WO2009009912A1

WO2009009912A1 - Antrieb für ein zweirad

Info

Publication number: WO2009009912A1
Application number: PCT/CH2007/000355
Authority: WO
Inventors: Carsten Katz
Original assignee: Katz Biking Gmbh
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2009-01-22
Also published as: EP2167327A1; US20100194182A1

Abstract

Es wird eine Radnabe (8) für ein Zweirad und ein mit der Radnabe (8) koppelbares Zugmittelgetriebe beschrieben. Die Radnabe (8) umfasst dabei unter anderem eine Achse, ein Gehäuse, einen Antreiber, ein Getriebe, welches den Antreiber und das Gehäuse miteinander koppelt, ein Abtriebsrad (13) eines Zugmittelgetriebes und eine lösbare Kupplung, welche das Abtriebsrad (13) mit dem Antreiber koppelt. Das Abtriebsrad (13) ist dabei derart an dem Zweirad befestigt, dass es beim Lösen der Kupplung zwischen Antreiber und Abtriebsrad (13) am Zweirad verbleibt. Das Zugmittelgetriebe für ein Zweirad, bei dem das Hinterrad starr am Rahmen befestigt oder auf einer Schwinge gefedert gelagert ist, umfasst ein Antriebsrad (12), ein Abtriebsrad (13) und ein endloses Kopplungsmittel (14). Das Antriebsrad (12) und das Abtriebsrad (13) wirken dabei unmittelbar mit dem endlosen Kopplungsmittel (14) zusammen. Das Zugmittelgetriebe umfasst zudem einen auf ein Umlenkrad (15.1, 15.2) für das Kopplungsmittel (14) wirkenden ersten Kompensationsmechanismus, durch welchen das Umlenkrad (15.1, 15.2) über eine erste radiale Wegstrecke beweglich ist, und einen auf ein Umlenkrad (15.1, 15.2) für das Kopplungsmittel (14) wirkenden zweiten Kompensationsmechanismus, durch welchen das Umlenkrad (15.1, 15.2) über eine zweite radiale Wegstrecke beweglich ist. Die erste Wegstrecke ist dabei länger als die zweite Wegstrecke. Das Zusammenspiel dieser beiden Komponenten ermöglicht ein Zweirad, dessen Zugmittelgetriebe trotz seiner allfälligen beweglichen Hinterradschwinge sicher und wartungsarm ist und dessen Hinterrad vom Zweirad entfernt werden kann, ohne in das Zugmittelgetriebe einzugreifen.

Description

Antrieb für ein Zweirad

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Zweirad mit einem Hinterrad mit einem Zugmittelgetriebe und einer Radnabe. Das Zugmittelgetriebe umfasst dabei ein Antriebsrad, ein Abtriebsrad, ein Umlenkrad und ein endloses Kopplungsmittel zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebsrad. Das Abtriebsrad wirkt über eine Kupplung auf einen Antreiber und dieser über ein Getriebe auf ein Gehäuse der um eine Achse befindlichen, in einem Achslager gelagerten, Radnabe. Die Erfindung betrifft zudem ein Zweirad mit einer solchen Antriebsvorrichtung. Stand der Technik

Fahrräder sind in der Regel mit einem mechanischen Antrieb ausgestattet, welcher die menschliche Muskelkraft der Beine über zwei Pedale und über zwei Kurbeln auf ein Antriebssystem überträgt. Dieses überträgt dann die Leistung über eine meist variierbare Übersetzung auf das Hinterrad des Zweirads.

Ein grosser Teil der heute verkauften Fahrräder besitzt so genannte Kettenschaltungen, bei denen das Antriebssystem aus einer Kette, einem oder mehreren Kettenrädern an der Kurbel, mehreren Kettenrädern an der Hinterradnabe, und einem oder zwei Schaltwerken besteht. Durch Betätigen der Schaltwerke wird bei Kettenschaltungen die Position der Kette quer zu ihrer Laufrichtung verschoben. Auf diese Weise wirkt die Kette wahlweise auf Kettenräder verschiedener Grosse und Zahnzahl und realisiert so verschiedene Übersetzungsverhältnisse. Wegen der unterschiedlichen Kombinationen von Kettenrädern unterschiedlicher Grossen und damit unterschiedlichen effektiven Kettenlängen muss dabei ein elastischer Kettenspanner vorhanden sein, welcher die Kettenspannung auf einem im Wesentlichen konstanten Wert hält und in der Regel im hinteren Schaltwerk integriert ist.

Ein ebenfalls grosser Teil der heute verkauften Fahrräder besitzt so genannte Nabenschaltungen, bei denen das Antriebssystem eine Kette, ein oder mehrere Kettenräder an der Kurbel, ein oder mehrere Kettenräder an der Hinterradnabe, eine Nabe mit einem eingebauten Getriebe, oft einen hinteren elastischen Kettenspanner und bei mehreren Kettenrädern an Kurbel oder Hinterradnabe ein vorderes oder ein hinteres Schaltwerk umfasst. Durch Ändern des internen Übersetzungsverhältnisses in der Nabe, und, bei Vorhandensein mehrerer Kettenräder an der Kurbel oder Hinterradnabe, durch Betätigen von Schaltwerken zur Beeinflussung der Kettenführung wird das Übersetzungsverhältnis des Antriebs geändert.

Neben diesen beiden Lösungen gibt es Fahrräder, bei denen der Antrieb aus einer Nabenschaltung kombiniert mit einer Kardanwelle besteht (z. B. DE 3 120 552 oder US 5,852,948). Ebenfalls kann eine Nabenschaltung durch einen Riemen (insbesondere durch einen Zahnriemen) angetrieben werden (z. B. DE 3 521 150 A 1). Aus jüngster Zeit sind zudem Fahrräder bekannt, bei denen ein im Rahmen integriertes Getriebe direkt oder indirekt über die Kurbeln angetrieben wird, und das Hinterrad über eine Kette und Kettenräder am Getriebeausgang und an der Hinterradnabe angetrieben wird (z. B. WO 01/15963, US 2005062254, EP 0 899 187). Diese Fahrräder können zudem mit speziellen Hinterradnaben ausgerüstet werden, welche es ermöglichen, das Hinterrad zu demontieren ohne das hintere Kettenrad vom Rahmen demontieren zu müssen (z. B. DE 10 2004 063 505 A1).

Im Allgemeinen weisen die heutigen Antriebsysteme eine Reihe von Unzulänglichkeiten auf. Die hinteren Schaltwerke befinden sich sehr exponiert seitlich neben dem Hinterrad, so dass diese z. B. durch Kontakt mit grossen Steinen, durch in das Hinterrad aufgenommene Äste oder durch ein Umfallen des Zweirads verbogen oder abgerissen, oder deren Befestigungspunkt am Rahmen verbogen oder abgerissen werden können. An Fahrrädern mit Nabenschaltung, insbesondere bei solchen Fahrrädern, welche über eine bewegliche Schwinge verfügen, finden sich oft den Schaltwerken ähnliche Kettenspanner, welche gleichermassen anfällig für derartige äussere Einflüsse sind.

Da die Kette bei Kettenschaltungen unter hoher Last zur seitlichen Bewegung über Kettenräder gezwungen wird, wird die Kette in ungeeigneter Weise belastet, kann sich deformieren oder reissen. Die vorderen Kettenräder können beim Überfahren eines Hindernisses, wie etwa einer hohen Stufe, an das Hindernis anstossen, so dass Zähne abbrechen oder ganze Kettenräder verbogen werden können.

Die Kette kann zudem vom am nächsten zur Radmitte gelegenen Kettenrad abspringen, und dadurch die Speichen des Hinterrads tief einkerben oder sogar zerstören. Die Kette kann ausserdem sowohl am Hinterrad als auch an der Kurbel seitlich von den Kettenrädern fallen und sich zwischen den Kettenrädern und dem Rahmen verklemmen, wodurch dieser tief eingekerbt wird, was sowohl die statische als auch die Ermüdungsfestigkeit erheblich beeinflussen kann. Auch wird durch ein Schlagen der Kette auf die Kettenstrebe die Korrosionsschutzschicht des Rahmens beschädigt, was zu Korrosion und damit einer Schwächung eines tragenden Bauteils führt. Durch verbogene Schaltwerke sowie durch Verschmutzung, Einfrieren oder Korrodieren der Schaltwerksbetätigung ist die Positionierung des Schaltwerks bezüglich der Kettenräder oft unpräzise, was von unbeabsichtigten Gangwechseln bis hin zu unkontrolliertem Hinundherspringen der Kette zwischen zwei benachbarten Kettenrädern führen kann.

Durch Beschädigung des Schaltwerks, durch Verschmutzung, Einfrieren oder Korrodieren der Schaltwerksbetätigung oder bei hoher Last auf der Kette beim Schalten mit dem vorderen Schaltwerk reicht die Federkraft im Schaltwerk, die Festigkeit der Schaltwerksbetätigung oder die Kraft des Bedieners nicht aus, um zwischen zwei Gängen zu wechseln.

