DE69503690T2 - Triebscheibeneinheit für Pedalfahrzeuge mit stufenlosem Getriebe, versehen mit einer automatischen Vorrichtung zur Erleichterung des Startens - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft eine Antriebsriemenscheibeneinheit in Pedalfahrzeugen mit stufenlosem Getriebe, die eine automatische Vorrichtung zur Erleichterung des Startens umfaßt.
• Eines der Hauptgebiete einer Anwendung eines stufenlosem Getriebes in der Form von ausdehnbaren Riemenscheiben für einen V-Riemen-Betrieb ist bei Zweiradfahrzeugen mit kleinem räumlichen Volumen. Dies ist hauptsächlich aus Gründen einer Sachdienlichkeit bei der Verwendung, einer baulichen Einfachheit und einer Wirtschaftlichkeit bei der Umsetzung der Fall. Eine Antriebsriemenscheibeneinheit dieses Typs ist beispielsweise in der DE-B-10 01 901 offenbart.
• In dieser Hinsicht führt das Getriebe seine Funktion aus, indem einfach die Riemenwicklungsdurchmesser auf den Riemenscheiben verändert werden. Im allgemeinen ist der Antriebsriemenscheibeneinheit ein Drehzahlregler zugeordnet, der aus Rollkörpern, im allgemeinen Walzen, gebildet ist, die zwischen einer beweglichen halben Riemenscheibe und einem gegenüberliegenden Bauteil angeordnet sind, das mit der Antriebswelle verkeilt ist. Die angetriebene Riemenscheibeneinheit kann beispielsweise aus zwei halben Riemenscheiben und einer entgegenwirkenden Feder bei Anwesenheit einer automatischen Fliehkrafttrockenkupplung gebildet sein.
• Außerdem nehmen die Pedale bei motorisierten Zweiradfahrzeugen, wie Mopeds des wirtschaftlichsten Typs, zusätzliche Funktionen an. Neben der üblichen Funktion von Fußstützen und Zusatzbauteilen zum Fahren des Fahrzeuges durch Treten, werden die Pedale zum Starten des Motors verwendet. In diesem Fall wird eine Bewegung von der Pedalachse durch die Kette zum Antriebsrad übertragen, wohingegen von der Radachse zu dem Motor die Bauteile verwendet werden, die zur Kraftübertragung konstruiert sind, d. h. das Untersetzungsgetriebe und das Geschwindigkeitswechselgetriebe.
• Dieses Betriebssystem, das seine Vorteile in der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit des Systems hat, legt einem Automatikgetriebe Konstruktionseinschränkungen auf. Dies leitet sich aus der Tatsache ab, daß während des Anhaltens des Motors das Getriebe automatisch eine niedrige Übersetzung mit einem niedrigen Verhältnis annimmt. Folglich kann die Auswahl eines stark verringerten, niedrigen Verhältnisses kombiniert mit einer optimalen Pedalhubentwicklung das Starten schwierig gestalten, weil während des Startens das gesamte System übersetzt werden muß.
• Bei einem Versuch dieses Problem zu lösen und ein Startsystem mit einer annehmbaren Last auf den Pedalen zu schaffen, wird ein Getriebe mit einer mäßigen Verhältnisveränderung verwendet. Dieses ist mit einem sehr niedrigen Pedalhubverhältnis kombiniert, und zusätzlich ist ein Dekompressionsventil an dem Zylinderkopf zum Betrieb während des Startens angebracht.
• Wenn jedoch eine größere Leistungsfähigkeit hinsichtlich eines Anzugsvermögens und einer Beschleunigung erforderlich ist, werden Getriebe mit einer großen Verhältnisveränderung (Bereich > 2) umgesetzt. Das vorstehend erwähnte System kann dann nicht verwendet werden, und es wer den statt dessen Systeme, wie ein elektrisches Starten, verwendet, wobei diese für ein Moped weniger geeignet und fraglos teurer sind.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebsriemenscheibeneinheit in Pedalfahrzeugen mit stufenlosem Getriebe zu schaffen, das mit einer automatischen Vorrichtung zur Erleichterung des Startens versehen ist, die leichter zu verwenden ist und eine minimale Kraft erfordert, während sie einen einfachen und relativ kostengünstigen Aufbau aufweist.
• Das Ziel wird erfindungsgemäß erreicht, indem eine Antriebsriemenscheibeneinheit in Pedalfahrzeugen mit stufenlosem Getriebe vorgesehen ist, umfassend eine automatische Vorrichtung, um das Starten zu erleichtern, bei der die Antriebsriemenscheibe zwei halbe Riemenscheiben umfaßt, die an einer Welle angebracht sind, wobei die erste axial fest ist und die zweite axial relativ zu der ersten bewegbar ist, wobei zwischen den beiden halben Riemenscheiben ein Antriebsriemen angeordnet ist, der mit einander zugewandten Wänden der beiden halben Riemenscheiben in Eingriff steht, die abhängig von ihrer Beabstandung eine niedrige Übersetzung oder eine hohe Übersetzung bestimmen, wobei der Antriebsriemenscheibeneinheit zugeordnet ein Übersetzungspositionsregler vorgesehen ist, der aus einem entgegenwirkenden Bauteil besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das entgegenwirkende Bauteil der bewegbaren zweiten halben Riemenscheibe über radial bewegbare Rollkörper zugeordnet ist, die in jeweilige Gehäuse eingesetzt sind, wobei mit dem entgegenwirkenden Element radial oszillierfähige Schwungmassen verbunden sind, denen ein elastisches Bauteil zugeordnet ist und die mit den Rollkörpern bei niedrigen Geschwindigkeiten zusammenarbeiten, um zu bewirken, daß die halben Riemenscheiben eine Position einer maximalen Annäherung annehmen, die eine hohe Übersetzung bestimmt.
