DE19807925A1 - Tretauto mit Freilaufkupplung - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tretauto mit einer Freilaufkupplung.

Stand der Technik

Solche Tretautos sind grundsätzlich bekannt. Bei einem Typ ist die Freilaufkupplung auf dem Rad angebracht. Diese Konstruktion ist ziemlich kompliziert und deshalb störungsanfällig. Durch das Anbringen der Freilaufkupplung auf dem Rad ist außerdem der Ersatz des Rades lästig und kostspielig.

Bei einem anderen Typ ist die Freilaufkupplung auf der Antriebsachse angeordnet, und weist zwei Koppelteile auf, die einander gegenüber in Wellenrichtung zueinander hin bzw. voneinander weg bewegbar sind. Hierzu ist eine zusätzliche Transmission notwendig, die den dem Fahrer - oft ein Kind - zur Verfügung stehenden Freiraum einschränkt und außerdem störungsanfällig ist.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Tretauto zu schaffen, bei dem eine Freilaufkupplung vorgesehen ist, die wenig Platz einnimmt und längere Zeit zuverlässig funktioniert.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung ein Tretauto mit einer mit einem Kettenrad versehenen Antriebsachse für zumindest ein Rad des Tretautos vor, wobei das Kettenrad mittels einer zumindest hinsichtlich des Vorwärtsganges wirksamen Freilaufkupplung mit der Antriebsachse verbunden ist, wobei die Freilaufkupplung mit zumindest einer ersten, in mit dem Kettenrad mitrotierenden Zustand bringbaren Nocke und mit zumindest einer zweiten, mit der Welle festen Nocke versehen ist, wobei die erste Nocke zwischen einer relativ radial außengelegenen, in die Bahn der zweiten Nocke eingreifenden ersten Antriebsposition und einer relativ radial innengelegenen, außerhalb der Bahn der zweiten Nocke gelegenen Freilaufposition exzentrisch um die Antriebsachse drehbar ist.

Die Freilaufkupplung gemäß der Erfindung funktioniert in einer radialen Fläche hinsichtlich der Antriebsachse, mit einfachen Nocken, die durch die ohnehin vorhandene Rotationsbewegung in bzw. außer Eingriff miteinander gebracht werden. Hierdurch ist die Kupplung einfach und kompakt.

Vorzugsweise weist die Freilaufkupplung ferner Mittel auf, die rotationsfest mit dem Kettenrad verbunden sind, zum Mitnehmen der ersten Nocke in Richtung auf die zweite Nocke zu, bis in die erste Antriebsposition, bei Drehung des Zahnrades, womit auf einfache, sichere und schnelle Weise die Kupplung zustande gebracht werden kann.

Die Kupplung gemäß der Erfindung kann in einfacher Weise zum Betrieb in der entgegengesetzten Richtung, rückwärts, eingerichtet werden.

Die zum Kuppeln oder Entkuppeln erforderliche Zeit wird eingeschränkt, wenn, in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausbildung gemäß der Erfindung, eine Anzahl in Rotationsrichtung im Abstand voneinander gelegenen zweiten Nocken vorgesehen ist.

Vorzugsweise ist die zweite Nocke auf einer über die Kupplung reichende Kappe angeordnet, vorzugsweise in oder auf der radial einwärts gekehrten Umfangsoberfläche davon, wodurch die Kupplung mit einem ohnehin vorhandenen Bestandteil abgeschirmt wird und die Kompaktheit also weiter vergrößert ist.

Vorzugsweise sind ferner Mittel zum Festhalten der ersten Nocke in ihrer Lage in der Freilaufposition gegen durch die Mitnahmemittel verursachte Reibungskräfte vorgesehen.

Weitere bevorzugte Ausführungen des Tretautos gemäß der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen beschrieben.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Freilaufkupplung, die offensichtlich für das Tretauto laut der Erfindung geeignet und vorgesehen ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den beigefügten Zeichnungen wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Tretauto mit einer Freilaufkupplung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels der Freilaufkupplung gemäß der Erfindung, montiert auf der Antriebsachse des Tretautos von Fig. 1, in der Position zum rückwärtigen Antrieb;

Fig. 3 die Freilaufkupplung von Fig. 2, in der Freilaufposition;

Fig. 4 die Freilaufkupplung von Fig. 2 und 3, nun allerdings in der Position zum vorwärtigen Antrieb; und

Fig. 5 eine teilweise auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der Freilaufkupplung nach Fig. 2-4.