Die Kette kann von den Kettenrädern ganz oder teilweise abspringen und sich dabei verklemmen, zum Beispiel durch Erschütterungen während der Fahrt, durch Betätigen eines Schaltwerks unter Last, durch falsch beabstandete Kettenräder, durch eine verstellte seitliche Schaltwerksbegrenzung, durch ein verbogenes Schaltwerk, durch Rückwärtstreten mit hohem Kettenschräglauf, durch Rückwärtstreten mit stark verschmutzten Schaltwerksröllchen oder durch Zahnausfall vorne. Das Verklemmen der Kette führt einerseits zum Unterbruch der Fahrt, kann aber auch tragende Teile beschädigen, unerwartet das Hinterrad blockieren oder zu einem plötzlichen Wegfall des Widerstands auf dem Pedal führen, was zu Stürzen führen kann. Infolge von Verschleiss oder wenn Kettenräder mit Dreck, Schnee oder Eis verschmutzt sind, kann die Kette einzelne Zähne überspringen.

Bei Kettenschaltungen ist ein Schalten ohne Drehen der Kurbeln nicht möglich. Im Stadtverkehr oder nach abrupten Bremsmanövem ist es jedoch häufig nötig, bei stehendem Fahrrad aus einer Fahrstufe in die Anfahrstufe zu wechseln. Durch den elastischen Kettenspanner erhält die Kette eine Bewegungsfreiheit und durch Erschütterungen und Tretbewegungen können sich Überschläge in der Kette bilden, welche den Antrieb schlagartig blockieren und die Kette zerstören können.

Fehlfunktionen, insbesondere solche welche eine sofortige Reaktion des Fahrers verlangen, lenken den Zweiradfahrer vom Strassenverkehr oder dem Weg ab, was zu gefährlichen Situationen führen kann. Bei offener Bauart kann der Antrieb jederzeit durch Schlamm, Sand oder Staub verschmutzt werden, was durch die hohe Härte und die kleine Grosse der Schmutzpartikel zu rasantem Verschleiss führt und den Wirkungsgrad reduziert. Der Antriebstrang ist zudem Regen, Schneefall oder im Fall von Bachdurchfahrten dem umgebenden Wasser ausgesetzt, dadurch wird Schmiermittel im Antrieb innert kurzer Zeit ausgewaschen. Besonders schnell und gründlich wird das Schmiermittel zudem beim Waschen des Fahrrads mit Hochdruck-Reinigungsanlagen ausgewaschen. Das Auswaschen des Schmiermittels erhöht die Reibung zwischen den einzelnen Komponenten des Antriebs und somit auch den Verschleiss und begünstigt Korrosion und führt ebenfalls zu einem Wirkungsgradverlust. Um der erhöhten Reibung und dem damit verbundenen erhöhten Verschleiss zu begegnen, muss der Antrieb regelmässig in kurzen Abständen geölt oder gefettet werden. Bei diesem Vorgang kann es dabei schnell zur Verschmutzung von Bremsbelägen oder Bremsscheiben kommen, wodurch diese in ihrer Funktion erheblich beeinträchtigt werden. Darüber hinaus verschmutzen Hände und Kleider des Anwenders beim Ölen oder Fetten des Antriebs sehr häufig.

Ausgewaschenes Schmiermittel verschmutzt die Umwelt mit Öl, was besonders auf unbefestigten Wegen im Gebirge problematisch ist. Durch die durch den Kettenspanner ermöglichte Elastizität des Antriebs entsteht zusätzlich Lärm infolge Schiagens der Kette und des Schaltwerks gegen den Rahmen. Eine schräg laufende Kette bei bestimmten Zahnrad-Kombinationen belastet Kette und Zahnräder zusätzlich in besonders ungünstiger Weise.

Auf Grund der Empfindlichkeit des Antriebs gegenüber Beschädigungen und Umwelteinflüssen und wegen der hohen Fragilität der Systeme sind derartige Antriebe sehr wartungsintensiv. Bei einem Radausbau, wie er beispielsweise für einen Reifenwechsel nötig ist, besteht eine grosse Gefahr, dass die Hände in Kontakt mit dem Schmiermittel des Antriebs kommen und verschmutzen. Auch bei anderen Aktivitäten wie dem Transportieren, den regelmässigen Wartungsarbeiten oder dem Betätigen eines Bügel- oder Kabelschlosses verschmutzen die Hände schnell. Durch den offenliegenden Antrieb werden Kleider, insbesondere Hosen und Röcke, mit dem Schmierstoff des Antriebs verschmutzt. Zudem können Hosenbeine, Röcke oder auch Schnürsenkel während der Pedalbewegung zwischen den vorderen Kettenrädern und der Kette eingeklemmt und zerrissen werden.

Der Radausbau gestaltet sich kompliziert und zeitraubend. Im Fall bestimmter Nabenschaltungen, bei denen die Kette in einem Kettenkasten geführt wird, muss vor dem Radausbau zusätzlich ein Teil des Kettenkastens demontiert werden, da das hintere Kettenrad fix mit der Nabe verbunden ist, und zur Demontage manuell aus der Umschlingung durch die Kette gelöst werden muss.

Heutige Antriebssysteme sind teilweise sehr teuer, weshalb sie ein grosses Diebstahlrisiko darstellen. Insbesondere für hochwertige Nabenschaltungen gibt es keine zuverlässige Sicherungsmethode. Ausserdem ist der Antrieb aufgrund seiner exponierten Lage in besonderem Masse möglichem Vandalismus ausgesetzt.

Für den Renneinsatz, aber auch zum Beispiel beim Wechsel von Sommer- zu Winterbereifung, wird häufig ein zweiter Laufradsatz in den Rahmen des Fahrrads eingebaut. Da die Kettenräder der verschiedenen Hinterräder in der Regel aber einen unterschiedlichen Verschleisszustand haben, häufen sich die oben beschriebenen Fehlfunktionen. Auf jeden Fall wird durch den unterschiedlichen Verschleisszustand von Kette und Kettenrädern der Verschleiss des gesamten Antriebs über das übliche Mass hinaus beschleunigt.

Bei einer gefederten beweglichen Schwinge des Fahrrads ist es erwünscht, dass die Federung möglichst wenig vom Antrieb beeinflusst wird und der Antrieb möglichst wenig von der Federung beeinflusst wird. Aus diesem Grund muss insbesondere der Drehpunkt der beweglichen Schwinge mit Rücksicht auf die Geometrie des Antriebs gewählt werden:

Liegt der Drehpunkt der beweglichen Schwinge unterhalb des Lasttrums der Kette, so führt ein Kettenzug in der Regel zu einer Einfederbewegung der beweglichen Schwinge. Bei Antrieben mit mehr als einem Kettenrad ist es somit meist nicht möglich, den Drehpunkt so zu legen, dass bei allen Übersetzungsverhältnissen neutrales Anfahr-Nickverhalten erzielt wird.

Liegt das am nächsten beim Schwingendrehpunkt gelegene Kettenglied oberhalb oder unterhalb des Schwingendrehpunkts, so erfährt es beim Einfedern der beweglichen Schwinge eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung, welche zu einer Vorwärts- bzw. Rückwärtsdrehung der Kurbel führt. Das jeweils umgekehrte passiert beim Ausfedervorgang. Dieser so genannte Pedalrückschlag führt bei jedem Federvorgang zu einer für den Fahrer störenden Änderung der Kettenspannung. Bei verschieden grossen Zahnrädern, wie diese in einer Kettenschaltung verwendet werden, ist es folglich nicht ohne weiteres möglich, diesen Effekt zu verhindern.

Drehpunkte der beweglichen Schwinge, die verhältnismässig nahe am Tretlager liegen, zeigen diesen Effekt nicht so deutlich. Allerdings wirken die externen Lasten bei einer solchen Positionierung des Drehpunkts in einem ungünstig spitzen Winkel auf die bewegliche Schwinge, was deren Effizienz vermindert und Fahrkomfort sowie Fahrsicherheit reduziert.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörige Antriebsvorrichtung zu schaffen, welche vorstehend genannte Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 15 definiert. Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Radnabe für ein Zweirad eine Achse, ein Gehäuse, einen Antreiber, ein Getriebe mit mindestens zwei verschiedenen Übersetzungen, welches den Antreiber und das Gehäuse miteinander koppelt, ein Abtriebsrad eines Zugmittelgetriebes, eine lösbare Kupplung, welche das Abtriebsrad mit dem Antreiber koppelt und ein Achslager, wobei das Abtriebsrad derart an dem Zweirad befestigt ist, dass es beim Lösen der Kupplung zwischen Antreiber und Abtriebsrad am Zweirad verbleibt. Dabei ist das Abtriebsrad bevorzugt auf einem Wälzlager gelagert. Die Achse ist zur Befestigung der Radnabe am Zweirad im Achslager gelagert. Eine senkrecht zur Achse ausgedehnte und durch das kupplungsseitige Ende der Achse verlaufende Ebene ist im Wesentlichen parallel zu einer Mittelebene des Abtriebsrads und einer durch das getriebeseitige Ende des antriebsseitigen Achslagers verlaufenden Ebene ausgerichtet und verläuft zwischen diesen beiden Ebenen sowohl im befestigten, also fahrbereiten Zustand, als auch während des Lösens der Kupplung. Mit dem Lösen der Kupplung ist in diesem Fall der gesamte Vorgang zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand gemeint, wobei in dem ersten Zustand eine befestigte, fahrbereite Verbindung zwischen dem Abtriebsrad und dem Antreiber besteht und in dem zweiten Zustand das Abtriebsrad und der Antreiber von einander vollständig getrennt sind.

Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Zugmittelgetriebe für ein Zweirad mit einem Hinterrad ein Antriebsrad, ein Abtriebsrad und ein endloses Kopplungsmittel zwischen dem Antriebsrad und dem Abtriebsrad. Das Antriebsrad und das Abtriebsrad wirken unmittelbar mit dem endlosen Kopplungsmittel zusammen. An einem Strukturelement des Zweirads ist ein Umlenkrad für das Kopplungsmitte) gelagert, auf welches ein erster Kompensationsmechanismus wirkt. Durch den ersten Kompensationsmechanismus ist das Umlenkrad ausgehend von einer Nulllage über eine erste radiale Wegstrecke beweglich. Weiter ist an einem Strukturelement des Zweirads ein Umlenkrad für das Kopplungsmittel gelagert, auf welches ein zweiter Kompensationsmechanismus wirkt. Durch den zweiten Kompensationsmechanismus ist das Umlenkrad ausgehend von einer Nulllage über eine zweite Wegstrecke beweglich. Dabei ist die erste Wegstrecke länger als die zweite Wegstrecke. Als Strukturelement kann hier insbesondere ein Rahmen des Zweirads oder - bei einer Ausführung des Zweirads mit einer beweglichen Schwinge, auf der das Hinterrad gelagert ist, - die bewegliche Schwinge angesehen werden. Die zweite Wegstrecke ist dabei derart begrenzt, dass sich eine Länge einer Envelope durch eine Bewegung des Umlenkrads über die zweite Wegstrecke um nicht mehr als 0.5 % einer Länge des endlosen Kopplungsmittels verändert. Die Envelope bezeichnet dabei die kürzeste gedachte, geschlossene Kurve, welche alle Räder des Zugmittelgetriebes in der gleichen Weise wie das endlose Kopplungsmittel umgibt. Die Wegstrecken können dabei gleichgerichtet oder verschieden ausgerichtet sein. Die Nulllage entspricht einer Lage, die ein Umlenkrad unmittelbar nach dem Einbau eines endlosen Kopplungsmittels und - bei einer Ausführung des Zweirads mit einer beweglichen Schwinge, auf der das Hinterrad gelagert ist, - im maximal ausgefederten Zustand der beweglichen Schwinge, einnimmt. Dabei ist der maximal ausgefederte Zustand der beweglichen Schwinge jener Zustand, in dem die Federkraft, mit der die bewegliche Schwinge beaufschlagt ist, minimal ist. Bevorzugt wirkt das Umlenkrad dabei unmittelbar auf das Kopplungsmittel. Das Zugmittelgetriebe kann ein Umlenkrad oder mehrere Umlenkräder umfassen, wobei auf jedes der Umlenkräder ein erster und/oder ein zweiter Kompensationsmechanismus wirken kann. Die erfindungsgemässe Kupplung der Radnabe macht bei einem Radwechsel den Ausbau des Abtriebsrads aus dem Zugmittelgetriebe und einer allfälligen Verkapselung des Zugmittels überflüssig. So ist es sehr bequem und unkompliziert möglich, das angetriebene Rad aus dem Antrieb aus- und einzubauen, ohne sich dabei zu beschmutzen. Das Getriebe ist im Nabengehäuse untergebracht und ist damit abgeschlossen gegenüber äusseren Einflüssen. Dies führt zu einer weitgehenden Wartungsfreiheit des Antriebs.

Das erfindungsgemässe Zugmittelgetriebe stellt eine betriebssichere und wartungsarme Führung eines endlosen Kopplungsmittels bei Zweirädern dar, welche gegebenenfalls mit einer gefederten Hinterradschwinge ausgestattet sein können. Durch die erfindungsgemässe Konstruktion ist das Zugmittelgetriebe elegant verkapselbar und das Kopplungsmittel läuft sicher über die einzelnen Räder des Zugmittelgetriebes.

Da für das endlose Kopplungsmittel keine Kettenschaltung vorgesehen ist, muss es nicht zwischen verschiedenen Zahnrädern verschoben werden, wodurch Verschleiss und Fehleranfälligkeit des Antriebs stark reduziert werden. Ohne Kettenschaltung ist es zudem nicht nötig, dass die Kette über Zahnradkombinationen verschiedener Zahnradgrössen verlaufen muss. Da die Envelope aus diesem Grund nicht verschiedene Längen hat, ist die Verwendung eines Kettenspanners unnötig, wodurch eine weitere Fehlerquelle für einen reibungslosen Betrieb vermieden werden kann. Da das Zugmittelgetriebe kompakt ausgeführt werden kann, kann es auch sehr gut verkapselt werden. Dadurch ist das Zugmittelgetriebe von äusseren Einflüssen abschirmbar und kann so ausgeführt werden, dass es auch keine umweltschädlichen Schmiermittel verliert. Auf diese Weise wird das Zugmittelgetriebe wartungsarm wodurch auch seine Lebensdauer ansteigt. Schliesslich wird der Wirkungsgrad des Zugmittelgetriebes auf diese Weise auf einem möglichst hohen Niveau gehalten.

Die Achse, welche die Fahrlasten trägt, kann auf beiden Seiten direkt in die Achslagerung eingesetzt werden und benötigt keine Verbindungselemente zum Erhalt ihrer Biege- Tragfähigkeit, weil die durch das kupplungsseitige Ende der Achse verlaufende Ebene sowohl im befestigten Zustand als auch während des Lösens der Kupplung zwischen der Mittelebene des Abtriebsrads und der durch das getriebeseitige Ende des antriebsseitigen Achslagers verlaufenden Ebene liegt. Sowohl die erfindungsgemässe Kupplung als auch das erfindungsgemässe Zugmittelgetriebe eignen sich generell für verschiedene Zweiräder. Dazu zählen insbesondere Fahrräder und Motorräder. Es ist jedoch auch ein Einsatz in Fahrzeugen denkbar, die sich der ansonsten für Zweiräder üblichen Antriebstechnik bedienen, wie beispielsweise muskelkraftbetriebene Drei- und Vierräder.

Bevorzugt weist die Kupplung Wirkungsflächen auf, die parallel zur Achse ausgerichtet und von der Achse beabstandet sind. Auf diese Weise ist es besonders gut möglich, die Kupplung durch ein radiales Verschieben όer Achse zu lösen. Die Wirkungsflächen können dabei parallel zueinander ausgerichtet sein, wobei schräg zueinander verlaufende Wirkungsflächen ebenfalls verwendet werden können. Dass die Kupplung durch ein radiales Verschieben der Achse lösbar ist, bedeutet, dass die Achse oder Teile der Achse nicht in axialer Richtung bewegt werden müssen, um die Kupplung zu lösen. Ein mit der Radnabe verbundenes Rad kann dadurch durch rein radiale Bewegung, also beispielsweise durch ein einfaches Herausziehen nach unten, aus der Achslagerung gelöst werden.

Die Kupplung kann auch anders ausgerichtete oder positionierte Wirkungsflächen umfassen. Die bevorzugte Ausführungsform erleichtert demgegenüber aber ein Lösen der Kupplung und stellt eine besonders unkomplizierte Ausführungsform dar.

Die Radnabe weist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform einen Mechanismus zwischen den Wirkungsflächen der Kupplung auf, der mögliche Koaxialabweichungen und/oder Parallelitätsabweichungen zwischen der Achse, dem Antreiber, dem Achslager und dem Abtriebsrad ko mpensiert. Dieser Mechanismus kann insbesondere durch ein Spiel oder ein elastisches Element realisiert werden. Der Mechanismus kann solche geometrischen Fertigungstoleranzen korrigieren oder verhält sich ihnen gegenüber tolerant.

Eine Ausführungsform ohne einen solchen Mechanismus muss bei geometrischen Fertigungstoleranzen an einem der Elemente unbekannt hohe Lasten auffangen, ist aber unter Einhaltung strenger Fertigungstoleranzen auch realisierbar.

Die Kupplung der Radnabe umfasst bevorzugt Wirkflächen, welche derart symmetrisch bezüglich der Achse angeordnet sind, dass sich bei der Kraftübertragung zwischen dem Abtriebsrad und dem Antreiber in radialer Richtung auf die Achse wirkende Kräfte gegenseitig aufheben. Dadurch wird im Wesentlichen ein Drehmoment übertragen, ohne dass zusätzliche Biegekräfte oder andere über ein Drehmoment hinausgehende verbleibende Kräfte auf die Achse ausgeübt werden. Allfällige in der Kupplung an einer Wirkfläche radial vom Abtriebsrad auf den Antreiber wirkende Kräfte werden durch entgegengesetzt gleich wirkende Kräfte auf der übrigen Wirkfläche bzw. den übrigen Wirkflächen egalisiert, so dass eine resultierende tangential gerichtete Kraft verbleibt. Diese jeweils tangential gerichteten Kräfte übertragen im Wesentlichen ein Drehmoment. Fertigungstoleranzen in der Geometrie der Wirkflächen oder der übrigen an der Kupplung beteiligten Elemente können einen Kraftbeitrag bewirken, welcher zusätzlich zum Drehmoment auf Teile der Kupplung wirkt. Für eine hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Radnabe sollte die Kupplung zudem so ausgeführt sein, dass sie keine über die Übertragung der Antriebsleistung hinausgehenden Lasten übernimmt.