• Eine mit dieser Vorrichtung versehene Einheit ermöglicht es, daß ein Pedalstartsystem auch für Automatikgetriebe mit einem größeren Betriebsbereich und somit mit einer besseren Leistungsfähigkeit beibehalten werden kann. Dies ist der Fall, weil sie ein weicheres Übersetzungsverhältnis mit einer verringerten Kraft auf den Pedalen liefert.
• Die Eigenschaften und Vorteile einer Antriebsriemenscheibeneinheit in Pedalfahrzeugen mit stufenlosem Getriebe, das eine erfindungsgemäße automatische Vorrichtung zur Erleichterung des Startens umfaßt, werden aus der nachstehend angegebenen detaillierten Beschreibung anhand eines nicht begrenzenden Beispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden schematischen Zeichnungen offensichtlicher werden, in denen:
• Fig. 1 ein Schnitt auf der Linie I-I von Fig. 2 durch eine Antriebsriemenscheibeneinheit in Pedalfahrzeugen mit stufenlosem Getriebe ist, das eine erfindungsgemäße automatische Vorrichtung zur Erleichterung des Startens in einer ersten Position zum Starten des Motors umfaßt,
• Fig. 2 ein Schnitt auf der Linie II-II von Fig. 1 ist, der eine entgegenwirkende Walze zeigt und bei dem eine Masse im Teilschnitt gezeigt ist,
• Fig. 3 eine Fig. 1 ähnliche Schnittansicht in einer zweiten Position ist, wobei der Motor arbeitet,
• Fig. 4 ein Schnitt durch ein Detail auf der Linie IV-IV von Fig. 2 ist, der die Befestigung mittels einer Scheibe der Stifte zeigt, um welche die Schwungmassen oszillieren,
• Fig. 5 ein den Fig. 1 und 3 ähnliches Schnittdetail ist, das eine zweite Ausführungsform eines Teils der Antriebsriemenscheibeneinheit mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, und
• Fig. 6 und 7 Draufsichten von zwei Reglerbauteilen sind, die von oben und unten genommen sind.
• Die Zeichnungen zeigen schematisch eine Antriebsriemenscheibeneinheit in Pedalfahrzeugen mit stufenlosem Getriebe, die eine erfindungsgemäße automatische Vorrichtung zur Erleichterung des Startens umfaßt. Es ist zu sehen, daß die automatische Vorrichtung an der Antriebsriemenscheibeneinheit gemäß der Erfindung angebracht ist, um zu bewirken, daß sich die halben Riemenscheiben während des Einschaltens des Motors in die Position einer hohen Übersetzung bewegen, d. h. mit einer maximalen wechselseitigen Annäherung der zwei bestandteilbildenden halben Riemenscheiben der Antriebsriemenscheibeneinheit.
• Genauer zeigen die Zeichnungen, daß die Antriebsriemenscheibeneinheit mit der Vorrichtung an einer Erweiterung 11 der Antriebswelle, nicht gezeigt, angeordnet ist. Die Antriebsriemenscheibeneinheit umfaßt zwei halbe Riemenscheiben 12 und 13, wobei die erste 12 axial fest angebracht ist und die zweite entlang der Achse der Wellenerweiterung 11 relativ zu der ersten halben Riemenscheide 12 axial bewegbar ist. Zwischen den beiden halben Riemenscheiben 12 und 13 ist ein Antriebsriemen 14 angeordnet, der an den zugewandten Wänden der halben Riemenscheiben 12 und 13 in Eingriff steht, die in Abhängigkeit von ihrer Entfernung voneinander eine niedrige Übersetzung oder eine hohe Übersetzung bestimmen.
• Die Wellenerweiterung 11 ist außen bei 15 verzahnt, wobei an dieser Verzahnung eine Buchse 16 angeordnet ist, die über eine Scheibe durch ein Mutternteil 17 gehalten ist, das zentral innerhalb eines entgegenwirkenden Speichenbauteils 18 vorgesehen ist, das ein Teil des Getriebereglers bildet. Das entgegenwirkende Bauteil 18 ist mit der halben Riemenscheibe 13 durch eine Reihe von Rollkörpern, wie Walzen 24 verbunden, die in einer Reihe von Gehäusen angeordnet sind, die in den zugewandten Bauteilen vorgesehen sind. Die Gehäuse oder Hohlräume 19 sind in der halben Riemenscheibe 13 vorgesehen, und komplementäre Gehäuse oder Hohlräume 37 sind in dem entgegenwirkenden Bauteil 18 vorgesehen. Da die halbe Riemenscheibe 13 und das entgegenwirkende Bauteil 18 durch die dazwischen angeordneten Walzen 24 radial begrenzt sind, gibt es eine verbesserte Drehmomentübertragung, wobei das entgegenwirkende Bauteil 18 mit der Wellenerweiterung 11 verkeilt ist.
• Schwungmassen 20 sind durch Durchgangsöffnungen 36 in dem entgegenwirkenden Bauteil 18 in Übereinstimmung mit den Hohlräumen 37 angeordnet. Die Massen 20 können um Stifte 21 herum oszillieren, die in Bezugssitzen 10 angeordnet sind, die im Boden des entgegenwirkenden Bauteils 18 seitlich von den Öffnungen 36 vorgesehen sind. Die Stifte 21 sind in ihrer Position durch ein Scheibenbauteil 22 mittels beispielsweise eines Satzes von drei positionierbaren, mit dem entgegenwirkenden Bauteil 18 starren Schrauben 23 gehalten.
