DE102019118033A1

DE102019118033A1 - Kardanantrieb sowie Motorrad

Info

Publication number: DE102019118033A1
Application number: DE102019118033.3A
Authority: DE
Inventors: Georg KOETZINGER
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2021-01-07

Abstract

Kardanantrieb, insbesondere für ein Motorrad, umfassend eine Antriebseinheit, eine Kardanwelle sowie ein Antriebsrad, wobei die Kardanwelle ausgelegt ist, die Antriebsleistung der Antriebseinheit auf das Antriebsrad zu übertragen, wobei die Antriebseinheit eine elektrische Maschine ist, und wobei zwischen der Kardanwelle und dem Antriebsrad zumindest zwei Übersetzungsstufen angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kardanantrieb, insbesondere für ein Motorrad, sowie ein Motorrad.
Bei Motorrädern nimmt die Kardanwelle die Stelle der Antriebskette ein. Eine derartige Konfiguration ist beispielsweise aus der DE 102 32 892 A1 bekannt. Kardanantriebe zeichnen sich unter anderem durch ihre hohe Verschleißbeständigkeit und den geringen Wartungsbedarf aus. Die bekannten Antriebe erlauben allerdings nicht ohne weiteres eine Elektrifizierung oder Hybridisierung. Problematisch ist in diesem Zusammenhang insbesondere das im Vergleich zu Verbrennungskraftmaschinen unterschiedliche Drehzahlniveau von Elektromotoren.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kardanantrieb sowie ein Motorrad anzugeben, welche die bekannten Systeme, insbesondere hinsichtlich ihrer Tauglichkeit in Bezug auf eine Elektrifizierung, weiterentwickeln.
Diese Aufgabe wird durch einen Kardanantrieb gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Motorrad gemäß Anspruch 9 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und der beigefügten Figur.
Erfindungsgemäß umfasst ein Kardantrieb, insbesondere für ein Motorrad bzw. ein einspuriges oder ggf. auch mehrspuriges Kraftrad, eine Antriebseinheit, eine Kardanwelle sowie ein Antriebsrad, wobei die Kardanwelle ausgelegt ist, die Antriebsleistung der Antriebseinheit auf das Antriebsrad zu übertragen, wobei die Antriebseinheit eine elektrische Maschine ist, und wobei zwischen der Kardanwelle und dem Antriebsrad zumindest zwei Übersetzungsstufen angeordnet sind. Die elektrische Maschine, insbesondere wenn ein kleiner und leichter Motor gewählt wird, erreicht deutlich höhere Drehzahlen als ein Verbrennungsmotor. Eine Integration in bestehende Antriebe ist daher nicht oder nur mit großen Aufwand möglich. Durch die zumindest zwei Übersetzungsstufen kann eine elektrische Maschine mit Vorteil direkt oder über ein kleines Getriebe (z. B. Riemen) - zum Versatzausgleich - die Kardanwelle antreiben. Zweckmäßigerweise kann die Kardanwelle dadurch kleiner und leichter ausfallen, da sie weniger Drehmoment übertragen muss.
Insbesondere sind die Übersetzungsstufen ausgelegt, eine Übersetzung ins Langsame bereitzustellen. Insbesondere handelt es sich bei der Übersetzung also um eine Untersetzung.
Zweckmäßigerweise liegt die Übersetzung bei zumindest 3,5 zu 1. Vorteilhafterweise sind die Übersetzungsstufen ausgelegt, Übersetzungen bis zu 15 zu 1 zu erreichen, wobei sämtliche Zwischenwerte sowie Übersetzungen darüber hinaus möglich und bevorzugt sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine erste Übersetzungsstufe durch einen Winkeltrieb, umfassend ein Kegelrad und ein Tellerrad, gebildet, wobei eine zweite Übersetzungsstufe durch eine Stirnradstufe gebildet ist.
Zweckmäßigerweise dreht das Kegelrad mit der Drehzahl der Kardanwelle. Vorteilhafterweise kann also auch der Winkeltrieb kleiner dimensioniert werden, da er weniger Drehmoment übertragen muss.
