Antriebsvorrichtung mit eingebautem Tretkurbelantrieb für Motorfahrräder Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine An triebsvorrichtung mit eingebautem Tretkurbelantrieb und mit stufenloser und automatischer übersetzungs- veränderung, z. B. durch Keilriemenantrieb oder der gleichen, für Motorfahrräder.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vor richtung zu schaffen, die es ausser dem normalen Antrieb durch den Motor ermöglicht, mit Hilfe der Tretpedale wahlweise entweder bei stehendem Fahr rad den Motor anzuwerfen oder das Fahrrad durch Treten fortzubewegen, ohne den Motor mitzudrehen und ausserdem bei Motorantrieb mit den Tretpedalen mitzuhelfen. Weiters soll die Möglichkeit geschaffen werden, das Fahrrad durch die Tretpedale mit einer bei Fahrrädern üblichen Übersetzung ins Schnelle anzutreiben sowie auch beim Anwerfen des Motors über eine entsprechende Übersetzung ins Schnelle zu verfügen.
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit eingebautem Tretkurbelantrieb und mit stufen loser und automatischer Übersetzungsveränderung für Motorfahrräder, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass zwei Getriebeanordnungen vorgesehen sind, wobei die eine Getriebeanordnung aus den die stufen lose Übersetzungsveränderung herbeiführenden Bau teilen besteht, während die andere Getriebeanordnung an die erste Getriebeanordnung anschliesst und eine eingebaute Tretkurbelwelle aufweist,
welche mit der Abtriebswelle über L7bertragungsräder entweder unter setzt oder übersetzt in Verbindung gebracht werden kann und wobei zur wahlweisen Kupplung des An triebsrades der zweiten Getriebeanordnung mit seiner Welle sowie der Übertragungsräder mit der Abtriebs welle Ziehkeile oder Klauenkupplungen vorgesehen sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Antriebsvorrichtung dargestellt. In der Fig. 1 ist ein Schnitt durch das Getriebe dargestellt, bei welchem als Antrieb mit stufenloser Übersetzungsveränderung ein Keilriemengetriebe mit Fliehkraftkupplung angewendet wird und die vier parallelen Achsen des besseren Verständnisses halber in derselben Ebene gezeichnet sind.
Fig. 2 zeigt im Schnitt den Freilauf auf der Motorwelle, Fig. 3 eben falls im Schnitt die Anordnung der Fliehkraftkupp- lung, Fig. 4 im Schnitt die Verkeilung durch Kugel und Ziehkeil und Fig. 5 schematisch eine Anordnung der vier Wellen mit den Keilriemen sowie Ketten antrieb vom Motor bis zum Hinterrad.
Das aus zwei Hälften bestehende Getriebegehäuse 1 und 2 dient gleichzeitig auch als Motorkurbelge- häuse, in dem die Motorwelle 13 in Kugellagern ge lagert ist. Auf der Verlängerung der Kurbelwelle ist die Nabe 3 der einen Keilriemenscheibenhälfte 4 frei vierdrehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert.
Die Nabe 5 der Keilriemenscheibenhälfte 6 ist auf der Nabe 3 unverdrehbar, jedoch axial verschieb bar gelagert, und zwischen den beiden Keilriemen scheibenhälften 4 und 6 liegt der Keilriemen 7.
Auf der Nabe 5 sind Fliehgewichte 8 schwenkbar gelagert, die sich mit ihren Nasen 9 auf dem axial unverschiebbaren Deckel 10 anlehnen. Wenn die Scheiben in schnelles Drehen versetzt werden, so werden die Fliehgewichte, nach aussen schwenkend, die verschiebbare Nabe 5 bzw. die Riemenscheiben hälfte 6 in der Richtung der unverschiebbaren Riemenscheibenhälfte 4 pressen und so auf den Keil riemen einen mit der Drehzahl wachsenden Flanken druck ausüben.