Bei einer asymmetrischen Anordnung von Wirkflächen, welche auch denkbar ist, wirken zusätzlich zum Drehmoment weitere linear gerichtete Kräfte auf die Kupplung oder andere an der Kraftübertragung beteiligte Komponenten. Diese Kräfte stellen eine zusätzliche

Belastung für das Material dar und verringern den Wirkungsgrad des Antriebs. Anstelle oder zusätzlich zu ausgedehnten Wirkflächen können auch punktuelle Angriffsflächen vorgesehen sein, welche bevorzugt symmetrisch bezüglich der Drehachse verteilt zu liegen kommen.

Bevorzugt umfasst die Radnabe eine Schaltkupplung zur Steuerung des Getriebes, wobei die Schaltkupplung einen ersten Teil umfasst, welcher auf der Achse drehbar gelagert ist, und wobei die Schaltkupplung einen zweiten Teil umfasst, welcher um die Achse drehbar gelagert ist. Steuerbewegungen für das Getriebe der Nabe werden mittels der Schaltkupplung in die Nabe eingekoppelt. Die Steuerbewegungen gehen dabei bevorzugt von rahmenseitig befestigten Schaltungen aus und müssen auf die Nabe übertragen werden. Bevorzugt werden die Steuerbewegungen dabei durch Drehbewegungen um die Achse der Nabe übertragen. Hierfür sind die beiden Teile der Schaltkupplung bevorzugt um dieselbe Achse drehbar. Dabei ist der erste, nabenseitige Teil der Schaltkupplung auf der Achse der Nabe drehbar gelagert. Der zweite, rahmenseitige Teil der Schaltkupplung ist dann so drehbar gelagert, dass die Achse der Nabe und die Drehachse, um welche der zweite, rahmenseitige Teil der Schaltkupplung drehbar ist, zusammenfallen. Die beiden Teile der Schaltkupplung drehen somit um koaxiale Achsen. Es ist auf diese Weise möglich, eine drehfeste Verbindung zwischen den beiden Teilen der Schaltkupplung herzustellen und Drehbewegungen zwischen diesen Teilen zu übertragen. Diese bevorzugte Ausführungsform eignet sich insbesondere zur Realisierung einer Schaltkupplung, welche auf der gleichen Seite der Nabe liegt wie die Kupplung, welche den Antreiber und das Abtriebsrad miteinander verbindet.

Daneben sind auch andere Ausgestaltungen der Schaltkupplung möglich. Insbesondere kann die Schaltkupplung auch auf der anderen Seite der Nabe liegen, also dort, wo keine Kupplung zwischen Antreiber und Abtriebsrad vorhanden ist. Hier ist die Verbindung zwischen Rahmen und Nabe unkomplizierter und entsprechend kann die Schaltkupplung unter Zuhilfenahme bekannter Ansteuerungen von Nabenschaltungen realisiert werden.

Die Schaltkupplung lässt sich bevorzugt durch ausschliesslich bezüglich der Achse radiale Bewegungen des Getriebes lösen. Eine solche Ausgestaltung der Schaltkupplung erlaubt es, durch einen einzigen Arbeitsgang die Kupplung und die Schaltkupplung zu lösen. Bevorzugt sind die zum Lösen der Schaltkupplung nötige Bewegung des Getriebes und die zum Lösen der Kupplung nötige Bewegung der Achse gegenüber dem Achslager gleich.

Bevorzugt sind die Kupplung und Schaltkupplung derart gestaltet, dass sie die jeweils zu verbindenden Bauteile bereits durch einfaches Einsetzen des Hinterrads in den Rahmen kuppeln, ohne dass weitere Elemente wie Hebel, Schrauben oder ähnliches bedient werden müssen.

In einer anderen Ausführungsform kann die Schaltkupplung durch andere als radiale Bewegungen des Getriebes, beispielsweise durch axiale oder aus axialen und radialen Komponenten kombinierte Bewegungen, gelöst werden. Dies gilt insbesondere für eine Schaltkupplung, welche auf der Seite der Nabe liegt, auf der sich keine Kupplung befindet.

Bevorzugt umfasst die Radnabe eine Schliessvorrichtung zum Abschliessen der Radnabe. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform kann die Nabe selber abgeschlossen werden, indem eine Achssicherung mit einem Schliesszylinder versehen wird, der ein unbefugtes Öffnen der Sicherung verhindert. Auf diese Weise kann die Radnabe diebstahlsicher mit dem Rahmen verbunden werden. Die Achssicherung ist mit Vorteil antriebsseitig durch ein Vorsetzen eines Schliesszylinders realisiert.

Alternativ kann auf einen solchen Schliesszylinder verzichtet werden. Eine Diebstahlsicherung durch ein Bügel- oder Kabelschloss ist ebenfalls möglich, wobei die bevorzugte Ausführungsform mit einem Schliesszylinder an der Nabe eine grossere Sicherheit bietet. Wenn das Bügel- oder Kabelschloss beispielsweise ein ganzes Rad abschliesst, ist keine verlässliche Diebstahlsicherung realisiert, da ein Dieb nur sämtliche Speichen durchtrennen muss. Anschliessend ist die Nabe aus dem Rad heraustrennbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Achse der Radnabe einstückig ausgeführt. Da Hinterradnaben sehr hohen dynamischen Lasten ausgesetzt sind, sind vor allem die Achsen hohen Biege-Wechselspannungen ausgesetzt. Aus Sicherheitsgründen besteht die Achse daher bevorzugt nicht aus mehreren Teilen und wird nicht unterbrochen. Die aus dem Stand der Technik bekannten geteilten Achsen lassen sich zudem nicht ohne Weiteres für die bekannten Radnaben mit einem integrierten Getriebe realisieren, da sich bei diesen Radnaben im Innern der Achse eine axial verschiebbare oder drehbare und nicht teilbare Steuerung der Übersetzung befindet bzw. da der Bauraum für eine geteilte Achse durch um die Achse herum angeordnete Schaltansteuerungen und/oder Getriebekomponenten zu knapp ist.

Dagegen kann eine Achse, die kein internes Getriebe aufweist, auch aus mehreren Teilen bestehen, welche beispielsweise durch Kupplungen miteinander verbunden sind.

Bevorzugt ist das Abtriebsrad der Radnabe gegenüber der Umwelt abgeschlossen. Insbesondere befindet es sich in einer abgedichteten Verschalung. Diese bevorzugte Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Abtriebsrad und gegebenenfalls auch ein endloses Zugmittel vor äusseren Einflüssen geschützt sind. Dies können insbesondere Regen, Schnee, Schmutz, Wasser, welches bei Bachdurchfahrten oder beim Waschen des Fahrrads auf das Abtriebsrad gelangen könnte, oder Stösse von Hindernissen sein. Durch eine Verkapselung wird das Schmiermittel des Abtriebsrads länger im Zugmittelgetriebe gehalten, wodurch Verschleiss und Wirkungsgradverluste dauerhaft minimiert werden. Direkte Beschädigungen durch Stösse, wie etwa das Abbrechen von Zähnen im Abtriebsrad können durch eine Verkapselung ebenfalls ausgeschlossen werden. Zudem wird die Umwelt vor einer Verschmutzung durch Schmierstoffe geschützt, was besonders bei Fahrten im Gelände erstrebenswert ist.

Das Abtriebsrad kann auch offen betrieben werden oder eine nicht dicht verschlossene Verkapselung, wie einen Kettenkasten, einen halb geschlossenen Kettenkasten oder einen Kettenschutz aufweisen.

Bevorzugt ist das Achslager der Radnabe so ausgeführt, dass es zur seitlichen Aufnahme der Achse geeignet ist. Insbesondere weist das Achslager seitlich angeordnete, radial ausgerichtete Schlitze auf. Die Schlitze befinden sich dabei in beiden Teilen des Achslagers, also auf beiden Seiten der Mittelebene der Nabe, und sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet, sodass die Achse radial in das Achslager eingesetzt und aus diesem entnommen werden kann, was die Verwendung einer Scheibenbremse ermöglicht. Scheibenbremsen besitzen gegenüber Felgenbremsen eine grossere Bremsleistung und höhere Zuverlässigkeit. Zudem wird durch diese Konstruktion der Einsatz von kommerziell erhältlichen Nabenschaltungen ermöglicht, welche konstruktionsbedingt nicht mit einer auf Biegung tragenden axial verschiebbaren Achse ausgestattet werden können, da sich im Inneren der Achse die Ansteuerung der Gänge befindet.

