Antriebseinrichtung mit durch Ziehkeil geschaltetem Stirnräderwechselgetriebe Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung mit durch Ziehkeil geschaltetem Stirnräderwechselge- triebe, z. B. für Motorräder, insbesondere Mopeds und Roller.
Es handelt sich dabei um eine Einrichtung, bei der in einer Längsbohrung der Schaltwelle des Wech selgetriebes, auf der sich die schaltbaren Räder be finden, ein Ziehkeil axial verschiebbar geführt ist, der in der Schaltwelle radial verschiebbar gelagerte, als Kupplungselemente dienende Kugeln zum Kuppeln des schaltbaren Rades mit der Schaltwelle radial nach aussen in Taschen des schaltbaren Rades schiebt.
Das Ziehkeilgetriebe hat gegenüber den Getrieben mit Klauenschaltung den Vorteil, dass die Schaltmittel, die sich bei der Klauenschaltung zwischen den Rädern auf der Schaltwelle befinden, im Inneren der Schalt welle untergebracht sind.
Dadurch ist eine schmale Bauweise des Getriebes möglich, woraus sich kürzere Wellen, somit Wellen kleineren Durchmessers und kleinere Raddurchmesser ergeben, so dass die Bauweise des Ziehkeilgetriebes räumlich günstiger ist als die bei Getrieben mit Klauenkupplungen.
Zum Kuppeln eines Rades mit der Schaltwelle sind bei den bekannten Ziehkeilgetrieben mit Kugeln als Kupplungselemente mehrere Kugeln im Umkreis der Schaltwelle für jedes schaltbare Rad vorgesehen. Die Kugeln dürfen wegen des zu übertragenden Dreh momentes nicht zu klein sein. Sie müssen aber auch in ihrer Masse niedrig gehalten werden, weil sich im nicht gekuppelten Zustand durch die Fliehkraft, die auf die Kugeln wirkt, unangenehme Begleiter scheinungen ergeben, insbesondere ratschende (krat zende) Geräusche, weil die unter der Wirkung der Flielikraft an der Innenwand des schaltbaren Rades anliegenden Kugeln in die Taschen des Rades ein tauchen und wieder herausgedrückt werden, wobei sie an die Radtaschenkanten anschlagen.
Das mittels radial verschiebbarer Kugeln schalt bare Ziehkeilgetriebe hat auch die Eigenschaft, bei Beginn des Schaltvorganges synchronisierend zu wir ken. Wenn nähmlich der kegelig gestaltete Ziehkeil- kopf beginnt, die Kugeln nach aussen in das Bereich der Radtaschen zu drücken, erfolgt nicht sofort die formschlüssige Verbindung, weil die Kugeln nicht sofort in die Radtaschen eindringen, sondern infolge der Geschwindigkeitsunterschiede zwischen Schalt welle und dem mit dieser zu kuppelnden Rad ein- oder mehrfach eine Schalttasche überlaufen. Die daraus sich ergebende Reibung bewirkt ein Angleichen der Geschwindigkeit des Rades an die der Schaltwelle.
Während dieses synchronisierenden Vorganges wird infolge des unter gewissem Druck erfolgenden Über laufens der Radtaschen durch die Kugeln eine erhöhte Beanspruchung der Kugeln und der Radtaschen er zeugt. Der daraus sich ergebende Verschleiss ist um so grösser,<B>je</B> kleiner die Kugeln sind. Andererseits verlangt die Beseitigung der erwähnten Geräusche Kugeln von möglichst kleinem Durchmesser.
Die Motoren zum Antrieb der Kleinkrafträder, für die die Einrichtung geeignet sein soll, haben ver- hältnismässig hohe Drehzahlen, um möglichst geringe Gewichte<B>je PS</B> zu haben. Diese hohen Drehzahlen müssen im Getriebe untersetzt werden, woraus sich hohe Drehzahlen von einem Teil der Getrieberäder ergeben. Diese hohen Drehzahlen wirken fliehkraft- erhöhend und damit nachteilig auf die Kugeln. Bei dieser Einrichtung sind also Vorbedingungen gegeben, die sich nachteilig auf das Ziehkeilgetriebe auswirken. Die hohen Getrieberadgeschwindigkeiten verlangen geringe Massen, deren Minimum wiederum durch die Festigkeitsbestimmungen begrenzt ist.
Auch die syn chronisierenden Eigenschaften des Ziehkeilgetriebes mit radial verschiebbaren Kugeln als Kuppelglieder treten umso weniger in Erscheinung,<B>je</B> grösser die bewegten Massen sind.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist, eine Einrichtung mit Ziehkeilgetriebe zu schaffen, bei der alle Ursachen ausgeschaltet sind, die geeignet sind, die leichte Bauweise des Getriebes zu verhin dern, die ferner dazu führen, Geräusche zu erzeugen und die ferner die synchronisierenden Eigenschaften dieses Ziehkeilgetriebes verringern.
Die Einrichtung kennzeichnet sich nach der Er findung durch die Kombination folgender Merkmale: a) Ein Teil der zwischen Motor und Abtriebsketten- rad bestehenden Untersetzung wird durch ein vor dem Stirnräderwechselgetriebe und der auf der An triebswelle des Stirnräderwechselgetriebes angeord neten Kupplung liegendes Voruntersetzungsgetriebe gebildet. Dadurch können die Rädergeschwindigkeiten im Getriebe herabgesetzt werden.
<B>b)</B> Die Innenlamellen der als Reibscheibenkupp lung ausgebildeten Kupplung sind mit einer Getriebe welle des Stirnräderwechselgetriebes drebfest verbun den und die übrigen Teile der Kupplung sind mit dem Abtriebsrad des Voruntersetzungsgetriebes ver bunden. Dadurch ist die grösste Masse der Kupplung vom Getriebe weggenommen, so dass während des Synchronisierens beim Schalten nur die Massen der Getrieberäder und die kleineren Massen der Kupp lungslamellen zu beschleunigen oder zu verzögern sind.
<B>b')</B> Die Verbindung der Innenlamellen der Reib scheibenkupplung mit einer Getriebswelle erfolgt über ein drehelastisches Element, beispielsweise aus Gum mi. Dadurch werden etwa vorkommende geringe Schaltschläge vollkommen ausgeglichen.
<B>e)</B> Das Spiel der Kugeln zwischen Ziehkeilwelle und Bohrungsinnenfläche der Zahnräder beträgt in der Leerlaufstellung der Kugeln<B>5<I>-</I> 10 %</B> des Kugel durchmessers. Es hat sich ergeben, dass während des Leerlaufes des betreffenden Zahnrades auf der Schalt welle bei einem geringen radialen Spiel der Kugeln diese beim Überlaufen einer Radtasche infolge der Fliehkraft in die Radtaschen eintauchen, um am Ende der Tasche wieder in Richtung gegen die Achse der Schaltwelle zurückgeschlagen zu werden. Das ergibt ratschende (kratzende) Geräusche an allen nicht ge- kuppelten Zahnrädern.
Das Getriebe läuft sehr ge- räuschvoll. Die Anwendung des grossen Spiels von <B><I>5 -</I> 10 %</B> des Kugeldurchmessers lässt die Bildung eines Öffilmes an der Zahnradinnenwand zu, der das Eintauschen der Kugeln in die Radtasche beim über laufen derselben verhindert, und zwar auch bei solchen Kugeln, die bei grösstmöglichem Durchmesser auch einer hohen Fliehkraft unterliegen.
<B>d)</B> Der Ziehkeilkopf ist mit einer Ringkehle ver sehen, in der die als Kupplungselemente dienenden Kugeln im Zustand des Kuppeln mit einem der Zahnräder sitzen. Dadurch wird eine Linienberüh rung des Ziehkeiles mit den Kugeln geschaffen, die übermässige Flächenpressungen zwischen dem Zieh- keilkopf oder den Kugeln vermeidet.
e) Die Mitnehmertaschen in den Zahnrädern ha ben Anlageflächen an der Einlaufseite wie an der Auslaufseite für die Kugeln, die im Querschnitt ge sehen kreisbogenförmig sind, wobei die Kreisbogen linie der Biegung einer Äquatorlinie der Kugeln ent spricht. Dadurch liegen die Kugeln auch in den Taschen in Linienberührung zur Radtasche, wenn sie sich in Kupplungsstellung befinden, mit dem<B>Ef-</B> fekt, dass auch die Radtaschen und die Kugeln keine übermässigen Flächendrücke aushalten müssen.
<B>f)</B> Der Gipfelpunkt der Radtasche liegt so viel weiter aussen als der ihr zugewandte Pol der in Kup- pelstellung befindlichen Kugeln, als der Radius zum innesten Punkt der Ringkehle kleiner ist als der Radius des grössten Durchmessers des Ziehkeilkopfes. Beim Schalten, also dann, wenn der Ziehkeilkopf die Kugel in die Radtasche schiebt, muss die Kugel erst über den grossen Durchmesser des Ziehkeilkopfes hinweg bis zum Gipfelpunkt der Radtasche hinaus geschoben werden,
ehe sie in die Ringkehle des Zieh- keilkopfes zurückfällt und sich an den kreisbogen förmigen Kanten der Radtaschen anlegt.
<B>g)</B> Die radialen Bohrungen in der Schaltwelle, in der die als Kupplungselemente dienenden Kugeln geführt sind, haben auf der Innenseite<B>-</B> im Quer schnitt gesehen<B>-</B> eine kreisbogenförmige Verengung, so dass die Kugeln auch dann nicht nach innen aus ihrer Führung herausfallen können, wenn sie nicht von einer Welle des Ziehkeiles gehindert sind. Das ist auch für die Montage wichtig.
Mit diesen Merkmalen a<B>- g</B> werden die Vorzüge kleinster Bauweise, Geräuscharmut und fast 100%iger Synchronisierung während des Schaltens erstrebt.
Das Ziehkeilgetriebe kann als Zweigang-Getriebe mit nur einer Schaltwelle, als Dreigang-Getriebe mit einer oder zwei Schaltwellen und auch als Viergang- Getriebe mit zwei Schaltwellen ausgebildet sein, wobei jede Schaltwelle einen Ziehkeil hat, weil dadurch die Möglichkeit geschaffen ist, aus jedem Gang in den Leerlauf und aus dem Leerlauf in jeden Gang schalten zu können.
