DE2150843C3 - Fliehkraftkupplung für Leichtfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftkupplung für Leichtfahrzeuge, wie Fahrräder mit Hilfsmotor, bei der in einer mit dem Antriebsrad des Fahrzeugs verbundenen Trommel zwei aus je einem Belagträger und Fliehkörper bestehenden Gruppen von Kupplungselementen untergebracht sind, wobei die Gruppen von Kupplungselementen mit einer an der Antriebswelle des Motors vorgesehenen Scheibe verbunden sind, sowie mit einer Rückholfeder, die den jeweiligen Fliehkörper entgegen der Wirkung der Fliehkraft beaufschlagt, wobei jeder Belagträger nach Maßgabe der Drehzahl entweder durch die Fliehkraft des Fliehkörpers der ersten Gruppe von Kupplungselementen oder durch die über die Rückholfeder erzeugte Druckwirkung des Fliehkörpers der zweiten Gruppe gegen die Trommel derart gedrückt wird, daß der entsprechende Belagträger ein in Fahrtrichtung des Fahrzeuges aufgebrachtes Drehmoment durch Klemmwirkung zwischen den Belagträger und der Scheibe überträgt, wobei die Übertragung der Federwirkung über Anschlagteile erfolgt, die zwischen Belagträgern und Fliehkörpern verschiedener Gruppen von Kupplungselementen angeordnet sind.

Eine derartige Fliehkraftkupplung ist in der DT-AS 11 03 090 beschrieben. Sie gestattet dem Fahrer, den Motor dadurch anzuwerfen, daß er das Antriebsrad des Fahrzeugs durch die Betätigung der Tretkurbeln, während er das Fahrzeug vorwärts schiebt oder

ίο während er es einen Abhang herunterfahren läßt, in Umdrehung versetzt, wobei die Trommel der Kupplung mitgenommen wird. Das so auf die Trommel ausgeübte Moment wird dann nämlich durch Klemmwirkung auf die Scheibe der Kupplung und somit auf die Motorwelle übertragen. ¹Jm dem Fahrzeug seine Geschwindigkeit zu erteilen, braucht der Fahrer nur zu beschleunigen, wodurch die Belagträger durch die Fliehkörper gegen die Trommel mit einer so großen Kraft gedrückt werden, daß sie das Moment durch Reibung von dem Motor auf das Antriebsrad des Fahrzeugs übertragen.

hin Nachteil dieser bekannten Kupplung besteht darin, daß die Beläge der Belagträger mit der Trommel in Berührung bleiben, wenn der Mctor im Langsamlauf, z. B. mit 1600 bis 2200 Umdrehungen in der Minute, läuft und das Fahrzeug stillsteht, da dann die von den Fliehkörpern erzeugte Fliehkraft nicht ausreicht, um durch Reibung ein genügendes Moment auf das Antriebsrad zu übertragen. Das Drehmoment bleibt jedoch erhalten. Hierdurch entsteht eine übermäßige

Abnutzung der Beläge und ein unnötiger Energieverbrauch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fliehkraftkupplung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß verbesserte Leerlaufeigenschaften diese Fliehkraftkupplung bei einer stabilen Ausrücksiellung in einem relativ weiten Leerlauf-Drehzahlbereich sichergestellt sind.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß

a) die Belagträger und Fliehkörper jeweils einei Gruppe von Kupplungselementen an beiderseits

der Welle angeordnete Bolzen angelenkt sind,

b) die jeweils an einem Bolzen angelenkten Belagträger und Fliehkörper zusammenwirkende Abstützvorsprünge (-rippen) aufweisen,

c) die an den jeweils am Bolzen angelenkten

Belagträger und Fliehkörper mit einer weiteren Zugfeder miteinander verbunden sind und daß

d) den freien Enden der Belagträger an den Fliehkörpern in unmittelbarer Nähe deren Anlenkstellen angeordnete Abstützflächen zugeordnet sind.

