DE2009404C - Anlaß- und Antriebsgetriebe für Kraftfahrzeuge, insbesondere Zweiradkraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Derartige Anlaß- und Antriebsgetriebe sind bekannt. Sie haben den Vorteil, dass durch ein Treten der Pedale die Antriebsmaschine, beispielsweise im Falle einer Bergfahrt, unterstützt werden kann, so dass sich mit derartigen Kraftfahrzeugen auch relativ große Steigungen mit geringer Maschinenleistung überwinden lassen. Weiterhin ist es möglich, mit derartigen Anlaß- und Antriebsgetrieben ausgestattete Kraftfahrzeuge von Hand vor- bzw. rückwärts zu schieben oder allein ohne Einschalten der Antriebsmaschine lediglich mit den Pedalen anzutreiben.

Anlaß- und Antriebsgetriebe der bekannten Art haben allerdings den Nachteil, dass zum Einleiten bzw. Durchführen dieser verschiedenen Start- oder Bewegungsphasen Kupplungen oder andere Betätigungsorgane entsprechend geschaltet werden müssen. Damit sind Fehlschaltungen, insbesondere bei ungenügender Einweisung der Bedienungsperson, nicht zu vermeiden. Auch sind Anlaß- und Antriebsgetriebe der bekannten Art auf Grund dieser Kupplungen oder Betätigungsorgane relativ kompliziert im Aufbau und deshalb störanfällig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Anlaß- und Antriebsgetriebe für Kraftfahrzeuge, insbesondere Zweiradkraftfahrzeuge, wie Mopeds u. dgl. zu schaffen, das unter Verwendung einer möglichst kleinen Anzahl fertigungstechnisch einfacher und deshalb billiger Einzellteile einen unkomplizierten Aufbau hat, in allen Start- oder Bewegungsphasen vollkommen automatisch ohne Schalteingriffe von Hand arbeitet und dabei sowohl für Ein- als auch für Mehrganggetriebe geeignet ist.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass auf der Pedalwelle eine in Abhängigkeit des Drehsinnes der Welle selbsttätig schaltende Kupplung vorgesehen ist, die bei im Normaldrehsinn angetriebener Pedalwelle diese über einen Kettentrieb mit der Antriebswelle kuppelt und im Gegendrehsinn mit einem auf der Pedalwelle drehbaren Zahnrad kuppelt, das mit einem Gegenrad in Verbindung steht, welches auf der Abtriebswelle frei drehbar gelagert und an einer Stirnseite mit kranzartigen Segmenten ausgestattet ist, die zwischen die Klemmrollen des in an sich bekannter Weise auf der Abtriebswelle angeordneten und über seine Nabe mit der Antriebswelle in Verbindung stehenden Klemmrollenfreilaufes hineinragen.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale ist ein Getriebe geschaffen, das mit geradezu verblüffend geringem technischen Aufwand, d.h. unter Verwendung eines einzigen Klemmrollenfreilaufes und einer Klauenkupplung, eine vollautomatische Arbeitsweise gewährleistet. Die einzige Anweisung, die eine Bedienungsperson beachten muß, ist die Tatsache, dass das Anlassen der Antriebsmaschine durch Rückwärtstreten der Pedale erfolgt. Ein mit einem erfindungsgemäßen Anlaß- und Antriebsgetriebe ausgestattetes Kraftfahrzeug kann von Hand vor- und rückwärts geschoben werden, allein mit den Pedalen angetrieben sowie mit Motor bzw. zur Unterstützung des Motors durch die Pedale fortbewegt werden. Ein Schalten von Kupplungen oder anderen Betätigungsorganen ist dabei nicht notwendig. Fehlschaltungen können somit nicht auftreten.

Ein besonders einfachaufgebautes und daher wenig störanfälliges Anlaß- und Antriebsgetriebe wird dadurch erreicht, dass die Kupplung eine mit ihrem Innengewinde mit einem Außengewinde eines Wellenbereiches der Pedalwelle im Eingriff stehende Schiebehülse umfasst, welche zwischen einem Kettenrad des Kettengetriebes und dem Zahnrad angeordnet ist und mit ihren stirnseitigen Zähnen oder Klauen gegen die Kraft einer Feder aus ihrer Ruhelage bei im Normaldrehsinn angetriebener Pedalwelle mit stirnseitigen Zähnen oder Klauen der Nabe des Kettenrades und bei im Gegendrehsinn angetriebener Pedalwelle mit stirnseitigen Zähnen oder Klauen der Nabe des Zahnrades in Eingriff bringbar ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Start- und Fahrgetriebe ohne die Getrieberäder des Getriebekastens und ohne Motor;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt in der Ebene A A der Fig. 1.