Daneben ist eine Ausführungsform denkbar, bei welcher die Achse durch eine axiale Bewegung aus dem Achslager entfernt wird. Wenn die Achse in ihrer Länge veränderlich ausgeführt ist, beispielsweise als eine teleskopartig veränderliche Achse, kann die Achse radial auf die Achslagerung zugeführt und durch eine axiale Verlängerung in die Achslagerung eingeführt werden. Der umgekehrte Prozess kann zum Entnehmen der Achse aus der Achslagerung angewendet werden, indem zunächst die Länge der Achse verringert und anschliessend die Achse seitlich von der Achslagerung entfernt wird. Falls die Achslagerung in Form eines Achsstummels ausgestaltet ist, wird dieser bevorzugt mit einer Zwischenhülse im Rahmen befestigt. Diese verhindert im Falle unterschiedlicher Materialien Korrosion an ermüdungsrelevanten Bauteilen und verhindert ein Verkratzen der Bohrung des Rahmens durch das Einpressen des Achsstummels. Eine alternative Methode ist es, den Achsstummel integral mit dem restlichen Ausfallende zu fertigen. Bevorzugt überträgt die Kupplung der Radnabe die Drehbewegungen zwischen dem Abtriebsrad und dem Antreiber über zwei jeweils paarweise zusammenwirkende Wirkflächen. Dabei weisen ein erster, antreiberseitiger Teil und ein zweiter, abtriebsradseitiger Teil der Kupplung jeweils zwei Wirkflächen auf. Die Kupplung der Radnabe weist bevorzugt zwei Teile auf, wobei der erste Teil fest mit dem Antreiber und der zweite Teil fest mit dem Abtriebsrad befestigt sind. Durch das Zusammenwirken dieser beiden Teile der Kupplung wird eine Verbindung zwischen dem Antreiber und dem Abtriebsrad hergestellt. Bevorzugt werden die Drehbewegungen des Abtriebsrads dabei über Wirkflächen auf den Antreiber übertragen, wobei sich jeweils zwei Wirkflächen an dem ersten Teil und zwei Wirkflächen an dem zweiten Teil der Kupplung befinden. Es wirken also jeweils eine Wirkfläche des ersten Teils und eine Wirkfläche des zweiten Teils miteinander zusammen.

Alternativ kann eine andere Zahl von Wirkflächen vorgesehen sein. Bevorzugt ist hierbei jedoch eine symmetrische Verteilung der Wirkflächen. Eine solche Verteilung führt zu einer gleichmässigen Kraftverteilung auf die einzelnen Wirkflächen. Wirkflächen müssen in diesem Zusammenhang nicht flächig weit ausgedehnt ausgeführt, sondern diese können auch flächig stark begrenzt sein. Dies kann beispielsweise für einen Kuppelvorgang von Bedeutung sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Wirkflächen der Kupplung parallel zueinander ausgerichtet. In dieser Ausführungsform ist eine symmetrische Verteilung der Kräfte auf die einzelnen Wirkflächen besonders unkompliziert realisierbar. Besonders bevorzugt sind die Wirkflächen dabei gleich weit von der Achse beabstandet.

Es ist jedoch auch möglich, die Wirkflächen zueinander abgeschrägt auszuführen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Wirkflächen der Kupplung schräg zueinander und paarweise parallel ausgerichtet. Die Ausrichtung der Wirkflächen ist dabei derart gewählt, dass ein leichteres Einkuppeln der Kupplung ermöglicht wird. Die Wirkflächen sind hierzu derart angeschrägt, dass bei einer Drehung des abtriebsrad- seitigen Teils der Kupplung in der hauptsächlich Last übertragenden Richtung jeweils zwei parallele Wirkflächen aufeinander zu liegen kommen. In der nicht hauptsächlich Last übertragenden Drehrichtung der Kupplung sind die Wirkflächen gegeneinander angeschrägt.

Daneben können die Wirkflächen auch andere Geometrien aufweisen.

Mit Bezug auf den zweiten Aspekt der Erfindung ist mit Vorteil die erste Wegstrecke, über die ein Umlenkrad durch den ersten Kompensationsmechanismus des Zugmittelgetriebes radial beweglich ist, um mindestens 10 %, bevorzugt um mindestens 40 % und besonders bevorzugt um mindestens 80 % länger als die zweite Wegstrecke, über die ein Umlenkrad durch den zweiten Kompensationsmechanismus des Zugmittelgetriebes radial beweglich ist, wobei sich die relativen Längen jeweils auf die Länge der zweiten Wegstrecke beziehen. Die erste Wegstrecke beträgt mit Vorteil ein Mehrfaches der zweiten Wegstrecke. So können beispielsweise verschiedene Bewegungen des Kopplungsmittels in Abhängigkeit der Ausrichtung und der Längen der Wegstrecken zu unterschiedlichen Ausmassen kompensiert werden.

Die Länge der ersten Wegstrecke kann die der zweiten Wegstrecke jedoch auch um weniger als 10 % überschreiten. Die Längen der Wegstrecken können auch gleich sein.

Bevorzugt ist das Zugmittelgetriebe derart ausgebildet, dass mittels des ersten Kompensationsmechanismus und des zweiten Kompensationsmechanismus dasselbe Umlenkrad über die erste radiale Wegstrecke und über die zweite radiale Wegstrecke beweglich ist. Die Kompensationsmechanismen können dabei gleichartig oder unterschiedlich ausgeführt sowie unabhängig oder miteinander gekoppelt sein.

Das Zugmittelgetriebe kann aber auch mehr als ein Umlenkrad umfassen, beispielsweise ein erstes und ein zweites Umlenkrad. Dabei ist das erste Umlenkrad ausgehend von einer ersten Nulllage radial über eine erste Wegstrecke beweglich und das zweite Umlenkrad ausgehend von einer zweiten Nulllage radial über eine zweite Wegstrecke beweglich. Die erste Wegstrecke ist länger als die zweite Wegstrecke.

Insbesondere kann das Zugmittelgetriebe so ausgeführt sein, dass ein Umlenkrad in einer ersten Richtung um eine erste Wegstrecke und das Umlenkrad in einer zweiten, beispielsweise der ersten Richtung entgegen gesetzten Richtung um eine zweite Wegstrecke radial beweglich ist, wobei die erste Wegstrecke länger ist als die zweite Wegstrecke. So kann beispielsweise erreicht werden, dass das Umlenkrad einer verschleissbedingten Längung des Kopplungsmittels durch den ersten Mechanismus folgen kann, aber beispielsweise eine temporäre Verkürzung der Envelope nur zu einem geringeren Ausmass erlaubt.

Bevorzugt ist das Hinterrad auf einer um eine Drehachse beweglichen, mit einer Federkraft beaufschlagten Schwinge gelagert. Dabei ist der Abstand zwischen dem Antriebsrad und dem Abtriebsrad von der Position der beweglichen Schwinge abhängig. Die bewegliche Schwinge ist dabei um einen Drehpunkt drehbar, der nicht mit dem Drehpunkt des Antriebsrads zusammenfällt. So können Einflüsse der Spannung des Kopplungsmittels auf die Federung der beweglichen Schwinge und Einflüsse der Federung der beweglichen Schwinge auf die Spannung des Kopplungsmittels reduziert werden. Dadurch verbessert sich auch das kinematische Ansprechverhalten der beweglichen Schwinge. Der Abstand der Drehachse der beweglichen Schwinge zu einem Lasttrum des endlosen Kopplungsmittels ist dabei bevorzugt kleiner als der Abstand der Drehachse der beweglichen Schwinge zur Drehachse des Antriebsrads. Eine derartige Konstruktion hat den vorteilhaften Effekt, dass eine Positionsänderung der beweglichen Schwinge minimale Auswirkungen auf die Länge der Envelope oder die Spannung des endlosen Kopplungsmittels hat. Wenn der Verstellweg des Umlenkrads nur sehr klein ist, können grossere Änderungen der Länge der Envelope oder der Spannung des endlosen Kopplungsmittels nicht ausgeglichen werden. Ansonsten ist die Anordnung der Komponenten weitgehend frei wählbar, sodass eine strukturell effiziente, leichte und sichere Konstruktion ermöglicht ist. Für Zweiräder mit im Rahmen integriertem Getriebe besteht zudem der Vorteil, dass die Schwinge direkt am Rahmen befestigt werden kann. Die im Stand der Technik übliche Befestigung der Schwinge am Getriebe, welches seinerseits am Hauptrahmen befestigt ist, hat strukturelle Nachteile, da die Befestigung der Schwinge sehr grosse Lasten aufnehmen muss.

Das Hinterrad kann jedoch auch statt auf einer beweglichen Schwinge direkt starr auf dem Rahmen des Zweirads gelagert sein. Der Abstand zwischen der Drehachse der beweglichen Schwinge und dem Lasttrum des endlosen Kopplungsmittels kann darüber hinaus auch grösser sein als der Abstand zwischen den Drehachsen der beweglichen Schwinge und des Antriebsrads.

Bevorzugt ist das Umlenkrad an der beweglichen Schwinge befestigt. Dadurch bewegt sich das Umlenkrad bei einem Einfedern der beweglichen Schwinge mit. Der Drehpunkt der Schwinge, das Antriebsrad, das Abtriebsrad und das Umlenkrad bzw. mehrere Umlenkräder können relativ zueinander derart positioniert werden, dass die Länge der Envelope in sehr guter Näherung als konstant angesehen werden kann. Dies unterbindet zusammen mit dem zweiten Kompensationsmechanismus die Gefahr eines Abspringens des Kopplungsmittels von den Rädern. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das Umlenkrad bzw. mehrere Umlenkräder an der beweglichen Schwinge befestigt sind. Durch die Eigenschaft der im Wesentlichen konstanten Envelopenlänge kann auf einen bei konventionellen Systemen benötigten langhubigen Kettenspanner mit den bekannten Nachteilen verzichtet werden. Dies wiederum ermöglicht, den gesamten Antriebsstrang auf engem Raum zu konzentrieren und damit eine sinnvolle Kapselung des gesamten Antriebs.

