Die Gangschaltung

Dies war die wohl kniffeligste Angelegenheit beim Bau. Es musste eine Lösung gefunden werden, wie man die sechs Gänge des Motors beim Fahren durchschalten kann. Außerdem musste auch noch die Kupplung untergebracht werden. Bei den wirklich engen Platzverhältnissen war das nicht einfach.
Beim Motorrad wird die Kupplung über einen Griff mit der linken Hand gezogen, die Gänge werden über ein kleines Fußpedal geschaltet: Drücken um runterzuschalten, hochziehen um hochzuschalten.
Am Motor wird diese Bewegung dann über einen Hebel in eine Drehbewegung der Schaltwelle umgesetzt. Diese dreht sich um 30° und schaltet einen Gang hoch oder runter, je nach Drehrichtung. Eine starke Feder sorgt dafür, dass die Schaltwelle nach dem Schaltvorgang wieder in die ursprüngliche Position zurückgebracht wird.
Auf dem folgenden Foto sieht man die Schaltwelle mit aufgeklemmtem Hebel, der bereits von mir Verlängert wurde. Er hat zwei Bohrungen, um die Schaltung später noch justieren zu können.
Nun musste eine Möglichkeit gefunden werden wie man diesen Hebel vor- und zurückbewegen kann. Eine Variante wäre die Schaltung über das rechte Pedal, das über eine gerade Stange nach hinten die Druck- und Zugkräfte einfach auf den Schalthebel überträgt. Jedoch war das keine gute Idee, da man zum runterschalten seinen Fuß immer hinter das Pedal hätte schieben müssen um es zu ziehen. Das hätte bei meiner Schuhgröße zwangsweise Probleme bereitet.
Zunächst versuchte ich die Zugkräfte über einen 3mm Bowdenzug zu übertragen. Vor und hinter dem Schalthebel war jeweils ein Widerlager angebracht und die zwei Bowdenzüge zogen den Hebel in die jeweilige Richtung. Die Züge wurden in möglichst weiten Bögen in Richtung Lenkrad verlegt. Hier baute ich eine Schaltwippe, die an der Lenksäule gelagert war und sich beim Lenken mitdrehte.

Zog man links, so wurde auch links eine Zugkraft ausgeübt, zog man rechts wurde sie dementsprechend rechts ausgeübt. So wurden dann auch die Bowdenzüge an der Schaltwippe befestigt.

Die Bowdenzüge verursachten jedoch durch die insgesamt 450° Biegungen beim Schalten einen sehr hohen Widerstand. Schalten war nur unter einem hohen Kraftaufwand möglich.
Außerdem kehrte die Schaltwippe nicht von selbst in die Ausgangsposition zurück. Die Folge war, dass Gänge gelegentlich nicht richtig geschaltet wurden und wieder raussprangen. Diese Variante war also mehr oder weniger ungeeignet und ich musste mir etwas Neues einfallen lassen.

Bei der zweiten und finalen Variante werden die Kräfte über eine Schubstange aus 12mm Rundmaterial übertragen. Diese ist stark genug um die recht großen Kräfte zu übertragen, die beim Schaltvorgang benötigt werden, ohne sich zu verbiegen.
Hier führt die Schubstange vom Schalthebel zum Fuß der Lenksäule. Dort wird die Schub- und Zugbewegung, die parallel zur Kartlängsachse gerichtet ist, über einen Umlenkhebel in eine Schub- und Zugbewegung umgelenkt, die nach schräg oben in Richtung des Lenkrads gerichtet ist. Die Kraft wird hier ebenfalls über eine Schubstange (2) übertragen.
Diese Schubstange ist mit einem Kugelkopfgelenk an dem Umlenkhebel und an der rechten Seite der Schaltwippe befestigt. Die Schaltwippe wirkt hier wie ein zweiseitiger Hebel: Zieht man am rechten Griff, so bewegt sich die Schubstange 2 nach oben und die Schubstange 1 entgegengesetzt zur Fahrtrichtung - es wird runtergeschaltet. Zieht man am linken Griff, so bewegen sich die Schubstangen in die andere Richtung - es wird hochgeschaltet. Die nachfolgenden Skizzen veranschaulichen diese Mechanik:
Die Kugelkopfgelenke an der Schubstange 2 ermöglichen es dieser, sich in verschiedene Richtungen zu drehen und zu kippen. So kann man lenken ohne dass sich die Schaltwippe nach oben oder unten bewegt.
Bei den Tests stellte sich heraus, dass diese Variante sehr robust und zuverlässig ist. Das Schalten funktioniert ohne größeren Kraftaufwand und die Schaltwippe stellt sich nach dem Schaltvorgang wieder problemlos in die Neutralstellung zurück.
Die Kupplung wurde in Form eines Hebels links neben dem Fahrersitz montiert. Man benötigt diese jedoch nur zum Anfahren und Anhalten. Geschaltet wird während der Fahrt ohne die Kupplung. Hierbei sollte man eine besondere Technik anwenden, um das Getriebe nicht allzu sehr zu belasten: Kurz vor dem Hochschalten geht man vom Gas, sodass der Motor auf Schiebebetrieb läuft. Beim Gangwechsel, der beim sequentiellen Getriebe über eine Auseinander- und Ineinanderschiebung zweier verschiedener Zahnradpaare stattfindet, stellt der Motor so fast keinen Widerstand dar, er muss lediglich von der höheren Drehzahl aus Gang 1 auf die niedrigere Drehzahl von Gang 2 "runterbeschleunigt" werden. Die Zahnräder werden auf diese Weise kaum belastet.
Das Runterschalten gestaltet sich schon etwas schwieriger: Der Motor läuft kurz vor dem Schaltvorgang auf Schiebebetrieb, da ja vor dem Runterschalten in der Regel kein Gas mehr gegeben wird. Nun gibt man einen leichten Druck auf den rechten Griff der Schaltwippe, der für das Runterschalten vorgesehen ist. Währenddessen gibt man einen Gasstoß.
Der Effekt dieser Technik ist, dass für einen kurzen Moment keine Last auf das momentan ineinander laufende Zahnradpaar wirkt. Hier benötigt man praktisch kaum Kraft um das Paar auseinander zu schieben. Durch den leichten Druck auf der Schaltwippe passiert genau das. Auf der anderen Seite wurde der Motor bereits "hochbeschleunigt" und das nächste Zahnradpaar kann wieder ohne größere Belastungen ineinander geschoben werden. Das Runterschalten bedarf allerdings etwas Übung, da der Gasstoß weder zu kräftig, noch zu schwach sein darf. Das gleiche gilt für den Druck den man auf die Schaltwippe ausübt.

 

Letzte Änderung: 04.04.2004