DE2454433B2 - Antrieb fuer ein motorfahrzeug mit geringer geschwindigkeit, insbesondere mofa oder moped, mit einem automatisch schaltenden zweiganggetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für ein Motorfahrzeug mit geringer Geschwindigkeit, insbesondere MOFA oder MOPED, mit einem automatisch schaltenden Zweiganggetriebe, das als Planetengetriebe mit einer Fliehkraftkupplung ausgebildet ist, dessen Gehäuse als Antriebsrad auf einer Zwischenwelle drehbar gelagert ist, aus zwei in der Nähe des Umfangs miteinander verbundenen Halbschalen besteht, von denen eine auf der Innenseite die Außenradverzahnung des Planetengetriebes und die andere auf der Innenseite die Kupplungstrommel der Fliehkraftkupplung aufweist und das Gehäuse außen eine Keilriemennut für einen Keilriemen zur Verbindung mit der Motorwelle trägt und ein mit dem Steg des Planetengetriebes verbundenes Abtriebsrad zum Hinterrad vorgesehen ist.

Bei einer bekannten Ausbildung dieser Art (DT-OS 21 19 226) besieht das gleichzeitig die Riemenscheibe abgebende Gehäuse für das Planetengetriebe und die Fliehkraftkupplung aus zwei metallischen Scheiben, wobei an die eine zur Bildung der Außenradverzahnung ein Zahnkranz angesetzt ist. Die Herstellung wird dadurch aufwendig und teuer. Die Fliehgewichte befinden sich an einem besonderen Träger. Sie sorgen zwar dafür, daß die automatische Schaltung in den nächsten Gang in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit erfolgt, aber nicht mit den gewünschten Abweichungen. Zum Starten des Motors ist ein besonderer Klinkenfreilauf vorgesehen, der sich nur schwer bei genügender Stabilität auf kleinem Raum unterbringen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb zu schaffen, der in kompakter Bauweise preisgünstig herstellbar ist und durch die Kupplungsausbildung und Anordnung die richligen Schaltzeitpunkte hinsichtlich Leistungsvermögen und Belastung gewährleistet.

Zar Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die eine Halbschale mit der Außenradverzahnung aus Kunststoff besteht und auf einer Hchlnabe gelagert ist, die auf einer Zwischenwelle durch einen Freilauf gelagert und mit einem Sonnenrad drehfest verbunden ist und die andere Halbschale, die die Keilriemennut trägt, aus Metall besteht und die Fliehkraftkupplung Fliehgewichte in Form von zwei sichelförmigen Scheiben aufweist, die mit ihrem in Drehrichtung vorn liegenden Ende jeweils an einem Steg drehbar gelagert sind und deren hinteres Ende jeweils auf der Außenseite mit einem kurzen Belag versehen ist, der an der Anlagefläche der metallischen Halbschale zur Anlage bringbar ist und die metallische Halbschale Rasten trägt, in die über einen Pedalantrieb bewegbare Starterklinken einrastbar sind.

Zweckmäßig ist die Halbschale auf Metall auf einer Stegnabe gelagert. Auf diese Weise erhält man eine besonders günstige Anordnung: die Innenverzahnung des Außenrades läßt sich als Kunststoffspritzgußteil sehr billig herstellen und durch die Ausbildung des Teiles des Gehäuses, der die Keilriemennut und die Kupplungsglocke trägt, aus Metall, insbesondere Aluminiumdruckguß, kann die Wärmebeanspruchung sehr gut aufgenommen werden. Beim üblichen großen Durchmesser der Keilriemenscheibe hat man ausreichend Platz für eine sichere Dimensionierung der Schaltkupplung und des Planetengetriebes, so daß insbesondere auch die drei Planetenräder und das Sonnenrad kostengünstig als Plastikspritzgußteile angefertigt werden können. Durch die besondere Ausbildung der Fliehkraftkupplung ergeben sich Schaltzeitpunkte, die das Fahrverhalten günstig beeinflussen. Die besondere Anordnung bringt mit sich, daß der Anpreßdruck des Fliehgewichtes gegen die Trommel des Gehäuses durch die Reibung des Belages an der Trommel verstärkt oder geschwächt wird, je nachdem ob der Motor antreibt (Beschleunigen) oder das Fahrzeug (Schiebebetrieb). In beiden Fällen erfolgt die Schaltung bei verschiedenen Drehzahlen, d. h. Geschwindigkeiten.

