DE3319105A1 - Gemeinsamer allradantrieb fuer zweirad- und aehnliche fahrzeuge - Google Patents

Description

• Gemeinsamer Allradantrieb für Zweirad-und ähnliche Fahrzeuge.
• Die Erfindung betrifft einen gemeinsamen Allradantrieb für Zwei rad- und ähnliche Fahrzeuge; dabei wird der Antriebs- und Brex impuls über ein am Antriebsort angeordnetes Wechselgetriebe, mittels Wellen und Gelenken oder Ketten in Fahrzeugrahmen- und Radgabelholmen und ein Getriebe am Lenkerschaft und dessen Rah menhülse, auf alle Radnabenwellen übertragen.
• Bekannt sind Zweirad- und ähnliche Fahrzeuge mit Hinterradantrieb, mittels Pedalhebeln oder Motorkraft, meist über Kettenräder mit Ketten, aber auch über Kegelgetriebe und Welle vom Hersteller Fendt, Marktoberdorf, sowie das bekannte "Torpedo"-Getriebe von Fichtel & Sachs, ferner eine Tretkurbel als Kurbelschleife in DP 102801 und ein Naben-Pendelantrieb 2937568.
• Der übliche Hinterradantrieb bedingt eine relative dynamische Instabilität im Fahr- und Bremsverhalten, besonders der Zweiradfahrzeuge, dies verstärkt durch unverhältnismäßige Gewichts verlagerung auf das angetriebene Hinterrad zur vermehrten Bode haftung der Laufradsohle. - Der verwirklichte Antrieb über Kegelräder und Welle vermeidet die bekannten Mängel des üblichen Kettentriebes, ohne jedoch seine Möglichkeiten auszuschöpfen.
• Nach dem Vorschlag in 102801 würde die damit angestrebte Tret kraftverstärkung, zum Nachteil von Tretphasenbeginn- und Ende, vorwiegend im kurzen Bereich der ohrehin größtmöglichen Pedalhebelwirkung stattfinden. - Der in 2937568 vorgeschlagene Pendelantrieb bezieht sich allein auf die Hinterradnabe und einen Pedalhebel-Wirkungsbereich von nur qOO, Hier will, die Erfindung, gemäß der gekennzeichneten Ansprüche, Abhilfe schaffen. Sie löst die Aufgabe, das dynamische Fahr-und Bremsverhalten von Zweirad- und ähnlichen Fahrzeugen zu ve bessern, durch eine Getriebeanordnung zur gleichmäßigen Vertei lung der verfügbaren Triebkraft auf alle Laufräder dies erfol meist über ein Benkbewegungsausgleichgetriebe von einem am An triebs ort angeordneten, gemeinsamen Wechselgetriebe aus, das durch ein die Tretkraftwirkung modifiziert verstärkendes Rurbelschleifengetriebe ergänzt werden kann. Zudem kann die Antriebskraft wahlweise bei Umlauf oder Pendelhub der Pedalhebe.
• erzeugt werden. Die Führung der Wellen oder Ketten in Fahrzeugrahmen- und Radgabelholmen, dient dem Eigen- und Fremdschutz und ihre Wirkung auf - vorzugsweise - beide Achsschenkel der Laufradnaben, deren geringerer Einze ldimensionierung.
• Die erfindungsgemäß erreichten Vorteile liegen im wesentlichen in der gleichmäßigen Verteilung der besser genutzten Triebkraft auf alle Laufräder und die dadurch ermöglichte, ausgewogenere Anordnung der Fahrlast. Der damit gewonnene Stabilitätszuwachs im Fahr- und Bremsverhalten des Fahrzeugs, steigert u.a. dessen exakte Gängigkeit und spurtreue Führbarkeit, besonders auf kurvenreichen, unebnen, glatten und regenweichen Wegen. Zudem erlaubt die wahlweise Nutzung des Pendelhubantziebs, mit seiner annähernd gleichgerichteten und rasch wechselbaren BetStigungsfolge der Pedalhebel, die Antriebsintensität zu steigern undi etwa im hügligen Gelände oder beim Spurt, höhere Bedarfsfahrleistungen zu erreichen. Dazu fördert die - dem Prinzip im D9 102801 entgegengesetzte - Anwendung der Kurbelschleife den rationelleren Krafteinsatz des Fahrers, denn es wird, gegenüber der vergleichbaren Kettenradnutzung während des Trethubes, neben der modifiziert vergrößerten Hebelkraftwirkung, auch der tretmechanisch bedingte Totpunkt überwunden.
• Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel anhand von Funktions.-abbildungen erläutert; es zeigt die Abb. 1 eine Anordnug des Wechselgetriebe-Antriebs, Abb. 2 einwechselgetriebe im Längsschnitt, Abb. 3 ein tenkbewegungsausgleichgetriebe, perspektivisch, Abb. 4 eine Laufradnabe im Achsialschnitt.
• Im Getriebegehäuse gelagerte pedalhebel 2 wirken in gegenseitig ungleichmäßig die Arbeitsphase verlängerndem Umlauf über ihre Radialschlitze 3 und darin gleitende, feste Zylinderstifte 4 an den, am Gehäuse drehbar gelagerten, Innenzahnringen 5 auf feste Zahnräder 6 an den beidseitig gehäusegelagerten Getriebeantriebswellen 7 und die darauf sitzenden, parallelen Planradscheiben 8, mit je zwei konzentrischen Zshnringen 9 verschiedenen Durchmessers, in denen auf je einer Hohlwelle 10 drehbar angeordnete und mittels Schaltsperren 11 mit diesen abwechselnd verbundene Zwischenräderpaare 12 kämmen.
• Die Hohlwellen 10 lagern auf zwei Teilen der Hauptwelle 14/27, die im Winkel zueinander angeordnet und durch miteinander kämmende Kegelzahnräder 15 verbunden sind Ein - angenommen - bei Rechtsdrehung sperrendes Freilaufgetriebe 16 überträgt die Antriebskraft von einem Hohlwellenende 10 auf den Hauptwellentei 14, während das am Ende der anderen Hohlwelle 10 angeordnete und auf eine Nebenwelle 17 wirkende, dann bei Linksdrehung spe rende, Freilaufgetriebe 18 leer läuft. Die Antriebskraft zur Nebenwelle 17 fließt stattdessen von einer Kegelverzahnung 19 am Antriebsteil des Freilaufgetriebes 18, über gehäusegelagert Zwischenräder 20 und ein auf der Nebenwelle 17 drehbares und durch Schaltsperre 21 mit dieser verbundenes Parallelkegelzahn rad 22, auf die Nebenwelle 17 und über deren Außenverzahnung < und Planetenzahnräder 24 eines Wendegetriebes und den Innenzahnring 25, über dessen feste Scheibe 26, auf den Hauptweller teil 27. Eine auf der Nebenwelle 17 bewegliche und in den Zapfen 28 derselben rastende Schaltkupplung 29 des Wendegetriebes hindert mit den an ihr fest lagernden, achsial beweglichen Ple netenradwellen 30 die Planetenräder 24 an der Drehung und zwir die Teile 17 mit 30 zum Umlauf mit der Nebenwelle 17, wodurch die gemeinsame Verbundumdrehung der Wellenteile 14/27 zustande kommt. Aus dieser Zapfenverbindung 28 gelöst und in eine solche mit gehäusefesten Zapfen 31 gerückt, bewirkt die SchaltkuI lung 29, deren Funktionsstufen mit jenen der Schaltsperre 81 verbunden sind, über die Planetenradwellen 30, die für.den Bremsvorgang benötigte Gegendrehung der Hauptwelle 14,/27.
• Einer Planradscheibe 8 ist auf ihrer Getriebeantriebswelle 7, über gehäusegelagerte Zwischenräder, ein paralleles EegelzahnS rad 13 zur DrehimpulsuLkehr vorgelagert. Je nach abwechselder Sperrschaltung dieser Räder mit der Getriebeantriebswelle 7, entsteht der Umlauf oder der Pendelhub der Pedalhebel. Bei liö sung der Schaltsperre 21 mit Schalter 32 und jener des parallelkegegelzahnrads 13, fließt die Antriebskraft abwechselnd über das Freilaufgetriebe 16 oder 18 auf den Hauptwellenteil 14 oder 27, wodurch zwangsläufig der Pendelhub entsteht.