Bei der ersten Übersetzungsstufe handelt es sich insbesondere um die Übersetzungsstufe, welche mit der Kardanwelle, insbesondere direkt, verbunden ist bzw. in Wirkverbindung steht, bei der zweiten Übersetzungsstufe insbesondere um diejenige, welche, insbesondere direkt, mit dem Antriebsrad verbunden ist bzw. in Wirkverbindung steht. Daneben können aber auch weitere Übersetzungsstufen, insbesondere dazwischen angeordnet, vorgesehen sein, falls benötigt.
Alternativ ist die erste Übersetzungsstufe durch eine Stirnradstufe gebildet und die zweite Übersetzungsstufe durch einen Winkeltrieb. Die tatsächliche Umsetzung ist beispielsweise vom zur Verfügung stehenden Bauraum abhängig.
Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Übersetzungsstufe durch ein Planetengetriebe gebildet. Daneben sind aber auch andere Arten von formschlüssigen oder kraftschlüssigen Getrieben denkbar.
Entsprechend alternativ kann auch die erste Übersetzungsstufe, oder eine der Zwischenstufen, als Planetengetriebe ausgebildet sein. Abhängig vom zur Verfügung stehenden Bauraum können ein Winkeltrieb, eine Stirnradstufe und/oder eine Planetenstufe in den verschiedensten Konfigurationen angeordnet sein, um die gewünschte Übersetzung in Langsame bereitzustellen.
Zweckmäßigerweise treibt die Antriebseinheit, also insbesondere die elektrische Maschine, direkt die Kardanwelle an. Alternativ kann, wie bereits angesprochen, beispielsweise zum Versatzausgleich, ein Riemen oder dergleichen vorgesehen sein, ggf. auch eine Kette. Vorteilhafterweise ist allerdings die gesamte benötigte Übersetzungsreduzierung, zumindest annähernd vollständig, durch die zumindest zwei Übersetzungsstufen zwischen der Kardanwelle bzw. deren Abtrieb und dem Antriebsrad, beispielsweise dem Hinterrad des Motorrads, untergebracht.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kardanantrieb ein Schmiersystem, welches ausgelegt ist, die Übersetzungsstufen mit Schmierstoff zu versorgen. Gemäß einer Ausführungsform ist das Schmierstoffsystem auch ausgelegt, die Übersetzung des Elektromotors bzw. der Antriebseinheit auf die Kardanwelle mit Schmierstoff zu versorgen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kardanantrieb eine zweite Antriebseinheit, wobei die zweite Antriebseinheit ausgelegt und angeordnet ist, ihre Antriebsleistung in die zweite Übersetzungsstufe zu leiten. Mit anderen Worten ermöglicht die zweite Übersetzungsstufe die Integration einer weiteren Antriebseinheit direkt in den Bereich des Kardanantriebs.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kardanantrieb eine Einarmschwinge, die durch ein Kardanwellengehäuse und ein um eine horizontale Schwenkachse relativ dazu schwenkbares Hinterradgetriebegehäuse gebildet ist. Die Übersetzungsstufen sind gemäß einer Ausführungsform im Hinterradgetriebegehäuse angeordnet.
Die Erfindung richtet sich auch auf ein Motorrad, umfassend einen erfindungsgemäßen Kardanantrieb. Unter einem Motorrad sind insbesondere einspurige Krafträder zu sehen, wobei auch Varianten umfasst sein sollen, welche beispielsweise zwei Vorderräder haben.
Mit Vorteil kann durch die im Vergleich zu herkömmlichen Kardanantrieben zusätzliche Übersetzungsstufe die elektrische Maschine direkt oder zumindest über ein kleines Getriebe, beispielsweise zum Versatzausgleich, die Kardanwelle antreiben. Die Kardanwelle kann dadurch kleiner und leichter ausfallen, da sie weniger Drehmoment übertragen muss. Ebenso kann der Winkelantrieb, umfassend das Kegelrad und das Tellerrad, kleiner dimensioniert werden, da er weniger Drehmoment übertragen muss. Fast alles, was an Übersetzungsreduzierung benötigt wird, ist mit Vorteil in einem Getriebe untergebracht und kann sich einen Ölhaushalt teilen.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform eines Kardanantriebs mit Bezug auf die beigefügte Figur.
Es zeigt:

1: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Kardanantriebs.

