder unterproportional viel Betätigung an der Kupplung verursacht ist. Dadurch kann der Schieber schneller oder langsamer verlagert werden.

Es ist von Vorteil, wenn ein Kupplungsaktorikanteil in den Schalthebel integriert ist und/oder die Kupplung als Fliehkraftkupplung ausgelegt ist.

Letztlich betrifft die Erfindung auch ein kupplungshebelfreies Motorrad mit einem er- findungsgemäßen Antriebsstrang.

Der Kupplungszug wird üblicherweise vom Lenker an den Schalthebel gelegt und an der Aktorik befestigt. Bei dem Schaltvorgang legt der Schalthebel eine definierte Strecke zurück. Dieser lässt sich in zwei Bereiche aufteilen, nämlich erstens, den Leerweg und zweitens, den Schaltweg. Der Leerweg wird nur benutzt, um die Kupplung zu öffnen. Dazu wird die am Schalthebel befestigte Aktorik benutzt. Diese funktioniert rein mechanisch. Der Weg des Schalthebels wird durch einen Pin auf eine Kulisse übertragen. Diese Kulisse ist so gestaltet, dass sowohl beim Herunter- als auch beim Hochschalten der Kupplungszug gezogen wird, wodurch die Kupplung betätigt wird. Um die Reibung zu reduzieren, haben sich Gleitlager oder Wälzlager, insbesondere Nadellager, bewährt.

In den Figuren sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Schaltkulissenanteil eines erfindungs- gemäßen Antriebsstranges,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Zusammenbaugruppe„Schaltkulisse" aus Fig. 1 ,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Schaltkulisse, Fign. 4 bis 6 unterschiedliche Geometrien von Kulissenplatten, wie sie in dem, die Schaltkulisse einsetzenden erfindungsgemäßen Antriebsstrang verwendet sind, Fign. 7 und 8 Draufsichtdarstellungen auf die Schaltkulisse der Fign. 1 bis 3 in unterschiedlichen Verlagerungssituationen eines Stifts in einer Führungsbahn, also unterschiedlichen Betätigungszuständen, und

Fig. 9 eine Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines aus- schnittsweise dargestellten erfindungsgemäßen Antriebsstrangs.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs 1 für ein Motorrad dargestellt. Es ist ein Schalthebel 2 vorhanden, der über ein Verbindungsorgan 3 mit einem nicht dargestellten Getriebe zusammenwirkt. Eine Aktionsvorrichtung 4 ist vorhanden, um eine schalthebelhervorgerufene Bewegung zu erkennen und die nicht dargestellte Kupplung zu betätigen. Dabei weist die Aktionsvorrichtung 4 eine Deck- platte 5, eine Mitnehmerplatte 6, eine Kulissenplatte 7 und einen Schieber 8 auf. An einem distalen Ende des Schiebers 8 ist ein Kupplungszug 9 vorhanden, der zum Betätigen der Kupplung ausgelegt ist. Der Kupplungszug 9 kann nach Art eines Bowden- zuges ausgebildet sein. An der Mitnehmerplatte 6 ist ein Zapfen ausgebildet, der mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist. Der Zapfen 10 ist von einem Wälzlager 1 1 , nämlich einem Nadellager 12 umgeben. Der Schalthebel 2 ist zum in Kontakt gelangen mit dem Nadellager 12 ausgelegt. Eine diesbezügliche Vertiefung 13 ist im Schalthebel 2 vorgehalten.

Im Schieber 8 steckt ein mechanisches Bauteil 14, das als Stift / Pin 15 ausgebildet ist. Es ist ebenfalls mit einem Wälzlager 1 1 , nämlich einem Nadellager 12 umgeben. Das Nadellager 12 greift in eine Führungsbahn 16 in der Kulissenplatte 7 ein. Wie in den Fign. 4 bis 6 dargestellt, kann die Führungsbahn 16 aus mehreren Abschnitten bestehen, die zueinander abgewinkelt sein können. So weist bspw. jede der Führungsbahnen 16 einen ersten Führungsbahnzweig 17 und einen dazu abgewinkel- ten zweiten Führungsbahnzweig 18 auf. Jede Führungsbahn 17 oder 18 kann linear geradlinig verlaufen, wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6, oder gebogen verlaufen, wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5. Dabei können die Verläufe im ersten Führungsbahnzweig 17 symmetrisch zu einer gedachten Spiegelebene 19 sein, um den zweiten Führungsbahnzweig 18 zu bilden.

In der Kulissenplatte 7 können auch noch Befestigungslöcher vorhanden sein, zur Aufnahme von Befestigungsmitteln. Die Befestigungslöcher sind mit dem Bezugszeichen 20 versehen. Wie in den Fign. 4 bis 6 dargestellt, sind unterschiedliche

Kulissengeometrien realisiert.

Zurückkommend auf Fig. 1 , sei noch eine Basisplatte / ein Gehäuse 21 erwähnt (siehe auch Fig. 2), innerhalb derer / dessen der Schieber 8, die Mitnehmerplatte 6 und die Kulissenplatte 7 angeordnet sind. Die Basisplatte 21 / das Gehäuse 21 schalthebelsei- tig abschließend / bedeckend, ist die Deckplatte 5 angeordnet. Durch die Fign. 2 und 3 wird der räumliche Zusammenhang der Einzelbauteile jeder Schaltkulisse 22 offensichtlich. Dabei wird eine Rolle 23 über eine Schraube 24 an dem Schalthebel 2 befestigt.

