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Kraftübertragung für Mopeds .Fahrzeuge mit Hilfsmotor, z. B. Mopeds,
müssen gemäß den geltenden Vorschriften entweder durch die Pedale oder durch den
Motor angetrieben werden können. Die Kraftübertragung zwischen dem Motor und dem
Hinterrad muß demgemäß für den Pedalantrieb unterbrochen werden können, damit der
Benutzer beim Treten der Pedale nicht gezwungen ist, den Motor im Leerlauf mit zu
bewegen, was eine unnütze und beträchtliche Kraftanstrengung bedeutet, selbst wenn
ein Kompressionshahn vorhanden ist.
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Verschiedene Lösungen sind bereits zu dieser notwendigen Trennung
der Kraftübertragung vorgeschlagen worden. Eine bereits früher von dem Erfinder
vorgeschlagene Ausführungsform benutzt z. B. lösbare Verriegelungsmittel, die direkt
von Hand betätigt werden und die zwischen der Riemenscheibe und dem Ritzel des Untersetzungsgetriebes
angeordnet sind, das in derartigen Fahrzeugen infolge der hohen Umlaufgeschwindigkeit
ihres Motors immer vorhanden ist. Aber eine solche Anordnung zwingt dazu, einen
Teil der Kraftübertragung beim Treten der Pedale mit anzutreiben, was für den Fahrer
eine zusätzliche Ermüdung mit sich bringt. Außerdem können die genannten Verriegelungsorgane
nur im Stand betätigt werden, wenn der Benutzer von seinem Fahrzeug abgestiegen
ist. Schließlich gestattet eine derartige Anordnung nicht das Anlassen des Motors
durch Betätigung der Pedale in der Art eines Kickstarters, wenn das Fahrzeug steht
und mit seinen Rädern auf dem Boden ruht.
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Andere für den vorliegenden Zweck bekanntgewordene Kraftübertragungen
können zwar die drei wichtigen Funktionen, nämlich Fortbewegung mit Motorkraft,
Anlassen des Motors und Fortbewegung mit Pedalantrieb, übernehmen, jedoch bedarf
es hier zur Auslösung dieser Funktionen mindestens zweier Steuermittel, z. B. der
Ausrückung verschiedener Bedienungshebel. Schließlich laufen hier auch bei Fortbewegung
durch die Pedale gewisse Zahnradsätze im Leerlauf mit.
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Demgemäß liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Kraftübertragung für Fahrzeuge mit Hilfsmotoren, z. B. Mopeds, ohne eigentliches
Geschwindigkeitswechselgetriebe mit Zahnrädersätzen zu schaffen, die wahlweise in
Eingriff miteinander gebracht werden, wobei die neue Kraftübertragung dennoch alle
Vorteile eines solchen vom Fahrer gesteuerten Geschwindigkeitswechselgetriebes aufzuweisen
hätte, kombiniert mit den Vorteilen eines selbsttätigen kontinuierlich wirkenden
Geschwindigkeitswechselgetriebes. Die nachstehend zu beschreibende Erfindung gestattet
in der Tat die folgenden Kombinationen: a) Ingangsetzen des Motors durch Treten
der Pedale bei stillstehendem Fahrzeug, b) Inbetriebsetzen des Motors durch das
fahrende Fahrzeug, c) Antrieb durch den Motor allein bei unbetätigten Pedalen, d)
. Unterstützung des Motors durch Treten der Pedale, e) Antrieb des Fahrzeuges durch
die Pedale, wobei dann keinerlei Organe der Kraftübertragung mitgenommen werden.