Die automatische Flichkraftkupplung besteht aus der Fliehbackenträgerscheibe 11, die auf der Motorwelle verkeilt ist, und aus vier Segmenten bzw. Bremsbacken 12, die mit einem Brems belag 14 beschlagen und auf der Trägerscheibe 11 durch Nasen 18 (Fig. 3) gegen Verdrehen gesichert sind und durch die beiden Schraubenfederringe 15 an die Trägerscheibe 11 gepresst werden, so dass zwischen dem Bremsbelag 14 der Bremsbacken und dem diese umhüllenden Topf 16 der Keilriemenschei- benhälfte 4 keine Berührung stattfindet.
Bei Erhöhung der Motordrehzahl überwindet die auf die Bremsbacken wirkende Zentrifugalkraft die Kraft der Federringe, wodurch die radial nach aussen getriebenen Bremsbacken an den Innenmantel des Topfes 16 gedrückt werden und so die Keilriemen scheibenhälfte 4 mit Hilfe der entstandenen Reibung mitnehmen. Bei Abdrosselung des Motors löst sich diese Reibungskupplung wieder automatisch. Um den Motor über die Keilriemenscheibe und mit Hilfe des Keilriemens anwerfen zu können, ist zwischen der Motorwelle 13 und der Nabe 3 eine überholkupplung mit Hilfe von Freilaufrollen 17 (Fig. 2) vorgesehen, durch welche die Motorwelle in der Anwerfrichtung mitgenommen wird.
Auf der durch den Keilriemen angetriebenen Welle (Sekundärwelle) 19 ist die eine Keilriemen- scheibenhälfte 20 unverdrehbar und axial unver- schiebbar befestigt. Die Nabe 21 der andern Schei benhälfte 22 ist auf der Welle 19 unverdrehbar, jedoch axial verschiebbar angeordnet und mit der Feder 23 im Sinne der Annäherung der beide Scheibenhälften belastet.
Die beiden Keilriemenscheiben - die antreibende und angetriebene - stellen ein für sich bekanntes automatisch wirkendes Getriebe mit stufenloser über setzungsveränderung mit Hilfe des Zusammenwirkens zwischen dem drehzahlabhängigen Fliehgewichts effekt und dem belastungsabhängigen Riemenzug dar.
Auf der Welle 19 ist frei verdrehbar ein Ketten zahnrad 24 mit kleiner Zähnezahl gelagert, dessen Nabe 25 (Fig. 4) innen zwei gegenüberliegende kreis runde Ausfräsungen 26 besitzt, in welche die beiden in der Querbohrung der Welle liegenden Kugeln 27 mit Hilfe des Ziehkeils 28 gedrückt gehalten werden, wodurch die Kettenzahnradnabe 25 auf der Welle 19 verkeilt ist. Der Ziehkeil 28, der sich bei 29 verjüngt, und mit seiner Verlängerung 31 aus der Welle 19 herausragt, wird durch die Feder 30 in der Spreiz- stellung der Kugeln 27 gehalten.
Wenn der Ziehkeil 28 gegen die Kraft der Feder 30 axial verschoben wird, wird die Spreizung der Kugeln 27 und damit die Verkeilung der Kettenzahn radnabe 25 aufgehoben und das Kettenzahnrad 24 kann sich auf der Welle 19 frei drehen.
Auf der ebenfalls im Getriebegehäuse gelagerten Tretkurbelwelle 32 sind die beiden Kettenzahnräder 33 und 34 auf einem Nadellager 35 frei verdrehbar gelagert, wobei das eine Kettenzahnrad 33 dem klei nen, auf der Sekundärwelle 19 gelagerten Kettenzahn rad 24 gegenüber liegt und eine hohe Zähnezahl auf weist, während das andere Kettenzahnrad 34 eine kleine Zähnezahl hat.
Auf der Tretkurbelwelle 32 ist ein Steilgewinde 36 mit einer durch eine Feder 38 gebremsten Mutter 37 in bekannter Weise vorgesehen, welche Mutter auf ihren beiden Flanken mit einer Stirnverzahnung 39 versehen ist.