Das Umlenkrad kann auch am Rahmen des Zweirads befestigt sein. Wenn das Zugmittelgetriebe mehr als ein Umlenkrad umfasst, können die Umlenkräder auch auf den Rahmen und die bewegliche Schwinge verteilt angeordnet sein.

Mit Vorteil ist die radiale Wegstrecke des über den zweiten Kompensationsmechanismus beweglichen Umlenkrads während des Betriebs des Zugmittelgetriebes durch feste Anschläge auf weniger als 1 %, bevorzugt weniger als 0.1 % der Länge des endlosen Kopplungsmittels begrenzt. Der Betrieb des Zugmittelgetriebes bedeutet dabei eine Kraftübertragung zwischen dem Antriebsrad und dem Abtriebsrad, wobei eine allfällig vorhandene bewegliche Schwinge Federbewegungen ausführen kann. Eine derartige Einschränkung der Wegstrecke, um die das Umlenkrad beweglich ist, begrenzt auch das Mass der Längenänderung der Envelope oder der Spannungsänderung des endlosen Kopplungsmittels, die das Zugmittelgetriebe zulässt. Somit wird eine unkontrollierte Längenänderung der Envelope oder Spannungsänderung des Kopplungsmittels verhindert und damit, dass das Kopplungsmittel von dem Antriebsrad, Abtriebsrad oder Umlenkrad abspringen kann. Damit Dimensionsabweichungen, wie beispielsweise Fertigungstoleranzen, Unrundheiten in den Rädern oder Spiel in Lagern, nicht zu einer Änderung der Vorspannung des Kopplungsmittels oder zu einem Überdehnen desselben führen, wird das Umlenkrad bzw. werden die Umlenkräder entlang einer begrenzten Wegstrecke beweglich elastisch gelagert. Wird ein Kopplungsmittel mit einer Teilung verwendet, ist eine geringfügig elastische Lagerung zudem nötig um den Polygoneffekt zu kompensieren, da dieser bei Verwendung der im Zweiradbau üblichen Raddurchmesser nicht vernachlässigbar ist. Durch die Begrenzung des Bewegungsraums des Umlenkrads bzw. der Umlenkräder wird erreicht, dass das Zugmittel trotz elastischer Lagerung eines Rads nicht von den Rädern abspringen oder Schleifen bilden kann. Ausserdem ermöglicht die elastische Lagerung geringfügige Änderungen in der Envelopenlänge, welche durch Bewegungen der allfällig vorhandenen beweglichen Schwinge entstehen, aufzufangen.

Auch grossere Toleranzen hinsichtlich des Bewegungsraums des Umlenkrads sind hierbei jedoch denkbar.

Bevorzugt verbleibt das Abtriebsrad bei einem Ausbau des Hinterrads am Zweirad, wie dies beispielsweise der erste Aspekt der Erfindung ermöglicht. So wird erreicht, dass das Zugmittelgetriebe auch bei einem Radausbau des Hinterrads als Einheit bestehen bleibt. Somit kann der Bewegungsraum einzelner Komponenten des Zugmittelgetriebes, insbesondere des Umlenkrads, stark eingeschränkt werden. Es ist nicht nötig, das Abtriebsrad aus dem endlosen Kopplungsmittel herauszulösen und nach einem anschliessenden Einbau wieder in das endlose Kopplungsmittel einzusetzen. Dies ist effizient und unkompliziert und verringert die Gefahr, sich bei der Durchführung eines Radausbaus zu verschmutzen. Somit ist auch eine effiziente Kapselung des Zugmittelgetriebes möglich, da die Kapselung auch bei einem Radausbau nicht geöffnet werden muss.

Alternativ kann das Zugmittelgetriebe auch so ausgeführt sein, dass das Abtriebsrad bei einem Ausbau des Hinterrads vom Zweirad entfernt wird, insbesondere dann, wenn das Abtriebsrad fest mit dem Hinterrad verbunden ist.

Mit Vorteil umfasst der erste Kompensationsmechanismus und/oder der zweite Kompensationsmechanismus ein vorgespanntes elastisches Element zur Lagerung des entsprechenden Umlenkrads. Ein auf einem elastischen und vorgespannten Element gelagertes Umlenkrad erlaubt es, Änderungen der Envelopenlänge oder Spannung des endlosen Kopplungsmittels, welche beispielsweise durch eine Positionsänderung einer allfällig vorhandenen beweglichen Schwinge entstehen, auszugleichen. Durch die vorgespannte Lagerung eines Umlenkrads kann sichergestellt werden, dass das Kopplungsmittel stets unter einer einstellbaren Spannung steht. Die einstellbare Spannung des Kopplungsmittels wird wegen des Vorspannens auch über einen weiten Positionsbereich der elastischen Lagerung eines Umlenkrads weitgehend konstant gehalten. So wird ein Abspringen des Kopplungsmittels von dem Antriebsrad, Abtriebsrad oder einem Umlenkrad verhindert. Dabei können sowohl der erste als auch der zweite Kompensationsmechanismus auf dasselbe Umlenkrad wirken, oder die beiden Kompensationsmechanismen wirken auf mehrere Umlenkräder, wobei der erste Kompensationsmechanismus auf ein erstes Umlenkrad oder auf mehrere erste Umlenkräder wirkt und der zweite Kompensationsmechanismus auf ein zweites Umlenkrad oder mehrere zweite Umlenkräder wirkt.

Damit trotz einer kontinuierlichen Kompression und Entlastung des elastischen Elements des Umlenkrads bzw. der Umlenkräder im Betrieb des Zweirads keine unnötig starken Leistungsverluste auftreten, und damit der Kraftbedarf zum Betätigen des Antriebs möglichst gleichmässig ist, ist das elastische Element mit Vorteil über ein Vielfaches seines Arbeitswegs vorgespannt. Dadurch wird erreicht, dass die wegabhängige Spannungsänderung des Kopplungsmittels minimiert wird.

Alternativ kann der erste Kompensationsmechanismus und/oder der zweite Kompensationsmechanismus ein nicht vorgespanntes elastisches Element zur Lagerung eines Umlenkrads umfassen, welches allfällige Änderungen der Länge oder der Spannung des Kopplungsmittels beispielsweise beim Einfedern der allfällig vorhandenen beweglichen Schwinge ausgleicht.

Bevorzugt wird das elastische Element dabei durch eine mindestens zweiteilige Achse gebildet, wobei in einer Kemachse ein radial wirkendes, vorgespanntes Federelement aufnehmbar ist. Das Federelement wirkt dabei gegen eine die Kernachse ummantelnde Hülse, welche so dimensioniert ist, dass sich die Hülse auf der Kernachse bewegen kann. Die Bewegung der Hülse auf der Kernachse ist dabei mit Vorteil auf eine Raumrichtung beschränkt. Bei einer festen Lagerung der Kernachse ist die Hülse durch das Federelement elastisch gegenüber der festen Lagerung beweglich. Das Umlenkrad ist dann auf der Hülse gelagert und via den Federmechanismus elastisch mit der Kemachse verbunden. Die Einschränkung der Bewegung der Hülse auf der Kernachse auf eine Raumrichtung erlaubt eine definiert gerichtete Federbewegung des Umlenkrads und kann ungewollte Bewegungen des Umlenkrads verhindern.

Daneben kann das Umlenkrad auch auf einem andersartigen elastischen Element gelagert sein. Eine Lagerung auf einem elastisch drehbar gelagerten Hebel oder auf einer in einem elastischen Medium wie etwa Gummi befindlichen Kernachse sind weitere mögliche Realisierungen einer elastischen Lagerung eines Umlenkrads.

Bevorzugt kompensiert der erste Kompensationsmechanismus des Zugmittelgetriebes eine Verlängerung des endlosen Kopplungsmittels selbst. Eine derartige Verlängerung des endlosen Kopplungsmittels geschieht dabei durch Verschleiss des Kopplungsmittels während des Betriebs, welcher selbst bei perfekt verkapselten Kopplungsmitteln auftritt. Auch der Verschleiss anderer im Zugmittelgetriebe eingesetzter Komponenten kann zu einer Verkürzung der Envelope führen und hat den gleichen Effekt wie eine Verlängerung des Kopplungsmittels. Eine Kompensation der Verlängerung des Kopplungsmittels reduziert daher den Wartungsaufwand am Zugmittelgetriebe. Der Verschleiss wird kompensiert indem die Spannung des endlosen Kopplungsmittels aufrechterhalten wird. Dies kann durch ein weiteres Federelement für das Umlenkrad, beispielsweise durch einen Rätschenmechanismus zusätzlich zu der elastischen Lagerung des Umlenkrads mit eng begrenzten harten Anschlägen, realisiert werden, das vorgespannt ist und seine Spannung auf das Kopplungsmittel überträgt. Bei Überschreiten eines Grenzwerts für die Verlängerung des Kopplungsmittels spannt der Rätschenmechanismus eine Raststufe weiter und hält somit die Spannung des Kopplungsmittels aufrecht. Durch eine Positionsänderung einer allfällig vorhandenen beweglichen Schwinge kann sich ebenfalls die Envelope verändern, weshalb der Rätschenmechanismus derart ausgelegt ist, dass ein Nachspannen nicht schon aus einer elastischen Verlängerung der Kette unter hoher Last oder durch eine Positionsänderung der beweglichen Schwinge resultiert. Daneben kann der Verschleiss des Kopplungsmittels auch manuell, beispielsweise durch Nachspannen des Kopplungsmittels, realisiert werden.

