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Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit Zwei-Gang-Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einer mit einem Motor verbindbaren Eingangswelle zum Einleiten eines Drehmoments, mit einer mit einem Antriebsrad verbindbaren Ausgangswelle zum Ausleiten des Drehmoments, mit einer ersten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem ersten Übersetzungsverhältnis, mit einem ersten antreibenden Zahnrad und einem ersten angetriebenen Zahnrad, mit einer zweiten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem zum ersten Übersetzungsverhältnis verschiedenen zweiten Übersetzungsverhältnis, mit einem zweiten antreibenden Zahnrad und einem zweiten angetriebenen Zahnrad, mit einem Freilauf, der dem ersten antreibenden Zahnrad oder dem ersten angetriebenen Zahnrad zugeordnet ist, und mit einer schaltbaren Kupplung, die das zweite angetriebene Zahnrad mit der Ausgangswelle verbinden kann.
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Die Erfindung ist vor allem für Fahrzeuge mit kleinen Motorleistungen geeignet, wie für verbrennungsmotorische, elektrounterstützte oder rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge, also für Zweiräder, wie Fahrräder, Mopeds, Motorroller (Scooter) oder Motorräder, für Dreiräder, wie Rikschas, oder für „normale“ Fahrzeuge mit vier Rädern, wie Leichtfahrzeuge.
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In Ländern wie Indien und China ist der Verkehr durch viele Zwei- und Dreiräder gekennzeichnet, die - oft als Familienfahrzeug - sowohl für den täglichen Personentransport als auch für leichte Lasttransporte eingesetzt werden. Die Kunden erwarten neben einem niedrigen Anschaffungspreis sowohl Leistung als auch geringen Treibstoffverbrauch (hohe Effizienz). Vom Preis her bieten sich Fahrzeuge ohne Gangschaltung, also mit fester Übersetzung zwischen Motor und angetriebenem Rad, an. Da aber auch Steigungen bewältigt werden müssen, auch einmal höhere Lasten transportiert werden sollen, und zugleich eine ordentliche Höchstgeschwindigkeit erreicht werden soll, werden oft Fahrzeuge mit wählbarer Übersetzung, also mit Schaltgetriebe, eingesetzt.
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Um eine ausreichend große Drehmoment- und Drehzahlspreizung zu erreichen, kann ein Zwei-Gang-Getriebe vorgesehen sein, das unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse bereitstellt. So kann in einem niedrigen Drehzahlbereich ein hohes Übersetzungsverhältnis vorgesehen sein, um zum Beschleunigen ein möglichst hohes Drehmoment bereitzustellen, während in einem hohen Drehzahlbereich ein niedriges Übersetzungsverhältnis vorgesehen sein kann, um eine möglichst hohe Fahrzeuggeschwindigkeit realisieren zu können. Im Vergleich zu Direktantrieben oder Antrieben mit einer Gangstufe halten Zwei-Gang-Getriebe den Motor in seinem effizientesten Bereich über weite Strecken jedes Fahrzyklusses. Dies sorgt auch für weniger Verbrauch - und Emissionen, falls ein Verbrennungsmotor oder ein Hybrid eingesetzt werden.
