Die Erfindung betrifft ein zweistufiges Motorfahrradgetriebes das zwei ständig im Eingriff stehende Zahnradpaare für die beiden Gänge besitzt, mit einer von der Motorwelle gebildeten Eingangswelle, die eine als Anfahrkupplung dienende Fliehkraftkupplung trägt, mit einer Zwischenwelle, auf der die einen Zahnräder der beiden Zahnradpaare angeordnet sind, und mit einer Ausgangswelle, die mit einem Rad des Motorfahrrades antriebsverbunden ist, wobei dem getriebenen Zahnrad des Zahnradpaares für den langsameren Gang eine Überholkupplung und dem treibenden Zahnrad des Zahnradpaares für den schnelleren Gang eine unter Last einrückbare Fahrkupplung zugeordnet sind.
Bei Motorfahrrädern mit derartigen Getrieben soll die als Fliehkraftkupplung ausgebildete Anfahrkupplung einerseits zur Erleichterung der Handhabung des Fahrzeuges dienen, anderseits ein hochtouriges Laufen des Antriebsmotors im Stand verhindern, wodurch eine zu starke Geräuschentwicklung des Motors unterbunden wird. Im Fahrbetrieb hilft dann die Fahrkupplung die für den Antriebsmotor besten Verhältnisse durch Einschalten des langsameren oder schnelleren Ganges zu schaffen.
Bei derartigen bisher bekanntgewordenen Motorfahrradgetrieben (Dt-PS 1 204 020) lagern nun sowohl die Anfahrkupplung als auch die Fahrkupplung für den schnelleren Gang auf der Eingangswelle und die Zahnräder der Zahnradpaare für die beiden Gänge sitzen einerseits ebenfalls auf der Eingangswelle. anderseits auf der Zwischenwelle. Da die Eingangswelle nun mit Motordrehzahl umläuft, herrscht für die Getriebezahnräder eine hohe Umfangsgeschwindigkeit, was zu unerwünschter Geräuschentwicklung und zu beträchtlichen Schwingungen führt. Ausserdem wird durch die Anordnung der beiden Kupplungen und der Zahnräder auf der Eingangswelle neben dem Kurbelgehäuse des Motors das Getriebe relativ breit. was den Einbau erschwert.
Es gibt nun auch schon ein Motorfahrradgetriebe, bei dem zwischen der Motorkurbelwelle und der Getriebeeingangswelle eine Kegelradübersetzung vorgesehen ist, doch wird dabei weder eine besondere Herabsetzung der Eingangswellendrehzahl noch insgesamt eine Geräuschverminderung erreicht. da Kegelräder bekanntlich im allgemeinen eher als zusätzliche Geräuschquelle anzusehen sind. Weiters ist bei diesem Getriebe ein Leerlauf möglich, so dass der Motor im Stand hochtourig laufen kann, was wegen der Geräuschbelästigung verhindert werden soll.
Bisher ist bei diesen Motorfahrradgetrieben neben der Anfahrkupplung auch die Fahrkupplung für den zweiten Gang eine reine Fliehkraftkupplung, wodurch zwar ein Leerlauf des Motors mit hoher Drehzahl verhindert wird, aber auch eine Anpassung der Motordrehzahl an die Fahrbedingungen nicht immer ausreichend erreicht werden kann.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und ein Motorfahrradgetriebe der eingangs geschilderten Art zu schaffen, das platzsparend baut, möglichst wenig Geräusch entwickelt und eine gute Abstimmung der Motordrehzahl an die herrschenden Fahrzustände erlaubt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die beiden getriebenen Zahnräder der Zahnradpaare auf der Ausgangswelle sitzen, wobei das Zahnrad des langsameren Ganges unter Zwischenschaltung der Überholkupplung drehbar auf dem Zahnrad des schnelleren Ganges lagert, und die Zwischenwelle mit der Eingangswelle über einen Zahnriementrieb antriebsverbunden ist. dessen auf der Eingangswelle drehbar gelagertes treibendes Rad an den getriebenen Teil der Anfahrkupplung und dessen auf der Zwischenwelle drehfest gelagertes getriebenes Rad an den treibenden Teil der Fahrkupplung angeschlossen ist, deren getriebener Teil mit dem drehbar auf der Zwischenwelle gelagerten Zahnrad des Zahnradpaares für den schnelleren Gang in Drehverbindung steht.