Mit Vorteil umfasst der erste Kompensationsmechanismus des Zugmittelgetriebes einen Hebel, auf dem ein Umlenkrad gelagert ist, eine Achse, eine Torsionsfeder und eine Blattfeder. Der Hebel ist auf der Achse drehbar gelagert und ist durch die Torsionsfeder mit einer Torsionsspannung in Richtung eines ersten Drehsinns beaufschlagt. Der Hebel ist dabei mit rasterförmig sägezahnartig angeordneten Zähnen versehen, welche mit der Blattfeder zusammenwirken. Anstelle einer Blattfeder kann auch eine andere Biegefeder oder eine Sperrklinke vorgesehen sein.

Bevorzugt sind die Zähne dabei derart sägezahnartig ausgeführt, dass der Hebel im

Zusammenwirken mit der Blattfeder zum Bewegen des Umlenkrads entlang der ersten

■ radialen Wegstrecke in einem ersten Drehsinn um einen ersten Winkelbereich um die

Achse drehbar ist. Die Blattfeder rutscht bei einer Drehung des Hebels im ersten Drehsinn entlang einer jeweils flachen Flanke eines sägezahnartigen Zahns von einem Zahn zum nächsten. Der Hebel ist in einem zweiten Drehsinn, der dem ersten Drehsinn entgegengesetzt ist, zum Bewegen des Umlenkrads entlang der zweiten radialen Wegstrecke um einen zweiten Winkelbereich um die Achse drehbar. Dabei ist der erste Winkelbereich grösser als der zweite Winkelbereich. Bei einer Drehung des Hebels im zweiten Drehsinn stösst die Blattfeder nach einer Drehung um höchstens den zweiten Winkelbereich an einer steilen Flanke eines sägezahnartigen Zahns an und verhindert somit eine weitere Drehung des Hebels im zweiten Drehsinn. Eine Drehung des Hebels im ersten Drehsinn kann dabei über einen grossen Winkelbereich erfolgen, welcher ein Rutschen der Blattfeder über (allenfalls) mehrere Zähne bedeutet. Eine Drehung des Hebels im zweiten Drehsinn kann nur um einen kleinen Winkelbereich erfolgen, welcher einem Rutschen der Blattfeder entlang einer flachen Flanke eines Zahns entspricht.

Mit Vorteil ist der erste Winkelbereich dabei um mindestens 10 %, bevorzugt um mindestens 40 % und besonders bevorzugt um mindestens 80 %, jeweils in Relation zum zweiten Winkelbereich, grösser als der zweite Winkelbereich.

Bevorzugt weisen die Zähne des Hebels des Kompensationsmechanismus dabei jeweils Ausnehmungen zur teilweisen Aufnahme der Blattfeder auf. Die Zähne wirken dabei derart mit der Blattfeder zusammen, dass die jeweilige Tiefe der Ausnehmungen den jeweils zweiten Winkelbereich begrenzt. Bei einer Drehung des Hebels im zweiten Drehsinn kann die Blattfeder von der Ausnehmung teilweise aufgenommen werden. So kann auch unmittelbar nachdem die Blattfeder durch eine Drehung des Hebels im ersten Drehsinn von einem ersten Zahn auf einen zweiten Zahn gerutscht ist, noch eine Drehung des Hebels im zweiten Drehsinn erfolgen.

Daneben kann der Kompensationsmechanismus auch andersartig ausgeführt sein. So können die Zähne auf der Blattfeder auch symmetrisch ausgeführt sein. Die Zähne können auch so geformt sein, dass eine Drehung des Hebels nur in einem Drehsinn möglich ist oder dass der Hebel in einem ersten Drehsinn um einen gleichen Winkelbereich drehbar ist wie in einem zweiten Drehsinn. Der erste Winkelbereich kann auch deutlich mehr als um 80 % oder weniger als um 10 % grösser als der zweite Winkelbereich sein.

Bevorzugt umfasst das Zugmittelgetriebe ein Anzeigeelement, welches eine relative Längenänderung des Kopplungsmittels anzeigt. Eine solche Anzeige kann auch zur Bestimmung des Verschleisszustands des Kopplungsmittels genutzt werden, wenn sich die Länge des Kopplungsmittels mit zunehmendem Verschleiss vergrössert. Eine solche Anzeige kann beispielsweise durch ein Federelement realisiert werden, welches die Spannung des Kopplungsmittels misst und in Abhängigkeit der gemessenen Spannung eine bestimmte Länge oder eine bestimmte Position im Raum einnimmt. Eine an einem solchen Federelement angebrachte Markierung eignet sich zur Bestimmung des Verschleisszustands des Kopplungsmittels. Beispielsweise kann an der Verkapselung des Zugmittelgetriebes ein Schauglas im Bereich der Markierung angebracht sein, durch welches die Markierung von aussen sichtbar ist. Die Bestimmung der Spannung des Kopplungsmittels kann beispielsweise durch ein gegen das Kopplungsmittel gepresstes Umlenkrad erfolgen, wobei die Position des Umlenkrads von der Spannung des Kopplungsmittels abhängig ist.

Das Zugmittelgetriebe kann jedoch auch ohne ein solches Anzeigeelement ausgeführt werden.

Mit Vorteil ist das endlose Kopplungsmittel durch ein kalibriertes Werkzeug, beispielsweise einen Drehmomentschlüssel, stufenlos auf einen definierten Wert vorspannbar. Dies hat den Vorteil, dass das Kopplungsmittel einerseits auf die optimale Spannung für den Betrieb des Zugmittelgetriebes gebracht werden kann, andererseits kann auch der Verschleisszustand des Kopplungsmittels bestimmt werden. Das Bestimmen des Verschleisszustands des Kopplungsmittels kann dabei anhand seiner Spannung oder auch anhand einer nötigen Kraft eines Kompensationsmechanismus, um die zuvor eingestellte Vorspannung wieder einzunehmen, geschehen.

Der Verschleiss kompensierende Mechanismus bietet dabei eine Möglichkeit, eine klar definierte Vorspannung auf das Kopplungsmittel aufzubringen, beispielsweise indem die Torsionsfeder durch einen Drehmomentschlüssel vorgespannt wird und dieses Dreh- moment mittels des Hebels auf das Kopplungsmittel überträgt.

Es ist jedoch ebenfalls möglich, das Kopplungsmittel zu spannen, ohne dabei eine definierte Spannung einzustellen.

Mit Vorteil verläuft der Lasttrum des endlosen Kopplungsmittels direkt vom Antriebsrad zum Abtriebsrad. Durch eine Führung des Kopplungsmittels auf seinem die Antriebslast übertragenden Abschnitt ohne zwischen diesen Rädern befindliche Umlenkungen wird der Wirkungsgrad des Zugmittelgetriebes auf einem möglichst hohen Niveau gehalten.

Daneben können auch Umlenkungen zwischen dem An- und dem Abtriebsrad vorgesehen sein, beispielsweise um das Kopplungsmittel auf einem anderen Weg zu führen als entlang der direkten Verbindung zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebsrad. Umlenkungen auf der lastfreien Seite des Kopplungsmittels verursachen dabei kaum Wirkungsgradverluste.

Bevorzugt ist das Zugmittelgetriebe und insbesondere das endlose Kopplungsmitte] durch eine Kapselung von der Umwelt abgetrennt. Durch die Abkapselung des Zugmittelgetriebes von der Umwelt können störende Einflüsse der Umwelt nicht mehr uneingeschränkt auf das Zugmittelgetriebe wirken. Beispielsweise ist die Verschmutzungsgefahr der Umwelt durch aus dem Zugmittelgetriebe ausgewaschene Schmiermittel im Wesentlichen unterbunden. Auch ein beschleunigter Verschleiss durch Witterungseinflüsse wie dem Auswaschen von Schmiermittel aus dem Zugmittelgetriebe wird durch eine Kapselung wesentlich verlangsamt. Dabei ist die Verkapselung in der Regel mehrteilig und besteht beispielsweise aus einer Kapselung des Antriebsrads, einer Kapselung des Kopplungsmittels und einer Kapselung des Abtriebsrads. Relativbewegungen zwischen einzelnen Kapselungen können durch elastische Elemente aufgefangen werden, ohne die Dichtwirkung der Verkapselung zu verlieren. Für die Kapselung können eigens dafür vorgesehene, nicht tragende Verschalungen oder aber bereits vorhandene, tragende Elemente des Zweirads wie zum Beispiel eine Kettenstrebe oder ein Ausfallende vorgesehen sein.