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Aus der
EP 2 305 501 A1 ist ein Zweiganggetriebe für elektrische Fahrzeuge bekannt, mit einer mit einer elektrischen Maschine verbindbaren Eingangswelle zum Einleiten eines Drehmoments, einer mit einem Antriebsrad verbindbaren Ausgangswelle zum Ausleiten des Drehmoments, einer ersten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem ersten Übersetzungsverhältnis, mit einem ersten antreibenden Zahnrad und einem ersten angetriebenen Zahnrad, einer zweiten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem zum ersten Übersetzungsverhältnis verschiedenen zweiten Übersetzungsverhältnis, mit einem zweiten antreibenden Zahnrad und einem zweiten angetriebenen Zahnrad, einem Freilauf, der dem ersten antreibenden Zahnrad oder dem ersten angetriebenen Zahnrad zugeordnet ist, und einer schaltbaren Kupplung, die das zweite angetriebene Zahnrad mit der Ausgangswelle verbinden kann. Dieses Getriebe bildet den Oberbegriff des Anspruchs 1. Das Getriebe des Standes der Technik enthält allerdings zwei zu bedienende Reibungskupplungen und einen separaten Sicherungsring, so dass es relativ groß baut und der Gangwechsel relativ kompliziert ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen aufzuzeigen, die bei einem kleineren Kraftfahrzeug zu einem effizienten und kompakten Antriebsstrang mit Zwei-Gang-Getriebe führen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist ein Antriebsstrang mit Zweiganggetriebe für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, mit einer mit einem Motor verbindbaren Eingangswelle zum Einleiten eines Drehmoments, einer mit einem Antriebsrad verbindbaren Ausgangswelle zum Ausleiten des Drehmoments, einer ersten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem ersten Übersetzungsverhältnis, mit einem ersten antreibenden Zahnrad und einem ersten angetriebenen Zahnrad, einer zweiten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem zum ersten Übersetzungsverhältnis verschiedenen zweiten Übersetzungsverhältnis, mit einem zweiten antreibenden Zahnrad und einem zweiten angetriebenen Zahnrad, einem Freilauf, der dem ersten antreibenden Zahnrad oder dem ersten angetriebenen Zahnrad zugeordnet ist, und einer schaltbaren Kupplung, die das zweite angetriebene Zahnrad mit der Ausgangswelle verbinden kann, wobei diese schaltbare Kupplung als einzige schaltbare Kupplung vorgesehen ist, wobei der Freilauf und die schaltbare Kupplung beide auf der gleichen Welle (Eingangswelle oder Ausgangswelle) angeordnet sind und wobei eine Fliehkraftkupplung vorgesehen ist.
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Das erfindungsgemäße Zwei-Gang-Getriebe ist dank des Verzichts auf eine zweite Reibungskupplung einfacher als das als Stand der Technik genannte Getriebe aufgebaut und kann damit kleiner gebaut werden. Der Verzicht auf die zweite Reibungskupplung auf der anderen Welle macht das Getriebe kleiner, leichter, billiger und weniger komplex. Das Einsparen von Masse ist vorteilhaft. Das Schalten geht einfacher, da nur eine einzige Kupplung zu bedienen ist und auf ein separates Sicherungsringsystem verzichtet werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass auch diese einfachere Lösung ein sanftes, ruckfreies Schalten, das bevorzugt automatisiert durchgeführt werden kann, ermöglicht. Da eine Fliehkraftkupplung verwendet wird, geht das Schalten sanft und übergangslos, ob mechanisch oder automatisch geschaltet wird. Da nicht zwei oder drei Elemente beim Schalten zu bedienen sind, reicht ein einziger einfacher elektrischer, elektromechanischer, elektronischer oder hydraulischer Stellmotor, um den Gangwechsel durchzuführen.
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Der erfindungsgemäße Antriebsstrang eignet sich vor allem für leichte Fahrzeuge mit relativ kleinen Motoren, also zum Beispiel für Zweiräder, wie Mopeds, Motorroller oder für Dreiräder wie Rikschas. Die Motoren können elektrisch betrieben sein. Bevorzugt eignet sich die Erfindung aber für Leichtfahrzeuge mit Verbrennungsmotor mit interner Verbrennung. Hier kommen die Vorteile eines Zwei-Gang-Getriebes besonders zum Tragen: Hohe Steigfähigkeit und gute Beschleunigung im ersten Gang bei hoher Endgeschwindigkeit im zweiten ohne einen großen, relativ schweren Motor einsetzen zu müssen. Als Verbrennungsmotoren sind Benzin-, Diesel- oder Gasmotoren bekannt und einsetzbar.
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Die Verbrennungsmotoren können zwei, drei oder mehr Zylinder haben. Für den Antriebsstrang leichter Fahrzeuge eignen sich aber besonders Einzylindermotoren, da diese einfach gebaut, leicht, sparsam und preisgünstig sind.