Dieser Stirnverzahnung 39 entsprechend ist auch die Flanke 40 der Nabe des Kettenzahnrades 34 und die auf der Tretkurbelwelle frei verdrehbare Rück trittbremsrohrwelle 41 mit einer Stirnverzahnung versehen. Die Rücktrittbremsrohrwelle wirkt bei Ver drehung in bekannter Weise über einen auf dieser verkeilten, aber auf der Zeichnung nicht sichtbaren Hebelarm und ein Gestänge auf die Hinterradbremse. Da die Mutter in ihrer Verdrehung durch die Feder bremse 38 gehemmt ist, wird sie - wenn die Tret kurbelwelle verdreht wird- entsprechend deren Dreh richtung axial nach rechts oder nach links verscho ben, wodurch die Tretkurbelwelle mit Hilfe der Stirn verzahnungen, wenn sie in dem der Fahrtrichtung entsprechenden Sinn gedreht wird,
mit den Ketten zahnrädern 33 und 34 verbunden wird, so dass das Fahrrad mit den Pedalen angetrieben oder bei ent gegengesetzter Verdrehung über die Rücktrittrohr- welle gebremst werden kann.
Auf der im Gehäuse mittels zweier Kugellager gelagerten Abtriebswelle 42 ist das das Fahrrad hinterrad antreibende Kettenzahnrad 43 fest verkeilt. Das grosse Kettenzahnrad 44 und das kleine Ketten zahnrad 45 @ sind auf der Welle 42 mit Hilfe von Nadellagern 46 frei verdrehbar gelagert.
Die Naben 47 und 48 der beiden Kettenräder sind - wie schon bei dem Kettenzahnrad 24 be schrieben - ebenfalls mit Einfräsungen versehen, wobei in radialen Bohrungen der Welle 42 ebenfalls Kugeln 49 und 50 vorgesehen sind, welche mit Hilfe des gemeinsamen Ziehkeils 51 in die Einfräsungen gedrückt werden können. Der Ziehkeil 51 wird durch die Feder 52 in der einen Endstellung gehalten, in welcher nur die beiden Kugeln 49 gespreizt werden, nicht aber die Kugeln 50, so dass in dieser Ruhelage des Ziehkeils das Kettenzahnrad 45 durch die Kugel 50 entkeilt und frei verdrehbar ist.
Wenn der Ziehkeil in der Pfeilrichtung in seine Mittellage geschoben wird, so sind beide Kettenzahn räder 44 und 45 entkeilt und frei verdrehbar. Wird der Ziehkeil in seine innere Endlage in die Welle hin eingedrückt, so wird das Kettenzahnrad 44 entkeilt, das heisst frei verdrehbar und das Kettenzahnrad 45 mit der Abtriebswelle fest verkeilt. Das Getriebe gehäuse ist bei 53 als Lagerzapfen für die gelenkige Lagerung der beiden das Hinterrad tragenden Schwingarme 54 ausgebildet.
Wie aus der Fig. 5 ersichtlich ist, treibt die antrei bende, auf der Motorwelle 13 gelagerte Keilriemen scheibe 4 mit Hilfe des Keilriemens 7 die angetrie bene Keilriemenscheibe 20, wobei durch das Wan dern des Riemens von kleinerem auf grösseren Lauf radius von einer Untersetzung ins Langsame bis zu einer Übersetzung ins Schnelle alle Zwischenstufen erzielt werden können.
Das kleine Kettenzahnrad 24 auf der Sekundär welle 19, das grosse Zahnrad 33 auf der Tretkurbel- welle 32 und das kleine Kettenzahnrad 45 auf der Abtriebswelle 42 sind mit einer gemeinsamen Kette 55 verbunden. Das kleine Zahnrad 34 auf der Tret kurbelwelle und das grosse Zahnrad 44 auf der Ab triebswelle sind mit der Kette 56 verbunden.
Das Fahrrad-Hinterrad 57 wird durch die Kette 58 angetrieben.
Die beschriebene Anordnung erfüllt sämtliche Aufgaben. Zum Anwerfen des Motors bei stillstehen dem Fahrrad wird der Ziehkeil 51 in seine Mittel lage geschoben, wodurch die Abtriebswelle völlig ent- keilt ist. Beim Drehen der Tretkurbelwelle 32 im Sinne der Vorwärtsfahrt wird sie über die verschieb bare Muffe 37 mit den Kettenzahnrädern 33 und 34 gekuppelt, wodurch über die Kettenräder 33 und 24 die Sekundärwelle 19 und über die Keilriemenschei ben 20 und 22 mit Hilfe des Keilriemens 7 die Keil riemenscheiben 4 und 6 an der Motorwelle 13 ange trieben werden.