Wird die volle Beschleunigung gewünscht, gibt man Vollgas und der Motor entwickelt sein maximales Drehmoment. Die Fliehgewichte benötigen jetzt eine bestimmte Drehzahl entsprechend einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit, die erst erreicht sein muß, ehe ihre Fliehkraft und Selbstverstärkung ausreicht, Antrieb und Abtrieb des Getriebes zu kuppeln bzw. zu verbinden und so den zweiten Gang zu schalten. Will man mit

geringer Beschleunigung anfahren und früher in den zweiten Gang schalten (weniger Geräusch und Kraftstoffverbrauch), genügt während des Beschleunigungsvorganges ein kurzes Gaszurücknehmen. Das hierbei durch den kurzzeitigen Schiebebetrieb stark verminderte Drehmoment ermöglicht den Fliehgewichien den Eingriff und somit das Schalten schon bei geringerer Drehzahl u.mJ damit Fahrgeschwindigkeit. Beim nachfolgenden Gasgeben tritt eine Selbstverstärkung des Anpreßdruckes der Gewichte ein und die feste Verbindung zwischen dem Steg und dem Außenrad bleibt erhalten, so daß der schnelle Gang eingeschaltet bleibt. So wird z. B. bei einem 40 km/h schnellen Fahrzeug bei 32 km/h in den schnellen Gang geschaltet, wenn Vollgas gegeben wird, durch kurzes Gaswegneh- is men läßt sich aber der gleiche Schaltvorgang auch erreichen, wenn die Geschwindigkeit erst 20 km/h beträgt. Das Herunterschalten erfolgt bei 20 km/h. Beim Beschleunigen bleibt der langsame Gang langer eingeschaltet. Vor dem Herunterschalten wird das ganze Motorleistungsspektrum bis hin zum größten Drehmoment durchfahren, der Motor läuft solange wie möglich niedertourig im direkten Gang.

Durch die Hineinnahme des Tretantriebes in das Gehäuse mit dem Planetengetriebe und der Schaltkupplung wird eine besonders kompakte Bauweise erzielt. Die Unterbringung der Rasten in der metallischen Halbschale ermöglicht es, die Starterklinke in den Fliehgewichten drehbar zu lagern und über eine Feder gegen die Rasten zu drücken, wobei die Rasten als durch jo Ablaufkurven miteinander verbundene Zähne auf der Außenseite eines an der Halbschale mit der Keilriemennut vorstehenden Kreisringes ausgebildet sind. Der Pedalantrieb zum Starten des Motors ist dadurch von besonderer Robustheit.

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

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Antrieb entsprechend der Linie I-I in F i g. 2,

F i g. 2 einen Axialschnitt hierzu gemäß der Linie H-Il inFig.1,

Fig. 3 einen Teilschnitt gemäß der Linie 111-111 in Fig. 1.

