DE4004330A1 - Zusatzantrieb fuer kraftfahrzeuge mit verbrennungsmotor - Google Patents

Zusatzantrieb fuer kraftfahrzeuge mit verbrennungsmotor

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Description

Die Erfindung betrifft einen Zusatzantrieb für Kraftfahr­ zeuge mit Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.
Bei der heutigen hohen Verkehrsdichte entstehen immer wieder Staus oder ähnliche Situationen, bei denen angehalten und nur periodisch weiter gefahren werden kann, z. B. vor Am­ peln, bei Unfällen, Baustellen, Überbelastung der Straße u. dgl. dgl., in denen der Kraftfahrer gezwungen ist, anzuhalten und sich nur mit niedriger Geschindigkeit periodisch fortbewegen kann. In der Regel wird während des Stillstands der Motor nicht abgeschaltet, weil man die Handhabung zum Wiederanlassen scheut bzw. die Stillstandszeiten zu kurz sind. Das zwischenzeitliche Fortbewegen mit niedriger Geschwindigkeit bietet gewisse Schwierigkeiten, da auch im Leerlauf des Verbrennungsmotors oft die mögliche Fahrzeuggeschwingkeit zu hoch ist, so daß mit schleifender Kupplung und gelegentlichem Gasgeben ge­ fahren werden muß. Dies bedeutet nicht nur ein feinfühliges Betätigen des Gas- und Kupplungspedals, sondern verursacht einen erhöhteten Kraftstoffverbrauch und Verschleiß der Kupplungsbeläge. Durch die laufenden Motoren und die zu­ sätzlich im Leerlauf entstehende verschlechterte Verbren­ nung ergibt sich zudem eine erhöhte Umweltbelastung, die sich bei der großen Zahl von auf engem Raum sich befindlichen Kraft­ fahrzeugen mit laufenden Motoren besonders schädlich auswirkt. Es ist ferner bekannt, bei kritischen Situationen, z. B. bei plötzlichem Motorstopp auf einer Kreuzung oder einem Bahn­ übergang, mit geschlossener Kupplung den Anlasser einzuschal­ ten, um sich so aus dem Gefahrenbereich herauszubewegen. Eine derartige Fahrweise kann jedoch nur über wenige Meter durch­ geführt werden, da der Anlasser nicht dafür ausgelegt ist, sowohl den Verbrennungsmotor durchzudrehen als auch das Fahr­ zeug über das Getriebe fortzubewegen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Zusatzantrieb für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor zu schaffen, der vom Verbrennungsmotor unabhängig ist und mit dem auch grös­ sere Strecken zurückgelegt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit den im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmalen gelöst. Durch die Anordnung eines zusätzlichen schaltbaren und elektrisch antreibbaren Fahrritzels und einem auf der Getriebewelle an­ geordneten Antriebsrads wird erreicht, daß unabhängig vom Verbrennungsmotor gefahren werden kann. Der Elektroantrieb ist zudem erheblich entlastet, da der Verbrennungsmotor still­ stehen kann und der Fahrantrieb nur über das Getriebe in Be­ trieb ist. Selbstverständlich muß dabei die Kupplung entkup­ pelt sein. Dies kann durch ständiges Drücken des Kupplungs­ pedals durch den Fahrer oder aber durch eine besondere Ein­ richtung, z. b. einer Raste o. dgl., erfolgen, wobei auch an eine teil- oder vollautomatische Steuerung des gesamten Schaltvorgangs gedacht werden kann. Mit einem derartig aus­ gerüsteten Kraftfahrzeug kann in einer weit größeren Anzahl von Fällen der Verbrennungsmotor ausgeschaltet werden, z. B. bei einem Go and Stop-Verkehr. Das jeweilige Vorrücken kann mit dem Elektro-Antrieb erfolgen. Das Gleiche gilt für Ampel­ stopps, wenn nur vorgerückt werden soll. Auch in Fußgänger­ zonen mit einer Geschwindigkeitsbegrenzung auf 5 km/h wäre das Fahren mit dem Elektro-Antrieb von Vorteil, da sich auf Grund der bisherigen Tachometerausführung diese niedrige Geschwin­ digkeit nur schwer kontrolliert einhalten läßt, davon abge­ sehen, daß das Fahren mit dem Verbrennungsmotor in derartig niedrigen Geschwindigkeiten schwierig ist. Auch beim Einpar­ ken kann der Elektro-Antrieb vorteilhaft sein. Gleiches gilt für das Einfahren in die Garage, insbesondere nachts, zumal wenn das Fahrzeug nur von der Straße in die Garage gefahren werden muß. Selbstverständlich hängt die mögliche Fahr­ strecke mit Elektro-Antrieb von der Auslegung dieses An­ triebs vor allem von der Batterie ab, jedoch läßt sich mit den heutigen Mitteln, insbesondere der Wahl der Batterie und dem Motor, ein zufriedenstellende Lösung erreichen. Die Um­ weltbelastung läßt sich jedoch durch die erfindungsgemäße Lösung merklich vermindern, da der Verbrennungsmotor längere Zeit außer Betrieb sein kann und das wiederholte kurzzeitige Anlassen entfällt. Das Ingangsetzen des Verbrennungsmotors kann so z. B. direkt aus der Fahrweise mit Elektro-Antrieb erfolgen, indem während der Fahrt nach Einschalten der Zün­ dung eingekuppelt wird und nach dem Anspringen des Verbren­ nungsmotors der Elektro-Antrieb ausgekuppelt und ausgeschal­ tet wird. Bei nicht anspringendem Verbrennungsmotor nach längerem Stillstand kann auf diese Weise auf das Anschieben durch weitere Personen verzichtet werden. Der Zusatzantrieb nach der Erfindung bietet somit eine Reihe von Vorteilen sowohl in der Fahrweise als auch in der Verminderung der Um­ weltbelastung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt.