Ausführliche Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung

In Fig. 1 ist das - motorlose - Tretauto oder Go-Kart 1 gemäß der Erfindung wiedergegeben, das ein Chassis 2 aufweist, einen darauf angeordneten Stuhl 3 mit einem Hinterbalken 4 und Hinterrädern 5, die auf den Enden der Hinter- oder Antriebsachse 7 angeordnet sind, um dadurch angetrieben zu werden. Die Antriebsachse 7 selbst wird mit Hilfe eines darauf angebrachten Kettenrades 9 angetrieben, wobei das Kettenrad durch eine Kette 11 angegriffen wird, die durch ein nicht wiedergegebenes kettenförmiges Vorblatt mit Hilfe von Pedalen 10 angetrieben werden kann.

Im vorderen Bereich ist das Tretauto 1 mit Vorderrädern 6 versehen, die frei rotierbar auf den Enden eines Vorderbalkens 12 des Chassis 2 und an den Achsschenkeln eines mit Hilfe einer Lenkstange 5 und eines Lenkrades 16 hin und her bewegbaren Achsschenkels 8 angebracht sind.

Wie in der Zeichnung der Fig. 1 zu erkennen ist, befindet sich hinter dem Kettenrad 9 die Freilaufkupplung 100 nach Fig. 2-5, mittels der das Tretauto wahlweise in Richtung A vorwärts, oder in Richtung B rückwärts, angetrieben werden kann oder in eine der Richtungen ohne aktiven Antrieb ausfahren kann.

Auf der Antriebsachse 7 ist eine Kappe 13 festgesetzt, beispielsweise durch Schweißen, um ein rotierbares Ganzes mit der Welle 7 zu bilden. In den Fig. 2-4 ist die Kappe 13 vertikal im Schnitt dargestellt. Wie in Fig. 5 zu sehen ist, ist die Kappe 13 an der vom Kettenrad 9 abgekehrten Seite geschlossen. In der Kappe 13, zwischen der Kappe und dem Kappenrad 9, befinden sich weitere Komponenten der Freilaufkupplung 100 gemäß der Erfindung.

Radial von innen nach außen gesehen ist zuerst eine Muffe 15 eng passend, jedoch relativ rotierbar auf der Welle 7 mit einem Radius R₁ von beispielsweise 10 mm angeordnet. Diese Muffe 15, die zum Beispiel eine Länge von etwas mehr als 2 cm und einen Außenumfang mit einem Radius von 13 mm aufweisen kann, ist an dem einen Endrand am Kettenrad 9 straff befestigt, während auf dem anderen Endrand eine Mitnahme- und Verschlußplatte 16 festgeschweißt ist. Diese Platte 16 reicht mit einem Abschnitt 16e radial bis über einen Endrand einer zweiten Muffe 17, die mit dem anderen Endrand ebenfalls am Kettenrad 9 straff befestigt ist, jedoch mit dem Mittelpunkt im Abstand e vom Mittelpunkt der Welle 7 liegt. Um die Muffe 17 ist eine weitere Muffe 18 angeordnet, die mit einer Innenoberfläche 18a in Umfangsrichtung über einer Außenoberfläche 17a der Muffe 17 frei bewegbar ist. Die Muffen 15, 17 und 18 haben nahezu die gleichen Längen.

Mit dem zuvor erwähnten Abschnitt 16e und auch mit dem diametral demgegenüber liegenden Abschnitt 16d sorgt die Platte 16 für das in einer Richtung senkrecht nach oben ab der Zeichnungsebene Gegenhalten der Muffe 18.

Die Muffe 15 mit darauf angeordneten Muffen 17 und 18 und Kettenrad 9 wird in axialer Richtung mittels nicht wiedergegebener Klemm- oder Verschlußringen in ihrer Lage gehalten, wobei die Ringe auf der Welle 7 befestigt sind und eine freie Rotation der Muffe 15 gewährleisten.