• Dem Lenkbewegungsausgleich dient ein Getriebe am tenkerschaft seiner Rahmenhülse 34. Dabei wird der mittels Welle 73 aus de Rahmenholm hergeleitete Antriebsimpuls von einer Zahnwalze 66 mittels einer Stahlgliederkette 67 auf einen beidseitig verzahnten Antriebsring 36 geführt. Zwischen diesem und einem Außenzahnring 35, als dem Abtriebselement, der um den gekröpften Lenkerschaft 37 drehbar gelagert ist, kämmen Planetenzahnwalzen 38. Der Käfig.39 ist mit dem Käfig 41 von Ausgleichzahn rädern 40 fest verbunden, die zwischen einem an der Rahmenhülse 34 festen Innenzshnring 42 und einem am gekröpften Lenkerschaft 37 festen Außenzahnring,65 kämmen.
• Die Radgabeln münden in Radnabendeckeln 44, an denen die Nabengehäuseteile sitzen und in denen die Radnabenwellen 43 gelagert sind. Auf diese wird die Antriebskraft z.B. über eng, mit Spiel ineinandergreifende, kunstst offbeschischtete' Kettenglieder, in Gelenkfunktion, geleitet 74. Über der Schaltsperre 77 in der Radnabenwelle 43 sind drei Getriebescheiben nebeneinander drehbar gelagert. An der ersten Scheibe4girehbar lagernde Planetenzahnräder 46 kämmen zwischen einem gehäusefesten Außenzahnring 47 und der Innenverzahnung des Rollenfreilauf-Kupplungsrings 64.
• Er sitzt fest auf der zweiten Scheibe 48 und überträgt mittels seiner Klemmrollen den Antriebsimpuls auf den Nabenumlaufzylinder 55. An der Scheibe 48 drehbar lagernde Planetenzahnräder 49 kämmen zwischen der Stirnverzahnung der dritten Scheibe 50 und einem gehäusefesten Innenzahnring 51. Eine auf der Radnabenwelle 43 feste Freilaufantriebsscheibe 79 wirkt, bei Umkehr ihres Drehimpulses, überein Klemm- oder Zahngesperre, auf ihre Eupplungsscheibe 52, die den empfangenen Impuls, über ihr angelagerte Schubstangen 53 und deren Gelenke, auf eine zylindrische Bremsschale 54 überträgt. Diese ist an einer achsialen Teilungskante gehäusefest und mit der freien Kante gegen die Nabenzylinder-Umlaufrichtung 55 montiert und bewirkt zwischen diesen die Bremsreibung.
• Zwecks gleichzeitigen Fassens der Bremsflächen zwischen 54 und 55 in allen Radnaben, wird ihr- Abstand-mittels einer'Begelschraube 75 vom Radnabendeckel 44 aus über ein Getriebe reguliert. Dessen Exzenterscheibe 56 begrenzt die Achsialbeweglichkeit einer im Gehäuse gelagerten und von dorther federgestützten Stange 57,deren Zapfen 58 im Radialschlitz 59 der Freilaufkupplungsscheibe 52 über dieSchubstange 53 auf die Bremsschale 54 wirkt.
• Bei unterschiedlichen Achslasten kann eine dynamisch ausgewogene Bremsverzögerung des Fahrzeugs durch unterschiedliche Wirkung der Bremskraft auf die Räder herbeigeführt werden. Dies erfolgt mittels einer Regelschraube 76 über die Zahnwelle 60 ihres Getriebes, die zwischen der Verzahnung der Schubstange 53 und einer Parallelzahnstange 62 kämmt. Während die Schubstange 53 ah festen Lagerzapfen 80 der Freilaufkupplungsscheibe 52, durch das mit der Bremsschale 54 verbundene Schraubenferer-Lagergestell 63 beweglich geführt und darin mittels Widerlager gehaltes wird, wirkt der rechwinklige Arm 63 der parallelzahnstange 62 verändernd auf die Spannung der Schraubendruckfeder ein 64. Bei gleicher Bremswegvorgabe durch die Exzenterscheibe 56 an die Glieder der beteiligten Bremselemente, kann je nach Spannung deq Schrauben-Druckfeder 64, bis zu deren möglicher Endbelastung, eine unterschiedliche Reibkraft zwischen den Bremsflächen der einzelnen Radnaben erzeugt werden. Diese doppelte Spannung der Reglerfedern in den einzelnen Radnaben, wirkt auch einer Blokkierung der Bremsen entgegen.