Eine vom nicht dargestellten Verbrennungsmotor ausgehende Motorwelle 1 ist durch ein Lager 2 in ein Gehäuse 3 geführt und trägt am Ende ein Motorschwungrad 4, das gleichzeitig als Antriebsteil einer Kupplung 5 ausgebildet ist. Koaxial zur Motorwelle 1 ist gegenüberliegend eine mit einem ebenfalls nicht dargestellten Getriebe verbundene Getriebewelle 6 durch ein Lager 7 in das Gehäuse 3 geführt, welche an ihrem Ende das antreibbare Rad 8 der Kupplung 5 trägt. Die Kupplung 5 kann beliebig ausgebildet sein. lm dargestellten Ausführungs­ beispiel soll das angetriebene Rad 8 aus der mit ausgezogenen Linien dargestellten Entkupplungsstellung axial auf der Ge­ triebewelle 6 durch eine nicht dargestellte Stellein­ richtung in die strichpunktiert angedeutete Kupplungsstellung gestellt werden, in der die Getriebewelle 6 und damit das nachgeschaltete Getriebe und so das Fahrzeug angetrieben werden. Zum Anlassen des der Motorwelle 1 vorgeschalteten Verbrennungsmotors dient ein Anlasser 9 mit einem batterie­ gespeisten Elektromotor 10, auf dessen Antriebswelle 11 ein drehfest, aber axial verschiebbares Antriebsritzel 12 gela­ gert ist. Zum Verschieben des Antriebsritzels 12 dient eine Schaltgabel 13, die durch einen Elektromagneten 14 aus einer mit ausgezogenen Linien dargestellten Leerlaufstellung in eine strichpunktiert angedeutete Antriebsstellung 13′ in der Verzahnung 4′ des Motorschwungrades 4 stellbar ist.
Nach der Erfindung ist nach dem antreibbaren Rad 8 der Kupplung 5 auf der Getriebewelle 6 ein mit einer Außenver­ zahnung 15′ versehenes Antriebsrad 15 fest gelagert. Dieses Antriebsrad 15 dreht sich somit mit der Getriebewelle 6 und sollte daher möglichst leicht ausgebildet und gut ausgewuchtet sein, um die Beschleunigungswerte des Kraftfahrzeuges nicht zu vermindern und keine Unwucht in das Aggregat zu bringen. Die Außenverzahnung 15′ entspricht der des Antriebsritzels 12. Der Elektromagnet 14 ist mit einer weiteren Schaltstellung 13′′ ausgebildet, in der das Schaltritzel 12 in die Außenver­ zahnung 15′ des Antriebsrades 15 eingreift und bei Einschalten des Elektromotors 10 die Getriebwelle 6 und damit über das Getriebe das Fahrzeug antreibt. Während dieser Phase wird die Kupplung ausgekuppelt, so daß der Verbrennungsmotor still­ steht. Das Auskuppeln kann in einfachster Weise durch Treten des Kupplungspedals durch den Fahrer erfolgen. Es könnte auch eine Raste oder dgl. vorgesehen sein, die das antreibbare Rad 8 der Kupplung 5 in der entkuppelten Stellung arretiert. Selbst­ verständlich darf diese Raste nur aktiv werden, wenn sich die Schaltgabel 13 in der zweiten Schaltstellung 13′′ befindet. Um eine genaue Axialführung des Antriebsritzels 12 zu erreichen ist das Ende der Antriebswelle 11 in einem Lager 16 des Ge­ häuses 3 geführt.
Das Antriebsritzel 12 kann in weiterer Ausgestaltung auch als Doppelritzel ausgebildet sein, von denen das eine oder das andere in Eingriff ist bzw. beide außer Eingriff sind. Dabei könnte auch das Übersetzungsverhältnis zwischen Motor­ schwungrad 4 und Antriebsrad 15 unterschiedlich sein. Denkbar ist es auch, zwei Antriebsritzel 12 vorzusehen, die von zwei Elektromotoren angetrieben werden. Bei der Ausstattung mit der Batterie kann zunächst von der üblich vorhandenen ausge­ gangen werden. Vorteilhaft ist ein Ladezustandsanzeiger, damit der Fahrer über den Ladezustand der Batterie und damit über die Fahrmöglichkeit mit dem Zusatzantrieb unterrichtet ist. Natürlich könnte auch eine kapazitätsstärkere Batterie ein­ gebaut werden bzw. bei Anordnung von zwei Elektromotoren auch zwei Batterien, also für jeden Elektromotor eine eigene Batterie.
Die Betätigung bei der Fahrt mit dem Zusatzantrieb kann zunächst rein manuell erfolgen, also Entkupplung und Zusatzan­ trieb einschalten. Durch eine zusätzliche Schalteinrichtung könnten auch die Vorgänge teilweise oder vollständig automa­ tisiert werden.