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Diese verschiedenen Funktionen sollen durch ein einziges vom Fahrzeugführer
zu bedienendes Steuerorgan ausgelöst bzw. gelenkt werden können, ohne daß die Notwendigkeit
besteht, weitere Zwischen-oder Zweitoperationen durchzuführen. Dies ist deshalb
besonders wichtig, da die hier in Frage stehenden Mopeds ja von jedermann gefahren
werden können sollen, auch solchen Personen, die ungeübt sind, so daß die Vereinfachung
der Bedienungsvorgänge von außerordentlicher Bedeutung ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung bleibt weiterhin bei Antrieb durch
die Pedale der vollständige Mechanismus in Ruhe. Der Fortbewegungswiderstand wird
hiermit auf das geringstmögliche Maß verringert, weiterhin wird sichergestellt,
daß das Fahrzeug möglichst ruhig läuft.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß bei einer Kraftübertragung
für Mopeds mit einer Pedalwelle und einer vom Hilfsmotor angetriebenen Aufnahmewelle
sowie einer dritten Welle, die mit einem Abgangskettenritzel, das am Hinterrad angreift
und
mit einem von der Aufnahmewelle angetriebenen Zahnrad versehen ist, wobei diese
dritte Welle hohl ist und Verriegelungsorgane enthält, die vom Fahrzeugführer in
Aktion gesetzt werden und zur wahlweisen Kupplung bzw. Entkupplung des Zahnrades
und der dasselbe tragenden Welle dienen, erfindungsgemäß dieselben Verriegelungsorgane
gleichzeitig zum Kuppeln des Abgangsritzels mit der dasselbe tragenden Welle vorgesehen
sind.
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Die Verriegelungsorgane können dabei vorzugsweise in an sich bekannter
Weise aus einer im Innern der Hohlwelle axial verschiebbaren Gleitachse mit Bunden
und diesen zusammenwirkenden Verriegelungskugeln bestehen, wobei diese Achse drei
über ihre Länge verteilte Bunde aufweist, deren erster Bund von verhältnismäßig
großer Länge mit einer Reihe Verriegelungskugeln des zum Ritze] der Aufnahmewelle
führenden Zahnrades zur wahlweisen Festlegung desselben zusammenwirkt und die zwei
weiteren Bunde geringerer Breite beide mit einer weiteren Reihe Verriegelungskugeln
zur Kupplung des Abgangskettenritzels in Wirkverbindung stehen.
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Die beiden letztgenannten Bunde geringerer Breite können so weit voneinander
entfernt sein, daß die ihnen zugeordneten Verriegelungskugeln des Abgangskettenritzels
in einer Stellung der Gleitachse, bei der der erstgenannte Bund noch im Eingriff
mit den ihm zugeordneten Verriegelungskugeln steht, freigegeben sind.
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Der Zwischenbund geringerer Breite kann weiterhin so auf der Gleitachse
angeordnet sein, daß die beiden anderen Bunde von den diesen zugeordneten Verriegelungskugeln
frei sind, wenn er selbst die ihm zugeordneten Verriegelungskugeln radial nach außen
drückt.
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Ein auf der Hohlwelle vorgesehenes, zur Pedalwelle führendes Kettenritze]
ist vorteilhafterweise zwischen dem zur Aufnahmewelle führenden Zahnrad und dem
Abgangsritze] verriegelbar angeordnet.
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Die Pedalwelle kann ein mit dem Kettenritze] auf der Hohlwelle in
Verbindung stehendes Kettenzahnritzel aufweisen, das frei umlaufend auf der Pedalwelle
und in der Drehung mit dieser mit Hilfe eines Freilaufes bei Bewegung der Pedalwelle
in Tretrichtung der Pedale verbindbar angeordnet ist.
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Dieser Verbindungsfreilauf zwischen der Pedalwelle und dem von ihr
getragenen Kettenzahnrad ist vorzugsweise als Hülsenmutter ausgebildet, die in ihrer
Drehung durch eine Feder gebremst wird und mit einer Spindel mit Mehrfachgewinde
im Eingriff steht, die Teil der diese Hülsenmutter tragenden Pedalwelle ist. Die
Hülsenmutter weist weiterhin an ihrer dem Kettenzahnrad zugerichteten Stirnfläche
Klauen auf, die mit entsprechenden Klauen an der gegenüberliegenden Nabe des Zahnrades
zusammenwirken.
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Schließlich kann die erfindungsgemäße Kraftübertragung bei einem Moped
mit einem Zentrifugalgeschwindigkeitswechselgetriebe mit auf der Ausgangswelle des
Hilfsmotors aufgekeilter Antriebsriemenscheibe mit axial verschiebbaren Backen derart
gestaltet sein, daß die Aufnahmewelle dieser Kraftübertragung ebenfalls eine komplementär
zur ersteren wirkende Riemenscheibe mit axial verschiebbaren Backen aufweist.