In den Fign. 7 und 8 ist zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Betätigungszustand wie- dergegeben. Dabei ist gut zu erkennen, dass ein Abstand 25 zwischen der Außenseite des Nadellagers 12 und einer Abrollfläche 26 am Material der die Führungsbahn 16 ausbildenden Kulissenplatte 7 vorhanden ist. Dadurch gibt es somit einen Leerweg und einen Schaltweg. Dass das Öffnen einer Motorradkupplung zum Einlegen eines Ganges zwangshervorgerufen wird, macht die semiautomatisierte Motorradkupplung der zitierten älteren Patentanmeldung möglich. Als besondere Variante für die Betätigung hat sich herausge- stellt, dass ein Sensor zum Detektieren der Schaltabsicht, also für das Hochschalten und Herunterschalten, von Vorteil ist. Der Sensor kann direkt am Schalthebel 2, einer in Fig. 9 dargestellten Schaltstange 27 oder einer Schaltwelle 28 oder einem sonstigen Bauteil, das die Bewegung des Schalthebels 2 überträgt, angebracht sein. Der Sensor kann elektrischer Art ausgebildet sein oder mechanischer Art, etwa als Ventil. Bei dem Ventil kann eine pneumatische oder hydraulische Vorrichtung die Kupplung ansteuern, bei einem Sensor eine elektrische Vorrichtung. Die Schaltzeiten / Betätigungszeiten / Fließzeiten können in Abhängigkeit von der jeweiligen Gashebelstellung und der Motordrehzahl variieren. So kann bei einer hohen Drehzahl, also wenn der Gashebel voll betätigt ist, eine sehr kurze und sportliche Schaltung realisiert werden. Bei niedrigen bis mittleren Drehzahlen und reduzierter Gashebelstellung kann eine langsamere und sanfte Schaltung realisiert werden. In der Fig. 9 ist auch an der Schaltwelle 28 eine Spannfeder / Zugfeder 29 eingesetzt. Ferner wird auch eine Federhülse 30, eine Rückholfeder 31 und eine Beilagscheibe 32 eingesetzt.

Bezugszeichenliste Antriebsstrang

Schalthebel

Verbindungsorgan

Aktionsvorrichtung

Deckplatte

Mitnehmerplatte

Kulissenplatte

Schieber

Kupplungszug

Zapfen

Wälzlager

Nadellager

Vertiefung

mechanisches Bauteil

Stift / Pin

Führungsbahn

erster Führungsbahnzweig

zweiter Führungsbahnzweig

Spiegelebene

Befestigungsloch

Basisplatte / Gehäuse

Schaltkulisse

Rolle

Schraube

Abstand

Abrollfläche

Schaltstange

Schaltwelle

Spannfeder / Zugfeder

Federhülse Rückholfeder Beilagscheibe

Claims

Patentansprüche

1 . Antriebsstrang (1 ) für ein Motorrad, mit einem Schalthebel (2), der über ein Verbindungsorgan (3) mit einem Getriebe derart verbunden ist, dass seine Bewegung eine Gangwahl im Getriebe hervorruft, mit einer Kupplung, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass der durch den Antriebsstrang (1 ) geleitete Drehmomentenverlauf veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktionsvorrichtung (4) so ausgebildet und angeordnet ist, dass eine schalthebelhervorgerufene Bewegung erkannt wird und die Kupplung betätigt wird.

2. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Aktionsvorrichtung (4) zum Reagieren auf die Bewegung des Schalthebels (2) oder eine zum Übertragungsweg zwischen dem Schalthebelverlauf (2) und dem Getriebe vorhandenem Zwischenglied vorbereitet ist.

3. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktionsvorrichtung (4) als kombinierter Sensor und Stellbauteil ausgelegt ist.

4. Antriebsstrang (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktionsvorrichtung (4) einerseits eine hydraulische oder pneumatische Ansteuerung umfasst und andererseits ein mechanisches Bauteil (14) umfasst.

5. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Bauteil (14) parallel zum Übertragungsweg zwischen dem Schalthebel (2) und dem Getriebe angeordnet ist.

6. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das als Stift (15) ausgebildete mechanische Bauteil (14) in einer Führungsbahn (16) verschieblich, aber durch die Führungsbahn (16) geführt so ein- greift, dass durch die so beeinflusste Bewegungsbahn eine Wechselwirkung mit einer Übertragungsstrecke zur Kupplung bewirkt ist.

7. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die

Führungsbahn (16) so ausgeformt ist, dass bei zunehmender Verlagerung des Stifts (15) in der Führungsbahn (16) über- oder unterproportional viel Betätigung an der Kupplung verursacht ist.

8. Antriebsstrang (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kupplungsaktoranteil in den Schalthebel (2) integriert ist.

9. Antriebsstrang (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung als Fliehkraftkupplung ausgelegt ist.

10. Kupplungshebelfreies Motorrad mit einem Antriebsstrang (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.