Claims (11)

1. Patent ansprüche 1. Gemeinsamer Allradantrieb für Zweirad- und ähnliche Fahrzeuge dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebs- und Bremsimpuls über ein Wechselgetriebe am Antriebsort, mittels Wellen und Gelenke - oder Ketten in Fahrzeurahmen- und Radgabelholmen und über ein Getriebe am Lenkerschaft (33) und dessen Rahmenhülse (34), auf alle Radnabenwellen (43) übertragen wird.
2. 2. Wechselgetriebe-Antrieb, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß feste Stirnzahnräder an den Pedalhebelachsen (1) mit' festen Stirnzahnrädern (6) an den Getriebeantriebswellen (7) kämmen, oder daß diese Zahnräder mit Ketten verbunden sind, oder daß an beiden Pedalhebeln (2) feste, konzentrische Innen-Zahnringe (5) mit festen Zahnrädern (6) an den Getriebeantrieb wellen (7) kämmen, oder daß ein Innenzahnring (5) die Pedalhebelachse (1) und die Getriebeantriebswelle (7) an der Getriebe gehäusewand drehbar umlagernd, mit seinem festen Zylinderstift (4) im Radialschlitz (3) des Pedalhebels (2) gleitet und mit dem an der Getriebeantriebswelle (7) festen Zahnrad (6) kämmt, oder daß zwischen den Getriebeantriebswellen (7) und ihren pla radscheiben (8) je ein Freilaufgetriebe angeordnet ist.
3. 3. Wechse-lgetriebe, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß zwei auf je einer Getriebeantriebswelle (7) lagernde, para -lele Planradscheiben (8), deren eine über im Getriebegehäuse lagernde Zwischenräder mit dem achsgleichen Parallenkegelzahnrad (13) kämmt, über ihre konzentrischen Zahnringevon unterschiedlichem Radius (9) mit je einem Zwischenräderpaar (12) in Eingriff sind, die drehbar lagern auf, und über Schaltsperren (11) abwechselnd verbundn sind mit zwei Hohlwellen(10), die ihrerseits drehbar lagern auf zwei Hauptwellenteilen (14/27), die im Winkel zueinander mittels Kegelzahnrädern (15) verbunden sind, wobei eine Hohlwelle (40) mit dem Hauptwellenteil (1 über ein Freilaufgetriebe (16) und dessen Schaltsperre (81) veJ bunden ist, und die andere Hohlwelle (10), über das Freilauf- getriebe (18) sowie ein Segelzahnrad (19) mit im Getriebegehäuse lagernden Zwischenrädern (20) und das Kegelzahnrad (22) nebst dessen Schaltsperre (21), mit einer Nebenwelle (17) und, daß die St. haltkupplungssche ibe (29) auf der Nebenwelle (17) beweglich und mit der Schaltsperre (81) verbunden, in einer ihrer Schaltstufen in gehäusefesten Zapfen (31). und in der anderen Schaltstufe in festen Zapfen (.28) der Nebenwelle (17) rastet und auf den festen Wellen (30) drehbare Planetenzahnräder (24) zwischen einer Außenverzahnung (23) der Nebenwelle (17) und dem Innenzahnring (25) kämmen, der mittels einer festen Scheibe (.26) mit dem Hauptwellenteii (27) fest verbunden-ist,
4. 4. Wechselgetriebe, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf je einer, der zu oder'einer gemeinsamen Getriebeantriebswelle (7) parallel und drehbar nebeneinander gelagerte Planradpaare (8) unterschiedlichen Durchmessers mit festen Zwischenzahnrädern (12) eines, oder zweier nebeneinander angeordneter Hauptwellenpaare (14/27) kämmen,
5. 5. Wahlweiser Antrieb bei Umlauf- oder Pendelhubbewegung der Pedalhebel, nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß durch Sperrschaltung abwechselnd das Parallelkegelzahnrad (13) oder die Planradscheibe (8) mit der Getriebeantriebswelle (7) verbunden ist.
6. 6. Getriebe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb von der Zahnwalze (66) direkt oder mittels Kette (67)auf den in der Rahmenhülse (34) um den gekröpften Lenkerschaft (37) drehbar gelagerten Außenzahnring (35) wirkt und daß der Abtrieb von diesem auf ein im Radgabelsteg (71) drehbar gelagertes Zahnrad (68) und auf das andere Zahnrad (69) über eine Kette (70) führt und daß, bei direktem Übergang des Senkerschafts (33/37) in die Radgabel, der Antrieb über den Außenzahnring (35) und ein mit diesem kämmendes Nebenzahnrad erfolgen kann, die beide mit Je einer Welle (72) in den Radgabelholmen verbunden sind.