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Als schaltbare Kupplung kann jede für Antriebsstränge kleinerer Fahrzeuge sinnvoll einsetzbare Kupplung, wie zum Beispiel eine Klauenkupplung, verwendet werden. Bevorzugt wird eine Reibungskupplung verwendet, die ein sanfte Ein- und Auskuppeln ohne Ruck und ohne Zugkraftunterbrechung ermöglicht.
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Der Freilauf kann dort, wo es sinnvoll ist, im Antriebsstrang angeordnet sein. Bevorzugt und vom Platzverbrauch her vorteilhaft ist es, den Freilauf am oder im Kupplungsgehäuse anzuordnen. Dies führt zu einer kompakten Bauausführung.
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Bevorzugt ist die Nabe des Freilaufs zugleich die Nabe des ersten angetriebenen Zahnrads. Der Freilauf ist also auf der gleichen Welle (bevorzugt auf der Ausgangswelle des Getriebes) oder am oder im ersten angetriebenen Zahnrad angeordnet. Dies führt zu einer kompakten Bauausführung. Im Rahmen der Erfindung können die Kupplung und der Freilauf auf der Eingangswelle oder auf der Ausgangswelle anordnet. Bevorzugt ist es aber, Kupplung und Freilauf auf der Ausgangswelle vorzusehen. Dann kann die Eingangswelle besonders einfach aufgebaut sein und das erste antreibende Zahnrad und das zweite antreibende Zahnrad als Festräder enthalten.
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Im Rahmen der Erfindung kann die Fliehkraftkupplung auf der Eingangswelle oder auf der Ausgangswelle anordnet sein. Bevorzugt ist es aber, sie auf der Eingangswelle vorzusehen. Bevorzugt ist ihre Nabe zugleich die Nabe des ersten antreibenden Zahnrads. Die Fliehkraftkupplung ist also auf der gleichen Welle (bevorzugt auf der Eingangswelle des Getriebes) oder am oder im ersten antreibenden Zahnrad angeordnet. Dies führt zu einer kompakten Bauausführung.
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Das Zwei-Gang-Getriebe kann manuell schaltbar sein, was die einfachste und preisgünstigste Lösung ist. Bevorzugt ist es aber automatisch schaltend, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Drehzahl oder der Leistung des Motors, oder von der erreichten Geschwindigkeit. Die Schaltung kann elektrisch oder hydraulisch erfolgen. Aktoren dafür sind an sich schon bekannt. Die Automatik macht dann das Fahren dann besonders angenehm und den Gangwechsel ruckfrei. Auch können Zugkraftunterbrechungen beim Schalten vermieden werden.
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Gestartet werden kann der Motor, wenn einer mit interner Verbrennung verwendet wird, wie bisher üblich mechanisch, also meist über Kickstarter. Im Rahmen der Erfindung und bevorzugt ist es jedoch, einen Elektrostarter vorzusehen, der von einer kleinen Batterie gespeist wird. Ein Elektrostarter macht das Fahrzeug noch komfortabler und angenehmer. Auch Menschen mit wenig Körperkraft oder Gewicht können so den Motor auf Knopfdruck starten. Bevorzugt ist der Anlasser an der zweiten Gangstufe angeordnet und verfügt über einen Elektromotor, der über einen Freilauf im/am Anlasserzahnrad angeordnet ist. Beim Anlassen sperrt der Freilauf und leitet das Anlasserdrehmoment zur Kurbelwelle, läuft der Verbrennungsmotor, arbeitet der Freilauf im Schlupfbetrieb und der Anlassermotor dreht sich nicht.
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Mit der vorgeschlagenen Erfindung kann ein Fahrzeug realisiert werden, das automatisch schaltet und viele Vorteile bezüglich des reduzierten Energieverbrauches, der Erhöhung des Fahrkomforts, der Steigungsfähigkeit und der Höchstgeschwindigkeit bietet.