1 zeigt eine schematische Skizze einer Ausführungsform eines Kardanantriebs für ein Motorrad (nicht maßstabsgetreu). Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Kardanwelle, wobei diese verkürzt dargestellt ist. Auf die Kardanwelle 20 wird die Leistung einer Antriebseinheit 10 bzw. eines Elektromotors übertragen. Dies kann direkt mittels einer Stirnradstufe realisiert werden oder, wie hier skizziert, mittels eines Riemens. Auch andere Konfigurationen sind möglich. Am anderen Ende umfasst die Kardanwelle 20 ein Kegelrad 32, welches mit einem Tellerrad 33 kämmt. Dieses treibt nicht direkt einen Radträger 14 an, wobei der Radträger 14 der Anordnung bzw. Befestigung eines hier nicht dargestellten Antriebsrads, wie beispielsweise eines Hinterrads, dient. Stattdessen ist zwischen einer ersten Übersetzungsstufe 31, umfassend das Kegelrad 32 und das Tellerrad 33, eine zweite Übersetzungsstufe 34 vorgesehen, wobei diese in der hier skizzierten Ausführungsform als Stirnradstufe ausgebildet ist. Durch eine derartige Konfiguration können Übersetzungen bis in einen Bereich von beispielsweise 15 zu 1 ins Langsame realisiert werden. Bezugszeichen R bezeichnet eine Rotationsachse des hier nicht dargestellten Hinterrads. Der Pfeil mit dem Bezugszeichen F deutet eine Fahrtrichtung des im Übrigen hier nicht dargestellten Motorrads an.
Bezugszeichenliste

10: Antriebseinheit
12: Riemen
14: Radträger
20: Kardanwelle
31: erste Übersetzungsstufe
32: Kegelrad
33: Tellerrad
34: zweite Übersetzungsstufe, Stirnradstufe
R: Rotationsachse
F: Fahrtrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10232892 A1 [0002]

Claims

Kardanantrieb, insbesondere für ein Motorrad, umfassend eine Antriebseinheit (10), eine Kardanwelle (20) sowie ein Antriebsrad, wobei die Kardanwelle (20) ausgelegt ist, die Antriebsleistung der Antriebseinheit (10) auf das Antriebsrad zu übertragen, wobei die Antriebseinheit (10) eine elektrische Maschine ist, und wobei zwischen der Kardanwelle (20) und dem Antriebsrad zumindest zwei Übersetzungsstufen (31, 34) angeordnet sind.
Kardanantrieb nach Anspruch 1, wobei die Übersetzungsstufen (31, 34) ausgelegt sind, eine Übersetzung ins Langsame bereitzustellen.
Kardanantrieb nach Anspruch 2, wobei die Übersetzung bei zumindest 3,5 zu 1 liegt.
Kardanantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine erste Übersetzungsstufe (31) durch ein Kegelrad (32) und ein Tellerrad (33) gebildet ist, und wobei eine zweite Übersetzungsstufe (34) durch eine Stirnradstufe gebildet ist.
Kardanantrieb nach Anspruch 4, wobei das Kegelrad (32) mit der Drehzahl der Kardanwelle (20) dreht.
Kardanantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine zweite Übersetzungsstufe (34) durch ein Planetengetriebe gebildet ist.
Kardanantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche. wobei die Antriebseinheit (10) direkt die Kardanwelle (20) antreibt.
Kardanantrieb rieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Schmiersystem, welches ausgelegt ist, die Übersetzungsstufen (31, 34) mit Schmierstoff zu versorgen.
Kardanantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine zweite Antriebseinheit, wobei die zweite Antriebseinheit ausgelegt und angeordnet ist, Antriebsleistung in die zweite Übersetzungsstufe (34) zu leiten.
Motorrad, umfassend einen Kardanantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche.