DE2218730B2 - Antrieb für ein Fahrzeug, insbesondere Zweiradfahrzeug, mit einem von einer Batterie gespeisten Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Fahrzeug, insbesondere Zweiradfahrzeug, mit einem von einer Batterie gespeisten Elektromotor und einem mehrstufigen Getriebe, dessen letzter Stufe ein Freilauf vorgeschaltet ist.

Der Elektromotor, ein Gleichstrommotor, nimmt beim Anlauf unter Last einen unverhältnismäßig hohen Strom auf, der um ein Vielfaches über dem normalen Wert bei der Betriebsdrehzahl liegt. Beim Anlaufvorgang kann die Stromstärke z. B. 200 A erreichen, das ist etwa das Zehnfache des normalen Fahrstromes. Die Kapazität einer Batterie hängt von der Stromstärke bei der Entnahme ab. Steigende Entnahmestromstärke führt zu einer Minderung des Nutzstromes, so daß die Streckenleistung eines batteriegstriebenen Fahrzeuges erheblich absinkt. Die hohen Stromstärken gefährden auch die eingebauten Schalter. Der Gleichstrommotor hat weiterhin die Eigenschaft, bei Anlauf unter Last aus dem Stand das höchste Drehmoment abzugeben, was einem sanften Anfahren nicht förderlich ist.

Bei einem bekannten batteriegetriebenen Zweiradfahrzeug (DT-OS 21 13 968) wird dem Problem des Anfahrens unter Last bei übergroßer Stromaufnahme und dadurch rascherer Entleerung der Batterien dadurch begegnet, daß eine automatische Schalteinrichtung verwendet wird, die aus einem elektronischen Schaltkreis mit Relais besteht, die das Einschalten des Motors nur dann ermöglicht, wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit erreicht hat, die durch den Pedalantrieb gewonnen werden mu3. Erst bei einer so gewonnenen Drehzahl begrenzt die von dem Motor erzeugte gegenelektromotorische Kraft den Strombedarf auf einen brauchbaren Wert. Die Anwendung des elektronischen Schaltkreises mit dem elektromagnetischen Abgreifer ist aber aufwendig und störanfällig, das Problem des sanften Anfahrens ist nicht gelöst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einem batteriegetriebenen Elektromotor zu schaffen, mit d^!_;n bei einfacher, kostensparender Bauweise und einfacher Bedienung eine große Streckenleistung erreicht werden kann, d. h. die Stromkapazität der Batterie sparsam genützt wird, und bei dem ein sanftes Anfahren gesichert ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein mittels Wälzlagern auf der Motorwelle drehbar gelagertes Antriebsrad einer ersten Getriebestufe mit einem topfförmigen Hohlkörper fest verbunden ist, gegen den auf der Motorwelle sitzende, von dieser angetriebene Fliehgewichte drückbar sind.

Auf diese Weise kann der Motor leer anlaufen, bei einer Kupplung bei etwa 2000 U/min ist die Stromaufnahme schon stark abgesunken, die Schleifphase ist kurz, die Batterie ist geschont Die Konstruktion ist sehr einfach, preisgünstig und zuverlässig, insbesondere kann vom Stand aus gestartet werden, ein Pedaltreten zum Anfahren entfällt. Eine hohe Stromentnahme kommt auch dann in Wegfall, wenn z. B. bei einem Unfall das Fahrzeug blockiert ist und der Motor eingeschaltet bleibt oder wenn das Fahrzeug eine Steigung nicht bewältigt. In solchen Fällen würde die Stromstärke binnen weniger Sekunden einen solchen Wert erreichen, daß ζ. B. Schalter und Stromkabel verglühen würden. Die Bauweise ist kompakt und eignet sich insbesondere für den Einsatz bei Zweiradfahrzeugen. Der Einsatz von Fliehkraftkupplungen ist bei Maschinenaggregaten, die aus einer Antriebs- und einer Arbei'smaschine bestehen, an sich bekannt (DT-AS 10 00 648). Um z. B. Massenkrälte auszuschalten, sind Haupt- und Nebenfliehgewichte miteinander über eine Flüssigkeit durch eine besondere Rohrleitung mit Düsen und Ventilen gekoppelt. Diese Ausbildung eignet sich aber wegen ihres Gewichtes und ihrer Größe nur für solche stationäre Maschinenaggregate, deren Antriebsmaschinen in der Regel nicht aus batteriegespeisten Motoren bestehen. Es ist auch bekannt, Fliehkraftkupplungen bei Zweiradfahrzeugen einzusetzen, die mit einem Verbrennungsmotor angetrieben werden (französische Patentschriit 10 81 875 und DT-AS 10 06 746). Hier dient die Fliehkraftkupplung dem Zweck, das Starten des Motors zu ermöglichen, der nicht unter Last anlaufen kann und erst bei einer bestimmten Drehzahl lauffähig wird. Hier ist mit der Motorwelle ein topfförmiger Hohlkörper verbunden, die Fliehgewichte stehen mit dem Antriebsrad einer ersten Getriebestufe in Verbindung. Dadurch kann im Stand die Drehzahl des Motors durch entsprechendes Gasgeben beliebig hochlaufen, das Einkuppeln erfolgt erst dann, wenn das Fahrzeug durch Pedalantrieb auf eine bestimmte Geschwindigkeit gebracht wird.

