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Die Erfindung betrifft einen Riementrieb, insbesondere für Fahrräder, mit einer Antriebsscheibe, die mittels eines endlosen Triebriemens eine Abtriebsscheibe in Drehung versetzt, wobei entweder die Antriebsscheibe oder die Abtriebsscheibe im wesentlichen kegelförmig ausgebildet ist, weiters mit einer Einrichtung zum automatischen Verschieben des Treibriemens in Achsenrichtung der Abnebsscheibe und einer Spannvorrichtung für den Treibriemen im ablaufenden Trum des Treibriemens.
Der Ausdruck "im wesentlichen kegetförrmg"sott hier in Zusammenhang mit der Abtriebsscheibe oder Antriebsscheibe entweder einen Rotationskörper bedeuten, dessen Durchmesser stetig zunimmt oder einen abgestuften Rotationskörper. Im ersten Fall ist durch axiale Verschiebung des Treibriemens eine stufenlose Änderung der Übersetzung möglich. Im zweiten Fall ist es möglich, zwischen mehreren Übersetzungen zu wählen.
Es sind Getnebe mit variabler Übersetzung bekannt, bei denen ein Riemen oder eine Kette über Scheiben mit verschiedenen Durchmessern oder über kegelförmig ausgebildete Scheiben geführt werden.
Die Wahl des Übersetzungsverhältnisses erfolgt durch axiale Verschiebung des Riemens oder der Kette.
Die SU 1760209 A zeigt einen Fahrradantrieb mit einem dehnbaren Antriebselement. Eine Feder, die das dehnbare Antriebselement bildet, läuft auf das antriebende Rad unter Last in stark gedehntem Zustand auf. Gleichzeitig verlässt es dieses in zusammengezogenem Zustand. Dies bedeutet, dass während des Zeitraums, an dem das Antriebselement an dem antreibenden Rad anliegt, eine Relativbewegung stattfinden muss, die zweifelsohne mit relativ grossen Reibungskräften verbunden ist. Ähnliches gilt mit umgekehrten Vorzeichen auch am angetriebenen Rad. Auf diese Weise wird eine relativ grosse Verlustarbeit geleistet, die einerseits den Wirkungsgrad vermindert und andererseits zu einer beträchtlichen Erwärmung der entsprechenden Bauelemente führt.
Weiters ist aus der US 4 599 079 A ein Fahrradantrieb bekannt, bei dem der Gangwechsel lastabhängig selbsttätig erfolgt. Dazu ist ein Schwenkarm vorgesehen, der die Kette am Lasttrum niederdrückt. Zusätzlich dazu ist der übliche Kettenwerfer und -spanner vorgesehen. Diese Vorrichtung ist aufwendig, und es tritt wegen des Niederdrücken der Kette am Lasttrum erhöhte Reibung auf.
Weiters Ist aus der DE 35 01 663 A ein Getrieberad mit variabler Übersetzung bekannt. Auch hier besteht der Nachteil erhöhter Reibung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbsttätig schaltendes Getriebe mit geringstmöglichen Reibungsverlusten zu schaffen, das einfach im Aufbau ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Treibriemen in an sich bekannter Weise dehnbar ausgeführt ist, dass die gemeinsame Spann- und Verschiebeeinrichtung aus einer Führung für den Treibriemen besteht, welche schräg zur Ebene des Treibriemens gerichtet ist und eine Feder umfasst. welche den Treibriemen bei grosser Belastung des Riementriebs in Richtung des kleineren Durchmessers der Antriebsscheibe oder in Richtung des grösseren Durchmessers der Abtriebsscheibe verschiebt Obgleich die Erfindung in erster Linie für Fahrräder vorgesehen ist, ist ein solcher Riementrieb auch für motorgetriebene Fahrzeuge, wie etwa Elektromopeds und für verschiedene stationäre Anwendungen einsetzbar.
Das Getriebe kann wie oben erwähnt stufenlos sein, wie in der dargestellten Variante mit der kegelförmigen Antriebsscheibe, kann aber auch abgestuft ausgeführt sein, wie in den Zeichnungen mit der gestuften Abtriebsscheibe. Wesentlich ist, dass der Treibriemen flexibel ausgebildet ist, wodurch die Messung der Kraft über die Längenänderung des Treibriemens möglich ist. Auf diese Weise kann der Riemenspanner und die Schalteinrichtung als gemeinsamer Bauteil ausgeführt werden, der im ablaufenden Trum des Riemens angeordnet ist.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung und die Spannvorrichtung als Führung ausgebildet sind, in der der Treibriemen unter Federbelastung schräg zur Ebene von Antriebsscheibe und Abtriebsscheibe geführt ist. Insbesonders ist es günstig, wenn eine Feder zur Verschiebung des Treibriemens vorgesehen ist, deren Federkonstante auf die Erzielung eines im wesentlichen gleichen Antriebsmomentes bei unterschiedlichen Lastzuständen ausgelegt ist. Im Fall eines Fahrrades bedeutet dies, dass die vom Fahrer aufzuwendende Kraft sowohl in der Ebene als auch auf Steigungen oder bei Gegenwind etwa gleich gross ist. Die Fahrgeschwindigkeit ändert sich automatisch in Abhängigkeit vom Lastzustand.
Besonders günstig ist es, wenn eine Einrichtung zur variablen Vorspannung der Feder vorgesehen ist.
Auf diese Weise kann etwa der Fahrer eines Fahrrades das Schaltverhalten in Abhängigkeit von seiner Kondition beeinflussen.
Aus den Zeichnungen ist der Aufbau des Riementriebs ersichtlich. Es zeigen Fig. 1 den erfindungsgemässen Riementrieb in einer Draufsicht, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 11-11 von Fig. 1 und Fig. 3 eine alternative Ausführungsvariante im Schnitt.
Der Riemen 3 ist über die von einer Tretkurbel 11 angetriebene Antriebsscheibe 1 und die aus mehreren, Teilscheiben 2a, 2b, 2c bestehende Abtriebsscheibe 2 geführt. Koaxial ist das Hinterrad 12 eines
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Fahrrades angeordnet. Eine schräg angeordnete Führung 6 dient zur Verschiebung des Riemens 3. Bei grosser Last dehnt sich der Riemen 3 und wird von der Feder 7 in Richtung der grösseren Teilscheibe 2a verschoben. Das Übersetzungsverhältnis wird dadurch verkleinert und das an der Kurbel erforderliche Drehmoment verringert. Eine Stahlkugel 8 dient zur Verringerung der Reibung. Eine Teflonbeschichtung in diesem Bereich bringt eine weitere Minimierung der Reibung. Durch eine Verstelleinrichtung 9 kann die Feder 7 vorgespannt werden.
Eine solche Vorspannung bewirkt, dass schon bei Kleineren Lasten auf Kleinere Übersetzungen geschaltet wird, wodurch das Treten erleichtert wird.
In der Ausführungsvariante von Fig. 3 ist die Antriebscheibe 1a kegelförmig glatt ausgeführt. Ein flacher Treibriemen 3a umschlingt sie und ist durch eine Führung 6a geführt. Die Führung 6a ist so stark geneigt, dass die Verlängerung des Treibriemes 3a durch Belastung ebenso kompensiert wird. wie die Verlängerung aufgrund des kleineren Durchmessers der Antriebsscheibe, da der Treibriemen 3a bei Belastung das Bestreben hat, zum Kleineren Durchmesser zu wandern. Die Feder 7 sorgt für die Rückstellung bei geringer Last.