An der Außenoberfläche ist die Muffe 18 mit einer daran geschweißten Nocke 19 versehen, die - in einer Richtung ab der Zeichnungsebene senkrecht nach oben - an dem Rand der Muffe 18 vorbei reicht, bis zu der der Kappe 13 zugekehrten Endfläche der Platte 16, und in einer radialen Fläche mit der Verschlußplatte 16 zusammenfällt. Die Nocke 19 hat in im wesentlichen entgegengesetzten Richtungen gekehrte Anschlagsoberflächen 19a und 19b. Diese Anschlagsoberflächen 19a und 19b sind vorgesehen, um während des Betriebs der Freilaufkupplung gemäß der Erfindung wahlweise mit auf den Rändern der Platte 16 gebildeten Mitnahmeoberflächen 16a 16b zusammenzuarbeiten, und Antriebsoberflächen 20a, 20b, 21a, 21b und 22a, 22b, die jeweils auf Einbeulungen oder Einkerbungen 20, 21 und 22 in die Umfangswand 14 der Kappe 13 gebildet sind. Diese Einkerbungen erstrecken sich vorzugsweise über die vollständige Höhe der Umfangswand 14, allerdings bis über die vollständige Länge der Nocke 19, um eine möglichst große Antriebsoberfläche zu schaffen.

Die Platte 16 hat einen kreisförmigen Endrand 16c, der bei der Rotation des Kettenrades 9 eine Kreisbahn mit einem Radius R4 von beispielsweise 38 mm beschreibt, der konzentrisch mit der Mittellinie M der Antriebsachse 7 ist. Die Kappe 13 und deren Umfangswand 14 sind ebenfalls konzentrisch mit der Antriebsachse 7 und haben hinsichtlich der Mittellinie davon einen Radius, zur Stelle der Innenoberfläche, von R2 von zum Beispiel 48 mm. Die Spitzen der Einkerbungen 20, 21 und 22 liegen auf einem Kreis mit einem Radius R3 hinsichtlich der Mittellinie der Antriebsachse 7, der beispielsweise 40 mm beträgt und größer ist als R4.

Die Nocke 19, die sich, wie in den Zeichnungen zu sehen ist, hinsichtlich des Endrandes der Muffe 18 nach oben erstreckt, liegt mit der äußeren Fläche auf einem Radius R5 von beispielsweise 40 mm ab der Mittellinie N der Muffe 18, wobei die Mittellinie N, wie bereits erwähnt, im Abstand e von beispielsweise 4 mm von der Mittellinie der Antriebsachse 7 liegt. Die Außenoberfläche der Muffe 18 hat einen Radius von R6 von beispielsweise 25 mm. Dieser Radius R6 ist derart, daß sich der Abschnitt 16d der Platte 16 radial außerhalb der Muffe 18 erstreckt und mit der Mitnahmeoberfläche 16a oder 16b in die Bahn der Nocke reicht, damit entweder die Oberflächen 16a und 19b einander angreifen können oder die Oberflächen 19a und 16b.

Da Radius R4 kleiner ist als der Radius R3 kann die Platte oder Nocke 16 im Prinzip innerhalb der Kappe 13 frei rotieren. Wenn das passiert, und die Situation in Fig. 3 gegeben ist, gibt es keine Kupplung zwischen dem Kettenrad 9 (mit der Platte 16) und der Antriebsachse 7 (mit der Kappe 13). Dies ist der Freilaufzustand.

Wenn, mit Hilfe von Pedalen 10, die Kette 11 wieder angetrieben wird, um rückwärts zu fahren, wird das Kettenrad 9 in Richtung C drehen (siehe Fig. 2). Dies trifft auch für die Platte 16 zu, und diese wird zu einem bestimmten Zeitpunkt mit der Mitnahmeoberfläche 16a gegen die Oberfläche 19b der Nocke 19 anstoßen. Diese Nocke 19 wird dann durch die Platte 16 auf positive, direkte Weise rotiert, wobei die Muffe 18 mit über die Muffe 17 rotiert. Vor dem Angriff durch die Platte 16 ist, infolge der exzentrischen Lage der Muffe 18 hinsichtlich der Rotationsmittellinie der Antriebsachse 7, die Nocke hinsichtlich dieser radial nach außen bewegt, d. h. näher zu der mit der Antriebsachse 7 konzentrischen Wand 14 der Kappe 13 hin.