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Durch das erfindungsgemäße Zwei-Gang-Getriebe werden sowohl hohes Drehmoment beim Anfahren oder Bergauffahren als auch eine hohe Endgeschwindigkeit bei moderater Motordrehzahl - was die Lebensdauer erhöht - erreicht. Zusätzlich gelingt das Schalten sanft und ohne Zugkraftunterbrechung. Weiterhin wird mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang ein niedrigerer spezifischer Kraftstoffverbrauch (BSFC, Brake Specific Fuel Consumption) erreicht.
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Der erfindungsgemäße Antriebsstrang eignet sich für normale Fahrzeuge, wie PKW oder kleine Lieferfahrzeuge. Besonders geeignet ist die Erfindung aber für kleinere, leichte Fahrzeuge mit zwei Rädern, wie Motorräder, Mopeds, oder mit drei Rädern, wie Rikschas oder Trikes. Es ist ein Antriebsstrang vorgeschlagen, der im kostensensitiven Bereich der Zweiräder oder Dreiräder im asiatischen/indischen Markt einsetzbar ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: Hauptbestandteile eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs,
- 2: einen Schnitt durch den Antriebsstrang der 1 beim Anlassen,
- 3: einen Schnitt durch den Antriebsstrang der 1,
- 4: einen Schnitt durch den Antriebsstrang der 1 im zweiten Gang,
- 5: einen Schnitt durch den Antriebsstrang der 1 im ersten Gang,
- 6: einen Schnitt durch den Antriebsstrang der 1 im Leerlauf,
- 7: eine Fliehkraftkupplung zusammengebaut,
- 8: die Fliehkraftkupplung der 7 zerlegt.
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Der in 1 dargestellte Antriebsstrang mit Zwei-Gang-Getriebe 10 weist eine Eingangswelle 12 auf, die drehfest mit einer Motorwelle einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs - gezeigt sind der Kolben 40 und die Kurbelwelle 42 des Motors 36 - verbunden ist. Die Eingangswelle 12 kann über eine erste Gangstufe 14 und eine zweite Gangstufe 16 mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen mit einer Ausgangswelle 18 gekoppelt werden, um ein mit der Ausgangswelle 18 gekoppeltes Antriebsrad des Kraftfahrzeugs anzutreiben. Auf der Ausgangswelle 18 ist dazu ein Ritzel vorgesehen, über welches das Drehmoment über eine nicht gezeigte Kette an das Antriebsrad geleitet werden kann. Möglich ist ebenso die Verwendung von Riemen, Zahnriemen oder Keilriemen. Auf der Eingangswelle 12 befinden sich eine Fliehkraftkupplung 32 mit ihrem Fliehkraftkupplungsgehäuse 38 und ein Nadellager 44. Die erste Gangstufe 14 weist ein erstes angetriebenes Zahnrad 20 auf, das auf der Eingangswelle 12 angeordnet ist und mit einem mit der Ausgangswelle 18 verbundenen ersten angetriebenen Zahnrad 22 kämmt. Die zweite Gangstufe 16 weist ein zweites antreibendes Zahnrad 24 auf, das auf der Eingangswelle 12 angeordnet ist und mit einem mit der Ausgangswelle 18 verbundenen zweiten angetriebenen Zahnrad 26 kämmt. Auf der Ausgangswelle 18 befindet sich eine Reibungskupplung 30 mit ihrem Reibungskupplungsgehäuse 34, das drehfest mit der Ausgangswelle 18 verbunden ist. Nicht zu sehen ist in 1 der auf der Ausgangswelle 18 im ersten angetriebenen Zahnrad 22 angeordnete Freilauf 28.