Ist das Ziehkeilgetriebe als Dreigang-Ge- triebe mit nur einer Schaltwelle ausgebildet, so kann die Schaltung der einzelnen Gänge nur schrittweise, also vom ersten zum zweiten, vom zweiten zum dritten Gang und umgekehrt erfolgen.
Die Verwendung nur einer Schaltwelle und die Verwendung der Abtriebswelle als Schaltwelle gibt die weitere Möglichkeit, die Getriebemassen niedrig zu halten.
Die Verteilung der schaltbaren Räder auf zwei Schaltwellen mit<B>je</B> einem Ziehkeil in jeder Schalt welle ist für kleinste Kraftfahrzeuge weniger vorteil haft als die Konstruktion mit nur einer Schaltwelle. Das Getriebe mit zwei Schaltwellen hat aber, zum Beispiel bei Verwendung<B>f</B>ür kleine zweispurige Kraft fahrzeuge mit Motoren von 400<B>- 500</B> ccm Zylinder inhalt, den Vorteil der synchronisierenden Schaltung mit kleinen Massen und die bei solchen Fahrzeugen notwendige Möglichkeit, aus jedem Gang in den Leer lauf und zurückgeschaltet werden zu können.
Um die Schaltung der einzelnen Gänge zu er leichtern, ist zweckmässig in den den Ziehkeil ver schiebenden Kraftfluss eine elastische Vorrichtung eingeschaltet, so dass die Bewegung des Ziehkeiles elastisch erfolgt. Durch die elastische Betätigung des Ziehkeiles wird bei Beginn des Schaltvorganges die Kugel nach dem durch die kegelige Fläche des Zieh keiles bewirkten Eintauchen in eine Radtasche beim Verlassen der Radtasche wieder nach innen gedrückt. Der Ziehkeil wird durch diesen Druck der Kugel an seiner kegeligen Fläche infolge seiner elastischen Verbindung zum Antrieb ein wenig zurückgeschoben, so dass der übergang von der Radtasche in den zylindrischen Teil nachgiebig, also schlagfrei und ohne harten Druck erfolgt.
Es können mehrere Radtaschen überlaufen werden, ohne dass der Schaltvorgang ver zögert wird, wobei durch die Reibungskräfte der Gleichlauf zwischen dem zu kuppelnden Rad und der Schaltwelle erzielt wird.
Die in den Antrieb des Ziehkeiles eingeschaltete elastische Vorrichtung kann sein: <B>1)</B> eine Schraubenfeder, 2) ein biegsamer Hebel, <B>3)</B> mehrere biegsame Hebel, 4) ein pneumatisches Aggregat, <B><I>5)</I></B> ein hydraulisches Aggregat, <B>6)</B> eine solche, bei der die elastische Betätigung des Ziehkeiles mittels Elektromagnete erfolgt, wobei diese Elektromagnete in an sich bekann ter Weise zur Betätigung des Ziehkeiles ver wendet werden. Dabei kann für jeden Gang ein Elektromagnet vorgesehen sein. Diese Elektromagnete bewegen den Ziehkeil mittelbar oder unmittelbar schrittweise. Es sind auch Einrichtungen bekannt, mittels Elektro magneten ein Getriebe mit mehreren Schaltwellen und mehreren Ziehkeilen zu betätigen. Auch diese Ein richtungen sind mit Erfolg verwendbar.
In einer vorteilhaften Anordnung der elektrischen Schaltmagnete, bei der der kuppelnde Ziehkeil mittels <B>je</B> eines Elektromagneten für jeden Gang und mittels eines Elektromagneten für den Leerlauf betätigt wird, steht ein Anker für alle Gangschaltmagnete und ein zweiter Anker für den Leerlaufmagnet in kraftschlüs siger Verbindung. Die Gangschaltmagnete sind gleich- achsig zum Leerlaufmagnet und zum Ziehkeil ange ordnet.
Eine andere raumsparende Anordnung kennzeich net sich dadurch, dass die Gangschaltmagnete zum Ziehkeil gleichachsig sind und der Leerlaufmagnet parallel dazu angeordnet ist und der axial beweglich angeordnete Anker des Leerlaufmagneten über einen zweiarmigen, um einen festen Punkt schwenkbaren Hebel mit dem Anker der Gangschaltmagnete gelenkig verbunden ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. <B>1</B> eine Einrichtung mit einem Getriebe mit elastischer Betätigung des Ziehkeiles; Fig. 2 zeigt die Vergrösserung des im Kreis<B>U</B> in Fig. <B>1</B> eingeschlossenen Kupplungsteiles, ebenfalls im Längsschnitt; Fig. <B>3</B> zeigt den von einem Kreis<B>111</B> begrenzten Ausschnitt in Fig. <B>1</B> in vergrösserter Darstellung;
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt längs der Schnitt linie IV-IV in Fig. <B>3;</B> Fig. <B>5</B> zeigt einen Querschnitt längs der Schnitt linie V-V in Fig. <B>3;</B> Fig. <B>6</B> zeigt einen Ausschnitt innerhalb des Kreises <B>IR</B> in Fig. <B>1</B> mit dem Unterschied, dass der Ziehkeil- kopf erst so weit geschoben ist, dass die Kugel ihre höchstmögliche Lage in der Radtasche erreicht hat;
Fig. <B>7</B> zeigt einen Querschnitt längs der Schnitt linie VII-VII in Fig. 6-, Fig. <B>8</B> zeigt die elastische Ziehkeilbetätigung mit tels Schraubenfedern; Fig. <B>9</B> zeigt die elastische Ziehkeilbetätigung mit tels eines elastischen Hebels und einer Schrauben feder; Fig. <B>10</B> zeigt die elastische Ziehkeilbetätigung mit tels zwei elastischen Hebeln und einer Schrauben feder;
Fig. <B>11</B> zeigt die elektromagnetische Ziehkeilbe- tätigung mit vier zum Ziehkeil achsgleich angeordne ten Elektromagneten; Fig. 12 zeigt die elektromagnetische Ziehkeilbe- tätigung mit zum Ziehkeil achsgleich angeordneten Gangschaltmagneten und achsparallel dazu angeord netem Leerlaufmagneten; Fig. <B>13</B> zeigt eine Einrichtung mit Ziehkeilgetrie- be für Mopeds, bei dem mit dem Ziehkeil auch der Pedalantrieb ein- und abgeschaltet werden kann;
Fig. 14 zeigt eine Einrichtung mit Zweigang-Zieh- keilgetriebe mit vom Ziehkeil schaltbarem Pedalan- trieb; - Fig. <B>15</B> zeigt eine von der in Fig. 14 gezeigten Ausführungsart unterschiedliche Einrichtung mit vom Ziehkeil schaltbarem Pedalantrieb und einem Zwei- gang-Ziehkeilgetriebe.
Die Einrichtung nach Fig. <B>1</B> enthält ein Getriebe mit elastischer Ziehkeilbetätigung und aus zwei Teilen <B>26</B> und 27bestehendem Gehäuse, welches Getriebe von dem mit der Kurbelwelle<B>28</B> des nicht dargestellten Motors in Verbindung stehenden Kettenrad<B>29</B> mit tels der Kette<B>30</B> angetrieben wird. Das Getriebe hat zwei Wellen<B>1</B> und 2. Die Welle<B>1</B> ist die Antriebs welle mit einem fest auf ihr sitzenden Radsatz, der beispielsweise aus drei Rädern<B>3,</B> 4 und<B>5</B> besteht. Diese Räder sind mit nur so viel Abstand voneinan der angeordnet, als es der Freigang der Räder und die Fertigung der Verzahnung erfordert.
Diese Räder stehen mit den schaltbaren Zahnrädern<B>6, 7</B> und<B>8</B> auf der zweiten Welle 2 im Eingriff, auf der diese schaltbaren Räder drehbar sitzen und in an sich bekannter Weise mittels Ziehkeils<B>9</B> und als Kupp lungselemente wirkende Kugeln<B>10</B> durch axiale Ver schiebung des Ziehkeils gekuppelt werden können. Die zweite Welle, die Abtriebswelle 2, ist die Schalt welle. Sie ist in an sich bekannter Weise zur Führung des Ziehkeils mit einer axialen Bohrung 2a" und mit radialen Bohrungen 2a zur Aufnahme der Kugeln<B>10</B> versehen.
Beide Wellen, die Antriebswelle<B>1</B> und die Abtriebswelle 2, sind unmittelbar neben ihren beiden Radsätzen bei la und lb und 2a' und 2b' gelagert. Ausserhalb der einen Lagerstelle lb sitzt auf der Antriebswelle das vom Motor aus angetriebene Ket tenrad<B>11</B> und vor diesem die als Lamellen-Druck- kupplung ausgebildete Kupplung 12, die von aussen betätigt werden kann.
Auf der anderen Seite sitzen auf der als Abtriebs- welle dienenden Schaltwelle 2 ausserhalb der Lager stelle 2a' das Abtriebsrad <B>13,</B> dessen Kette mit dem Hinterrad des Mopeds in Verbindung steht, und die Schaltvorrichtung 14 für die Bewegung des Ziehkeils, der von Hand oder hydraulisch oder pneumatisch oder elektrisch betätigt werden kann.
Zwischen der Pedalwelle <B>15</B> und einem schalt baren Rad<B>-</B> beim Ausführungsbeispiel dem den ersten Gang bildenden Zahnrad<B>6 -</B> wird durch die Zahnräder<B>16, 17</B> und<B>18</B> eine kraftschlüssige Ver bindung hergestellt. Das Zahnrad<B>16</B> auf der Pedal- welle <B>15</B> ist zu ihr drehbar.
Die kraftschlüssige Ver bindung der Pedalwelle mit dem Zahnrad<B>6</B> wird durch die Schraubmuffe <B>19</B> hergestellt, die<B>-</B> beider seitig mit Kupplungsklauen 20 und 21 versehen<B>-</B> so angeordnet und gestaltet ist, dass beim Vorwärts drehen der Pedalwelle <B>15</B> die Schraubmuffe <B>19</B> mit dem Zahnrad<B>16</B> gekuppelt wird, beim Rückwärtstre- ten dagegen mit der Bremsmuffe 22.
Das Voruntersetzungsgetriebe (Merkmal a) wird von dem kleinen Kettenrad<B>29</B> auf der Motorkurbel welle<B>28</B> und dem grösseren Kettenrad<B>11</B> auf der Getriebewelle<B>1</B> gebildet.