Claims (6)

1. Zusatzantrieb für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor, einem batteriegespeisten Anlasser, einem Antriebsritzel des Anlassers zum wahlweisen Eingriff in die Verzahnung eines Motorschwungrades auf der Motorwelle des Verbren­ nungsmotors und einer Leerlaufstellung sowie einer Kupp­ lung zwischen Motorwelle und einer Getriebewelle zum Ge­ triebe, dadurch gekennzeichnet, daß ein schaltbares und elektrisch antreibbares Fahrritzel und ein auf der Ge­ triebewelle (6) nach der Kupplung (5) angeordnetes An­ triebsrad (12) vorgesehen sind und daß das Fahrritzel zwischen einer Leerlaufstellung und einer Fahrstellung mit Eingriff in die Verzahnung (15′) des Antriebsrades (15) stellbar ist.
2. Zusatzantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fahrritzel das Antriebsritzel (12) des Anlassers (9) vorgesehen ist, das eine weitere Schaltstellung auf­ weist, in der es in Eingriff mit der Verzahnung (15′) des Antriebsrades (15) und außer Eingriff mit der Verzahnung (4′) des Motorschwungrades (4) ist.
3. Zusatzantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Kupplung (5) eine Raste oder dgl. zum Feststellen in der Entkupplungsstellung vorgesehen ist.
4. Zusatzantrieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (12) und das Fahrritzel als Doppelritzel ausgebildet ist, von dem das Antriebsritzel dem Motorschwungrad (4) und das Fahr­ ritzel dem Antriebsrad (15) zugeordnet ist.
5. Zusatzantrieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrritzel und das An­ triebsrad (15) ein gegenüber dem Antriebsritzel (12) und dem Motorschwungrad (4) unterschiedliches übersetzungs­ verhältnis aufweist.
6. Zusatzantrieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalteinrichtung vorge­ sehen ist, die mit Einrasten des Fahrritzels in das An­ triebsrad (15) die Kupplung (5) ausrastet und vorzugs­ weise den Antrieb des Fahrritzels einschaltet.
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