In dieser Drehrichtung wird aber mit Hilfe der Freilaufrollen 17 die Motorwelle 13 mitgenommen, so dass der Motor angeworfen wird, wobei die Fliehkraftkupplung entsprechend der niedrigen Drehzahl gelöst bleibt.
Zum Abfahren wird der Ziehkeil 51 losgelassen, wodurch dieser die Feder 52 in seine linke Endlage drückt und damit das Kettenzahnrad 44 mit der Abtriebswelle 42 verkeilt.
Wenn jetzt durch den Gashebel der Motor auf Touren gebracht wird, wird sich die Fliehbacken kupplung schliessen, wodurch das Hinterrad durch den Motor angetrieben wird. Hierbei kann mit der Tretkurbelwelle im Bedarfsfalle der Antrieb unter stützt werden.
Wenn bei einem Motorschaden oder Brennstoff mangel das Fahrzeug nur mit Hilfe der Tretkurbeln fortbewegt werden soll, so wird der Ziehkeil 51 bis zu seiner Endlage in die Abtriebswelle 42 und gleich zeitig auch der Ziehkeil 31 in die Sekundärwelle 19 eingedrückt, wodurch das Kettenzahnrad 24 auf der Sekundärwelle und das Kettenzahnrad 44 auf der Abtriebswelle entkeilt, das Zahnrad 45 hingegen verkeilt wird.
Auf diese Weise wird über die Kette 55 durch die Tretkurbelwelle, die in diesem Falle im Sinne der Vorwärtsfahrt gedreht wird, über das grosse Kettenzahnrad 33 und über das kleine Zahnrad 45 die Abtriebswelle 42 und damit das Hinterrad 57 mit der normalen Fahrradübersetzung angetrieben, ohne dass Motor und die Keilriemenscheiben mitge- dreht werden müssen.
Durch Rücktritt auf die Tretkurbel, das heisst bei Rückwärtsverdrehen der Tretkurbelwelle, wird mit Hilfe der verschiebbaren Muffe und der Stirnver zahnungen über die Hohlwelle 41 die Hinterrad bremse betätigt.
Die Übertragungselemente können selbstverständ lich auch beliebig anders gestaltet werden, wie z. B. in Form einer Reibradübertragung oder dergleichen statt des Keilriemenantriebes oder unter Verwendung von Zahnrädern oder dergleichen statt der Ketten übertragung.
Drive device with built-in crank drive for motorcycles The present invention relates to a drive device with built-in crank drive and with stepless and automatic translation change, for. B. by V-belt drive or the like for motorcycles.
The aim of the invention is to provide a device before that allows the normal drive by the motor, with the help of the pedal pedals either to start the motor with the bicycle stationary or to move the bike by pedaling without turning the motor and also to help with the motor drive with the pedal pedals. Furthermore, it is intended to create the possibility of driving the bicycle to high speed using the pedal pedals with a gear ratio customary for bicycles and also to have a corresponding high speed gear ratio when starting the engine.
The invention relates to a drive device with a built-in pedal crank drive and with stepless and automatic gear ratio change for motorcycles, which is characterized in that two gear assemblies are provided, with one gear assembly consisting of the components that bring about the stepless gear ratio change, while the other gear assembly to the the first gear assembly is connected and has a built-in crankshaft,
which can be brought into connection with the output shaft via L7bertragungsräder either under sets or translated and wherein for the optional coupling of the drive wheel of the second gear arrangement with its shaft and the transmission wheels with the output shaft draw keys or claw clutches are provided.
An exemplary embodiment of the drive device according to the invention is shown in the drawing. 1 shows a section through the transmission, in which a V-belt transmission with centrifugal clutch is used as the drive with continuously variable transmission ratio and the four parallel axes are drawn in the same plane for better understanding.