Das Merkmal<B>b</B> ist in der vergrösserten Darstel lung in Fig. 2 besser sichtbar als in Fig. <B>1.</B> Das Kupplungsgehäuse<B>31</B> ist mit dem angetriebenen Rad <B>11</B> des Voruntersetzungsgetriebes verbunden. Im Kupplungsgehäuse sind in bekannter Weise die Reib scheiben (Lamellen)<B>32</B> untergebracht. Auf einer Verzahnung 34 der Getriebewelle sitzen die Innen lamellen<B>35,</B> die mittels der Bolzen<B>33</B> auf der Scheibe <B>36</B> zu einem Paket zusammengehalten werden und die unter der Wirkung vom Schraubenfedern<B>37</B> auf dem Bolzen<B>33</B> zu den Lamellen<B>32</B> des Kupplungs gehäuses in reibungsschlüssiger Auflage gehalten werden.
Diese Reibung wird mittels des durch die Getriebewelle<B>1</B> hindurchgehenden Bolzens<B>38,</B> der gegen den Bolzen<B>39</B> auf den Deckel 40 des Innen- lamellenpakets drückt, gelöst, wenn der halbmond förmige ausgesparte Teil der Kupplungswelle 41 um seine Achse geschwenkt wird. Das ist bekannt.
Die auf der Getriebewelle<B>1</B> sitzenden Innenlamellen haben wesentlich weniger Masse als das mit dem angetriebenen Voruntersetzungsrad <B>11</B> verbundene Gehäuse und die mit diesem verbundenen Aussen lamellen. Die Verzahnung 34 ist als Büchse aus gebildet und steht mit der Getriebewelle<B>1</B> über eine gummielastische Büchse 42 in kraftschlüssiger Ver bindung, so dass eventuelle leichte Kupplungsschläge gedämpft werden.
Das Merkmal c ist in Fig. <B>3</B> in vergrösserter Darstellung des vom Kreis<B>111</B> gebildeten Ausschnitts und in Fig. 4 als Querschnitt dazu gut sichtbar dar gestellt. Der Ziehkeil befindet sich in Fig. <B>3</B> wie auch in Fig. <B>1</B> in der Stellung, in der er mit seinem Kopf die Kugeln<B>10</B> in die Taschen 43 des Zahnrades<B>7</B> drückt und somit dieses Zahnrad<B>7</B> mit der Schalt welle 2 kuppelt. Fig. 4 zeigt diese Schaltstellung im Querschnitt gesehen und zeigt, dass für jedes Zahnrad drei Schaltkugeln <B>10</B> auf dem Umkreis gleichmässig verteilt vorgesehen sind.
Der Ziehkeil<B>9</B> besteht aus der Ziehkeilwelle 9a und dem Ziehkeilkopf <B>9b.</B> In Fig. <B>1</B> sieht man, dass die Ziehkeilwelle 9a dort, wo sie aus der Schaltwelle austritt, zu dem Teil 9c ver stärkt ist. Am freien Ende dieses Teiles 9c befindet sich die Schaltmuffe 44, in deren Ringnut 44a der Bolzen 45 des Schalthebels 46 eingreift, der bei<B>60</B> um einen festen Bolzen am Gehäuse schwenkbar gelagert ist und der einen zweiten Hebelarm 46a hat, der mittels Bowdenzug 47 von dem Drehgriff 48 am Len ker des Motorrades verschwenkt werden kann.
Dieses Schwenken des Schalthebels kann auch mit anderen Mitteln bewirkt werden. Die Kugeln<B>10</B> sind in den radialen Bohrungen 2a der Schaltwelle 2 radial ver schiebbar geführt. Diese Bohrungen haben an ihrer Mündung zur Axialbohrung der Schaltwelle eine Verengung 2a', die die Bewegung der Kugeln nach innen soweit begrenzt, dass sie fast auf der Ziehkeil- welle 9a aufliegen. Das ist bei der im oberen Teil der Fig. <B>3</B> gezeigten Kugel deutlich sichtbar. Auch die Fig. 4 und<B>7</B> zeigen diese Verengung der Bohrung 2a. Damit ist das Merkmal<B>f</B> der Erfindung beschrie ben.
Bei der in Fig. <B>3</B> gezeigten oberen Kugel, die der Lage der im Querschnitt (Fig. <B>5)</B> dargestellten Kugel entspricht, ist das Spiel x derselben von ihrer inneren Lage bis zur Innenwand 6a des Zahnrades<B>6</B> sichtbar.
Die Kugel befindet sich in Ausserarbeits- stellung. Die Schaltwelle 2 und das Zahnrad<B>6</B> sind nicht miteinander gekuppelt. Gemäss dem Merkmal c der Erfindung ist das radiale Spiel x wesentlich grösser als bei den üblichen Ausführungsarten, und zwar ist dieses Spiel gleich<B>5</B> bis<B>10 %</B> des Durch messers der Kugel<B>10.</B> Es hat sich ergeben, dass sich durch diese wesentlich tiefere als gewöhnliche Lage der Kugel zur Innenlauffläche des Zahnrades<B>6</B> ein geräuschloser Gang erreichen lässt und dass sich die Abnutzung in der Bohrung des Schaltrades, z.
B.<B>6</B> oder<B>7</B> oder<B>8</B> und der Radtaschen 43 praktisch voll kommen beseitigen lässt, wenn die radiale Ausweich möglichkeit der Kugel, also das radiale Spiel der selben, in der Ausserarbeitsstellung (Fig. <B>5),</B> wie schon erwähnt, etwa<B>5</B> bis<B>10</B> Olo des Kugeldurchmessers beträgt. Es ist festgestellt worden, dass durch diese Vergrösserung des radialen Kugelspiels gegenüber dem bekannten Spiel das in der hohlen Getriebewelle vorhandene<B>öl</B> als Polster zwischen Kugel und Zahn- rad-Auflauffläche wirkt, so dass die Bewegung der Kugel gedämpft und geräuschlos wird.
Dem Merkmal<B>d</B> entsprechend hat der Ziehkeil- kopf <B>9b</B> eine Ringkehle<B>9b',</B> deren Querschnittsprofil in einem Kreisbogen verläuft, dessen Radius wenig grösser als der Kugelradius ist, wie Fig. <B>3</B> deutlich zeigt. Dadurch wird praktisch eine Linienauflage der Kugel auf den Ziehkeil während der Schaltstellung, wie sie Fig. <B>1</B> und<B>3</B> bei Rad<B>7</B> zeigen, erreicht. Der in der Kuppelstellung von der Tasche 43 des Rades<B>7</B> auf die Kugel<B>10</B> ausgeübte radiale Druck verteilt sich auf diese Auflagelinie.
Für diese Linienauflage ist gemäss dem Merkmal e auch an der Berührungs stelle der Radtasche 43 mit der Kugel<B>10</B> in gekuppel tem Zustand gesorgt, wie Fig. 4 zeigt. Die Radtasche ist im wesentlichen im Querschnitt kreisförrnig. An den übergangsstellen sind die Kanten konkav kreis bogenförmig gebrochen. Diese Übergangsstellen sind mit 43a bezeichnet. Dieses Brechen der übergangs- kanten 43a ist ebenfalls im Querschnitt gesehen in einem Bogen gehalten, der den gleichen Radius wie die Kugel hat, so dass die Kugel in gekuppeltem Zustand, wie Fig. 4 zeigt, in Linienberührung mit der Innenkante der Kugeltasche 43 steht.
Dadurch wird die Abnutzung der Radtasche 43 praktisch auf Null reduziert und auch das überlaufen der Radtaschen bei Beginn des Schaltvorganges erfolgt ohne Geräu sche und ohne Abnutzung der Radtaschenkanten 43a.
Wegen der Ringkehle<B>9b'</B> muss entsprechend dem Merkmal<B>g</B> der Gipfelpunkt<B>G</B> der Radtasche 43 zum zugekehrten Pol der Kugel<B>10</B> höher liegen als dieser Pol dann liegt, wenn die Kugel sich, wie Fig. 4 zeigt, in Kuppelstellung befindet. Fig. <B>3</B> zeigt an der unteren Kugel die gleiche Lage.
Dieses Spiel ist notwendig, damit bei der Verschiebung des Ziehkeiles aus einer Leerlaufstellung in Richtung des Pfeiles in die in Fig. <B>3</B> dargestellte Kuppelstellung die von dem kege- ligen Ziehkeilkopf radial nach aussen geschobenen Kugeln die Stelle 9b" mit dem grossen Durchmesser überklettern können, wie Fig. <B>6</B> zeigt.
In dieser über- gangsstellung werden sie vollständig in die Kugel tasche 43 eingeschoben (Fig. <B>6</B> + <B>7).</B> Bei der Weiter bewegung des Ziehkeiles in Pfeilrichtung geraten die Kugeln in die Ringkehle<B>9b'</B> und legen sich an die konkav abgekantete Kante 43a der Kugeltasche 43 an. Die höchstmögliche Lage der Kugel ist eineÜber- gangsstellung, die im Querschnitt gesehen in Fig. <B>7</B> sichtbar ist.
Dieses tiefe Eintauchen der Kugeln in die Kugeltaschen ist nicht nur eine zwangsläufige über- gangsstellung, gegeben durch die Ringkehle<B>9b',</B> son dern sie dient auch dazu, die Synchronisierung zu beschleunigen. Wie aus Fig. <B>6</B> verständlich wird, be wegt sich die Kugel, ehe sie in ihre axial äusserte Lage kommt, auf dem kegeligen Teil des Ziehkeil- kopfes <B>9b,</B> der sie radial nach aussen schiebt, solange der Ziehkeil in der Pfeilrichtung bewegt wird.
Wird die Kugel durch die Geschwindigkeitsunterschiede zwischen dem Zahnrad und der Schaltwelle nach dem Eintauchen in eine Radtasche 43 wieder heraus gedrückt, dann erfolgt ein Druck der Kugeln auf den kegeligen Teil des Ziehkeilkopfes, der in der Richtung entgegen der Pfeilrichtung gedrückt wird. Kann der Ziehkeil in dieser Richtung ausweichen, dann ist auch die Ausweichmöglichkeit der Kugel aus der Schalttasche heraus gegeben. Durch die damit ver bundene Reibung haben sich die Geschwindigkeits unterschiede zwischen Rad und Schaltwelle verringert und der Ziehkeil drückt wieder in der Pfeilrichtung, sobald die Kugel die überlaufene Radtasche ver lassen hat, und versucht diese in die nächste Rad tasche zu drücken.