Die Pedalwelle 4 ist in dem Gehäuse 12 des Start- und Fahrgetriebes gelagert und weist in ihrer Mitte einen mit Gewinde versehenen Wellenbereich 411 sowie einen aus dem Gehäuse 12 herausragenden Wellenbereich 412 auf, an dem in der Zeichnung nicht dargestellte Pedale angeordnet sind. Innerhalb des Gehäuses ist auf der Pedalwelle 4 ein Kettenrad 42 angeordnet, das gegen eine axiale Verschiebung auf der Pedalwelle 4 auf der der Gehäusewandung zugekehrten Seite mit einer Scheibe 44 gesichert ist. Der dieser Scheibe 44 entgegengesetzte Teil dieses Kettenrades 42 ist im Bereich seiner Radnabe mit einer Reihe sich in Wellenachsrichtung erstreckender Zähne 421 ausgestattet. Auf dem dem Kettenrad 42 entgegengesetzten Ende des mit Gewinde versehenen Wellenbereiches 411 ist ein Getriebezahnrad 43 gelagert, das in seinem dem Kettenrad 42 zugewandten Nabenbereich ebenfalls mit Zähnen 431 versehen ist. Der Abstand zwischen dem Getriebezahnrad 43 und dem Gehäuse 12 ist durch eine Distanzbüchse 45 festgelegt. Zwischen dem Kettenrad 42 und dem Getriebezahnrad 43 ist eine Zahnkupplung 5 beweglich eingesetzt, die mit einer an beiden Stirnseiten mit Zähnen 511 versehenen Schiebehülse 51 ausgestattet ist. Auf dem mittleren Teil dieser Schiebehülse 51 ist ein nachgiebiges Federelement 52 gelagert, das die Schiebehülse 51 in ihrer neutralen Stellung zwischen dem Kettenrad 42 und dem Getriebezahnrad 43 hält oder die Schiebehülse 51 nach einer Auslenkung in diese neutrale Lage zurückdrückt.

Zwischen der Motorwelle 1 und der Pedalwelle 4 ist die Abtriebswelle 2 angeordnet. Ein Wellenende 211 der Abtriebswelle 2 trägt dabei ein Kettenrad 22, das das Vorder- bzw. Hinterrad des Fahrzeuges antreibt. Auf einem mittleren Wellenbereich 212 der Abtriebswelle 2 sind ein großes Getriebezahnrad 31 und ein kleineres Getriebezahnrad 32 aufgesetzt. Das große Getriebezahnrad 31 ist dabei mit dem Getriebezahnrad 111 der Motorwelle 1 im Eingriff und durch eine Scheibe 26 gegen axiales Verschieben in Richtung Kettenrad 22 gesichert. Das kleine Getriebezahnrad 32 ist dagegen mit dem Getriebezahnrad 43 der Pedalwelle 4 in Eingriff und gegen axiale Verschiebung in Richtung des Kettenrades 24 ebenfalls durch eine Scheibe 27 gesichert. Ein sich zwischen dem Kettenrad 24 und dem kleinen Getriebezahnrad 32 erstreckender Wellenbereich 213 der Abtriebswelle 2 ist von einer Distanzbüchse 23 umgeben. Eine Nabe 311 des großen Getriebezahnrades 31 hat an ihrem inneren Umfang eine keilförmige Aussparung 312, in die bewegliche Walzen 33 eingesetzt sind. Der seitliche, dem großen Getriebezahnrad 31 zugewandte Teil des kleinen Getriebezahnrades 32 ist mit Zylinderteilen oder Stiften 321 ausgestattet, die jeweils in die Zwischenräume zwischen den Klemmrollen 33 hineinragen. Die beiden Getriebezahnräder 31 und 32 bilden zusammen mit der eben beschriebenen Anordnung den Klemmrollenfreilauf 3 im mittleren Teil der Abtriebswelle 2.

Das beschriebene Start- und Fahrgetriebe arbeitet nun folgendermaßen: Das auf dem Wellenstummel 11 der Motorwelle 1 aufgesetzte Getriebezahnrad 111 überträgt das vom Motor erzeugte Drehmoment über eine mit Rückschlagsicherung ausgestattete, in der Zeichnung nicht dargestellte Zentrifugalkupplung und über ein Getrieberad des Getriebekastens auf die Abtriebswelle 2. Ferner ist es auch möglich, das durch das Treten der Pedale erzeugte Drehmoment von der Pedalwelle 4 auf die Abtriebswelle 2 zu übertragen. Das durch die Pedale erzeugte Drehmoment kann dabei sowohl allein oder zusammen mit dem vom Motor erzeugten Drehmoment auf die Abtriebswelle 2 übertragen werden.