Bevor die Nocke 19 allerdings die maximale radiale in der Ebene S gelegenen Position erreichen kann, ist diese bereits gegen die Mitnahmeoberfläche 16a der Platte 16 angestoßen. Hierdurch wird vermieden, daß die Nocke 18 gegen die Innenoberfläche der Wand 14 zwischen den Einkerbungen 20, 21 und 22 festlaufen könnte, aber wobei dann wohl eine Kappe 13 mit einem kleinstmöglichen Durchmesser benutzt werden kann.

Infolge des Antriebs über das Kettenrad 9 nimmt die Platte 16 die Nocke 19 mit, bis diese mit Oberfläche 19a gegen eine Oberfläche 22a (in diesem Beispiel) der Einkerbung 22 anstößt. Ab dem Augenblick wird die Antriebskraft über die Platte 16 auf die Nocke 19 und von der Nocke 19 auf die Einkerbung 22 und damit auf die Kappe 13 und damit auf die Antriebsachse 7 übertragen.

Wenn die Pedale 10 angehalten werden, wird Platte 16 ebenfalls zum Stillstand kommen, aber weil die Räder 5 weiterrollen, wird die Antriebsachse 7 das Rotieren fortsetzen und das gleiche trifft für die Kappe 13 zu. Hierdurch wird die Einkerbung 22 von der Nocke 19 wegdrehen und wird die folgende Nocke 21 mit der Oberfläche 21b die Oberfläche 19b angreifen und die Nocke 19, die fest mit der frei drehbaren Muffe 18 verbunden ist, in Richtung C mitnehmen, bis, infolge der wechselseitigen exzentrischen Lage der Muffe 18 und Kappe 13, die Oberflächen 21b und 19b außerhalb des Bereichs des anderen divergieren. In dem Augenblick ist der Freilaufzustand wieder erreicht.

Um nun zu vermeiden, daß die Muffe 18 klappert, wenn diese sich in der Freilaufposition befindet und damit die Reibung zwischen Muffe 17 und Muffe 18 so gering wie möglich ist, so daß die Platte 16 im Antriebsfall relativ zu der Nocke 19 hin rotieren kann, ist eine Drahtfeder 23 vorgesehen, die mit Schenkeln 23a, 23b oben und unten auf der Außenoberfläche der Muffe 18 greift, um diese mit einer leichten Preßkraft gegenzuhalten. Um der Drahtfeder 23 eine in Umfangsrichtung durchlaufende Angriffsfläche auf der Muffe 18 anzubieten, endet die Nocke 19 in einem Abstand vom Ende der beim Kettenrad 9 gelegenen Muffe 18. Die axiale Abmessung der Wand 14 der Kappe 13 ist hierbei ebenfalls derart, daß diese in einer radialen Fläche mit der Endfläche der zum Kettenrad 9 gekehrten Nocke 19 endet. Die besagte Preßkraft kann allerdings einfach durch die Mitnahmekraft, die von der Platte 16 infolge des Antriebs entwickelt ist, übernommen werden. Die Feder 13 ist in einer hier nicht näher erläuterten Weise am Chassis 2 straff befestigt.

Wenn von der Freilaufposition von Fig. 3 auf die Antriebsposition des Vorwärtsganges der Fig. 4 umgeschaltet werden soll, wiederholen sich die in der Besprechung von Fig. 2 umschriebenen Vorgänge, nur dann in der entgegengesetzten Richtung D. Die Nocke 19 wird dann einerseits durch Mitnahmeoberfläche 16b der Platte 16 angegriffen und andererseits durch Oberfläche 21b der Einkerbung 21 gegengehalten, so daß die Kappe 13 in Richtung D mitrotiert. Aufgrund dieses Einklemmens wird ferner vorgebeugt, daß die Nocke 19 mit Muffe 18 klappern könnte.