Der Antrieb für das MOFA bzw. MOPED setzt sich zusammen aus einem Motor und einem Zweiganggetriebe 1, wobei zwischen dem Motor und der Eingangsseite des Getriebes 1 und der Ausgangsseite des Getriebes 1 und dem Hinterrad Kraf(übertragungsmittel vorgesehen sind, die auf der Primärseite (Motor-Getriebe) aus einem Keilriemen und auf der Sekundärseite (Getriebe-Hinterrad) aus einer Rollenkette bestehen. In den Darstellungen ist im wesentlichen das Zweiganggetriebe in seinen Einzelheiten gezeigt. Es besteht aus einem Planetengetriebe 2 und einer Schaltkupplung 3, die innerhalb eines Gehäuses 4, das aus zwei fest miteinander verbundenen Halbschalen 5,6 zusammengesetzt ist, untergebracht sind. Die eine Halbschale 5 ist aus Kunststoff gespritzt, sie bildet das Außenrad 7 des Planetengetriebes 2, die Halbschale 6 besteht aus Druckgußaluminium und trägt eine Keilriemennut 8 und gleichzeitig eine Anlagefläche 9 für die als Fliehkraftkupplung ausgebildete Schaltkupplung 3. Über die Riemenscheibe und den dort eingelegten Riemen ist das Zweiganggetriebe 1 mit dem Antriebsmotor, in der Regel einem Verbrennungsmotor, verbunden. Die das Gehäuse 4 bildenden Halbschalen 5, 6 sind um eine Zwischenwelle 10 drehbar, die aus der bei MOPEDS und MOFAS üblichen, aber verlängerten Tretlagerwelle It besteht und im Fahrzeugrahmen !2 gelagert ist.

Die Tretiagerwelle 11 ist mit einer Rückdrehsicherung 13 versehen, die aus einem Rad 14, das zweckmäßigerweise gleichzeitig das übliche Kettenrad für den Tretantrieb darstellt, und einer Klinke 15 besteht, die an einem Bolzen 16 am Rahmen 12 schwenkbar gelagert ist. Ein Klinkenzahn 17 wird durch eine Feder 18 in die Zähne 19 am Umfang des Rades 14 hineingezogen, dabei ist seine Form so gewählt, daß er die Drehung des Rades 14 im Gegenuhrzeigersinn unmöglich macht, bei Drehung im Uhrzeigersinn aber durch den nachfolgenden Zahn 19 des Rades 14 gegen die Wirkung der Feder 18 angehoben werden kann. Die Klinke 15 kann von Hand abgeschwenkt und arretiert werden, so daß sie außer Eingriff mit den Zähnen 19 kommt und sich die TretiagerweJle 11 auch in der anderen Richtung drehen kann.

Zwischen dem Außenrad 7 und einem Sonnenrad 20, das über einen Freilauf 21 auf der Tretlagerwelle 11 gelagert ist, befinden sich drei ebenfalls aus Kunststoff hergestellte Planetenräder 22, die auf Bolzen 23 eines Steges 24 gelagert sind, der selbst über eine Stegnabe 25 und ein Nadellager 26 auf der Zwischenwelle 10 gelagert ist. Das Sonnenrad 20 ist verdrehfest mit einer Hohlnabe 27 verbunden, zwischen der und der Tretlagerwelle 11 sich der als Nadelfreilauf ausgebildete Freilauf 21 befindet. Die Halbschale 5 ist über ein Wälzlager 28 auf der Hohlnabe 27 gelagert, die Halbschale 6 stützt sich über ein Wälzlager 29 auf der Stegnabe 25 ab. Letztere trägt verdrehsicher als Antriebsrad 30 ein Kettenritzel 31 zur Aufnahme der zum Hinterrad führenden Rollenkette.

Innerhalb der Halbschale 6 sind zwei Fliehgewichte 32 untergebracht, die das Aussehen sichelförmiger Scheiben 33 haben und mit ihrem einen Ende in Lagern 34 am Steg 24 drehbar gelagert sind und auf der Außenseite 35 am anderen Ende einen Belag 36 tragen, der an der als Kupplungsglocke dienenden Anlagefläche 9 der Schaltkupplung 3 zur Anlage bringbar ist. Im Bereich der Lager 34 sind die beiden Scheiben 33 durch Zugfedern 37 gegeneinander gezogen. Die beiden Scheiben 33 verhalten sich wie die Bremsbacken einer Trommelbremse: bei relativer Drehung des Gehäuses 4 bzw. der Halbschale 6 gegenüber den Scheiben 33 in Richtung des Pfeiles 38 (F i g. 2) tritt Selbstverstärkung der Mitnahme ein, bei entgegengesetzter Drehung, also im Gegenuhrzeigersinn, Selbstschwächung.