Bei Zwischendrehzahlen bewegen sich die Fliehkörper unter der Wirkung der Fliehkraft entgegen der Wirkung der ersten Rückholfeder allmählich nach außen. Sie ziehen dann über die zweite Feder den Belagträger der anderen Gruppe von Kupplungselementen allmählich nach innen, wodurch dieser von der Trommel abgehoben wird. Bei hohen Drehzahlen wird die Wirkung der zweiten auf einen Belagträger wirkenden Feder durch die von dem Fliehkörper seiner Gruppe von Kupplungselementen ausgeübte Fliehkraft überwunden, und die Arbeitsweise ist dann entsprechend der obenerwähnten bekannten Fliehkraftkupplung.

6t, Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Fliehkraftkupplung im Querschnitt längs der Linie 1-1 in Fig.4 in der

dem Stillstand oder dem Anwerfen des Motors entsprechenden Stellung;

Fig.2 und 3 zeigen in gleicher Darstellung wie F i g-1 die gleiche Fliehkraftkupplung in den dem Langsamlauf bzw. dem normalen Betrieb des Motors entsprechenden Stellungen;

Fig.4 zeigt in einem schematischen lotrechten Axialschnitt ein mit der Fliehkraftkupplung der F i g. 1 bis 3 jusgerüstete Antriebseinrichtung für Fahrräder mit Hilfsmotor, wobei die Belagträger, die Fliehkörper und die Federn der Fliehkraftkupplung nicht dargestellt sind.

Die Antriebseinrichtung ist im ganzen mit Ausnahme seiner Fliehkraftkupplung auf an sich bekannte Weise ausgebildet und enthält, wie in Fig.4 dargestellt, eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Zylinder 2 und einer Welle 3, welche seitlich von einer Schutzkappe 4 getragen wird, welche eine Antriebsrolle 5 auf einem Teil ihres Umfangs umgibt, wobei die Kappe auf der der Brennkraftmaschine abgewandten Seite ein Gehäuse 6 trägt, in welchem die Fliehkraftkupplung untergebracht ist. Die Motorwelle 3 ist durch die Kappe 4 und das Gehäuse 6 hindurch verlängert, wobei ihr dem Motor 1 abgewandtes, ein Schwungrad 8 tragendes Ende in einem Lager 7 gelagert ist. In dem Gehäuse 6 ist eine Trommel 9 angeordnet, welche fest mit der Antriebsrolle 5 verbunden ist, welche auf der Welle 3 mit Hilfe von reibungsmindernden Ringen 10 frei drehbar Belagen ist. Die Rolle 5 treibt das Antriebsrad 11 des Fahrrades durch Berührung mit dem Luftreifen 12 desselben an.

Die zwischen der Welle 3 und der Trommel 9 angeordnete Kupplung besteht im wesentlichen aus zwei Gruppen von Kupplungselementen, welche innerhalb der Trommel 9 angeordnet sind und je durch einen Belagträgsr 13 bzw. 13a und einen Fliehkörper 14 bzw. 14a gebildet werden, welche je an eine an der Welle 3 des Motors befestigte Scheibe 15 od. dgl. angelenkt sind. An dem Belagträger 13 bzw. 13a ist ein Belag 16 oder 16a angebracht, welcher mit der zylindrischen Innenfläche der Trommel 9 zusammenwirkt. Die Belagträger und die Fliehkörper sind an Bolzen 17 schwenkbar, welche einander diametral gegenüberliegen und an der Scheibe 15 befestigt sind.

Jeder Fliehkörper 14 bzw. Ua unterliegt den entgegengesetzten Wirkungen der Fliehkraft und einer ersten Rückholfeder 18 bzw. 18a, deren eines Ende 19 bzw. 19a an einem Fliehkörper und deren anderes Ende 20 bzw. 20a entweder (wie in F i g. 1 bis 3 angenommen) an der Scheibe 15 oder an dem anderen Fliehkörper befestigt ist. Jeder Belagträger 13 ozw. 13a wird, je nachdem, ob die Drehzahl des Motors 1 hoch ( F i g. 3) oder niedrig ( F i g. 1) ist, gegen die Trommel 9 entweder durch die Fliehkraft des Fliehkörpers 14 bzw. 14a seiner Gruppe von Kupplungselementen oder durch den Druck des Fliehkörpers 14a bzw. 14 der anderen Gruppe, welcher von der Wirkung der ersten Rückholfeder 18a bzw. 18 herrührt und durch zwischen Belagträgern und Fliehkörpern verschiedener Gruppen vorgesehene Anschlagteilen übertragen wird, gedrück;. Schließlich ist jeder Belagträger 13 bzw. 13a so ausgebildet, daß er in diesem letzteren Fall (Fig. 1) durch Klemmwirkung auf die Scheibe 15 od. dgl. ein Drehmoment überträgt, welches auf die Trommel 9 der normalen Fahrtrichtung des Fahrzeugs (Richtung des Pfeils Fder Fig. 1) übertragen wird. ^ft5