Durch den Zahnriementrieb wird nun die Drehzahl der Zwischenwelle gegenüber der der Eingangswelle beträchtlich herabgesetzt, so dass die einerseits auf der Zwischenwelle, anderseits auf der Ausgangswelle angeordneten, dauernd im Eingriff befindlichen Zahnräder ebenfalls entsprechend langsamer drehen und daher auch nur gen Geräusche und Schwingungen erregen. Der Zahnriementrieb wirkt dabei infolge seiner Elastizität zusätzlich als Dämpfungselement. Es ist kein Leerlauf des Motors mit höherer Drehzahl möglich, da bei einer bestimmten Grenzdrehzahl die Anfahrkupplung automatisch anspricht und das Fahrzeug in Bewegung setzt.
Die unter Last einrückbare Fahrkupplung für den schnelleren Gang gestattet ebenfalls keine Freilaufstellung des Getriebes, sondern sie ermöglicht lediglich ein Fahren im schnelleren oder langsameren Gang, je nachdem, ob sie eingerückt ist oder nicht. Da auf der Eingangswelle neben dem Kurbelgehäuse des Motors nur mehr die Anfahrkupplung und das treibende Rad des Zahnriementriebes Platz finden muss, die Fahrkupplung hingegen auf der Zwischenwelle und die Zahnradpaare auf der Zwischenwelle und der Ausgangswelle angeordnet sind, ist eine relativ schmale Bauweise des Motor fahrradgetriebes ermöglicht.
In vorteilhafter Weise kann auch die unter Last einrückbare Fahrkupplung für den schnelleren Gang als Lamellenkupplung ausgebildet sein, deren Lamellen mit Fliehgewichten zusammenwirken, die jeweils in einer Axialebene der Kupplung schwenkbar gelagert sind. Die Fahrkupplung wird demnach wie die Anfahrkupplung drehzahlabhängig ein- bzw.
ausgerückt und so der schnellere bzw. langsamere Gang automatisch geschaltet. Die Lamellenkupplung erlaubt dabei einen sehr weichen und ruhigen Eingriff, so dass neben einfachsten Bedienungsverhältnissen auch beste Fahreigenschaften erzielt werden. Die Lamellenkupplung bietet ausserdem den weiteren Vorteil der grösseren Reibflächen, wodurch die Anpresskraft und damit auch die Masse der Fliehgewichte geringer werden kann. Auch ist bei den in Axialebenen der Kupplung schwenkbaren Fliehgewichten die Möglichkeit gegeben, durch Wahl der Schwenkachsenlage bezüglich des Fliehgewichtsschwerpunktes und der an den Lamellen anliegenden Fliehgewichtsnasen eine entsprechende Hebelübersetzung für die Fliehkraft zu erreichen. Es kann dabei mit relativ kleinen Fliehgewichten ein genügender Kraftschluss ereicht werden.
Weiters bedarf eine derartige Lamellenkupplung mit in Axialebenen schwenkbaren Fliehgewichten keiner so genauen Bearbeitung wie eine übliche Fliehkraftkupplung mit in einer Querebene zur Drehachse schwenkenden, selbst die Reibflächen tragenden Fliehgewichten.
Weiters können zum Anwerfen des Motors über die Ausgangswelle her die Lamellen mittels einer zusätzlichen, im Ausrücksinn federbelasteten Kupplungsscheibe zusammendrückbar sein, wobei die sich an einem Anschlag abstützenden Fliehgewichte als Gegendruckkörper dienen. Wird also die Kupplungsscheibe durch entsprechende Hebel betätigt, werden die Lamellen zwischen den Fliehgewichten und der Kupplungsscheibe zusammengepresst und die Kupplung rückt unabhängig von der Drahzahl ein. Der Kraftfluss für das Anwerfen des Motors über die Getriebeausgangswelle ist geschlossen, wobei allerdings zwischen der Eingangswelle und dem treibenden Rad des Zahnriementriebes ein Freilauf vorgesehen sein muss, der die Anfahrkupplung überbrückt.