Ist der Geschwindigkeitsunter schied noch nicht gleich Null geworden, dann kann auch eine zweite Radtasche mit dem daraus sich erge benden Zurückweichen des Ziehkeiles überlaufen wer den, und erst in der dritten oder x-ten Radtasche erfolgt das endgültige Kuppeln der Schaltwelle mit dem Rad durch die Kugeln. Das Überlaufen erfolgt wegen der grossen Tiefe der Radtaschen und durch deren konkave Abkantung geräuschlos und weich. Dass keine zu grossen Massen während der Synchronisie rung zu überwinden sind, dafür sorgen die Mass- nahmen gemäss den Merkmalen a,<B>b</B> und<B>b'.</B>
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass zum Zwecke der Synchronisierung die elastische Betäti gung des Ziehkeiles von Bedeutun <B>g</B> ist. Diese elasti sche Ziehkeilbetätigung ist in Ausführungsbeispielen gemäss den Fig. <B>8</B> bis<B>10</B> dargestellt. Vom Drehgriff 48 des Lenkers führt der Bowdenzug 47 zum Hebel arm 46a des Schalthebels 46, der um den festen Bolzen <B>60</B> drehbar gelagert ist.
Die elastische Betätigung des Ziehkeiles, der mit dem Schalthebel 46 in Verbindung steht (Fig. <B>1),</B> erfolgt nach Fig. <B>8</B> dadurch, dass der Bowdenzug 47 über eine Feder<B>50</B> mit dem Hebel 46a verbunden ist, der auf der anderen Seite über eine Feder<B>51</B> mit einem festen Punkt<B>52</B> des Gehäuses in Verbindung steht. Die Bewegung des Hebels 46a und demzufolge des Schalthebels 46 und demzufolge auch des Ziehkeiles<B>9</B> erfolgt nach allen Richtungen elastisch. Der Ziehkeil kann während des Schaltvor ganges (Fig. <B>6)</B> nach beiden Richtungen ausweichen. Dieses elastische Ausweichen erfolgt auch dann, wenn der Ziehkeil aus seiner Schaltstellung herausgezogen wird.
Fig. <B>9</B> zeigt die Verbindung des Bowdenzuges 47 mit einem elastischen Hebel 46a', der ein Arm des Schalthebels 46 ist. Mittels einer Feder<B>51</B> wird der Bowdenzug in die Pfeilrichtung gezogen.
Fig. <B>10</B> zeigt den Hebel 46a' und den Schalthebel 46' als elastisches Element. Auch hier wird der Bow denzug 47 von einer am festen Punkt<B>52</B> befestigten Feder<B>51</B> in Pfeilrichtung gezogen.
Eine andere Art der elastischen Schaltung des Ziehkeils ist die Betätigung desselben mittels Elektro magneten. Ziehkeile mittels Elektromagneten zum Zwecke des Schaltens axial zu verschieben ist schon bekannt. Es handelt sich dabei aber nicht -um Zieh keile und um Schalteinrichtungen mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung. Ausserdem erfolgt nach den in Fig. <B>11</B> und 12 beispielsweise dargestellten Ausführungsarten die Anordnung der Magnete für das Getriebe für Kleinkrafträder in ganz besonders geeigneter Weise.
Der elektromagnetisch geschaltete Ziehkeil hat den Vorteil, dass keine mechanische Verbindung zwischen dem Getriebe und der Stelle vorhanden ist, von der aus geschaltet wird, die bei Motorrädern und Mopeds am Lenkrad angeordnet ist. Die Verbindung der Schaltstelle am Lenkrad zum Getriebe mittels elektri schen Kabeln ist einfacher, leichter und besser kon- tiollierbar.
Die besondere Art der Anordnung und der Wir kungsweise der Elektromagneten wird anhand der Fig. <B>11</B> und 12 wie folgt beschrieben. Für die einzelnen Teile sind andere Bezugszeichen gewählt, weil es sich hier um einen Ziehkeil handelt, der mit dem Anker des Elektromagneten in Verbindung steht und dem zufolge an dem einen Ende seiner Welle anders ge staltet ist.
Der Ziehkeil<B>101</B> hat an seinem einen Ende den Ziehkeilkopf 101a und ist axial verschiebbar in der Axialbohrung 102a der Schaltwelle 102 geführt. Die Schaltwelle 102 hat radiale Bohrungen<B>102b,</B> und zwar einen Satz solcher Bohrungen im Bereich der auf der Schaltwelle 102 drehbar gelagerten schalt baren Zahnräder<B>103,</B> 104 und<B>105,</B> die mit den Rä dern<B>106, 107</B> und<B>108</B> der Abtriebswelle <B>109</B> ständig in Eingriff stehen.
In den Radialbohrungen <B>102b</B> der Schaltwelle 102 sitzen die radial verschiebbaren Ku geln<B>109,</B> die, wenn sie vom Ziehkeilkopf 101a nach aussen in die Taschen 103a bzw. 104a bzw. 105a der schaltbaren Räder gedrückt werden, das betreffende ad mit der Schaltwelle 102 kuppeln.
Am anderen Ende des Ziehkeiles<B>101</B> ist gemäss der Ausführungsart nach Fig. <B>11</B> der Magnetanker <B>110</B> für die Gangschaltmagnete <B>111,</B> 112, und<B>113</B> befestigt. Hinter dem Gangschaltmagnet <B>113</B> sitzt mit ihm zusammen gleichachsig zum Ziehkeil der Leer- laufmagnet 114, für den am Ziehkeilende<B>101b</B> ein besonderer Magnet-Anker <B>115</B> befestigt ist, und zwar in solchem Abstand und in solcher Länge, dass dann, wenn (wie in Fil-. <B>11</B> dargestellt), der Gangschalt- magnet-Anker <B>110</B> im ersten Gang steht,
der Leer- laufmagnet-Anker <B>115</B> mit seinem einen Ende in der Mitte des dritten Gangmagneten<B>113</B> und mit seinem anderen Ende in der Mitte des Leerlaufmagneten 114 steht.
Die Elektromagnete sind über einen Schalter<B>116</B> und Kontakte<B>117, 118, 119</B> und 120 mit der Strom- quelle 121 elektrisch verbindbar. Soll vom ersten Gang (Magnet<B>111)</B> in den Leerlauf geschaltet werden, dann wird der Kontakthebel<B>116</B> mit dem Kontakt <B>118</B> in Berührung gebracht. Der Leerlaufmagnet erhält Strom und zieht den Anker<B>115</B> und somit den Zieh keil<B>101</B> in Leerlaufstellung. Wird der zweite Gang (Magnet 112) durch Bewegen des Kontakthebels<B>101b</B> auf den Kontakt<B>119</B> geschaltet, dann zieht der Ma gnet 112 den Anker<B>110</B> voll in die Magnetspule hinein. Der Ziehkeil<B>101</B> kuppelt das schaltbare Rad 104.
Der Leerlaufanker <B>115</B> steht in der strichpunk tiert dargestellten Lage<B>115'.</B> Wird der Kontakthebel <B>116</B> mit dem Leerlaufkontakt <B>118</B> verbunden, dann erhält der Leerlaufmagnet 114 Strom, zieht den An ker<B>115</B> aus der Stellung<B>115'</B> voll in die Magnetspule 114 hinein und der Ziehkeil<B>101</B> steht mit seinem Kopf wieder in Leerlaufstellung zwischen den Kugeln <B>109</B> und Zahnrädern<B>103</B> und 104. Soll der dritte Gang geschaltet werden, dann wird der Kontakthebel <B>116</B> mit der Kontaktstelle 120 in Berührung gebracht.
Steht der Ziehkeil in Leerlaufstellung, dann wird üblicherweise erst der erste, dann der zweite und dann erst der dritte Gang geschaltet. Damit beim geschalteten dritten Gang bei Betätigung des Leer- laufmagneten nicht der Anker<B>110</B> in den Leerlauf- magnet gezogen werden kann, ist der Weg des Zieh. keiles nach hinten durch einen Anschlag 122 begrenzt.
Fig. 12 zeigt die zweite Ausführungsmöglichkeit an einem Beispiel, bei dem die drei Schaltmagnete <B>111,</B> 112 und<B>113</B> gleichachsig zum Ziehkeil<B>101</B> ange ordnet sind. Das hintere Ende des Ziehkeiles<B>101</B> trägt den Anker<B>110</B> für die Schaltmagnete. Am Ziehkeil <B>101</B> ist ein Bolzen<B>123</B> befestigt, der in den Längs schlitz 124a des zweiarmigen Hebels 124 greift. Der Hebel 124 ist um den festen Punkt<B>125</B> drehbar gelagert und steht mit seinem Längsschlitz 124b und einem Bolzen<B>126</B> an einer axial verschiebbaren Welle <B>127</B> in Gelenkverbindung. Am Ende dieser Welle<B>127</B> sitzt der Anker<B>115</B> für den Leerlaufmagneten 114.
Der Abstand der Ziehkeilwelle <B>101</B> vom Drehpunkt <B>125</B> ist gleich<B>b;</B> der Abstand der Leerlaufankerwelle <B>127</B> vom Drehpunkt<B>125</B> ist gleich c, wobei c gleich
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ist.
Steht der Ziehkeil in Schaltstellung für den<B>1.</B> Gang, wie Fig. 12, und demzufolge der Gangschaltmagnet- anker <B>110</B> in der Magnetspule<B>111,</B> dann steht der Leer- laufanker <B>115,</B> der um die Hälfte länger ist als die Leerlaufspule 114, mit seinem vorderen Ende an der vorderen Stirnkante der Magnetspule<B>1</B>14.
Soll auf Leer lauf geschaltet werden, dann erhält der Leerlaufmagnet 114 Strom und zieht den Anker<B>115</B> in die Mittel stellung zur Spule 114 und verschiebt dabei den Zieh keil um den doppelten Weg, so dass der Ziehkeilkopf 101a zwischen den Rädern<B>103</B> und 104 des ersten und zweiten Ganges steht und der Magnetanker<B>110</B> in die Spule des Magneten 112 zum Teil hineingescho ben ist. Wird der zweite Gang geschaltet, dann er-hält die Magnetspule 112 Strom und zieht den Anker<B>110</B> in Mittelstellung dazu. Der Ziehkeilkopf 101a schaltet das zweite Gangrad 104. Der Leerlaufmagnetanker <B>115</B> ist in die gestrichelte Stellung<B>115"</B> bewegt.
Wird der dritte Gang geschaltet, dann steht der Anker<B>110</B> in der Magnetspule<B>113</B> und der Leerlaufmagnetanker <B>115</B> in der strichpunktierten Stellung<B>115'.</B> Durch Schalten des Leerlaufmagneten 114 kann aus jeder Gangstellung in die Leerlaufstellung geschaltet wer den.
Besondere Einrichtung mit den Merkmalen a bis<B>g</B> zeigen die Fig. <B>13</B> bis<B>15.</B> Auch hier sind wegen anderer Gestaltung des Ziehkeiles und anderer Getriebeanord nungen andere Bezugszeichen gewählt.
Die Beispiele gemäss den Fig. <B>13</B> und 14 unter scheiden sich nur durch die Pedalübersetzung. Durch die erfindungsgemässe Ausführungsform ist es mög lich, das extrem grosse Kettenrad 201 mit Kettenrad 202 auf der Abtriebswelle <B>203</B> (Fig. <B>13)</B> durch ein Stirnradgetriebe 204, 205,<B>206, 207</B> zu ersetzen, (Fi gur 14). Im übrigen gilt die nachfolgende Beschreibung des Getriebes für beide Ausführungsarten.
Die Abtriebswelle <B>203</B> ist als hohle Schaltwelle ausgebildet, in der der Ziehkeil<B>208</B> axial verschiebbar .,ert ist, der auf der einen Seite in der Rasten- gelag büchse <B>209</B> geführt ist und an seinem freien Ende mittels eines Gabelhebels 210 in an sich bekannter Weise in die verschiedenen Schaltstellungen hin- und hergeschoben werden kann. Bei dem Ausführungs beispiel sind fünf Schaltstellungen<B>1, 11,</B> 111, IV, V vorgesehen. Der Ziehkeil wird mittels unter Feder spannung stehenden Kugeln 211 in den Rasten der Stellungen<B>1</B> bis V gehalten.
Auf der Schaltwelle lagern lose das Abtriebsritzel 212 und die Gangräder<B>213,</B> 214 und<B>215,</B> die mit den Rädern<B>216, 217</B> und<B>218</B> im Eingriff stehen. Zu jedem Gangrad<B>213,</B> 214 und<B>215</B> und zum Abtriebs- ritzel 212 gehört<B>je</B> ein oder mehrere als Schaltglieder dienende Kugeln<B>219,</B> die in Radialbohrungen 220 der Schaltwelle<B>203</B> radial verschieblich gelagert sind und durch die kolbenartigen Verdickungen 208a und 208b des Ziehkeiles<B>208</B> wahlweise radial nach aussen geschoben werden können,
bis sie in Taschen des zu ihnen gehörigen Rades eintreten und die Kupplung der Schaltwelle<B>203</B> mit dem betreffenden Rad her stellen.
Durch diese Gestaltung des Getriebes sind gemäss den Fig. <B>13</B> und 14 folgende Schaltstellungen möglich: <I>Stellung I</I> Der Kolben<B>208b</B> des Ziehkeiles<B>208</B> gibt die Kugeln<B>219</B> für das Abtriebsritzel 212 frei und das Abtriebsritzel 212 läuft leer auf der Schaltwelle<B>203.</B> Durch die Ziehkeilverdickung 208e ist das Gangrad <B>213</B> mit der Schaltwelle gekuppelt, so dass der Motor des Mopeds mit auf dem Boden stehendem Hinterrad durch Treten der Pedale angeworfen werden kann. <I>Stellung</I> II Wie in Fig. <B>13</B> und<B>15</B> dargestellt.
Das Antriebsritzel 212 ist mit der Schaltwelle<B>203</B> gekuppelt, während alle Gangräder<B>213,</B> 214 und<B>215</B> lose auf der Schaltwelle laufen. Das Getriebe befindet sich in Leerlaufstellung. Das Rad kann ohne Beein flussung des Getriebes vom Pedal betätigt werden.
<I>Stellung</I> III Die kolbenartige Verdickung 208a des Ziehkeiles <B>208</B> drückt die Kugeln<B>219</B> in die Taschen des Gang- schaltrades <B>215.</B> Das Abtriebsritzel 212 ist mit der Schaltwelle gekuppelt. Der erste Gang ist geschaltet. <I>Stellung IV</I> Die kolbenartige Verdickung 208a des Ziehkeiles <B>208</B> hat die Kugeln<B>219</B> in die Taschen des Gangrades 214 gedrückt und dasselbe mit der Schaltwelle ge kuppelt. Desgleichen ist das Abtriebsritzel 212 mit der Schaltwelle gekuppelt. Der zweite Gang ist einge schaltet. <I>Stellung V</I> Der Ziehkeil ist vollständig nach rechts heraus gezogen.
Die kolbenartige Verdickung drückt die Kugeln<B>219</B> in die Taschen des Schaltrades<B>213.</B> Gleichzeitig ist auch das Abtriebsritzel 212 mit der Schaltwelle<B>203</B> gekuppelt. Der dritte Gang ist einge schaltet.
Fig. <B>15</B> zeigt eine Einrichtung mit 2-Gang-Getrie- be, Die Schaltwelle 221 trägt an ihrem freien Ende ebenfalls, wie bei den anderen Ausführungsarten, das Abtriebsritzel 222, welches mit ihr durch den Ziehkeil <B>223</B> über die Kugel 224 in an sich bekannter Weise gekuppelt wird. Der Ziehkeil hat zwei kolbenartige Verdickungen 223a und<B>223b,</B> die auf Kugeln 224 in der Schaltwelle 221 wirken, welche das Kuppeln mit dem Gangrad<B>225</B> bewirken.
Auf der Antriebs welle<B>226</B> sitzen die übersetzungsräder <B>227</B> und<B>228,</B> von denen das Rad<B>227</B> mit dem Gangrad<B>225</B> auf der Schaltwelle im Eingriff steht, und das über- setzungsrad <B>228</B> mit dem 2. Gangrad<B>229,</B> welches auf der Schaltwelle mit einem Freilauf<B>230</B> nach der Art des an sich bekannten Klemmrollengetriebes im Eingriff steht. Durch diese Anordnung ergeben sich folgende Schaltmöglichkeiten: <I>Stellung<B>1</B></I> Der Ziehkeil ist mittels der Schaltmuffe<B>231</B> voll ständig in das Ende der Bohrung in der Schaltwelle 221 hineingeschoben.
Das Abtriebsritzel 222 ist ent- kuppelt und läuft auf der Schaltwelle leer. Die Ver dickung<B>223b</B> des Ziehkeiles<B>223</B> kuppelt über die Kugeln 224 das Gangrad<B>225</B> mit der Schaltwelle, so dass Leerlauf und gleichzeitig Startstellung gegeben sind. <I>Stellung 2</I> Das Abtriebsritzel 222 ist mit der Schaltwelle gekuppelt. Der Ziehkeil beeinflusst die Kugeln 224 nicht, da seine kolbenartige Verdickung 223a und <B>223b</B> ausserhalb dem Bereich dieser Kugeln 224 ste hen. Die Schaltwelle wird über den Freilauf des Gangrades<B>229</B> in der<B>1.</B> Gangstellung gehalten. Gleich- zeitig ist durch den Freilauf der reine Pedalantrieb ohne Beeinflussung des Getriebes möglich.
<I>Stellung<B>3</B></I> Die Verdickung 223a des Ziehkeiles<B>223</B> wirkt auf das Gangrad<B>225.</B> Das Abtriebsritzel 222 ist mit der Schaltwelle 221 gekuppelt.
Der 2. Gang ist geschaltet.
Diese Ausführungsart kann durch eine weitere Ziehkeilstellung auch als 3-Gang-Getriebe ausgebildet sein. Diese Ausführungsart gemäss Fig <B>15</B> hat den Vorteil, dass mit drei bzw. vier Stellungen bei einem 2-Gang- oder<B>3</B> -Gang-Getriebe durch Zusammenlegung der Pedalantrieb-Stellung mit dem<B>1.</B> Gang eine Schalt stellung eingespart ist, so dass dieses Getriebe kürzer gebaut werden kann als das gemäss den Fig. <B>13</B> und 14.
Auch bei diesen Getrieben kann die Bewegung des Ziehkeiles elastisch durch Federwirkung oder durch elektromagnetische Betätigung erfolgen.
Drive device with spur gear change gear shifted by drawing key. The invention relates to a drive device with spur gear change gear shifted by drawing key, z. B. for motorcycles, especially mopeds and scooters.
It is a device in which in a longitudinal bore of the shift shaft of the Wech selgetriebes, on which the switchable wheels be found, a draw key is guided axially displaceably, the radially slidably mounted in the shift shaft, serving as coupling elements balls for coupling the shiftable wheel with the shift shaft pushes radially outward into pockets of the shiftable wheel.
The draw wedge gearbox has the advantage over gearboxes with dog gears that the shifting means, which are located between the wheels on the gearshift shaft during dog clutching, are housed inside the gearshift shaft.
This allows a narrow design of the gearbox, which results in shorter shafts, thus shafts of smaller diameter and smaller wheel diameters, so that the design of the draw wedge gearbox is spatially more favorable than that of gearboxes with dog clutches.
For coupling a wheel to the shift shaft, several balls are provided in the vicinity of the shift shaft for each shiftable wheel in the known draw key gears with balls as coupling elements. The balls must not be too small because of the torque to be transmitted. But they must also be kept low in their mass, because in the uncoupled state the centrifugal force acting on the balls results in unpleasant accompanying phenomena, in particular rattling (scratching) noises, because the effect of the centrifugal force on the inner wall of the switchable wheel, immerse balls in the pockets of the wheel and then push them out again, hitting the edges of the wheel pockets.
The draw wedge gear, which can be switched by means of radially displaceable balls, also has the property of being able to synchronize at the beginning of the switching process. When the conical draw wedge head starts to push the balls outwards into the area of the panniers, the positive connection does not take place immediately because the balls do not penetrate the panniers immediately, but rather as a result of the speed differences between the gearshift shaft and the one with it The wheel to be coupled runs over a switch pocket once or several times. The resulting friction causes the speed of the wheel to match that of the selector shaft.
During this synchronizing process, as a result of the overflow of the panniers through the balls under certain pressure, an increased stress on the balls and the panniers is generated. The resulting wear is greater, <B> the </B> smaller the balls are. On the other hand, the elimination of the mentioned noises requires balls with the smallest possible diameter.
