Fahrzeug, insbesondere Motorrad mit einer Drehmoment begrenzenden Einrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Motorrad, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Beim Befahren von Fahrbahnen mit stark wechselnden Haftbedingungen können im Antriebsstrang von Fahrzeugen starke Drehmomentspitzen auftreten. Wenn die Antriebsräder auf rutschigem Untergrund durchdrehen und anschließend schlagartig wieder „greifen" können, können im Antriebsstrang „Drehmomentüberhöhungen" auftreten, die ein Vielfaches des vom Motor erzeugbaren maximalen Drehmoments betragen können. Dieses Problem kann prinzipiell bei allen Arten von Straßen- und Geländefahrzeugen auftreten. Insbesondere bei Geländemotorrädern, mit denen auch Sprünge durchgeführt werden, besteht die Gefahr, dass derartige Drehmomentspitzen zu überbeanspruchungen des Ketten- bzw. Kardanantriebs oder einzelner Antriebskomponenten führen.

Bei den meisten herkömmlichen Fahrzeugen können eventuell auftretende Drehmomentspitzen lediglich durch die Anfahrkupplung begrenzt werden. Bei Motorrädern, bei denen die Kupplung mittels eines Handhebels betätigt wird, darf die Betätigungskraft am Kupplungshebel eine vorgegebene maximale Betätigungskraft, die von allen Fahrern aufgebracht werden kann, nicht überschreiten. Zur Kompensation von Fertigungstoleranzen und Verschleiß müssen Kupplungen allerdings mit Sicherheitsfaktoren zwischen 1 ,3 und 1 ,8

ausgelegt werden, was insbesondere bei nassen Schaltkupplungen große Durchmesser bzw. viele Reibpartner erfordert und dementsprechend das Massenträgheitsmoment der Kupplung erhöht. Je größer das Massenträgheitsmoment des Antriebsstrangs umso weniger können Drehmomentspitzen ausgeblendet werden, da die Drehmomentspitzen üblicherweise nur sehr kurz bzw. schlagartig wirken.

Hinzu kommt, dass bei selbstverstärkenden Anfahrkupplungen, wie sie z.B. bei Sportmotorrädern eingesetzt werden, auftretende Lastspitzen eine zusätzliche Schließkraft an der Kupplung bewirken und somit Lastspitzen durch die Anfahrkupplung nicht begrenzt werden können, was im Extremfall zu Kettenschäden, Getriebeschäden und sogar Gehäuserissen an der Motor- /Getriebeeinheit führen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug zu schaffen, bei dem im Antriebsstrang auftretende Last- bzw. Drehmomentspitzen zuverlässig auf ein konstruktiv vorgegebenes Maximalmoment begrenzt werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Motor und einer Kurbelwelle, die über eine Kupplung mit einem Getriebe gekoppelt ist. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass im Drehmomentpfad zwischen der Kupplung und einem Ausgang des Getriebes eine Drehmoment begrenzende Einrichtung angeordnet ist, deren Aufgabe es ist, Drehmomentspitzen zu begrenzen. Bei der Drehmoment begrenzenden Einrichtung handelt es sich nicht um eine aktiv vom Fahrer bzw. durch ein Steuergerät offenbare Kupplung, sondern vorzugsweise um eine rein mechanische Rutschkupplung, d. h. um eine „passive Kupplung", die grundsätzlich „geschlossen" ist

und nur bei „überlasten" durchrutscht und somit das übertragbare Drehmoment begrenzt.

Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Kupplung gemäß der Erfindung; und Figur 2 die Kupplung der Figur 1 integriert in eine Motor-/Getriebeein- heit eines Motorrads.

Figur 1 zeigt eine „Drehmoment begrenzende Einrichtung" 1 in Form einer Doppelradrutschkupplung. Die Doppelradrutschkupplung weist ein erstes Zahnrad 2 und ein zweites Zahnrad 3 auf, die beide auf einer Welle 4 angeordnet sind. Die Welle 4 wird im Folgenden auch „Primärtriebwelle" bezeichnet.