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Zur Erläuterung der Funktion des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs mit Zwei-Gang-Getriebe 10 zeigt 2 den Kraftfluss (mit Pfeilen) beim Anlassen des Verbrennungsmotors. Das erfindungsgemäße Zwei-Gang-Getriebe 10 weist auf der Eingangswelle 12, die hier auch die Kurbelwelle 42 ist, das erste antreibende Zahnrad 20 und das zweite antreibende Zahnrad 24 auf. Mit dem ersten antreibenden Zahnrad 20 ist die Fliehkraftkupplung 32 mit ihrem Gehäuse 38 verbunden. Auf der Ausgangswelle 18 befinden sich das erste angetriebene Zahnrad 22 und das zweite angetriebene Zahnrad 26. Mit dem ersten angetriebenen Zahnrad 22 ist der Freilauf 28 verbunden, mit dem zweiten angetriebenen Zahnrad 26 ist die Reibungskupplung 30 mit ihrem Reibungskupplungsgehäuse 34 verbunden. Zusätzlich zu den Komponenten der 1 ist der elektrische Anlasser gezeichnet, der hier einen Anlassermotor 46 (elektrischer Startermotor), ein Anlasserzahnrad 48 und einen Anlasserfreilauf 50 aufweist.
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Zum Anlassen des Verbrennungsmotors wird nun der Anlassermotor 46 gestartet. Der gebogene Pfeil oberhalb seiner Welle zeigt die Drehrichtung. Der Anlasserfreilauf 50 sperrt und überträgt das Drehmoment auf das Anlasserzahnrad 48. Das Anlasserzahnrad 48 kämmt mit dem zweiten angetriebenen Zahnrad 26 und bringt die Ausgangswelle 18 in Drehung (gebogener Pfeil). Das zweite angetriebene Zahnrad 26 kämmt seinerseits mit dem zweiten antreibenden Zahnrad 24 und bringt die Kurbelwelle 42 in Drehbewegung, wie die Pfeile oberhalb der Welle 12 (oder 42) und auf den Komponenten zeigen. Der Verbrennungsmotor springt an, steigert seine Drehzahl und überholt den Anlasserfreilauf 50, der nun nicht mehr sperrt, sondern frei läuft.
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3 zeigt einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Antriebsstrang der 1 mit dem Kolben 40, der Kurbelwelle 42, der Fliehkraftkupplung 32 und der Eingangswelle 12. Ebenso die vier Getriebezahnräder 20, 22, 24, 26 und auf der Ausgangswelle 18 die Reibungskupplung 30 und den Freilauf 28.
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4 zeigt den Kraftfluss des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs mit Getriebe 10 der 1 im zweiten, schnelleren Gang. Der Motor treibt die Eingangswelle 12 mit den beiden Festrädern 20 und 24 (Kraftflusspfeil links oben und Pfeile auf der Welle 12). Die Kupplung 30 ist nun in ihrer Schließstellung. Dadurch liegen die Kupplungsscheiben und die Reibelemente aufeinander (Kupplung greift). Die Reibungskupplung 30 ist nun geschlossen und überträgt das Drehmoment. Das Drehmoment des Motors fließt nun über die Reibungskupplung 30 von den zweiten Zahnrädern 24 und 26 der zweiten Gangstufe ins Kupplungsgehäuse 34, von dort auf die Ausgangswelle 18 und damit zum darauf befestigten Ritzel, wie die Pfeile zeigen. Der Freilauf 28 wird nun überholt, da die Drehzahl über die zweite Gangstufe der Zahnräder 24 und 26 schneller ist als die Drehzahl der ersten Gangstufe 14 der Zahnräder 20 und 22. Der Freilauf 28 wird also von außen - überrollend oder überholend - angetrieben und sperrt nicht. Die erfindungsgemäße Integration von Freilauf 28 und Kupplung 30 auf einer Welle 18 führt also zu einem sehr kompakten Design. Langsames Einkuppeln der Fliehkraftkupplung 32 und das langsame Überrollen des Freilaufs 28 führen zu einem sanften Gangwechsel ohne Ruck.
