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Title
Konzeptionierung eines einspurigen Kraftfahrzeuges mit umlaufendem Kettentrieb / vorgelegt von: Nikolaus Stadlbauer
Additional Titles
Design of a Single Lane Continuous Track Vehicle
AuthorStadlbauer, Nikolaus
Thesis advisorUnterweger, Udo
Published2018
Descriptionvi, 119 Blatt
Institutional NoteWien, FH Campus Wien, Masterarb., 2018
Date of SubmissionAugust 2018
LanguageEnglish
Document typeMaster Thesis
Keywords (DE)Motorrad / Lenkung / Radaufhängung / Umlaufender Kettentrieb / Konzeptstudie
Keywords (EN)Motorcycle / Steering / Wheel Suspension / Continuous Track / Design Study
Keywords (GND)Kraftfahrzeug / Motorradindustrie
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Abstract (German)

Vor mehr als 100 Jahren wurden bereits erste Konzepte für ein wendiges und für das Gelände geeignete Fahrzeuge entwickelt. Dabei waren die ersten Konstruktionen stark von Panzerfahrzeugen abgeleitet, welches in der Verwendung von einem lenkbaren und einem unlenkbaren Kettensatz resultierte.

Spätere Konzepte nutzten eine ununterbrochene Kette mit der Möglichkeit zu lenken. Das Verwenden einer einzigen Endloskette resultiert in einer viel größeren Standfläche, wodurch die Eigenschaft über weiche Untergründe zu fahren stark verbessert wurde.

In dieser Arbeit wird ein Konzept für ein Motorrad mit umlaufenden Kettentrieb entwickelt. Da nur die Endloskette die tatsächliche Neuheit des Fahrzeuges ist, wird ein konventionelles Geländemotorrad als Grundlage für das Konzept genutzt, da es bereits eine Vielzahl von geeigneten Motorrädern auf dem Markt gibt.

Mit dem Verwenden eines Referenzmotorrades muss nur der umlaufende Kettentrieb und all die damit verbundenen Änderungen definiert und entwickelt werden. Dadurch werden die Entwicklungs-, Produktions- und letztenendlich auch die Wartungskosten verringert. Durch die Verwendung einer fortschrittlichen, serienreifen Konstruktion eines Motorrades kann versichert werden, dass die einzelnen Teile eine hohe Qualität und Sicherheit über ihre Lebensdauer aufweisen, selbst wenn die Bedingungen nicht optimal sind.

Um die herkömmlichen Reifen mit dem neuen Fahrwerk zu ersetzen sind einige Änderungen notwendig. Dadurch, dass das Kettenlaufwerk den vorderen mit dem hinteren Teil des Motorrades ununterbrochen verbindet, sind mehrere Stützen oder Stützräder unerlässlich. Dabei erfüllen die Räder mehrere Aufgaben, wie z. B. die Kraftübertragung vom Motor, als Umlenkrolle für die Kette oder als Teil der Federung.

Jedes Rad benötigt eine Form der Aufhängung, manche davon sind auf dem Rahmen des Referenzmotorrades, welcher dafür angepasst werden muss. Besonders weicht die Lagerung des Vorderrades von dem ursprünglichen Design ab, da in dem Rad auch die Lenkung stattfindet.

Um die Lenkeinschläge bis auf den Boden übertragen zu können, muss auch das Kettenlaufwerk flexibel sein. Das Besondere des Kettenlaufwerks ist dabei die Konstruktion des einzelnen Kettengliedes, welches sich um zwei Achsen drehen kann. Die Länge des Kettengliedes muss dabei nicht nur so kurz wie möglich sein, um einen runden Lauf um die Räder zu gewährleisten, sondern müssen sie auch die im schweren Einsatz auftretenden Kräfte aushalten, all das in Kombination einer möglichst geringen Masse. Die grundlegende Funktionsweise des Konzepts wird dabei durch die Konstruktion und Berechnung der Einzelteile belegt.

Wenn all die einzelnen Konzeptergebnisse zusammengefasst und auf das Referenzmotorrad angewandt werden, ergibt sich das einspurige Fahrzeug mit umlaufenden Kettentrieb. Mit der Lösung aller Probleme, welche durch das Ausrüsten eines Motorrades mit einem Kettentrieb entstehen, ist die Funktion des Konzepts zumindest in der Theorie gegeben.

Die nächsten Schritte würden in dem Bau eines Modells und dem Testen aller Konstruktionen erfolgen.

Abstract (English)

More than 100 years ago, first designs where developed to create a mobile and reliable tracked off road vehicle. Early designs were mostly inspired by tanks, resulting in single lane vehicles consisting out of two separate tracks of which one was steerable.

Later concepts featured one continuous track with the ability to steer. Without any disruption of the track the achieved support area is much larger. Hence, the ability to drive over soft surfaces is improved greatly.

In this thesis, a concept for a single lane continuous track bike is developed. As only the continuous track is the real novelty of the bike, a standard motorcycle is chosen as a basis for the concept, because on the market there a lot of capable off road motorcycles available.

Provided with a reference bike, solely the continuous track with all of its associated components needs to be defined and developed. As a result, the development and production as well as maintenance costs are reduced. By salvaging the sophisticated design of a mass produced motorcycle, it can be guaranteed that the components ensure quality and safety over a long period of time, even under adverse conditions.

In order to fit the new carriage instead of conventional wheels, some changes are necessary. For the track, as it is continuous from the front to the rear of the motorcycle, a number of support points or wheels are mandatory. Those wheels are expected to fulfil various tasks, such as the power transmission from the engine, guidance of

the track or acting as part of the suspension.

All the wheels need to be mounted, for which the frame of the reference bike has to be adapted. Especially for the front wheels as a result of the significantly different steering mechanism.

Transferring the steering input from the wheels to the ground, the track must be flexible too. Designing the single track element to be able to bend around two axes was a prime feature of the motorcycle. Not only need the track elements to be as small and light as possible to form a smooth curvature, they also must withstand the occurring forces during driving in rough environment. Calculating and designing the parts proves the fundamental functioning of the concept.

Combining all of the individual design and model them to the reference bike, a single lane continuous track vehicle is created. Theoretically, the concept bike works, as all the problems by fitting a track to a motorcycle were solved.

The next step would be to build a prototype of the bike and test all of the featured designs.