• Zwischen den Schwungmassen 20 und abgerundeten Teilen 35 dieser Innenfläche der profilierten halben Riemenscheibe 13 jedem Hohlraum 19 zugewandt sind, wie erwähnt, die Walzen 24 derart eingesetzt, daß sie auch teilweise in das Gehäuse 37 eingesetzt werden, um eine gegenseitige Wechselwirkung zwischen den Teilen zu bestimmen. In dieser Hinsicht weisen die Massen 20 eine S-Form auf und sind in den Durchgangsöffnungen 36 angeordnet, die in dem entgegenwirkenden Bauteil 18 vorgesehen sind. Jede der Massen weist ein erstes Ende 25 auf, das ohne Kontakt in einen Bezugssitz 26 eingesetzt sein kann, der in der zentralen Nabe der halben Riemenscheibe 13 vorgesehen ist. Das zweite Ende 27 stellt die tatsächliche Masse dar, die sich bei Rotation radial nach außen bewegt, wobei sie innerhalb eines schalenförmigen Halterungselements 28 oszilliert. Dieses letztere Element 28 ist starr mit dem Ende der Erweiterung 11 angeordnet und an diesem durch eine Mutter 29 an einem Gewindeteil 30 verriegelt. Die Durchgangsöffnungen 36 sind derart geformt, daß sie es ermöglichen, daß sich die Massen während ihres Oszillierens aus einer Position in die andere und umgekehrt bewegen. Die Grenzanschläge für die Massen 20 sind jeweils durch das schalenförmige Halterungselement 28 und die Walzen 24 gebildet, die von den Massen in Kontakt mit dem begrenzenden inneren zylindrischen Teil 38 der halben Riemenscheibe 13 gedrückt werden.
• Zwischen dem schalenförmigen Halterungselement 28 und der Rückseite des ersten Endes 25 der Massen 20 ist eine Feder 31 mit einer dazwischen angeordneten Schale 32 positioniert. An der Schale 32 wirkt auch eine Reihe von entgegenwirkenden Bauteilen 33, wie Walzen oder Kugeln, die in den Massen 20 untergebracht oder an diesen drehbar angeordnet sind, um eine Bewegung zwischen den Teilen zu erleichtern, indem ein mögliches Verklemmen und Verschleiß beseitigt sind.
• Um das Anbringen der Vorrichtung der Erfindung in einer Antriebsriemenscheibeneinheit zu erleichtern, wird die Reglereinheit, die im wesentlichen die Massen 20, die Stifte 21, die entgegenwirkenden Walzen 33 und das entgegenwirkende Bauteil 18 umfaßt, durch die Verwendung der Bezugsscheibe 22 und Schrauben 23 vormontiert.
• Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der auf die entgegenwirkenden Walzen oder Kugeln 33 verzichtet worden ist und die untere Seite des ersten Endes 25 der Masse 20 direkt auf die Schale 32 wirkt.
• Wie in dem vorhergehenden Fall sind die Walzen 24 in den Gehäusen 19 und 37 der bewegbaren halben Riemenscheibe 13 und des entgegenwirkenden Bauteils 18 gehalten und gleiten entlang von geneigten Oberflächen 34 auf der Grundplatte des Gehäuses 37 in dem entgegenwirkenden Bauteil 18.
• Es ist offensichtlich, daß während des Anhaltens des Motors die Antriebsriemenscheibeneinheit mit der erfindungsgemäßen automatischen Vorrichtung die halben Riemenscheiben 12 und 13 in ihre Position für eine hohe Übersetzung anordnet, d. h. daß sich die halben Riemenscheiben in ihrer Position einer maximalen Annäherung befinden. In dieser Hinsicht schieben die Massen 20, die von der Feder 31 und von der Schale 32 ge drückt werden, die Reglerwalzen 24 nach außen in die Gehäuse 19 bzw. 37 hinein, indem sie auf den geneigten Oberflächen 34 gleiten.
• Während des Startens rotieren die Massen 20, da die Motordrehzahl zunimmt, durch die Wirkung der Fliehkraft um die Stifte 21 herum, wobei sich ihr zweites Ende 27 radial nach außen bewegt. Auf diese Weise wird die Feder 31 zusammengedrückt, bis die zweiten Enden 27 der Massen an dem schalenförmigen Halterungselement 28 anhalten. Dies führt deshalb zu einer Anordnung für eine niedrige Übersetzung, wobei die erfindungsgemäße automatische Vorrichtung zur Erleichterung des Startens in Pedalfahrzeugen mit stufenlosem Getriebe bei relativ niedriger Drehzahl in Betrieb gelangt, ohne den Betrieb des Getriebereglers zu stören, mit dem sie in Beziehung steht. Da die Drehzahl zunimmt, steigen die Walzen 24 wieder entlang der geneigten Flächen 34 auf, um eine geeignete Anordnung für eine hohe Übersetzung zu erreichen.
• Indem in einem Pedalfahrzeug mit stufenlosem Getriebe eine Antriebsriemenscheibeneinheit verwendet wird, die eine erfindungsgemäße automatische Vorrichtung zur Erleichterung des Startens umfaßt, kann ein optimales Übersetzungsverhältnis zum Treten mit einer für das Fahrzeug angemessenen Pedalhubentwicklung verwendet werden.
• Auf das Dekompressionsventil oder die Dekompressionsvorrichtung an dem Zylinderkopf kann vorteilhafterweise verzichtet werden, was zu unzweifelhaften Vorteilen führt. In dieser Hinsicht ist eine erhöhte bauliche Einfachheit mit einer verbesserten Motorleistung und einem verbesserten Motorwirkungsgrad erreicht, da die Zündkerze ohne Beeinflussung von dem Aufbau angeordnet werden kann.