The motors for driving the small motorcycles for which the device is intended to be suitable have relatively high speeds in order to have the lowest possible weights <B> per PS </B>. These high speeds must be reduced in the gear, which results in high speeds of some of the gear wheels. These high speeds increase the centrifugal force and thus have a detrimental effect on the balls. In this device, therefore, there are preconditions that have a detrimental effect on the draw key mechanism. The high gear wheel speeds require small masses, the minimum of which is in turn limited by the strength regulations.
The synchronizing properties of the draw wedge gear with radially displaceable balls as coupling elements are less noticeable the greater the moving masses.
The object of the invention is to provide a device with draw key transmission, in which all causes are eliminated, which are suitable to verhin countries, the lightweight construction of the transmission, which also lead to noise and also the synchronizing properties of this Reduce draw-wedge gear.
The device is characterized according to the invention by the combination of the following features: a) Part of the reduction existing between the motor and the output chain wheel is formed by a pre-reduction gear located in front of the spur gear change gear and the coupling arranged on the drive shaft of the spur gear change gear. This can reduce the wheel speeds in the gearbox.
<B> b) </B> The inner disks of the clutch, designed as a Reibscheibenkupp development, are connected to a gear shaft of the spur gear change gear in a rotationally fixed manner, and the remaining parts of the clutch are connected to the output gear of the pre-reduction gear. As a result, the greatest mass of the clutch is removed from the gearbox, so that only the masses of the gear wheels and the smaller masses of the clutch plates have to be accelerated or decelerated during the synchronization when shifting.
<B> b ') </B> The connection of the inner disks of the friction disc clutch to a gear shaft takes place via a torsionally elastic element, for example made of rubber. This completely compensates for any slight switching shocks that may occur.
<B> e) </B> The play of the balls between the draw spline shaft and the inner surface of the gears is <B> 5 <I> - </I> 10% </B> of the ball diameter in the idle position of the balls. It has been found that while the gear in question is idling on the shift shaft with a slight radial play of the balls, when the balls overflow a pannier due to the centrifugal force, they dip into the panniers, and at the end of the pocket they hit back towards the axis of the shift shaft to become. This results in rattling (scratching) noises on all disengaged gears.
The transmission is very noisy. The application of the large play of <B> <I> 5 - </I> 10% </B> of the ball diameter allows the formation of an opening on the inner wall of the gear, which prevents the balls from being exchanged in the pannier when it runs over it, even with those balls that are subject to a high centrifugal force with the largest possible diameter.
<B> d) </B> The draw wedge head is provided with an annular groove, in which the balls serving as coupling elements sit in the state of coupling with one of the gear wheels. This creates a line contact between the draw wedge and the balls, which avoids excessive surface pressures between the draw wedge head or the balls.
e) The driver pockets in the gears have contact surfaces on the inlet side as well as on the outlet side for the balls, which are arc-shaped in cross section, the arc line corresponding to the bend of an equatorial line of the balls. As a result, the balls in the pockets are in line with the pannier when they are in the coupling position, with the <B> Ef </B> effect that the panniers and the balls do not have to withstand excessive surface pressures.
<B> f) </B> The summit of the pannier is so much further outside than the pole facing it of the balls in the coupling position, than the radius to the innermost point of the ring throat is smaller than the radius of the largest diameter of the draw wedge head. When switching, i.e. when the draw wedge head pushes the ball into the pannier, the ball must first be pushed over the large diameter of the draw wedge head to the summit of the pannier,
before it falls back into the ring groove of the draw wedge head and rests against the circular arc-shaped edges of the panniers.
<B> g) </B> The radial bores in the selector shaft, in which the balls serving as coupling elements are guided, have a cross-section <B> - </B> on the inside <B> - </B> an arc-shaped narrowing so that the balls cannot fall out of their guide inwards, even if they are not hindered by a wave of the draw wedge. This is also important for assembly.
With these features a <B> - g </B>, the advantages of the smallest design, low noise and almost 100% synchronization during shifting are sought.
The draw key transmission can be designed as a two-speed transmission with only one shift shaft, as a three-speed transmission with one or two shift shafts and also as a four-speed transmission with two shift shafts, with each shift shaft having a pull key, because this creates the possibility of switching out of each gear to be able to shift into neutral and from neutral into any gear.
If the draw key transmission is designed as a three-speed transmission with only one selector shaft, the individual gears can only be shifted step by step, ie from first to second, from second to third and vice versa.
The use of only one gearshift shaft and the use of the output shaft as a gearshift shaft gives the further possibility of keeping the gearbox masses low.
The distribution of the shiftable wheels on two shift shafts with <B> each </B> a draw key in each shift shaft is less advantageous for the smallest motor vehicles than the design with only one shift shaft. However, the transmission with two selector shafts has the advantage of synchronizing shifting with small masses, for example when used for small two-lane motor vehicles with engines from 400 <B> - 500 </B> ccm cylinder capacity and the ability to be able to shift from any gear to neutral and down, which is necessary in such vehicles.
In order to facilitate the switching of the individual gears, an elastic device is expediently switched on in the flow of force which moves the draw wedge, so that the movement of the draw wedge takes place elastically. Due to the elastic actuation of the draw wedge, the ball is pushed inwards again at the beginning of the switching process after the dipping into a pannier caused by the conical surface of the draw wedge when leaving the pannier. The tension wedge is pushed back a little by this pressure of the ball on its conical surface due to its elastic connection to the drive, so that the transition from the wheel pocket to the cylindrical part is flexible, i.e. without impact and without hard pressure.
Several panniers can be run over without the shifting process being delayed, with the friction forces achieving synchronization between the wheel to be coupled and the shift shaft.
The elastic device connected to the drive of the draw wedge can be: <B> 1) </B> a helical spring, 2) a flexible lever, <B> 3) </B> several flexible levers, 4) a pneumatic unit, < B> <I> 5) </I> </B> a hydraulic unit, <B> 6) </B> one in which the elastic actuation of the draw wedge takes place by means of electromagnets, these electromagnets being known per se Way to operate the draw wedge are used ver. An electromagnet can be provided for each gear. These electromagnets move the draw wedge directly or indirectly in steps. There are also devices known to operate a transmission with several shift shafts and several draw keys by means of electric magnets. These facilities can also be used with success.
In an advantageous arrangement of the electrical switching magnets, in which the coupling draw key is actuated by means of an electromagnet for each gear and by means of an electromagnet for idling, there is one armature for all gear shifting magnets and a second armature for the idling magnet in a frictional connection. The gear shift magnets are arranged on the same axis as the idle magnet and the draw key.
Another space-saving arrangement is characterized in that the gear shift magnets are coaxial with the draw key and the idle magnet is arranged parallel to it and the axially movable armature of the idle magnet is articulated to the armature of the gear shift magnet via a two-armed lever that can be pivoted about a fixed point.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. They show: FIG. 1 a device with a gear with elastic actuation of the draw wedge; FIG. 2 shows the enlargement of the coupling part enclosed in the circle <B> U </B> in FIG. 1, also in longitudinal section; FIG. 3 shows the section delimited by a circle 111 in FIG. 1 in an enlarged representation;
FIG. 4 shows a cross section along the section line IV-IV in FIG. 3; FIG. 5 shows a cross section along the section line VV in FIG. 3 ; </B> Fig. <B> 6 </B> shows a section within the circle <B> IR </B> in Fig. <B> 1 </B> with the difference that the draw wedge head is only has been pushed so far that the ball has reached its highest possible position in the pannier;
Fig. 7 shows a cross section along the section line VII-VII in Fig. 6-, Fig. 8 shows the elastic draw key actuation by means of helical springs; Fig. 9 shows the elastic draw key actuation by means of an elastic lever and a helical spring; Fig. 10 shows the elastic draw key actuation by means of two elastic levers and a helical spring;
FIG. 11 shows the electromagnetic draw wedge actuation with four electromagnets arranged on the same axis as the draw wedge; 12 shows the electromagnetic draw wedge actuation with gear shift magnets arranged on the same axis as the draw wedge and with idle magnets arranged axially parallel thereto; FIG. 13 shows a device with a draw wedge gear for mopeds, in which the pedal drive can also be switched on and off with the draw wedge;
14 shows a device with a two-speed draw wedge gear with a pedal drive that can be switched by the draw wedge; FIG. 15 shows a device different from the embodiment shown in FIG. 14 with a pedal drive that can be switched by the draw wedge and a two-speed draw wedge gear.
The device according to FIG. 1 contains a gear with elastic pull wedge actuation and a housing consisting of two parts 26 and 27, which gear is different from the one with the crankshaft 28 the sprocket <B> 29 </B> connected to the motor, not shown, is driven by means of the chain <B> 30 </B>. The gearbox has two shafts <B> 1 </B> and 2. The shaft <B> 1 </B> is the drive shaft with a set of wheels that is firmly seated on it and, for example, consists of three wheels <B> 3, </ B> 4 and <B> 5 </B>. These wheels are arranged with only as much distance from one another as the clearance of the wheels and the manufacture of the gearing requires.
These wheels are in engagement with the switchable gears <B> 6, 7 </B> and <B> 8 </B> on the second shaft 2, on which these switchable wheels are rotatably seated and in a manner known per se by means of draw keys B> 9 </B> and balls <B> 10 </B> acting as coupling elements can be coupled by axially displacing the draw wedge. The second shaft, the output shaft 2, is the switching shaft. It is provided in a manner known per se for guiding the draw key with an axial bore 2a ″ and with radial bores 2a for receiving the balls 10.
Both shafts, the drive shaft <B> 1 </B> and the output shaft 2, are mounted directly next to their two wheel sets at la and lb and 2a 'and 2b'. Outside the one bearing point 1b, the chain wheel 11, which is driven by the motor, sits on the drive shaft and in front of it the clutch 12, which is designed as a multi-plate pressure clutch and which can be actuated from the outside.
On the other hand, the output gear 13, whose chain is connected to the rear wheel of the moped, and the switching device 14 for the movement of the moped sit on the shift shaft 2 serving as the output shaft outside the bearing 2a ' Draw wedge that can be operated by hand or hydraulically or pneumatically or electrically.
Between the pedal shaft <B> 15 </B> and a switchable wheel <B> - </B> in the exemplary embodiment the gear <B> 6 - </B> forming the first gear is provided by the gears <B> 16, 17 </B> and <B> 18 </B> a force-fit connection is established. The gear wheel <B> 16 </B> on the pedal shaft <B> 15 </B> can be rotated relative to it.