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Neben den bereits herausgestellten Vorteilen des Erfindungsgegenstandes
wäre noch zu erwähnen, daß das Abgangsritze] selbst frei und verriegelbar durch
dieselben Mittel montiert ist wie alte Zahnräder, dien in Drehung mit der Hohlwelle
und der Aufnahmewelle verbunden sind, was eine einfache und übersichtliche Konstruktion
ergibt In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch
dargestellt.
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F i g. 1 A und 1 B zeigen in gegenseitiger Ergänzung eine Gesamtansicht.
der erfindungsgemäßen. Kraftübertragung in waagerechtem Schnitt; F i g. 2, 3 und
4 sind Einzelansichten des Steuermechanismus in vergrößertem Maßstab und zeigen.
diesen in drei verschiedenen Funktionsstellungen; F i g. 5 gibt eine weitere Einzelansicht
im Querschnitt wieder.
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Der Hilfsmotor 1 eines Mopeds, üreibt eine Antriebsriemenscheibe
2 mü axial verschiebbarem. Backen, die hier unter der Wirkrang von Zentrifuggtlkugeln
3 stehen, das ein selbsttätiges kontinuierlich. wirkendes Geschwindigimiswechselgctriebe
in Koxwbination mit einem Keilriemen 4 und einer Aufnahmeriemenscheibe 5
bildet, die ebenfalls mit axial. verschiebbaren Backen "ersehen ist und auf einet
in: Lagern 7 und 8 in einem e 9 angeordneten: Welle 6 umläuft.
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Die Aufnahmeriemenscheibe 5 unterliegt der Wirkung einer Rückholfeder
10, so daß die Verändä#-rungen ihres Abrolldurchmessers komplementär zu denen der
Antriebsrie=scheibe 2 sind, wodurch: die: Spannung des Riemens 4 gleich gehalten
wird. Diese bisher beschriebene rinrichtung ist bekannte und liegt außerhalb des
Rahmens der vorliegenden Erfindung.
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Eine Pedalachse11 läuft in zwei weiteren Lagern 12 und 13 des G:ebäuses
9 um. Dieses Gehäuse 9
weist außerdem noch Lager 14 und 15 für
ei= dritte hohl ausgebildete: Welle 16 auf, auf die spätUr nKK& eingegangen
wird: Die Pedalachse 11 trägt in bekannter Art »dl Weise ein Kettenzahnrad
17, das im Gegezue üblichen Anordmmg bei Fahrrädern zwixb£n dm beiden Lagern 12
und 13 angeordnet ist und auf der
Pedalachse 11 frei umlaufen kann, wobei
ein Anschlagring 18; das Kettenzahnrad 17 gegema3iahVerschiebung in der einen Richtung
sichert.
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Die Pedanlachse Il trägt oder bildet weiterhin eine Spindel
19 mit mehrgängigem Gewinde, auf der eine Hülsenmutter 20 angeordnet
ist, ehe auf ihrer dem Zahnrad 17 zugekehrten Seite Klauexe 21 aufweist,
deren weitere Klauen 22 entsprechen, die auf der gegenüberliegenden Seitenfläche
der Nabe des Zahnrades 17 ausgebildet sind. Die Hülsenmutter 20 unterliegt der Wirkung
einer flachen Bremsfeder 23, die in eine Ausnehmung 24 des Gehäuses
9 greift. Die Seitenwände der Ausnehmung verhindern ihre Drehung, gestatten
ihr aber, der Hülsenmutter 20 in deren Längsbewegungen zu folgen, wobei diese Feder
23 das Bestreben hat, die Hülsenmutter 20 in der Stellung zu halten, in die sie
durch die Wirkung der Spindel 19 gebracht worden ist..
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Über das Zahnrad 17 läuft eine Kette 25, die ein Ritze] 26 mitnimmt,
das fest auf der Hohlwelle 16
angeordnet ist.