Auf einem innenliegenden Kreisring 39 der Halbschale 6 befinden sich Rasten 40 in Form von Zähnen 41, die über Ablaufkurven 42 miteinander verbunden sind. Mit den Rasten 40 können zwei einander gegenüberliegende Fliehkraftklinken 43 in Eingriff kommen, die in den Fliehgewichten 32 gelagert sind und über Federn 44 aus Aussparungen 45 hinaus gegen den Kreisring 39 gedruckt werden.

Zum Starten des Motors wird das Fahrzeug in üblicher Weise über einen Tretantrieb bewegt, das heißt die Tretlagerwelle 11 wird über Pedale 46 gedreht. Nicht näher dargestellte Verbindungsmittel drehen dabei das Hinterrad und über eine Rollenkette wird dadurch das Kettenritzel 31 angetrieben. Diese Drehung wird über die Stegnabe 25, den Steg 24, die Fliehgewichte 32, die Fliehkraftklinken 43, die Rasten 40, das Gehäuse 4 und einen Riemen auf die Motorwelle weitergegeben, so daß der Motor anlaufen kann.

Bei laufendem Motor überholt der Kreisring 39 mit

semen Ablaufkurven 42 die Fliehkraftklinken 43. die bei steigender Drehzahl gegen die Wirkung der Federn 44 in die Aussparungen 45 ausweichen. Durch den Riemenantrieb vom Motor her wird die als Antriebsrad 47 b/\s. als Riemenscheibe fungierende Halbschale 6 Mv.A damn, natürlich auch die fest mit ihr verbundene 1 i.,;t'S(.-h..!!c ϊ. also das ganze Gehäuse 4, gedreht. Da das s,.:üie;,:\ui 20 durch den Freilauf 21 und die ¹ !■i.ruigi-'wellc 1 durch die Rückdrehsicherung 13 in der _v:::i-η RKhiung gesperrt sind, laufen die Planetenräder 2? mn dein Steg 24 bzw. der Stegnabe 25 um, das K.iiu:int/c! ii gibt die untersetzte Drehzahl im ersten '■...··.: at:i das 11mterrad weiter.

!ic; zunehmender Fahrgeschwindigkeit und damit ■:_:.:ehme:ider Stegdrehzahl wächst die auf die Fliehgev k-hte 32 wirkende Fliehkraft an, so daß sich diese mit ihrem Belag 36 schließlich an die Kupplungsglocke lAnlagefläche 9) anlegen und nach einem kurzen Schleifbereich eine feste Verbindung zwischen dem Mitriebsrad 47 bzw. dem Gehäuse 4 und dem Steg 24 hergestellt ist. Das Sonnenrad 20 dreht sich jetzt frei uboV den Freilauf 21 mit der Drehzahl des Steges 24 bzw. der des Antriebsrades 47, die Untersetzung des Getriebes ist ausgeschaltet, der zweite bzw. direkte Gang ist eingelegt.

Wird die Fahrgeschwindigkeit wieder verringert, so w ird die feste Verbindung zwischen dem Antriebsrad 47 MKi dem Steg 24 über die Fliehgewichte 32 ausgelöst, der erste Gang ist automatisch wieder eingeschaltet.