Claims (11)

1. Antriebsriemenscheibeneinheit in Pedalfahrzeugen mit stufenlosem Getriebe, umfassend eine automatische Vorrichtung, um das Starten zu erleichtern, wobei die Antriebsriemenscheibe zwei halbe Riemenscheiben (12, 13) umfaßt, die an einer Welle (11) angebracht sind, wobei die erste (12) axial fest ist und die zweite (13) axial relativ zu der ersten bewegbar ist, wobei zwischen den beiden halben Riemenscheiben ein Antriebsriemen (14) angeordnet ist, der mit einander zugewandten Wänden der beiden halben Riemenscheiben (12, 13) in Eingriff steht, die abhängig von ihrer Beabstandung eine niedrige Übersetzung oder eine hohe Übersetzung bestimmen, wobei der Antriebsriemenscheibeneinheit zugeordnet ein Übersetzungspositionsregler vorgesehen ist, der aus einem entgegenwirkenden Bauteil (18) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das entgegenwirkende Bauteil (18) der bewegbaren zweiten halben Riemenscheibe (13) über radial bewegbare Rollkörper (24) zugeordnet ist, die in jeweilige Gehäuse (19, 37) eingesetzt sind, wobei mit dem entgegenwirkenden Element (18) radial oszillierfähige Schwungmassen (20) verbunden sind, denen ein elastisches Bauteil (31) zugeordnet ist und die mit den Rollkörpern (24) bei niedrigen Geschwindigkeiten zusammenarbeiten, um zu bewirken, daß die halben Riemenscheiben (12, 13) eine Position einer maximalen Annäherung annehmen, die eine hohe Übersetzung bestimmt.

2. Antriebsriemenscheibeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Bauteil eine Feder (31) ist, die so angeordnet ist, daß sie die wechselseitige Position der halben Riemenscheiben (12, 13) bei niedrigen Geschwindigkeiten bestimmt.

3. Antriebsriemenscheibeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (24) Walzen sind.

4. Antriebsriemenscheibeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Massen (20) um Stifte (21) herum oszillieren kann, die in Sitzen (10) angeordnet sind, die in dem entgegenwirkenden Bauteil (18) vorgesehen sind, wobei eine Scheibe (22) vorgesehen ist, um die Stifte (21) in ihrer Position zu halten.

5. Antriebsriemenscheibeneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (22) durch Schrauben (23) an dem entgegenwirkenden Bauteil (18) befestigt werden kann.

6. Antriebsriemenscheibeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmassen (20) eine S-Form aufweisen, wobei ein erstes Ende (25) der S-Form mit den Rollkörpern (24) in Eingriff steht und das zweite Ende (27) die tatsächliche Masse bildet und radial nach außen gewandt ist.

7. Antriebsriemenscheibeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse (19), die in der Innenfläche der halben Riemenscheibe (13) vorgesehen sind, mit abgerundeten Teilen (35) ausgeformt sind, die mit der Reihe von Rollkörpern (24) zusammenwirken.

8. Antriebsriemenscheibeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem nach innen weisenden Teil des entgegenwirkenden Bauteils (18) in dem Gehäuse (37) schräge Oberflächen (34) vorgesehen sind, um Gleitflächen für die Rollkörper (24) zu bilden.

9. Antriebsriemenscheibeneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das entgegenwirkende Bauteil (18) durch eine verzahnte Verbindung (15, 17) mit der Welle (11) verbunden ist, wobei die Feder (31), um die wechselseitige Position der halben Riemenscheiben (12, 13) bei niedrigen Geschwindigkeiten zu bestimmen, in einer Position innerhalb eines schalenförmigen Halterungselements (28) gehalten ist, das durch eine Gewindeverbindung (29, 30) mit der Welle (11) verbunden ist.

10. Antriebsriemenscheibeneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (31) an ihrer Oberseite in einer Schale (32) aufgenommen ist, auf die hintere Teile eines ersten Endes (25) der Massen (20) wirken.

11. Antriebsriemenscheibeneinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Teil des ersten Endes (25) der Massen (20) eine Reihe von entgegenwirkenden Bauteilen (33) beherbergt, die auf die Schale (32) wirken.