FIG. 2 shows in section the freewheel on the motor shaft, FIG. 3 shows the arrangement of the centrifugal clutch in section, FIG. 4 shows the wedging by ball and draw key and FIG. 5 shows a schematic arrangement of the four shafts with the V-belts and chain drives from the engine to the rear wheel.
The gear housing 1 and 2, which consists of two halves, also serves as a motor crank housing in which the motor shaft 13 is supported in ball bearings. On the extension of the crankshaft, the hub 3 of one V-belt pulley half 4 is freely rotatable but axially immovable.
The hub 5 of the V-belt pulley half 6 is non-rotatable on the hub 3, but can be axially displaced, and the V-belt 7 is located between the two V-belt pulley halves 4 and 6.
Centrifugal weights 8 are mounted pivotably on the hub 5 and lean with their lugs 9 on the axially immovable cover 10. When the pulleys are set in rapid rotation, the flyweights, pivoting outwards, press the slidable hub 5 or the pulley half 6 in the direction of the non-slidable pulley half 4 and thus exert a flank pressure on the V-belt that increases with the speed .
The automatic Flichkraftkupplung consists of the centrifugal shoe carrier disk 11, which is wedged on the motor shaft, and four segments or brake shoes 12, which are covered with a brake lining 14 and secured against rotation on the carrier disk 11 by lugs 18 (Fig. 3) and are pressed against the carrier disk 11 by the two helical spring washers 15, so that there is no contact between the brake lining 14 of the brake shoes and the cup 16 of the V-belt pulley half 4 surrounding them.
When the engine speed increases, the centrifugal force acting on the brake shoes overcomes the force of the spring washers, whereby the radially outwardly driven brake shoes are pressed against the inner surface of the pot 16 and thus take the V-belt pulley half 4 with the help of the resulting friction. When the engine is throttled, this friction clutch is automatically released again. In order to be able to start the engine via the V-belt pulley and with the help of the V-belt, an overrunning clutch is provided between the motor shaft 13 and the hub 3 with the aid of free-wheeling rollers 17 (Fig. 2), through which the motor shaft is taken along in the starting direction.
On the shaft (secondary shaft) 19 driven by the V-belt, the one V-belt pulley half 20 is fixed in a non-rotatable and axially immovable manner. The hub 21 of the other disk half 22 is non-rotatable on the shaft 19, but arranged axially displaceable and loaded with the spring 23 in the sense of the approach of the two disk halves.
The two V-belt pulleys - the driving and the driven one - represent a well-known automatically acting gear with continuously variable transmission ratio with the help of the interaction between the speed-dependent flyweight effect and the load-dependent belt pull.
A chain gear 24 with a small number of teeth is freely rotatable on the shaft 19, the hub 25 (Fig. 4) of which has two opposing circular cutouts 26 on the inside, in which the two balls 27 lying in the transverse bore of the shaft using the draw wedge 28 are kept pressed, whereby the sprocket hub 25 is wedged on the shaft 19. The draw key 28, which tapers at 29 and protrudes with its extension 31 from the shaft 19, is held in the spread position of the balls 27 by the spring 30.
When the draw key 28 is axially displaced against the force of the spring 30, the expansion of the balls 27 and thus the wedging of the sprocket wheel hub 25 is canceled and the sprocket 24 can rotate freely on the shaft 19.
On the crankshaft 32, which is also mounted in the gearbox housing, the two sprockets 33 and 34 are freely rotatable on a needle bearing 35, with one sprocket 33 facing the small sprocket wheel 24 mounted on the secondary shaft 19 and having a high number of teeth while the other sprocket 34 has a small number of teeth.
On the crankshaft 32, a coarse thread 36 with a nut 37 braked by a spring 38 is provided in a known manner, which nut is provided with spur teeth 39 on its two flanks.
This spur toothing 39 is corresponding to the flank 40 of the hub of the sprocket 34 and the freely rotatable return brake tube shaft 41 on the pedal crankshaft provided with a spur toothing. The coaster brake tube shaft acts upon rotation in a known manner via a lever arm wedged on this, but not visible in the drawing, and a linkage on the rear brake. Since the mother is inhibited in its rotation by the spring brake 38, it will - if the pedal crankshaft is rotated - according to the direction of rotation axially shifted to the right or to the left, whereby the crankshaft with the help of the front teeth when they are in the is rotated according to the direction of travel,
is connected to the chain gears 33 and 34, so that the bicycle can be driven with the pedals or braked with the opposite rotation via the coaster tube shaft.