Wird das Moped nun mit stehendem Motor von Hand angeschoben, so überträgt sich die Drehung des Mopedrades auf das Kettenrad 22. Die Abtriebswelle 2 und somit ihr mittlerer Wellenbereich 212 dreht sich in Richtung des Pfeils B und versucht die Klemmrollen 33 in Richtung des großen Raumes der keilförmigen Aussparung 312 zu schieben, womit die Getriebezahnräder 31, 32 und 43 frei von Krafteinwirkung sind. Das auf dem Wellenbereich 21 montierte Kettenrad 24 der Abtriebswelle 2 überträgt die Drehung der Abtriebswelle 2 über eine Kette 25 auf das Kettenrad 42. Da die Schiebehülse 51 jedoch in ihrer neutralen Stellung liegt, dreht sich das Kettenrad 42 lediglich leer auf der Pedalwelle 4 und überträgt somit kein Drehmoment. Durch ein derartiges Zusammenwirken der einzelnen Getriebeelemente wird von der rotierenden Abtriebswelle 2 keinerlei Wirkung auf die Motorwelle 1 sowie auf die Pedalwelle 4 ausgeübt.

Schiebt man jedoch das Moped rückwärts, so dreht sich die Abtriebswelle 2 in entgegengesetzter Richtung des Pfeils B. Die Klemmrollen 33 verklemmen sich deshalb in den keilförmigen Aussparungen 312, so dass sich das große Getriebezahnrad 31 dreht und seine Drehung auf das Getriebezahnrad 111 sowie alle mit der Motorwelle 1 zusammenhängenden Elemente der mit Rückschlagsicherung ausgestatteten Zentrifugalkupplung des Motors überträgt.

Wird nun das Moped durch Treten der auf der Pedalwelle 4 angeordneten Pedale vorwärts bewegt, so verschiebt sich die Schiebehülse 51 der Zahnkupplung 5 auf dem mit Gewinde versehenen Wellenbereich 411 der Pedalwelle 4 nach rechts, also in Richtung des Pfeils D, womit die Zähne 511 der Schiebehülse 51 mit den Zähnen 421 des Kettenrades 42 in Eingriff kommen. Damit dreht sich das Kettenrad 42 und überträgt seine Drehung über die Kette 25 auf das Kettenrad 24 der Abtriebswelle 2. Die Abtriebswelle 2 dreht sich daher in Richtung des Pfeils B und schiebt die Klemmrollen 33 in Richtung des großen Raumes der keilförmigen Aussparungen 312 vor sich her. Das große Getriebezahnrad 31 wird daher nicht mitgedreht. Dies hat zur Folge, dass kein Drehmoment auf die Motorwelle 1 übertragen werden kann und somit lediglich das Kettenrad 22 der Abtriebswelle 2 über einen Kettentrieb das Antriebsrad des Mopeds in Drehung versetzt.

Das Starten des Motors kann durch eine Drehung der auf der Pedalwelle 4 angeordneten Pedale in umgekehrter Richtung erfolgen. In diesem Fall verschiebt sich die Schiebehülse 51 der Zahnkupplung 5 in Richtung des Pfeils L, so dass die Zähne 511 der Schiebehülse 51 mit den Zähnen 431 des Getriebezahnrades 43 in Eingriff kommen. Das Getriebezahnrad 43 der Pedalwelle 4 und das kleine Getriebezahnrad 32 der Abtriebswelle 2 drehen sich somit, wobei die Kontrollsegmente 321 des kleinen Getriebezahnrades 32 die Klemmrollen 33 in der Nabe 311 erfassen und in Richtung des großen Raumes der keilförmigen Aussparung 312 schieben. Die Klemmrollen 33 kommen dann an der Kante der keilförmigen Aussparung 312 der Nabe 311 zur Anlage, und das große Getriebezahnrad 31 dreht sich in Richtung des Pfeils B. Diese Drehung des großen Getriebezahnrades 31 wird auf das Getriebezahnrad 111 und somit auf die Motorwelle 1 übertragen. Die Motorwelle 1 überträgt das Drehmoment über die mit Rückschlagsicherung ausgestattete Zentrifugalkupplung auf den Motor, wodurch dieser gestartet wird.