The force-fit connection of the pedal shaft with the gear <B> 6 </B> is established by the screw socket <B> 19 </B>, which <B> - </B> has coupling claws 20 and 21 on both sides <B > - </B> is arranged and designed in such a way that when the pedal shaft <B> 15 </B> is turned forwards, the screw sleeve <B> 19 </B> is coupled to the gear <B> 16 </B>, on the other hand, with the brake sleeve 22 when stepping backwards.
The pre-reduction gear (feature a) is driven by the small sprocket <B> 29 </B> on the motor crank shaft <B> 28 </B> and the larger sprocket <B> 11 </B> on the gear shaft <B> 1 </B> formed.
The feature <B> b </B> is better visible in the enlarged representation in Fig. 2 than in Fig. <B> 1. </B> The clutch housing <B> 31 </B> is with the driven wheel <B> 11 </B> of the pre-reduction gear connected. In the clutch housing, the friction discs (disks) 32 are housed in a known manner. The inner lamellae <B> 35 </B> sit on a toothing 34 of the transmission shaft, which are held together to form a package by means of bolts <B> 33 </B> on the disc <B> 36 </B> and which are below the action of the coil springs <B> 37 </B> on the bolt <B> 33 </B> to the lamellae <B> 32 </B> of the clutch housing are held in a frictional contact.
This friction is released by means of the bolt 38 passing through the gear shaft 1, which presses against the bolt 39 on the cover 40 of the inner disk set when the crescent-shaped recessed part of the coupling shaft 41 is pivoted about its axis. That is known.
The inner disks sitting on the gear shaft <B> 1 </B> have significantly less mass than the housing connected to the driven pre-reduction gear <B> 11 </B> and the outer disks connected to it. The toothing 34 is formed as a bushing and is in a force-locking connection with the transmission shaft <B> 1 </B> via a rubber-elastic bushing 42, so that any slight coupling shocks are dampened.
The feature c is shown in FIG. 3 in an enlarged representation of the section formed by the circle 111 and in FIG. 4 as a cross section for this purpose. The draw wedge is in Fig. 3 as well as in Fig. 1 in the position in which it moves the balls 10 with its head into the Pockets 43 of the gear <B> 7 </B> press and thus this gear <B> 7 </B> couples with the shift shaft 2. 4 shows this switching position seen in cross section and shows that three switching balls <B> 10 </B> are provided for each gearwheel, evenly distributed around the circumference.
The draw key <B> 9 </B> consists of the draw key shaft 9a and the draw key head <B> 9b. </B> In Fig. <B> 1 </B> it can be seen that the draw key shaft 9a is where it comes from the switching shaft exits, to which part 9c is reinforced ver. At the free end of this part 9c is the shift sleeve 44, in the annular groove 44a of which the bolt 45 of the shift lever 46 engages, which at 60 is pivotably mounted about a fixed bolt on the housing and which has a second lever arm 46a , which can be pivoted by means of Bowden cable 47 from the twist grip 48 on the Len ker of the motorcycle.
This pivoting of the shift lever can also be effected by other means. The balls <B> 10 </B> are guided in the radial bores 2a of the selector shaft 2 in a radially displaceable manner. These bores have a constriction 2a 'at their opening to the axial bore of the selector shaft, which constricts the inward movement of the balls to such an extent that they almost rest on the draw spline shaft 9a. This is clearly visible in the sphere shown in the upper part of FIG. 3. FIGS. 4 and 7 also show this narrowing of the bore 2a. The feature <B> f </B> of the invention is thus described.
In the case of the upper ball shown in Fig. 3, which corresponds to the position of the ball shown in cross section (Fig. 5), the play x is the same from its inner position to Inner wall 6a of the gear <B> 6 </B> is visible.
The ball is in the finished position. The selector shaft 2 and the gear <B> 6 </B> are not coupled to one another. According to feature c of the invention, the radial play x is significantly greater than in the usual types of embodiment, and this play is equal to <B> 5 </B> to <B> 10% </B> of the diameter of the ball > 10. </B> It has been shown that this much deeper than usual position of the ball in relation to the inner running surface of the gear <B> 6 </B> enables a noiseless operation and that the wear in the bore of the ratchet wheel , e.g.
B. <B> 6 </B> or <B> 7 </B> or <B> 8 </B> and the panniers 43 can be practically completely eliminated if the radial evasion possibility of the ball, that is, the radial play the same, in the working position (Fig. 5), </B> as already mentioned, is approximately <B> 5 </B> to <B> 10 </B> Olo of the ball diameter. It has been found that due to this increase in the radial ball play compared to the known play, the oil present in the hollow gear shaft acts as a cushion between the ball and the gear wheel contact surface, so that the movement of the ball is dampened and becomes noiseless.
According to the feature <B> d </B>, the draw wedge head <B> 9b </B> has an annular groove <B> 9b ', </B> whose cross-sectional profile runs in an arc of a circle whose radius is slightly larger than the spherical radius is, as Fig. 3 clearly shows. As a result, the ball rests in lines on the draw key during the switch position, as shown in FIGS. 1 and 3 for wheel 7. The radial pressure exerted on the ball <B> 10 </B> by the pocket 43 of the wheel <B> 7 </B> in the coupling position is distributed over this support line.
According to the feature e, this line support is also provided at the point of contact of the wheel pocket 43 with the ball in the coupled state, as shown in FIG. 4. The pannier is essentially circular in cross section. At the transition points, the edges are broken into a concave circle. These transition points are denoted by 43a. This breaking of the transition edges 43a is also held in an arc, seen in cross section, which has the same radius as the ball, so that the ball is in line contact with the inner edge of the ball pocket 43 in the coupled state, as FIG.
As a result, the wear of the pannier 43 is practically reduced to zero and the overflow of the panniers at the start of the switching process takes place without noise and without wear of the pannier edges 43a.
Because of the ring throat <B> 9b '</B>, according to the feature <B> g </B>, the summit point <B> G </B> of the paddle pocket 43 must face the pole of the ball <B> 10 </B> facing it are higher than this pole is when the ball, as shown in FIG. 4, is in the coupling position. Fig. 3 shows the same position on the lower ball.
This play is necessary so that when the draw wedge is displaced from an idle position in the direction of the arrow into the coupling position shown in FIG. 3, the balls pushed radially outward by the conical draw wedge head also move to point 9b ″ can climb over the large diameter, as Fig. <B> 6 </B> shows.
In this transition position, they are pushed completely into the ball pocket 43 (Fig. 6 + 7). As the draw wedge continues to move in the direction of the arrow, the balls get into the ring groove <B> 9b '</B> and lie against the concavely beveled edge 43a of the ball pocket 43. The highest possible position of the ball is a transition position, which is visible in cross section in FIG. 7.
This deep immersion of the balls in the ball pockets is not only an inevitable transition position, given by the ring throat <B> 9b ', </B>, but it also serves to accelerate the synchronization. As can be understood from Fig. 6, the ball moves, before it comes into its axially outer position, on the conical part of the draw wedge head <B> 9b, </B> which it moves radially outwards as long as the draw key is moved in the direction of the arrow.
If the ball is pushed out again due to the speed differences between the gear and the selector shaft after dipping into a wheel pocket 43, the balls press the conical part of the draw wedge head, which is pressed in the opposite direction to the arrow. If the draw key can evade in this direction, the ball can also evade the switch pocket. Due to the associated friction, the speed differences between the wheel and selector shaft have decreased and the draw key pushes again in the direction of the arrow as soon as the ball has left the overflowed pannier, and tries to push it into the next wheel pocket.
If the speed difference has not yet become zero, then a second wheel pocket with the resulting retreat of the draw wedge can be overrun, and only in the third or umpteenth wheel pocket does the shift shaft finally couple with the wheel Bullets. The overflow occurs silently and softly because of the great depth of the panniers and their concave edge. The measures according to features a, <B> b </B> and <B> b '. </B> ensure that no excessive masses have to be overcome during synchronization
From the above it follows that for the purpose of synchronization, the elastic actuation of the draw wedge is of importance. This elastic draw wedge actuation is shown in exemplary embodiments according to FIGS. 8 to 10. From the twist grip 48 of the handlebars, the Bowden cable 47 leads to the lever arm 46a of the shift lever 46, which is rotatably mounted around the fixed bolt <B> 60 </B>.
The elastic actuation of the draw wedge, which is connected to the switching lever 46 (FIG. 1), takes place according to FIG. 8 in that the Bowden cable 47 is via a spring <B > 50 </B> is connected to the lever 46a, which is connected on the other side via a spring <B> 51 </B> to a fixed point <B> 52 </B> of the housing. The movement of the lever 46a and consequently of the switching lever 46 and consequently also of the draw key 9 takes place elastically in all directions. The draw wedge can move in both directions during the switching process (Fig. <B> 6) </B>. This elastic evasion also takes place when the draw wedge is pulled out of its switching position.
FIG. 9 shows the connection of the Bowden cable 47 to an elastic lever 46a ′, which is an arm of the switching lever 46. The Bowden cable is pulled in the direction of the arrow by means of a spring <B> 51 </B>.
Fig. 10 shows the lever 46a 'and the switching lever 46' as an elastic element. Here, too, the Bow denzug 47 is pulled in the direction of the arrow by a spring <B> 51 </B> attached to the fixed point <B> 52 </B>.
Another type of elastic circuit of the draw wedge is the actuation of the same by means of electric magnets. To move draw keys axially by means of electromagnets for the purpose of switching is already known. However, it is not a question of drawing wedges and switching devices with the features of the present invention. In addition, according to the embodiments shown in FIGS. 11 and 12, for example, the magnets for the transmission for small motorcycles are arranged in a particularly suitable manner.
The electromagnetically switched draw wedge has the advantage that there is no mechanical connection between the transmission and the point from which switching is carried out, which is arranged on the steering wheel of motorcycles and mopeds. The connection of the switching point on the steering wheel to the gearbox using electrical cables is simpler, easier and easier to control.
The particular type of arrangement and the manner in which the electromagnets are operated is described with reference to FIGS. 11 and 12 as follows. Different reference numerals have been chosen for the individual parts because this is a draw wedge which is connected to the armature of the electromagnet and is therefore differently designed at one end of its shaft.