The sprocket wheel 43 that drives the bicycle rear wheel is firmly wedged on the output shaft 42, which is mounted in the housing by means of two ball bearings. The large chain gear 44 and the small chain gear 45 @ are freely rotatable on the shaft 42 with the help of needle bearings 46.
The hubs 47 and 48 of the two sprockets are - as already written with the sprocket 24 - also provided with millings, balls 49 and 50 are also provided in radial bores of the shaft 42, which are pressed with the help of the common draw key 51 into the millings can be. The draw wedge 51 is held in one end position by the spring 52, in which only the two balls 49 are spread, but not the balls 50, so that in this rest position of the draw wedge the chain sprocket 45 is wedged by the ball 50 and is freely rotatable.
When the draw key is pushed into its central position in the direction of the arrow, both sprocket wheels 44 and 45 are wedged and freely rotatable. If the draw key is pressed into its inner end position in the shaft, the sprocket wheel 44 is decocked, that is to say freely rotatable and the sprocket wheel 45 is firmly wedged with the output shaft. The gear housing is designed at 53 as a bearing pin for the articulated mounting of the two swing arms 54 carrying the rear wheel.
As can be seen from Fig. 5, drives the driving, on the motor shaft 13 mounted V-belt pulley 4 with the help of the V-belt 7, the driven V-belt pulley 20, whereby by the Wan countries of the belt from smaller to larger running radius of a reduction into Slow to a translation into fast all intermediate levels can be achieved.
The small chain sprocket 24 on the secondary shaft 19, the large sprocket 33 on the pedal crankshaft 32 and the small chain sprocket 45 on the output shaft 42 are connected to a common chain 55. The small gear 34 on the pedal crankshaft and the large gear 44 on the drive shaft are connected to the chain 56.
The rear bicycle wheel 57 is driven by the chain 58.
The arrangement described fulfills all tasks. To start the motor when the bicycle is at a standstill, the draw key 51 is pushed into its central position, as a result of which the output shaft is completely wedged. When turning the crankshaft 32 in the sense of forward travel, it is coupled via the sliding sleeve 37 with the sprockets 33 and 34, whereby the secondary shaft 19 via the sprockets 33 and 24 and the V-belt pulleys 20 and 22 with the help of the V-belt 7, the wedge Pulleys 4 and 6 on the motor shaft 13 are being driven.
In this direction of rotation, however, the motor shaft 13 is carried along with the help of the freewheel rollers 17, so that the motor is started, the centrifugal clutch remaining released in accordance with the low speed.
To move the draw key 51 is released, whereby it presses the spring 52 into its left end position and thus wedges the sprocket wheel 44 with the output shaft 42.
If the engine is now revved up by the throttle lever, the centrifugal clutch will close, whereby the rear wheel is driven by the engine. If necessary, the drive can be supported with the pedal crankshaft.
If, in the event of engine failure or a lack of fuel, the vehicle is only to be moved with the help of the cranks, the draw key 51 is pressed into the output shaft 42 up to its end position and, at the same time, the draw key 31 is pressed into the secondary shaft 19, whereby the sprocket 24 on the Secondary shaft and the sprocket wheel 44 on the output shaft are disengaged, while the gear wheel 45 is keyed.
In this way, via the chain 55 through the crankshaft, which in this case is rotated in the sense of forward travel, via the large chain sprocket 33 and via the small gear 45, the output shaft 42 and thus the rear wheel 57 are driven with the normal bicycle ratio without The motor and the V-belt pulleys must also be turned.
By stepping back on the crank, that is, when the crankshaft is rotated backwards, the rear wheel brake is actuated via the hollow shaft 41 with the aid of the sliding sleeve and the Stirnver teeth.
The transmission elements can of course also be designed any differently, such. B. in the form of a friction wheel transmission or the like instead of the V-belt drive or using gears or the like instead of the chain transmission.