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Auf die angetriebene Welle 6 ist ein Ritze] 27 aufgekeilt oder in
diese eingeschnitten, das ständig im Eingriff mit einem auf der Hohlwelle 16 angeordneten
Zahnrad 28 steht. Diese Welle 16 trägt außerdem außen am Gehäuse 9 ein Abgangsritze]
29, über das eine am Zahnkranz 31 des Hinterrades des Mopeds
angreifende
Kette 30 läuft. Die gleiche Kette 30
wird sowohl für den Antrieb des
Rades durch die Pedale als auch durch den Motor verwendet, was eine Vereinfachung
des ganzen Antriebes ergibt und das Abmontieren des Hinterrades erleichtert.
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Wie insonderheit den F i g. 2, 3 und 4 zu entnehmen, gleitet im Inneren
der Hohlwelle 16 eine Achse 32 mit drei zylindrischen Bunden 33, 34 und 35. Der
erste Bund 33 wirkt mit einer Reihe von Verriegelungskugeln 36 zusammen, die in
die Wandung der Hohlwelle 16 durchbrechenden Bohrungen liegen und in entsprechende
Lagerstellen 37 in der Nabe des Zahnrades 28 eingreifen können. Die beiden anderen
Bunde 34 und 35 wirken mit einer weiteren Reihe Kugeln 38 zusammen, die in entsprechende
Ausnehmungen 39 eingreifen können, die in der Nabe des Abgangsritzels
29 ausgebildet sind.
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Die Achse 32 kann in Längsrichtung im Innern der Hohlwelle
16 mit Hilfe einer Gabel 40 verschoben werden, die im hier dargestellten Ausführungsbeispiel
von einer Spindel 41 mit Mehrfachgewinde gesteuert wird, deren Achse 42 im Gehäuse
9 drehbar gelagert ist und vom Fahrer durch eine beliebige Steuerungsübertragung
gedreht werden kann, die beispielsweise von einem Handgriff der Lenkstange ausgeht
oder von einem am Rahmen angebrachten Hebel oder auch von einem in der Nähe der
Pedale liegenden Sonderpedal.
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Der beschriebene und dargestellte Mechanismus gestattet trotz seiner
Einfachheit alle übertragungskombinationen, wie sie eingangs aufgezählt wurden.
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a) Ingangsetzen des Motors durch die Pedale bei stillstehendem Fahrzeug
Durch Drehen der Spindel 41 führt die Gabel 40 die Achse 32 in die in F i
g. 2 gezeigte Stellung, in der der Bund 33 die Kugeln 36 radial nach außen drückt,
die in entsprechende Ausnehmungen 37 des Zahnrades 28 eingreifen und so dieses Zahnrad
28 und die Hohlwelle 16 gegeneinander festlegen. Gleichzeitig werden die Bunde 34,
35 in eine Stellung geführt, in der die Kugeln 38 frei sind, so daß sich das Ritzel
29 auf der Hohlwelle 16 frei drehen kann.
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Wenn der Benutzer auf die Pedale einwirkt, bewegt die Spindel 19 die
durch die Feder 23 in ihrer Drehung gebremste Hülsenmutter 20 in Richtung
auf das Zahnrad 17, bis die Klauen 21, 22 ineinander eingreifen. Das
Zahnrad 17 wird so in Drehung versetzt und nimmt durch die Kette 25 das Ritzel 26
und über die Hohlwelle 16 und die Kugeln 36 das Zahnrad 28 mit, das
ständig in das Ritzel 27 eingreift und so die Welle 6 dreht. Die angetriebene Riemenscheibe
5 wirkt dann als Antriebsscheibe über den Riemen 4 und die auf der Motorwelle aufgekeilte
Riemenscheibe 2 auf den Motor. Letzterer wird angelassen, während das Fahrzeug stehenbleibt.
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b) Ingangsetzen des Motors durch das fahrende Fahrzeug Die Gabel 40
wird verschoben, bis die Achse 32 in die in F i g. 4 gezeigte Stellung verbracht
ist, in der der Bund 33 noch im Eingriff mit den Kugeln 36 steht, um das Zahnrad
28 auf der Hohlwelle 16 festzulegen. Andererseits ist der Bund 35 ebenfalls im Eingriff
mit den Kugeln 39, so daß das Ritzel 29 ebenfalls auf der Hohlwelle 16 festgelegt
ist.