Demgegenüber kann ein Gleichstrommotor unter Last sehr wohl anlaufen, er entwickelt dabei sein höchstes Drehmoment. Um trotzdem ein möglichst ruhiges und ruckfreies Anfahren zu erreichen, ist es z. B. bei einem elektromotorischen Fahrantrieb bei einem Flurfördergerät bekannt (Schweizer Patentschrift 4 20 873), das Drehmoment eines ohne Vorschaltwiderstand arbeitenden Elektromotors durch eine mechanische Reibungskupplung auf das Fahrgetriebe zu übertragen. Die eine Kupplungshälfte wird dabei durch einen Druckring von Hand elastisch gegen eine andere Kupplungshälfte gedrückt, so daß das volle, am Motor sofort zur Verfügung stehende Drehmoment nur allmählich durch entsprechendes Zusammendrücken der beiden Kupplungshälften übertragen wird. Für eine automatische Begrenzung der Stromaufnahme beim Anfahren geben die bekannten Lösungen keine Anregung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Zweiradfahrzeuges mit einem Antrieb nach der Erfindung,

F i g. 2 die Draufsicht hierzu bei abgenommener Haube und ohne Sattel,

F i g. 3 eine Ansicht des Antriebes des Zweiradfahrzeuges in größerer Darstellung,

F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil einer ersten Getriebestufe.

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Das Zweiradfahrzeug trägt in einem Rahmen 1 zwischen einem Vorderrad 2 und einem Hinterrad 3 sowie einem Antrieb 4 eine Batterie 5. In den Rahmen 1 ist eine Schale 6 eingehängt, die die Batterie 5 aufnimmt. Dazu weist der Rahmen 1 ein Rohrstück 14 in Form eines geschlossenen Rechteckes auf, die Schale 6 mit der Batterie 5 und der Antrieb 4 werden durch eine abnehmbare Haube 7 abgedeckt. Das Rohrstück 14 verbindet die das Vorderrad 2 und die das Hinterrad 3 aufnehmenden Rahmenteile miteinander, in üblicher Weise sind eine Lenkstange 8, ein Sattel 9, ein Gepäckträger 10, Stoßdämpfer 11, Schutzbleche 12 und eine Beleuchtungsanlage 13 angeordnet.

Der Antrieb 4 (F i g. 3) besteht aus einem von der Batterie 5 gespeisten Elektromotor 15 und einem von diesem angetriebenen zweistufigen Getriebe, dessen erste Getriebestufe aus einem Riementrieb 16 und dessen zweite Getriebestufe aus einem Kettentrieb 17 gebildet sind. Die Übersetzung des Riementriebes beträgt etwa 1 :3 und die Übersetzung des Keuentriebes etwa 1 :4. Der Elektromotor 15 ist an einem Flansch 18 befestigt, der um einen fahrzeugfesten Drehpunkt 19 gegen die Wirkung einer Feder 20 schwenkbar ist. Der fahrzeugfeste Drehpunkt 19 wird durch einen an einem zum Sattel 9 führenden Rahmenteil 21 angeschweißten Steg 22 gebildet. Ein weiterer Steg 23, der ebenfalls am Rahmenteil 21 angeschweißt ist, dient zur Aufnahme des einen Endes der Feder 20, deren anderes Ende in eine dem Drehpunkt 19 entgegengesetzt liegende öffnung 24 des Flansches 18 eingesetzt ist. Die Motorwelle 25 liegt parallel zur Achse 26 des angetriebenen Hinterrades 3 und zu einer Zwischenwelle 27, auf der ein Abtriebsrad 28 des Riementriebes 16 und ein Antriebsrad 29 des Kettentriebes 17 gelagert sind. Über die Feder 20 wird der Riementrieb 16 gespannt. Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, liegen die Motorwelle 25, die Zwischenwelle 27 und die Achse 26 des Hinterrades 3 in den Eckpunkten eines spitzwinkligen Dreiecks.

Dem Elektromotor 15 ist eine Fliehkraftkupplung 30 nachgeschaltet. Auf dem Ende der Motorwelle 25 sitzen Fliehgewichte 34, die gegen eine zylindrische Innenwand eines topfförmigen Hohlkörpers 33 drückbar sind. Der Hohlkörper 33 ist mit einem eine Riemenscheibe abgebenden Antriebsrad 32 des Riementriebes 16 fest verbunden. Das Antriebsrad 32 ist über Nadellager 35 auf der Motorwelle 25 gelagert.

Durch nicht näher dargestellte Leitungen und einen Schalter wird die Batterie 5 mit dem Motor 15 verbunders. Der Elektromotor 15 läuft ohne Belastung an, er nimmt nur einen geringen Anlaufstrom auf. Beim Erreichen einer vorher bestimmten Drehzahl kommen die Fliehgewichte 34 am Hohlkörper 33 zur Anlage und nehmen diesen zusammen mit dem Antriebsrad 32, zunächst schleifend, mit, so daß die Drehbewegung des Elektromotors 15 über den Riementrieb 16, einen Freilauf und den Kettentrieb 17 auf das Hinterrad 3 übertragen wird. Läuft dieses bei Bergabfahren schneller als der Antrieb, so tritt wegen des Freilaufs keine Bremsung ein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Antrieb für ein Fahrzeug, insbesondere Zweiradfahrzeug, mit einem von einer Batterie gespeisten Elektromotor und einem mehrstufigen Getriebe, dessen letzter Stufe ein Freilauf vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittels Wälzlagern (Nadellager 35) auf der Motorwelle (25) drehbar gelagertes Antriebsrad (32) einer ersten Getriebestufe mit einem topfförmigen Hohlkörper (33) fest verbunden ist, gegen den auf der Motorwelle (25) sitzende, von dieser angetriebene Fliehgewichte (34) drückbar sind.

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