7. 7. Benkbewegungsausgleichgetriebe, nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem mit dem gekröpften lenkerschaft (37) fest verbundenen Außenzahnring (65) und einem an der Rahmenhülse (34) festen Innenzahnring (42) Ausgleichzahn- räder (40) kämmen, deren Käfig (41) fest verbunden ist mit dem Käfig (39) der Planetenzahnwalzen (38), die Zwischen dem um de gekröpften Lenkerschaft (37) drehbar gelagerten Außenzahnring (35), als dem Abtriebselement, und dem beidseitig verzahnten triebsring (36) kämmen, oder daß die Ausgleichzahnräder (40) tt einem festen Steg am Benkerschaft (33) drehbar gelagert sind Q zwischen Innenzahnring (42) und Außenzahnring (35) kämmen, wobe der Käfig (39) als Abtriebselement dient.
8. ..i,enkbewegungsausgleichgetriebe, nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in achsialen Schlitzen der Lenkerschaftwans (33) gelagerte Zahnwalzen außen mit dem beidseitig verzahnten triebsring (36) und innen mit dem beidseitig verzahnten Paralle zahnring kämmen und daß zwischen diesem und einer Zentralzahnwa ze Planetenzahnwalzen (38) kämmen, wobei Ausgleichzahnräder (4( durch radiale Schlitze der lienkerschaftwand (33) und in einem Steg an dieser drehbar gelagert, zwischen einem fest an der Rat menhülse (34) sitzenden Innenzahnring (42) und einem am Planes zahnwalzenkäfig (39) festen Auße'nzahnring kämmen, oder mittels Zwischenrädern mit einer Zentralwalze.
9. 9. Lenkbewegungsausgleichgetriebe, nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebs- und ein Abtriebs-Kegelzahnrad im Benkerschaft (33) lagernd, mittels Zwischenrädern.verbunden sind, deren Wellen am gemeinsamen Steg durch Horizontalschlitze im Lenkerschaft (33) geführt, in der Koppel je eines Gelenke: ecks drehbar lagern, deren jeweils-eine Steuerstange am Lenkerschaft (33) und die andere an der Rahmenhülse (34) bewglich lagern, oder daß die Achsschenkel der Zwischenräderwellen in Zahr rädern drehbar lagern, die zwischen Ringen mit einander zugewandten Randverzahnungen kämmen, deren einer am lienkerschaft ( und der andere an der Rahmenhülse (34) fest sitzt.
10. 10. Freilaufradnabe, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsübertragungselemente über - zum Beispiel - Kettengliedergelenke (74), durch fest mit den Radgabe-lholmen (78) veX bundene Radnabendeckel (44) geführt, mit beiden Schenkeln der Radnabenwelle (43) verbunden sind, auf der über eine Schalt- sperre (77) Getriebescheiben drehbar nebeneinander lagern, wobei an der ersten Scheibe (45) drehbar gelagerte Planetenzahnräder (46) zwischen einem gehäuse festen Außenzahnring (47) und der Innenverzahnung des Freilauf-Kupplungsrings (64) kämmen, der fest auf der zweiten Scheibe (48) sitzt und an dieser drehbar gelagerte Planetenzahnräder (49) zwischen der Stirnverzahnung der dritten Scheibe (50) und einem gehäusefesten Innenzahnring (51) kämmen.
11. 11. Regelgetriebe, nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnwelle (60) eines vom Radnabendeckel (44). aus mittels einer Regelschraube (76) zu bedienenden Getriebes zwischen der Verzahnung der Schubstange (53), deren Ende mit Widerlager durch den Boden eines mit der Bremsschale (54) verbundenen Federlagergestells (63) geführt ist, und einer Parallelzahnstange (62) kämmt, deren Endbegrenzung (61) einer Schraubendruckfeder (64) anliegt und daß dieExzenterscheibe (56) eines mit einer Regelschraube (75) verbundenen Getriebes dem Ende einer im Radnabengehäuse beweglich gelagerten Stange (57) anliegt, die mit einer am Radnabengehäuse festen Schraubenzugfeder (79) verbunden ist, und deren fester Zapfen (58) im Radialschlitz (59) der Freilaufkupplungsscheibe (52) beweglich ist.