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5 zeigt den Kraftfluss des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs mit Getriebe 10 der 1 im ersten, langsameren Gang für hohes Drehmoment fürs Anfahren oder Bergauffahren. Die Reibungskupplung 30 ist in ihrer Offenstellung (der dicke Pfeil auf Welle 18 deutet die Kupplungsbetätigung an). Dabei liegen die Kupplungsscheiben und die Reibelemente nicht aufeinander (Kupplung geöffnet). Die Reibungskupplung 30 ist nun offen und überträgt kein Drehmoment. Der Motor treibt die Fliehkraftkupplung 32, die durch Nach-Außen-Verlagern ihrer Fliehgewichte (detailliert in den 7 und 8 gezeigt) ihr Fliehkraftkupplungsgehäuse 38 sanft ebenfalls in Drehung versetzt (Pfeile links unten). Dieses ist mit dem ersten antreibenden Zahnrad 20 drehfest verbunden. Dieses Zahnrad 20 kämmt mit dem ersten angetriebenen Zahnrad 22 und bringt über den in Antriebsrichtung sperrenden Freilauf 28 das Reibungskupplungsgehäuse 34 und damit die Ausgangswelle 18 in Drehbewegung (gekrümmte Pfeile oberhalb der Wellen 12 und 18 und Pfeile auf den Komponenten).
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6 zeigt den Kraftfluss des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs mit Getriebe 10 der 1 im Leerlauf. Die Reibungskupplung 30 ist wieder in ihrer Offenstellung. Der Motor treibt die Eingangswelle 12. Da er der Motor im Leerlauf die Eingangswelle 12 nur langsam dreht, greift die Fliehkraftkupplung 32 nicht. Das Fliehkraftkupplungsgehäuse 38 wird nicht in Drehung versetzt. So bleibt das erste antreibende Zahnrad 20 ebenfalls stehen. Über das zweite antreibende Zahnrad 24 wird jedoch das zweite angetriebene Zahnrad 26 in Drehung versetzt. Da die Reibungskupplung 30 allerdings geöffnet ist, wird kein Drehmoment auf das Reibungskupplungsgehäuse 34 übertragen. Die Ausgangswelle 18 dreht sich nicht.
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Erst wenn der Fahrer Gas gibt und die Drehzahl des Motors erhöht, beginnt die Fliehkraftkupplung 32 langsam zu greifen und versetzt über ihr Fliehkraftkupplungsgehäuse 31 das erste antreibende Zahnrad 20 sanft in Drehbewegung und versetzt das Fahrzeug über das erste angetriebene Zahnrad 22 im ersten Gang langsam in Bewegung (sanftes Anfahren).
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Da in dieser Ausführung der Freilauf 28 im Reibungskupplungsgehäuse 34 angeordnet ist, sperrt der Freilauf 28 in Antriebsrichtung und erleichtert die Übertragung des Drehmoments zur Ausgangswelle 18. Im ersten Gang ist also, wie auch in 5 gezeigt, die Reibungskupplung 30 in Offenstellung und überträgt kein Drehmoment.
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Während der Fahrt im ersten Gang (5) rotiert das zweite antreibende Zahnrad 24 drehfest auf der Eingangswelle 12 und kämmt mit dem zweiten angetriebenen Zahnrad 26. Das zweite angetriebene Zahnrad 26 ist drehfest mit der Kupplungsnabe der Reibungskupplung 30 verbunden. Beide bewegen sich aber frei drehend, da die Reibungskupplung offen ist, auf der Ausgangswelle 18. Im ersten Gang erfolgt die Kraftübertragung nur über die Fliehkraftkupplung 32, während das Zahnradpaar 24, 26 des zweiten Ganges frei auf der Ausgangswelle 18 rotiert.
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Wenn die Geschwindigkeit ansteigt, wird die Reibungskupplung in sanfter Weise betätigt. Dies kann auch mechanisch vom Fahrer veranlasst werden. Bevorzugt wird der Gangwechsel aber automatisch veranlasst, entweder über einen elektrischen oder einen hydraulischen Aktor, der zum Beispiel die erreichte Geschwindigkeit oder die Motordrehzahl als Auslöser für den Schaltvorgang nimmt. Wenn die Reibungskupplung 30 dann geschlossen ist (4) erfolgt die Übertragung des Drehmoments über das zweite Zahnradpaar 24, 26 über das Reibungskupplungsgehäuse 34. Während die Reibungskupplung 30 für den zweiten Gang langsam greift, wird der Freilauf 28 im Kupplungsgehäuse 34 allmählich überrollt und erlaubt ein sanftes Schalten vom ersten zum zweiten Gang.