The draw wedge 101 has the draw wedge head 101a at one end and is guided axially displaceably in the axial bore 102a of the selector shaft 102. The shift shaft 102 has radial bores 102b, namely a set of such bores in the area of the shiftable gearwheels 103, 104 and 105, which are rotatably mounted on the shift shaft 102 / B> which are constantly in engagement with the wheels <B> 106, 107 </B> and <B> 108 </B> of the output shaft <B> 109 </B>.
The radially displaceable balls 109 sit in the radial bores 102b of the selector shaft 102 when they move outward from the draw wedge head 101a into the pockets 103a or 104a or 105a of the switchable Wheels are pressed, couple the relevant ad with the selector shaft 102.
At the other end of the draw wedge <B> 101 </B>, according to the embodiment according to FIG. 11, there is the magnet armature <B> 110 </B> for the gear shift magnets <B> 111, </B> 112, and <B> 113 </B> attached. Behind the gear shift magnet <B> 113 </B> sits with it, coaxially with the draw wedge, the idle magnet 114, for which a special magnet armature <B> 115 </B> is attached to the draw wedge end <B> 101b </B> is at such a distance and in such a length that when (as shown in Fil-. 11 </B>), the gear shift magnet armature <B> 110 </B> is in first gear stands,
the idle magnet armature <B> 115 </B> stands with its one end in the middle of the third gear magnet <B> 113 </B> and with its other end in the middle of the idle magnet 114.
The electromagnets can be electrically connected to the power source 121 via a switch 116 and contacts 117, 118, 119 and 120. If you want to shift from first gear (magnet <B> 111) </B> to neutral, then contact lever <B> 116 </B> is brought into contact with contact <B> 118 </B>. The no-load magnet receives current and pulls the armature <B> 115 </B> and thus the pulling key <B> 101 </B> into the idle position. If the second gear (magnet 112) is switched to the contact <B> 119 </B> by moving the contact lever <B> 101b </B>, then the magnet 112 fully pulls the armature <B> 110 </B> into the solenoid. The draw key <B> 101 </B> couples the switchable wheel 104.
The idle armature <B> 115 </B> is in the position <B> 115 'shown in dash-dotted lines. </B> If the contact lever <B> 116 </B> is connected to the idle contact <B> 118 </B> , then the idle magnet 114 receives current, pulls the armature <B> 115 </B> from the position <B> 115 '</B> fully into the magnet coil 114 and the draw wedge <B> 101 </B> is stationary with his head back in the idle position between the balls <B> 109 </B> and gears <B> 103 </B> and 104. If the third gear is to be shifted, then the contact lever <B> 116 </B> is with the contact point 120 brought into contact.
If the draw key is in the idle position, then usually first the first, then the second and then the third gear is shifted. So that the armature <B> 110 </B> cannot be pulled into the idle magnet when the idling magnet is operated when the third gear is engaged, the pulling path is the way of pulling. wedge limited to the rear by a stop 122.
12 shows the second possible embodiment using an example in which the three switching magnets 111, 112 and 113 are arranged coaxially with the draw wedge 101. The rear end of the draw wedge <B> 101 </B> carries the armature <B> 110 </B> for the switching magnets. A bolt <B> 123 </B>, which engages in the longitudinal slot 124a of the two-armed lever 124, is fastened to the draw key <B> 101 </B>. The lever 124 is rotatably mounted about the fixed point <B> 125 </B> and is articulated with its longitudinal slot 124b and a bolt <B> 126 </B> on an axially displaceable shaft <B> 127 </B> . The armature <B> 115 </B> for the idle magnet 114 is seated at the end of this shaft <B> 127 </B>.
The distance of the draw spline shaft <B> 101 </B> from the pivot point <B> 125 </B> is equal to <B> b; </B> the distance between the idle armature shaft <B> 127 </B> from the pivot point <B> 125 </B> is equal to c, where c is equal to
EMI0006.0043
is.
If the draw key is in the switching position for the <B> 1st </B> gear, as shown in FIG. 12, and consequently the gear shift magnet armature <B> 110 </B> in the solenoid <B> 111 </B> then the idle armature <B> 115 </B>, which is half longer than the idle coil 114, has its front end on the front end edge of the magnetic coil <B> 1 </B> 14.
If it is to be switched to idle, the no-load magnet 114 receives current and pulls the armature 115 into the center position relative to the coil 114 and thereby shifts the draw wedge twice, so that the draw wedge head 101a between the Wheels 103 and 104 of the first and second gears are stationary and the magnet armature 110 is partially pushed into the coil of magnet 112. If the second gear is shifted, then the magnetic coil 112 receives current and pulls the armature <B> 110 </B> in the middle position. The draw key head 101a shifts the second gear wheel 104. The idle magnet armature <B> 115 </B> is moved into the dashed position <B> 115 ".
If the third gear is shifted, then the armature <B> 110 </B> is in the magnetic coil <B> 113 </B> and the idle magnetic armature <B> 115 </B> is in the dot-dash position <B> 115 '. By switching the idle magnet 114, it is possible to switch from any gear position to the idle position.
Particular devices with the features a to <B> g </B> are shown in FIGS. 13 to 15, too, because of the different design of the draw wedge and different gear arrangements Reference symbol chosen.
The examples according to FIGS. 13 and 14 differ only in the pedal ratio. The embodiment according to the invention makes it possible, please include the extremely large chain wheel 201 with chain wheel 202 on the output shaft <B> 203 </B> (Fig. <B> 13) </B> by a spur gear 204, 205, <B> 206, 207 </B>, (Figure 14). In addition, the following description of the transmission applies to both types.
The output shaft 203 is designed as a hollow selector shaft in which the draw key 208 is axially displaceable, the one side of which is in the detent bearing bushing 209 </B> and at its free end can be pushed back and forth into the various switching positions by means of a fork lever 210 in a manner known per se. In the embodiment example, five switching positions <B> 1, 11, </B> 111, IV, V are provided. The draw key is held in the notches in the positions <B> 1 </B> to V by means of balls 211 under spring tension.
The output pinion 212 and the gear wheels <B> 213, </B> 214 and <B> 215, </B> with the wheels <B> 216, 217 </B> and <B> 218 are loosely supported on the selector shaft Are engaged. Each gear wheel <B> 213, </B> 214 and <B> 215 </B> and the output pinion 212 has one or more balls <B> 219, <serving as switching elements / B> which are mounted radially displaceably in radial bores 220 of the selector shaft <B> 203 </B> and can optionally be pushed radially outward through the piston-like thickenings 208a and 208b of the draw key <B> 208 </B>,
until they enter the pockets of the wheel belonging to them and the clutch of the selector shaft <B> 203 </B> with the respective wheel.
With this design of the transmission, the following switching positions are possible according to FIGS. 13 and 14: Position I The piston 208b of the draw wedge 208 / B> releases the balls <B> 219 </B> for the output pinion 212 and the output pinion 212 runs idle on the selector shaft <B> 203. </B> Due to the pulling key thickening 208e, the gear wheel <B> 213 </ B> coupled to the selector shaft so that the motor of the moped can be started with the rear wheel on the ground by pressing the pedals. <I> Position </I> II As shown in Figures <B> 13 </B> and <B> 15 </B>.
The drive pinion 212 is coupled to the shift shaft <B> 203 </B>, while all gear wheels <B> 213, </B> 214 and <B> 215 </B> run loosely on the shift shaft. The transmission is in neutral. The wheel can be operated from the pedal without influencing the transmission.
<I> Position </I> III The piston-like thickening 208a of the draw wedge <B> 208 </B> presses the balls <B> 219 </B> into the pockets of the gear shifting wheel <B> 215. </B> The output pinion 212 is coupled to the shift shaft. The first gear is engaged. <I> Position IV </I> The piston-like thickening 208a of the draw wedge <B> 208 </B> has pressed the balls <B> 219 </B> into the pockets of the gear wheel 214 and coupled it to the selector shaft. The output pinion 212 is also coupled to the selector shaft. Second gear is engaged. <I> Position V </I> The draw wedge is pulled out completely to the right.
The piston-like thickening presses the balls <B> 219 </B> into the pockets of the ratchet wheel <B> 213. </B> At the same time, the output pinion 212 is also coupled to the selector shaft <B> 203 </B>. Third gear is engaged.
FIG. 15 shows a device with a 2-speed gearbox. The shift shaft 221 also carries at its free end, as in the other types of embodiment, the output pinion 222, which with it through the draw key <B > 223 </B> is coupled via the ball 224 in a manner known per se. The draw wedge has two piston-like thickenings 223a and 223b, which act on balls 224 in the selector shaft 221, which cause the coupling with the gear wheel <B> 225 </B>.
The transmission gears <B> 227 </B> and <B> 228 </B> of which the gear <B> 227 </B> with the gear wheel <B sit on the drive shaft <B> 226 </B> > 225 </B> is engaged on the selector shaft, and the transmission gear <B> 228 </B> with the 2nd gear <B> 229 </B> which is on the selector shaft with a freewheel <B> 230 is engaged in the manner of the known pinch roller gear. This arrangement results in the following switching options: <I> Position<B>1</B> </I> The draw key is pushed completely into the end of the bore in the selector shaft 221 by means of the shift sleeve <B> 231 </B> .
The output pinion 222 is decoupled and idles on the selector shaft. The thickening <B> 223b </B> of the draw wedge <B> 223 </B> couples the gear wheel <B> 225 </B> to the selector shaft via the balls 224, so that idling and starting position are given at the same time. <I> Position 2 </I> The output pinion 222 is coupled to the selector shaft. The draw wedge does not affect the balls 224, since its piston-like thickening 223a and 223b are outside the area of these balls 224. The selector shaft is held in the <B> 1st </B> gear position by the freewheel of the gear wheel <B> 229 </B>. At the same time, the freewheel enables pure pedal drive without influencing the transmission.
<I> Position<B>3</B> </I> The thickening 223a of the draw key <B> 223 </B> acts on the gear wheel <B> 225. </B> The output pinion 222 is connected to the shift shaft 221 coupled.
The 2nd gear is engaged.
This embodiment can also be designed as a 3-speed gearbox by means of a further draw key position. This embodiment according to FIG. 15 has the advantage that with three or four positions in a 2-speed or 3-speed transmission by merging the pedal drive position with the <B> 1st </B> gear one shift position is saved, so that this transmission can be built shorter than that according to FIGS. 13 and 14.
With these gears, too, the draw key can be moved elastically by spring action or by electromagnetic actuation.