Es wird ersichtlich sein, daß die Freilaufkupplung 100 gemäß der Erfindung vom Aufbau sehr einfach ist und deshalb zuverlässig funktionieren kann und außerdem wenig Platz einnimmt. Die Lage auf der Antriebsachse macht beide Rückräder 5 geeignet, um darauf Bremssysteme anzubringen.

Claims (16)

1. Tretauto mit einer mit einem Kettenrad versehenen Antriebswelle für zumindest ein Rad des Tretautos, wobei das Kettenrad mittels einer zumindest hinsichtlich des Vorwärtsganges wirksamen Freilaufkupplung mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei die Freilaufkupplung mit zumindest einer ersten, in mit dem Kettenrad mitrotierenden Zustand bringbaren Nocke, und mit zumindest einer zweiten, mit der Welle fest verbundenen Nocke versehen ist, wobei die erste Nocke zwischen einer relativ radial außengelegenen, in die Bahn der zweiten Nocke eingreifenden ersten Antriebsposition und einer relativ radial innengelegenen, außerhalb der Bahn der zweiten Nocke gelegenen Freilaufposition exzentrisch um die Antriebswelle drehbar ist.

2. Tretauto nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufkupplung ferner Mittel aufweist, die rotationsfest mit dem Kettenrad verbunden sind, zum Mitnehmen der ersten Nocke in Richtung auf die zweite Nocke hin, bis in die erste Antriebsposition bei Drehung des Zahnrades.

3. Tretauto nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Nocke und die Mitnahmemittel einander gegenüber in axialer Richtung ortsfest sind.

4. Tretauto nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmemittel einer Rotationsbahn folgen, die nicht mit der der zweiten Nocke oder der Nocken zusammenfällt.

5. Tretauto nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn der Mitnahmemittel radial einwärts von der Bahn der zweiten Nocke oder der Nocken gelegen ist.

6. Tretauto nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmemittel Mitnahmeoberflächen für die erste Nocke aufweisen, die in Umfangsrichtung vorbei an der radialen, durch die Mitte der Antriebswelle und des Exzenterpunktes gehenden Linie angeordnet sind.

7. Tretauto nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufkupplung eine zweite Antriebsposition aufweist, um zugleich im Rückwärtsgang wirksam zu sein.

8. Tretauto nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl in Rotationsrichtung auf Abstand voneinander gelegene zweite Nocken vorgesehen sind.

9. Tretauto nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Nocke auf einer über die Kupplung reichenden Kappe angeordnet ist, vorzugsweise in oder auf der radial einwärts gekehrten Umfangsoberfläche davon.

10. Tretauto nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenrad mit einer ersten, darauf fest angeordneten, kreiszylinderförmigen, exzentrischen Muffe versehen ist, um die erste Nocke auf einem kreisförmigen exzentrischen Ring befestigt ist, der auf der ersten Muffe drehbar gelagert ist.

11. Tretauto nach Anspruch 10 und einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmemittel auf einer zweiten, um die Antriebswelle gelagerten Muffe befestigt sind, wobei die Mitnahmemittel mit in zwei entgegengesetzten Umfangsrichtungen gekehrten Mitnahmeoberflächen versehen sind, die hinsichtlich der Linie durch die Mitte der Antriebswelle und des Exzenterpunktes symmetrisch gelegen sind.

12. Tretauto nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Mittel vorgesehen sind, um die zweite Muffe gegen Reibung mit der ersten Muffe in ihrer Lage festzuhalten.

13. Tretauto nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenhaltmittel zum Ausüben einer Haltekraft auf der zweiten Muffe ausgestattet sind, wobei die Kraft kleiner ist als die Kraft, die durch eine zweite Nocke auf eine erste Nocke ausübbar ist.

14. Tretauto nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenhaltmittel als Federmittel, die die zweite Muffe an zwei einander entgegengesetzt gelegenen Seiten angreifen, ausgebildet sind.

15. Tretauto nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenhaltmittel fest auf dem Chassis des Tretautos angeordnet sind.

16. Freilaufkupplung, die für ein Tretauto nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche geeignet und vorgesehen ist.