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Die Erfindung ermöglicht über die Fliehkraftkupplung 32 ein sanftes, ruckfreies Anfahren. Die Erfindung erlaubt auch ein sanftes Schalten des Zwei-Gang-Getriebes 10 ohne Zugkraftunterbrechung. Wie gezeigt, ist auch die Integration eines elektrischen Anlassers erfindungsgemäß ohne weitere Zusatzbauteile möglich und erspart so weitere Kosten, weiteres Gewicht oder mehr Bauraum.
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7 zeigt eine Fliehkraftkupplung 32 zusammengebaut, oben ein Blick auf das Reibungskupplungsgehäuse 38, unten ein Blick in das Reibungskupplungsgehäuse 38. Zu erkennen ist, dass in dieser Ausführung das Fliehkraftkupplungsgehäuse 38 mit dem ersten antreibenden Zahnrad 20 fest verbunden ist. Im Fliehkraftkupplungsgehäuse 38 ist eine Trägerplatte 52 mit ihrer Innenverzahnung zu erkennen.
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8 zeigt die Fliehkraftkupplung 32 der 7 zerlegt, also ohne Fliehkraftkupplungsgehäuse 38. Im oberen Teilbild ist der innere Aufbau der Fliehkraftkupplung 32 zu erkennen: Auf der Trägerplatte 52 sind in dieser Ausführung drei Fliehgewichte 54 exzentrisch beweglich oder nach radial außen verschwenkbar angeordnet. Die Fliehgewichte 54 tragen außen Reibbeläge 56 und werden von drei Zugfedern 58 radial nach innen gezogen. Setzt man die Trägerplatte 52 in Drehbewegung um ihre eigene Achse, beginnt die Fliehkraft die drei Fliehgewichte gegen die Federkräfte nach außen zu verschwenken. Im zusammengebauten Zustand, also mit Fliehkraftkupplungsgehäuse 38 würden dann die drei Reibbeläge durch die Fliehkraft gegen die Innenseite des Fliehkraftkupplungsgehäuses 38 gedrückt und dieses langsam zum Mitrotieren bringen. Ab einer gewissen Drehzahl sind die Fliehkraft und die Reibungskraft so groß, dass sich die außen angeordnete Fliehkraftkupplungsgehäuse 38 genauso schnell dreht wie die innen angeordnete Trägerplatte 52. Die Fliehkraftkupplung greift voll und überträgt das gesamte in die Trägerplatte 52 eingeleitete Drehmoment. Wird die Drehung wieder langsamer, wird die Fliehkraft kleiner. Die Zugfedern 58 ziehen die Fliehgewichte 54 wieder nach innen, die Reibbeläge 56 liegen weniger bis gar nicht mehr am Fliehkraftkupplungsgehäuse 38 an und es wird weniger bis gar kein Drehmoment mehr übertragen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zwei-Gang-Getriebe
- 12
- Eingangswelle
- 14
- erste Gangstufe
- 16
- zweite Gangstufe
- 18
- Ausgangswelle
- 20
- erstes antreibendes Zahnrad
- 22
- erstes angetriebenes Zahnrad
- 24
- zweites antreibendes Zahnrad
- 26
- zweites angetriebenes Zahnrad
- 28
- Freilauf
- 30
- Reibungskupplung
- 32
- Fliehkraftkupplung
- 34
- Reibungskupplungsgehäuse
- 36
- Motor
- 38
- Fliehkraftkupplungsgehäuse
- 40
- Kolben
- 42
- Kurbelwelle
- 44
- Nadellager
- 46
- Anlassermotor
- 48
- Anlasserzahnrad
- 50
- Anlasserfreilauf
- 52
- Trägerplatte
- 54
- Fliehgewicht
- 56
- Reibbelag
- 58
- Zugfeder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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