Nach Loslassen des entsprechenden Betätigungshebels wird die Kupplungsscheibe durch Federkraft selbsttätig wieder von den Lamellen weggedrückt, die Kupplung löst sich und die Lamellenkupplung wirkt wieder wie vorher als Fahrkupplung. Durch die Anordnung der zusätzlichen Kupplungsscheibe im Zusammenhang mit der Lamellenkupplung kann somit die Anwerf kupplung von der Eingangswelle auf die Zwischenwelle verlagert und eine Kombination zwischen der Fahr- und der An werfkupplung erzielt werden. Das bringt nicht nur den Vorteil der kompakteren und einfacheren Bauweise mit sich, sondern schafft auch für die Anwerfkupplung wegen der geringeren Drehzahl der Zwischenwelle bessere Bedingungen, wodurch die Beanspruchung der Kupplung und die Geräuschentwicklung sinkt.
Ausserdem wird eine Axialkraft auf die Kurbelwelle vermieden, die bei der Anwerfkupplung auf der Getriebeeingangswelle unweigerlich durch deren Einrücken auftreten würde.
Es kann auch als unter Last einrückbare Fahrkupplung für den schnelleren Gang eine willkürlich betätigbare Reibungskupplung dienen. Dadurch kann der Fahrer nach eigenem Ermessen die Getriebeübersetzung wählen und die Motordrehzahl besser den Fahrzuständen anpassen, als dies durch eine selbsttätig wirkende Fliehkraftkupplung möglich wäre. Trotzdem bleibt, bedingt durch den Zahnriementrieb und die Anfahrkupplung, die Motorkurbelwelle bei höherer Drehzahl immer mit dem Fahrantrieb verbunden, so dass der Motor am Stand nicht hochgedreht werden kann.
Durch diese Fahrkupplung erübrigen sich auch zusätzliche Massnahmen für das Anwerfen des Motors, wie beispielsweise eine weitere Überholkupplung, die das treibende Zahnrad des schnelleren Ganges mit dem getriebenen Rad des Zahnriementriebes verbindet, da zum Anwerfen lediglich die Fahrkupplung eingerückt werden muss, um den Kickstarter bzw. die Tretkurbel über den schnelleren Gang mit der Kurbelwelle kraftschlüssig zu verbinden, wobei die Anfahrkupplung, wie üblich, durch eine eigene Reibungskupplung überbrückt wird.
In der Zeichnung ist nun der Erfindungsgegenstand schematisch in drei Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1, 2 und 3 ein erfindungsgemässes Motorfahrradgetriebe im Querschnitt, wobei die Fahrkupplung für den schnelleren Gang einmal als Fliehkraftkupplung, einmal als willkürlich betätigbare Reibungskupplung und einmal als Lamellenkupplung ausgebildet ist.
Die von der Motorkurbelwelle 1 gebildete Eingangswelle 2 des Motorfahrradgetriebes trägt eine als Anfahrkupplung die nende Fliehkraftkupplung 3, deren getriebener Teil 3a an das treibende Rad 4 eines Zahnriementriebes 5 angeschlossen ist.
Das getriebene Rad 6 des Zahnriementriebes 5 sitzt drehfest auf der Zwischenwelle 7, so dass Eingangswelle und Zwi schenwelle über den Zahnriementrieb ständig antriebsverbun den sind. Weiters lagern auf der Zwischenwelle 7 einerseits und auf der Ausgangswelle 8, die ein Kettenrad 9 zum Antrieb eines nicht dargestellten Rades des Motorfahrrades trägt, an derseits die Zahnräder 10, 12, 11, 13 der zwei ständig im Ein griff stehenden Zahnradpaare 10, 11 und 12, 13 für die beiden
Gänge. Dabei ist das getriebene Zahnrad 11 des langsameren
Ganges mittels einer Überholkupplung 14 mit dem drehfest auf der Ausgangswelle 8 sitzenden getriebenen Zahnrad 13 des schnelleren Ganges gekoppelt, so dass letzteres beim Fahren im schnelleren Gang auch schneller als das Zahnrad 11 des langsameren Ganges drehen kann.