Zur Ermöglichung dieser Klemmwirkung liegt jeder Bolzen 17 (in dem dem Pfeil Fentsprechenden Drehsinn der Welle 3) vor dem Belag 16, 16a des Belagträgers 13 bzw. 13a, welchen dieser Bolzen trägt, und der Winkel A zwischen der durch den Bolzen 17 eines jeden Belagträgers 13 bzw. 13a.»nd die mittlere Reibungszone des entsprechenden Belages 16 bzw. 16a an der Trommel 9 gehenden Ebene und der durch die Achse der Welle 3 und die gleiche Reibungszone gehenden Ebene erhält einen Wert, welcher höchstens gleich dem Reibungswinkel der Beläge an der Trommel 9 ist. Dieser Winkel A liegt im allgemeinen zwischen 20° und 30°.

Erfindungsgemäß ist nun zwischen diesem Belagträger 13 bzw. 13a und dem der anderen Gruppe von Kupplungselementen angehörenden Fliehkörpern 14a und 14 eine zweite Feder 21 bzw. 22 angeordnet, welche die Anschlagteile für Zwischendrehzahlen des Motors in Berührung hält. Die Feder 21 bzw 22 ist erheblich schwächer als die Feder 18a bzw. 18, welche nur die Reibungen überwindet und das Anliegen der Beläge 16, 16a an der Trommel 9 bei der Inbetriebsetzung sicherstellen soll. Es wäre möglich, den gleichen Bolzen 17 den Belagträger 13 bzw. 13a und der der gleichen Gruppe angehörende Fliehkörper 14 bzw. 14a anzubringen, vorausgesetzt, daß der Schwerpunkt der durch den Belagträger 13 und den Fliehkörper 14a gebildeten Anordnung auf der gleichen Seite der Achse der Welle 3 liegt wie der Fliehkörper 14a, so daß die auf diese Anordnung wirkende Fliehkraft den Belag 16 bzw. 16a des Belagträgers 13 bzw. 13a von der Trommel 9 abzuheben sucht und daß die Anordnung 13a, 14 der gleichen Bedingung in bezug auf den Fliehkörper 14 genügt. Es scheint jedoch zweckmäßiger, wie in F i g. 1 bis 3 dargestellt, die Kupplungselemente ein und derselben Gruppe an zwei verschiedenen Bolzen anzubringen. Der Belagträger 13 bzw. 13a und der Fliehkörper 14 bzw. 14a ein und derselben Gruppe liegen dann beiderseits der Welle 3. und die Anschlagteile können durch von den Belagträgern 13,13a getragene Abstützungsvorsprünge 23, 23a und von den Fliehkörpern 14, 14a getragene Abstützungsvorsprünge 24, 24a gebildet werden, welche paarweise miteinander in Berührung bleiben, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, solange die Motordrehzahl nicht einen bestimmten, über Langsamlaufrirehzahl liegenden Grenzwert übersteigt.

Die obige Fliehkraftkupplung arbeitet folgendermaßen.

Wenn der Motor 1 stillsteht, nehmen die Elemente der Kupplung die Stellung der Fig. I ein. Die Federn 18, 18a ziehen die Fliehkörper 14, 14a nach innen und drücken durch Berührung der Abstützungsvorsprünge 23, 23a, 24, 24a die Belagträger 13a, 13 gegen die Trommel 9, was die Winkelstellung der Belagträger und der Fliehkörper auf ihren diesbezüglichen Bolzen 17 bestimmt. Wenn der Fahrer die Trommel 9 in dem Sinn des Pfeils F auf eine der oben angegebenen Weisen in Umdrehung versetzt, werden die Beläge 16, 16a durch Klemmwirkung oder Andrücken an die Oberfläche der Trommel 9 mit dieser mitgenommen. Diese Bewegung wird nacheinander auf die Belagträger 13, 13a, die Bolzen 17, die Scheibe 15 und die Motorwelle 3 übertragen.