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Unter diesen Bedingungen und unter Ausnutzung lediglich der Trägheitskraft
des fahrenden Fahrzeuges wird die Drehung vom Hinterrad durch die Organe
31, 30, 29, 38, 16, 36, 28, 27, 6, 5, 4 und 2 auf den Motor übertragen.
Das Pedalpaar selbst wird nicht mitgenommen. Das Zahnrad 17 dreht über die
Klauen 21, 22 die Hülsenmutter 20 um die Pedalachse und bewegt sie nach außen, bis
diese beiden Teile voneinander getrennt sind. Ein kurzes Rückwärtsdrehen der Pedale
hätte die gleiche Wirkung.
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c) Antrieb durch den Motor Wenn die zuletzt aufgezählten Organe sich
in der ebenfalls zuletzt erläuterten Stellung befinden, treibt der Motor allein
das Fahrzeug an.
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d) Unterstützung des Motors durch Treten der Pedale Wenn der Motor
langsamer wird, beispielsweise beim Befahren einer Steigung, kann der Fahrer ihn
durch Treten der Pedale unterstützen. Das .Drehen der Pedale bewirkt, durch ,Schraubbewegung
der Hülsenmuter 20 in ihrer Drehung durch die Feder 23 gebremst, eine Verschiebung
derselben nach links bzw. innen, bis die Klauen 21, 22 in Eingriff kommen. Sowie
der Fahrer aufhört, die Pedale zu treten, werden die Klauen 21, 22 erneut freigegeben,
und die Pedale werden nicht mehr vom Motor mitgenommen. e) Antrieb durch die Pedale
Die Gabel 40 wind in die in F i g. 3 gezeigte Stellung gebracht, in der der
Bund 33 der Achse 32 die Kugeln 36 freigibt, während der Bund 34 an den Kugeln
38 angreift und so auf das Kettenritzel 29 der Hohlwelle
16 festlegt.
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Wenn der Benutzer nicht auf die Pedale einwirkt, dann ergibt sich
die Freitaufstellung und das Fahren im Freilauf, selbst wenn der Motor läuft. Die
Drehung des Zahnrades 28 wird daue nicht .auf die Hohlwelle 16 übertragen, und die
Hülsenmutter 20 wird von dem Zahnrad 17 durch die Wirkung der Bremsfeder
23 freigehalten.
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Sowie die Pedale .getreten werden, kommt die Hülsenmutter
20 wieder in Eingriff mit dem Zahnrad 17 in der schon beschriebenen Art und
Weise und bringt so dieses Zahnrad zur Drehung und damit das Ritzel 26 mit der Hohlwelle
16. Das Ritzel 29, das dann durch die Kugeln 38 auf der Hohlwelle 16 festgelegt
ist, nimmt den Zahnkranz 31 des Hinterrades über die Kette 30 mit.
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Der Fahrer hat noch die Möglichkeit, die Kraftübertragung des Motors
während des Fahrens auszukuppeln, ohne aufzuhören, die Pedale zu treten, indem er
die Schiebeachse 32 in die in F i g. 3 gezeigte Stellung bringt, in der das Zahnrad
28 die Hohlwelle 16 nicht mitnimmt.
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Es können zahlreiche Abänderungen an den verschiedenen Elementen des
beschriebenen und dargestellten Mechanismus durchgeführt werden, genauso wie bei
deren gegenseitiger Anordnung, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
So kann beispielsweise die Hülsenmutter 20 durch jegliche andere geeignete
Freilaufvorrichtung ersetzt werden, und die axiale Gleitbewegung der Achse 32 kann
in jeder beliebigen anderen Art und Weise von einem Handgriff, einem Pedal oder
einem Hebel durch den Fahrer ausgelöst werden.
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Andererseits sind Einzelheiten, die für die Erläuterung der Funktion
dieses Mechanismus unnötig sind, nicht beschrieben worden, wie etwa die Verriegelungen
für die Achse 32 und ähnliche Teile.
Ebenso wurden lediglich zur
Ermöglichung einer klareren Darstellung beispielsweise die drei Wellen 6, 11 und
16, in einer Ebene liegend, dargestellt.
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Die Unteransprüche sind echte Unteransprüche und gelten nur in Verbindung
mit dem Hauptanspruch.