Sobald der Motor läuft, treibt er die Motorwelle 1 und somit das Getriebezahnrad 111 an, welches das große Getriebezahnrad 31 in Richtung des Pfeils B in Drehung versetzt. Damit werden die Klemmrollen 33 zwischen der Außenwandung, der keilförmigen Aussparung 312 und dem Wellenbereich 212 der Abtriebwelle 2 eingeklemmt und übertragen somit das Drehmoment des großen Getriebezahnrades 31 auf die Abtriebswelle 2 in Richtung des Pfeils B. Dieses vom Motor erzeugte Drehmoment der Abtriebswelle 2 wird dann über das Kettenrad 22 auf das Rad des Fahrzeuges übertragen. In diesem Fall drehen sich sowohl das kleine Getriebezahnrad 32 auf der Abtriebswelle 2 und das Getriebezahnrad 43 auf der Pedalwelle 4 als auch die Kettenräder 24 und 42 leer durch, da die Zahnkupplung 5 in ihrer neutralen Stellung verharrt.

Fährt man beispielsweise auf einer weichen oder morastigen Straße und versucht den Motor durch Treten der Pedale zu unterstützen, so entspricht die Wirkungsweise des Getriebes der eben beschriebenen Wirkungsweise des allein mit den Pedalen angetriebenen Fahrzeuges. Der einzige Unterschied dabei ist, dass sich das große Getriebezahnrad 31 dreht, weil es durch das Getriebezahnrad 111 der Motorwelle 1 angetrieben wird. Dreht sich nun die Pedalwelle 4 schneller als das vom Motor über das Kettenrad 24 angetriebene Kettenrad 42, weil die Pedale schneller getreten werden, so rückt die Schiebehülse der Zahnkupplung 5 ein, und das gemeinsame Drehmoment wird direkt auf die Abtriebswelle 2 übertragen.

Es ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Getriebe- und Kettenräder 31, 32 und 24 gegen axiale Verschiebbarkeit durch Einrichtungen anderer Art gesichert sind. Ebenso ist es beispielsweise möglich, Zahnräder durch Kettenräder oder umgekehrt zu ersetzen.

Claims (2)

1. Anlaß- und Antriebsgetriebe für Kraftfahrzeuge, insbesondere Zweiradkraftfahrzeuge, wie Mopeds u. dgl. mit einer mit der Antriebsmaschine gegebenenfalls über eine Fliehkraftkupplung in Verbindung stehenden Antriebswelle, die über einen ein- oder mehrgängigen Getriebeteil mit einer Antriebswelle verbunden ist, welche ihrerseits über einen Klemmrollenfreilauf mit einer Pedalwelle in Wirkverbindung steht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf der Pedalwelle (4) eine in Abhängigkeit des Drehsinnes der Welle selbsttätig schaltende Kupplung (5) vorgesehen ist, die bei im Normaldrehsinn angetriebener Pedalwelle (4) diese über einen Kettentrieb (42, 25, 24) mit der Abtriebswelle (2) kuppelt und im Gegendrehsinn mit einem auf der Pedalwelle (4) frei drehbaren Zahnrad (43) kuppelt, das mit einem Gegenrad (32) in Verbindung steht, welches auf der Abtriebswelle (2) frei drehbar gelagert und an einer Stirnseite mit kranzartigen Segmenten (321) ausgestattet ist, die zwischen die Klemmrollen (33) des in an sich bekannter Weise auf der Abtriebswelle (2) angeordneten und über seine Nabe (311) mit der Antriebswelle (1) in Verbindung stehenden Klemmrollenfreilaufes (3) hineinragen.

2. Anlaß- und Antriebsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (5) eine mit ihrem Innengewinde mit einem Außengewinde eines Wellenbereiches (411) der Pedalwelle (4) im Eingriff stehende Schiebehülse (51) umfasst, welche zwischen einem Kettenrad (42) des Kettengetriebes und dem Zahnrad (43) angeordnet ist und mit ihren stirnseitigen Zähnen oder Klauen (511) gegen die Kraft einer Feder (52) aus ihrer Ruhelage bei im Normaldrehsinn angetriebener Pedalwelle (4) mit stirnseitigen Zähnen oder Klauen (421) der Nabe des Kettenrades (42) und bei im Gegendrehsinn angetriebener Pedalwelle (4) mit stirnseitigen Zähnen oder Klauen (431) der Nabe des Zahnrades (43) in Eingriff bringbar ist.