Um nun überhaupt einen schnelleren Gang zu ermöglichen, ist zwischen dem Zahnrie mentrieb 5 und dem Zahnradpaar 12, 13 für den schnelleren
Gang eine unter Last einrückbare Fahrkupplung 15 einge schaltet, deren treibender Teil 1 5a am getriebenen Rad 6 des
Zahnriementriebes 5 befestigt ist und deren getriebener Teil
15b mit dem treibenden Zahnrad 12 des Zahnradpaares für den schnelleren Gang in Drehverbindung steht. Der Kraftfluss im ersten Gang verläuft daher von der Motorkurbelwelle 1 auf die Eingangswelle 2, von der Anfahrkupplung 3 über den
Zahnriementrieb 5 auf die Zwischenwelle 7, von dieser über das Zahnradpaar 10, 11 auf die Ausgangswelle 8 und von dieser über das Kettenrad 9 auf das Antriebsrad des Motorfahrrades.
Im zweiten Gang verläuft die Antriebsverbindung dann nicht vom Zahnriementrieb über die Zwischenwelle 7, sondern vom Zahnriementrieb 5 über die eingerückte Fahrkupplung 15 direkt auf das Zahnradpaar 12, 13 des schnelleren Ganges und von diesem wieder auf die Ausgangswelle 8. Es ist keine Leerlaufstellung des Getriebes möglich, da ab einer gewissen Grenzdrehzahl der Motorkurbelwelle 1 die Anfahrkupplung 3 anspricht und ab dieser Drehzahl das Getriebe mitläuft, sei es im ersten oder im zweiten Gang.
Gemäss Fig. 1 dient nun als Fahrkupplung 15 für den schnelleren Gang eine weitere Fliehkraftkupplung, die bei entsprechend hoher Umdrehung selbsttätig einrückt und den schnelleren Gang einschaltet.
Um in diesem Fall ein Anwerfen des Fahrmotors über die nicht dargestellte Anwerfwelle, die Anwerfzwischenwelle 16, das Zahnradpaar 12, 13 für den schnelleren Gang, den Zahnriementrieb 5 und die Eingangswelle 2 bewerkstelligen. zu können, muss einerseits eine weitere Übe tolkupplung 17 vor handen sein, die das treibende Zahnrad für den schnelleren Gang 12 mit dem getriebenen Rad 6 des Zahnriementriebes 5 verbindet, und anderseits die Anfahrkupplung 3 überbrückt werden, wozu die mittels der Anwerfnocke 18 betätigbare An werfkupplung 19, eine Reibungskupplung, dient.
Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist nun als unter Last einrückbare Fahrkupplung für den schnelleren Gang eine willkürlich betätigbare Reibungskupplung mit Kupplungsscheibe 20, Kupplungsfeder 21 und Ausrücker 22 vorgesehen.
Damit kann der Fahrer den schnelleren Gang ein- bzw. ausschalten, wozu er lediglich die Entkupplungswelle 23 zu verdrehen braucht, wodurch einmal die Reibungskupplung eingerückt und der schnellere Gang eingeschaltet, das andere Mal die Reibungskupplung ausgerückt und der langsamere Gang eingeschaltet wird. Damit ist es nicht nur möglich, die Motordrehzahl den Fahrverhältnissen besser anzupassen, sondern es wird auch die zusätzliche Überholkupplung für den Anwerfvorgang eingespart, da zum Anwerfen des Motors nur die Kupplung eingerückt werden muss, um den Kraftfluss von der Anwerfwelle über die Anwerfzwischenwelle 16, die Ausgangswelle 8, das Zahnradpaar 13, 12 für den schnelleren Gang, die Reibungskupplung 15, den Zahnriementrieb 5, die von der Anwerfkupplung 19 überbrückte Anfahrkupplung 3. die Eingangswelle 2 zur Motorkurbelwelle hin zu schliessen.