Wenn der Motor auf diese Weise angeworfen wurde und im Langsamlauf läuft, nehmen die Kupplungselemente die Stellung der Fig. 2 ein. Die Fliehkörper 14, 14a, welche durch die Drehbewegung der Scheibe 15 mitgenommen werden, spreizen sich von der Welle 3 ab, indem sie um den Bolzen 17 unter Wirkung der Fliehkraft schwenken, und nehmen eine von der Motordrehzahl und den Kenngrößen der Federn 18,18a

abhängende Gleichgewichtsstellung ein. Um diese Stellung stabiler zu machen, kann die Ausbildung so getroffen werden, daß die freien Enden der Belagträger 13, 13a an Abstützflächen 25, 25a anschlagen, welche hierfür an den Fliehkörpern 14, 14a in der Nähe der Anlenkstellen an den Bolzen 17 ausgebildet sind. Da die Federn 21, 22 die Abstützungsvorsprünge 23, 23a, 24, 24a paarweise aneinander halten, wird diese Verschwenkung der Fliehkörper 14,14a auf die Belagträger 13,13a übertragen, wodurch die Beläge 16,16a von der Trommel 9 abgehoben werden, wodurch jede Reibung

aufgehoben wird.

Um schließlich die Einkupplung vorzunehmen, braucht der Fahrer nur zu beschleunigen, worauf die Kupplungselemente die Stellung der F i g. 3 einnehmen. Da dann die Motordrehzahl genügend hoch ist, spreizen sich die Fliehkörper 14, 14a weiter von der Welle 3 ab und kommen mit den Belagträgern 13,13a ihrer Gruppe in Berührung, welche sie bei ihrer zentrifugalen Bewegung entgegen der gemeinsamen Wirkung der Federn 18, 18a, 21, 22 nach Trennung der Abstützungsvorsprünge 23,24a und 24,23a mitnehmen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Fliehkraftkupplung für Leichtfahrzeuge, wie Fahrräder mit Hilfsmotor, bei der in einer mit aem Antriebsrad des Fahrzeugs verbundenen Trommel zwei aus je einem Belagträger und Fliehkörper bestehenden Gruppen von Kupplungselementen untergebracht sind, wobei die Gruppen von Kupplungselementen mit einer an der Antriebswelle des Motors vorgesehenen Scheibe verbunden sind sowie mit eimer Rückholfeder, die den jeweiligen Fliehkörper entgegen der Wirkung der Fliehkraft beaufschlagt, wobei jeder Belagträger nach Maßgabe der Drehzahl entweder durch die Fliehkraft des Füehkörpers der ersten Gruppe von Kupplungselementen oder durch die über die Rückholfeder erzeugte Druckwirkung des Fliehkörpers der zweiten Gruppe gegen die Trommel derart gedrückt wird, daß der entsprechende Belagträger ein in Fahrtrichtung des Fahrzeuges aufgebrachtes Drehmoment durch Klemmwirkung zwischen dem Belagträger und der Scheibe überträgt, wobei die Übertragung der Federwirkung über Anschlagteile erfolgt, die zwischen den Belagträgern und Fliehkörpern verschiedener Gruppen von Kupplungselementen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) die Belagträger (13 bzw. 13a) und Fliehkörper (14 bzw. 14a) jeweils einer Gruppe von Kupplungselementen an beiderseits der Welle (3) angeordneten Bolzen (17) angelenkt sind,

   b) die jeweils an einem Bolzen (17) angelenkten Belagträger (13 bzw. 13a) und Fliehkörper (14a bzw. 14) zusammenwirkende Abstützvorsprünge (-rippen) (23,24a bzw. 24,23a) aufweisen,

   c) die an jeweils einem Bolzen (17) angelenkten Belagträger (13 bzw. 13a) und Fliehkörper (14 bzw. 14a) mit einer weiteren Zugfeder (21 bzw. 22) miteinander verbunden sind,

   d) den freien Enden der Belagträger (13 bzw. 13a) an den Fliehkörpern (14 bzw. 14a) in unmittelbarer Nähe deren Anlenkstellen angeordnete Abstützflächen (25 bzw. 25a) zugeordnet sind.