Dadurch, daß die Schaltkupplung 3 hinter dem Planetengetriebe 2 angeordnet ist, sind die Schaltzeitpunkte fahrgeschwindigkeits- und nicht motordrehzahlorientiert. Durch kurzzeitiges Gaswegnehmen beim Beschleunigen kann der Schaltzettpunkt vom ersten in den zweiten Gang früher, das heißt bei niedrigerer Fahrgeschwindigkeit erreicht werden, so daß z. B. auf ebenen Strecken bei gemäßigter Geschwindigkeit eine Kraftstofferspamis erreicht werden kann, ίο Die zweischalige Bauweise mit unterschiedlichen Werkstoffen bedeutet eine außerordentliche Herstellungsvereinfachung: das ganze Planetengetriebe 2 mitsamt der Halbschale 5 und damit der Verzahnung 48 des Außenrades 7 wird rationell aus Kunststoff gespritzt, die Halbschale 6 mit der Anlagefläche 9 der Fliehkraftkupplung besteht vorzugsweise aus Aluminium und gewährleistet hohe Festigkeit und gute Wärmeabtuhr. Das ganze Gehäuse 4 stellt eine nur geringfügig dickere Riemenscheibe dar, deren großer Durchmesser die günstige Ausbildung der Fliehkraftkupplung und die festigkeitsmäßig ausreichende Ausle gung des Planetengetriebes sicherstellt. Fahrzeuge au; der Serie lassen sich wahlweise leicht mit automati schem Zweiganggetriebe oder ohne dasselbe ausrüsten anstatt einer längeren Tretlagerwelle 11 und den Gehäuse 4 werden eben die normale Tretlagerwelle um Riemenscheibe aufgesetzt. Dies gilt auch für ei™ etwaige spätere Umrüstung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Antrieb für ein Motorfahrzeug mii :igcr Geschwindigkeit, insbesondere MOFA < . MOPED, mit einem automatisch schaltenden Zweiganggetriebe, das als Planetengetriebe i;iit einer Fliehkraftkupplung ausgebildet ist, dessen Gehäuse als Antriebsrad auf einer ZwischenweMe drehbar gelagert ist, aus 2wei in der Nähe des Umfanges miteinander verbundenen Halbschalen besteht, von denen eine auf der Innenseite die Außenrad verzahnung des Planetengiatriebes und die endere auf der Innenseite die Kupplungstrommel der Fliehkraftkupplung aufweist und das Gehäuse außen eine Keilriemennut für e.nen Keilriemen zur Verbindung mit der Motorwelle trägt und ein mit dem Steg des Planetengetriebes verbundenes Abtriebsrad zum Hinterrad vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Halbschale (5) mit der Außenradverzahnung (48) aus Kunststoff besteht und auf einer Hohlnabe (27) gelagert ist, die auf einer Zwischenwelle (10) durch einen Freilauf (21) gelagert und mit einem Sonnenrad (20) drehfest verbunden ist und die andere Halbschale (6), die die Keilriemennut (8) trägt, aus Metall besteht und die Fliehkraftkupplung Fliehgewichte (32) in Form von zwei sichelförmigen Scheiben (33) aufweist, die mit ihrem in Drehrichtung vorn liegenden Ende jeweils an einem Steg (24) drehbar gelagert sind und deren hinteres Ende jeweils auf der Außenseite (35) mit einem kurzen Belag (36) versehen ist, der an der Anlagefläche (9) der metallischen Halbschale (6) zur Anlage bringbar ist und die metallische Halbschale (6) Rasten (40) trägt, in die über einen Pedalantrieb bewegbare Starterklinken (43) einrastbar sind.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschale (6) aus Metall auf einer Stegnabe (25) gelagert ist.

3. Antrieb nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Starterklinken (Fliehkraftklinken 43) in den Fliehgewichten (32) drehbar gelagert und über eine Feder (44) gegen die Rasten (40) drückbar sind.

4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasten (40) als durch Ablaufkurven (42) miteinander verbundene Zähne (41) auf der Außenseite eines an der Halbschale (6) mit der Keilriemennut (8) vorstehenden Kreisringes (39) ausgebildet sind.