Wie in Fig. 3 dargestellt, kann die Fahrkupplung 15 auch als Lamellenkupplung ausgebildet sein. Die Lamellen 24 wir ken dabei mit Fliehgewichten 25 zusammen, die in einer Axialebene der Kupplung 15 um die Drehachsen 26 schwenkbar gelagert sind. Als Rückzugfeder für die Fliehgewichte 25 ist eine Ringfeder 27 vorgesehen. Bei entsprechender Drehzahl der Zwischenwelle 7 werden nun die Fliehgewichte 25 nach aussen verschwenkt und drücken mit Nasen 28 die Lamellen 24 zusammen, wodurch die Fahrkupplung 15 einrückt und den schnelleren Gang schaltet. Durch die besondere Anordnung der Fliehgewichte 25 bzw. durch die Lage der Drehachse 26 bezüglich der Nase 28 und des Fliehgewichtschwerpunktes wird die Fliehkraft nach dem Hebelgesetz übersetzt und eine verstärkte Anpresskraft erzielt.
Um die Lamellenkupplung nicht nur als Fahrkupplung, sondern auch als An werfkupplung ausnützen zu können, ist weiters eine zusätzliche Kupplungsscheibe 29 vorgesehen, die durch eine Feder 30 im Ausrücksinn belastet ist. Mit Hilfe dieser Kupplungsscheibe 29 können die Lamellen 24 unabhängig von der Drehzahl der Zwischenwelle zusammengedrückt und die Lamellenkupplung eingerückt werden, wobei sich die Lamellen an den Nasen 28 der Fliehgewichte 25 abstützen, die dazu ihrerseits an einem Anschlag 31 anliegen, der vom getriebenen Kupplungsteil 15b gebildet wird.
Bei so eingerückter Fahrkupplung 15 kann nun der Motor angeworfen werden, wozu noch zwi schen Eingangswelle 2 und treibendem Rad 4 des Zahnriementriebes 5 ein Freilauf 32 eingeschaltet ist, der die Anfahrkupplung 3 überbrückt und den Kraftfluss vom Zahnrad 12 über die auch als Anwerfkupplung dienende Fahrkupplung
15, den Zahnriementrieb 5 zur Eingangswelle 2 und Kurbelwelle 1 schliesst. Zur Betätigung der Kupplungsscheibe 29 und damit zum Einrücken der Lamellenkupplung ist ein Betätigungstopf 33 vorgesehen, der mit einem entsprechenden Betätigungshebel 34 zusammenwirkt und die Kupplungsscheibe 29 gegen die Feder 30 an die Lamellen 24 drücken kann. Dazu liegt der Betätigungstopf 33 mit Schultern auf der Kupplungsscheibe 29 auf, und abgewinkelte, durch Schlitze der Kupplungsscheibe hindurchgreifende Fortsätze des Betätigungstopfes fassen die Feder 30.
Die Feder 30 bringt nach Loslassen des Betätigungshebels 34 die Kupplungsscheibe 29 und den Betätigungstopf 33 wieder in ihre Ausgangsposition und rückt damit die Kupplung aus.
Selbstverständlich könnte das erfindungsgemässe Motor fahrradgetriebe auch mit einer automatischen Fliehkraft-An werfkupplung ausgerüstet sein, die dann auf der Eingangswelle sitzen würde. Die Fliehgewichte müssten dann von der Drehzahl des treibenden Zahnrades des Zahnriementriebes abhängig wirken und die Fahrkupplung müsste über einen auf der Zwischenwelle vorgesehenen Freilauf überbrückbar sein.
Durch die Untersetzung der Motorkurbelwellendrehzahl über den Zahnriementrieb auf eine relativ langsamere Drehzahl der Zwischenwelle und der Anordnung der ständig im Eingriff stehenden Zahnradpaare für die Getriebegänge auf der Zwischenwelle und der Ausgangswelle. wodurch die Umfangsgeschwindigkeiten der einzelnen Zahnräder ebenfalls stark herabgesetzt sind, zeichnet sich das erfindungsgemässe Motorfahrradgetriebe durch seine Geräuscharmut, seine beträchtliche Schwingungsfreiheit und seine, in Kurbelwellenlängsrichtung gesehen, schmale Bauweise aus.