Das zweite Zahnrad 3 ist über eine Keilverzahnung 5 oder in anderer Weise drehfest und „nach links" festgelegt mit der Primärtriebwelle 4 verbunden. Das erste Zahnrad 2 hingegen ist nicht mit der Primärtriebwelle 4 drehgekoppelt, sondern drehbar auf der Primärtriebwelle 4 angeordnet. über eine in die Primärtriebwelle 4 eingeschraubte Schraube 6 und deren über die Primärtriebwelle 4 radial vorstehenden Schraubenkopf und ein Lager 7 sind die beiden Zahnräder 2, 3 „nach rechts" festgelegt. Die beiden Zahnräder 2, 3 werden durch eine sich an dem Lager 7 abstützende Tellerfeder 8 zu- sammengepresst, wobei zwischen der Tellerfeder 8 und dem Zahnrad 2 eine Reibscheibe 9 angeordnet ist. Zwei weitere Reibscheiben 10, 1 1 sind zwischen dem Zahnrad 2 und dem Zahnrad 3 angeordnet, wobei zwischen der Reibscheibe 11 und dem Zahnrad 3 noch eine Stützscheibe 12 angeordnet ist.

Bei den Reibscheiben 9-11 kann es sich um Stahlscheiben handeln, deren Reibflächen z. B. mit Molybdän beschichtet sein können. Alternativ dazu können als Reibscheiben auch Kohlefaserscheiben verwendet werden.

Je nach Auslegung der Tellerfeder 8 und der „Reibpartner" wird ab einem gewissen Drehmoment das Zahnrad 2 relativ zu dem Zahnrad 3 „durchrutschen", d. h. das Zahnrad 2 wird sich relativ zu dem Zahnrad 3 und zur Primärtriebwelle 4 drehen, wodurch Drehmomentspitzen begrenzt werden.

Figur 2 zeigt die Motor-/Getriebeeinheit eines hier nicht näher dargestellten Motorrads. Eine Kurbelwelle 13 eines hier nicht näher dargestellten Motorradmotors treibt die Eingangsseite einer auf der Kurbelwelle 13 angeordneten Kupplung 14 an. Bei der Kupplung 14 handelt es sich um eine Anfahrkupplung. Mit einem Abtriebselement der Kupplung 14 drehfest verbunden ist ein Zahnrad 16, das mit dem auf der Primärwelle 4 angeordneten ersten Zahnrad 2 kämmt, welches wiederum reibschlüssig mit dem zweiten Zahnrad 3 gekoppelt ist. Details dieser reibschlüssigen Kopplung bzw. der Anordnung der beiden Zahnräder 2, 3 auf der Primärtriebwelle 4 sind Figur 1 zu entnehmen. Das zweite Zahnrad 3 wiederum kämmt mit einem auf einer Getriebeeingangswelle 17 angeordneten Zahnrad 18. Auf der Getriebeeingangswelle 17 und einer Getriebeausgangswelle 19 sind mehrere schaltbare Zahnradstufen 20-23 angeordnet. Auf der Getriebeausgangswelle 19 ist ferner ein Ritzel 24 angeordnet, das z. B. über eine Kette oder einen Riemen, wie z.B. einen Zahnriemen, ein Hinterrad des Motorrads antreibt.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist die Primärtriebwelle 4, die Getriebeeingangswelle 17 und die Getriebeausgangswelle 19 parallel versetzt zur Kurbelwelle 13 angeordnet. Ein am Hinterrad des Motorrads auftretender Drehmomentschlag pflanzt sich über das Getriebeausgangsritzel 24, die Getriebeausgangswelle 19, die Getriebeeingangswelle 17 und die Zahnradstufe 18, 3 fort. Bei überschreiten eines konstruktiv vorgegebenen Maximalmoments

rutschen die beiden reibschlüssig miteinander drehgekoppelten Zahnräder 2, 3 durch, so dass das im Antriebsstrang auftretende Moment begrenzt wird.

Eine Doppelradrutschkupplung, wie sie in den Figuren 1 und 2 beschrieben ist, ist sehr kompakt aufgebaut und kostengünstig darstellbar. Durch eine derartige Doppelradrutschkupplung können in einfacher Weise Antriebsstrangkomponenten, wie z. B. Ketten, Riemen, Zahnräder, Wellen etc. vor übermäßiger Beanspruchung geschützt werden.