Um Wirkungsgradverluste durch schleifende Dichtungen zwischen rotierenden Teilen des Zugmittelgetriebes und Teilen der Kapselung zu minimieren und um dort eine zuverlässige Dichtwirkung zu erzielen, ist es vorteilhaft, die Dichtungen im Durchmesser so klein wie möglich auszugestalten. Ist die Drehachse des Antriebsrads identisch mit der Drehachse der Kurbeln, so kann dies durch ein räumliches Versetzen des Kurbelsterns bezüglich der Kurbel zur Zweiradmitte hin erreicht werden, sodass ein Deckel zwischen Kurbel und Kurbelstern eingefügt werden kann, von welchem dann die Dichtung zum Kurbelstem erfolgt. Der Kurbelstern bildet dabei die Aufnahme für das Antriebsrad. Daneben ist es auch möglich, dass das Zugmittelgetriebe unverkapselt oder teilweise verkapselt, beispielsweise durch einen Kettenkasten, ausgeführt ist.

Bevorzugt ist das Antriebsrad mittels eines Excenters derart gelagert, dass sich die Position des Antriebsrads relativ zu den übrigen vom Zugmittelgetriebe umfassten Komponenten durch eine Rotation des Excenters verändern lässt. Dadurch lässt sich das endlose Kopplungsmittel spannungsfrei montieren und danach durch Vergrösserung des Abstands zwischen Antriebsrad und Abtriebsrad grob vorspannen, ohne dabei die Position eines Umlenkrads zu verändern. Dies geschieht dabei unabhängig vom Kompensationsmechanismus.

Alternativ kann das Antriebsrad auch in einem nicht exzentrisch ausgeführten Lager gelagert sein. Es ist auch möglich, das Kopplungsmittel beispielsweise durch ein weiteres

Umlenkrad zu spannen oder die Ausfallenden verschiebbar gegenüber den übrigen Teilen einer allfällig vorhandenen beweglichen Schwinge oder dem Rahmen auszuführen.

Daneben kann - in einer Ausführung des Zweirads, bei der das Hinterrad auf einer beweglichen Schwinge gelagert ist, - auch ein verstellbarer Schwingendrehpunkt zur spannungsfreien Montage des Kopplungsmittels vorgesehen sein. Bevorzugt verläuft das endlose Kopplungsmittel zumindest teilweise innerhalb der allfällig vorhandenen Schwinge, wo es gut gegen äussere Auswirkungen geschützt ist, ohne dass weitere Verkapselungen benötigt würden.

Daneben kann das endlose Kopplungsmittel auch in einer separaten Verkapselung oder freilaufend, also unverkapselt, geführt sein. Die Verkapselung könnte direkt an der Schwinge bzw. an Teilen des Rahmes entlang geführt oder unabhängig von der Schwinge bzw. diesen Rahmenteilen angeordnet sein.

Da weder ein Kettenspanner noch ein Schaltwerk nötig ist, kann das Zweirad nach einem Radausbau direkt auf seine beiden Achslagerungen gestellt werden. Da die beiden Achslagerungen etwa gleich lang sind, steht das Zweirad dabei stabil ohne umzufallen. Dies ist zum Beispiel beim Reifenwechsel oder beim Transport von Vorteil.

Der erste Aspekt der Erfindung, nämlich die erfindungsgemässe Hinterradnabe, und der zweite Aspekt der Erfindung, nämlich das Zugmittelgetriebe, lassen sich bei einem Zweirad grundsätzlich sowohl in Kombination als auch einzeln ausführen. Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Ein Zweirad in einer Seitenansicht;

Fig. 2 ein verkapseltes Zugmittelgetriebe in einer ersten Seitenansicht;

Fig. 3 ein Zugmittelgetriebe ohne Verkapselung in einer zweiten Seitenansicht;

Fig. 4 eine elastisch gelagerte Umlenkrolle;

Fig. 5 ein Abtriebsrad mit Umlenkrolle und Verschleiss kompensierendem Mechanismus; Fig. 6 eine Anzeige des den Verschleiss kompensierenden Mechanismus;

Fig. 7 ein Zweirad mit Rahmengetriebe;

Fig. 8 ein Zugmittelgetriebe mit Rahmengetriebe;

Fig. 9 eine Radnabe;

Fig. 10 ein Achslager mit Kupplung und Verkapselung;

Fig. 1 1 ein Achslager mit Kupplung ohne Verkapselung;

Fig. 12 eine Radnabe mit Kupplung und Achse;

Fig. 13 eine Explosionsdarstellung der Kupplung;

Fig. 14 einen Arretiermechanismus;

Fig. 15 eine Aussenansicht des Arretiermechanismus;

Fig. 16 einen Schnitt durch eine Radnabe mit Kupplung und Diebstahlsicherung.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemässes Zweirad mit einer am Hauptrahmen 1 des Zweirads beweglich gelagerten beweglichen Schwinge 2, deren Position durch ein Feder-Dämpfer- Element 3 gesteuert wird und an der das Hinterrad 4 befestigt ist. Der Antrieb des Zweirads wird durch ein Zugmittelgetriebe gebildet, das ein Antriebsrad in einer Verkapselung 6, ein endloses Kopplungsmittel in einer Verkapselung 7 und ein Abtriebsrad sowie Umlenkräder umfasst. Das Zweirad ist mit einer Scheibenbremse 5 am Hinterrad 4 ausgerüstet.

Figur 2 zeigt den Antrieb des Zweirads im montierten Zustand. An einer Kurbel 10 mit Pedalen ist ein vorderes Kettenrad befestigt, welches von einer Verkapselung 6 umgeben ist. Von dem vorderen Kettenrad führt das endlose Kopplungsmittel in Form einer Antriebskette in Richtung der Hinterradnabe 8. Die Antriebskette verläuft dabei ebenfalls in einer Verkapselung 7 und treibt ein Abtriebsrad an, das ebenfalls verkapselt und mit der Hinterradnabe 8 derart verbunden ist, dass diese sich mit der Drehung des Abtriebsrads bewegt.

Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsform des Zugmittelgetriebes. In dieser Figur ist das Zugmittelgetriebe, umfassend das Antriebsrad 12, das Abtriebsrad 13, die zwei Umlenkrollen 15.1, 15.2 und die Kette 14, abgebildet. Die Umlenkräder 15.1, 15.2 dienen einerseits der Führung der Kette 14 und andererseits der Justage der in Abhängigkeit von der Schwingposition der beweglichen Schwinge und des Verschleisses leicht veränderlichen Länge der Kette 14. Aus Gründen der Wirkungsgradoptimierung verläuft der Lasttrum 14.1 der Kette 14 direkt zwischen dem Antriebsrad 12 und dem Abtriebsrad 13. Die Umlenkrollen 15.1 , 15.2 wirken aus diesem Grund auf den unteren, zurückführenden Teil der Kette 14. Die Figur 3 zeigt zudem den Kupplungsteil 19 am Abtriebsrad 13, wobei mittels der Kupplung die Radnabe an das Zugmittel 14 gekoppelt wird. Der Kupplungsteil 19 weist dabei auch eine Achslagerung 20 für die Hinterradnabe auf. Das Antriebsrad 12 dreht sich um den Drehpunkt 37 der Kurbel 10. Diese Achse 37 ist hier in einem Excenter 17 im Rahmen 1 des Zweirads gelagert. Durch eine Justage des Excenters 17 kann die Achse 37 der Kurbel 10 und die hiermit identische Achse 37 des Antriebsrads 12 senkrecht zu ihrer Ausrichtung verschoben werden. Dies ermöglicht ein Spannen der Kette 14 durch Verändern des Abstands zwischen dem Antriebs- 12 und Abtriebsrad 13. Dieses Spannen ist vor allem im Zusammenhang mit Wartungsarbeiten, wie einem Auswechseln der Kette 14 oder eines der Zahnräder, von Vorteil. Die Achse 9, um die die Schwinge sc hwingt, ist ebenfalls angedeutet und befindet sich neben der Drehachse 37 des Antriebsrads 12. Die Achse 9 der Schwinge liegt in unmittelbarer Nähe des Lasttrums 14.1 der Kette.

Figur 4 zeigt in einer Explosionsdarstellung eine mögliche Gestaltung eines elastisch gelagerten, mit festen Anschlägen versehenen Umlenkrads. Das Umlenkrad umfasst eine Achse 24, welche hier durch ein axiales Gewinde am Zweirad befestigt wird und auf der der rotierende Teil des Umlenkrads, in diesem Fall ein Kettenrad 21 gelagert ist. Die Achse 24 weist eine seitliche, in radialer Richtung verlaufende Bohrung 1 1 auf, in welche ein elastisches Element, in diesem Fall eine Feder 25, eingesetzt werden kann. Über die Achse 24 wird eine Hülse 23 geschoben, deren innenraum 23.1 grösser ist als die Achse 24. Dadurch hat die Achse 24 innerhalb der Hülse 23 Spiel und die komprimierte Feder 25 wirkt gegen den Innenraum 23.1 der Hülse. Dadurch wird die Achse 24 an den der Bohrung 1 1 mit der darin enthaltenen Feder 25 gegenüber liegenden Anschlag des Innenraums 23.1 der Hülse 23 gedrückt. Auf die Hülse 23 wird ein Lager 22 - vorzugsweise ein Wälzlager - sowie ein zum Zugmittel passendes Kettenrad 21 gesteckt. Die Hülse 23 erfüllt auf diese Weise die Funktion eines Anschlags für eine mögliche radiale Bewegung des Lagers 22 und des Kettenrads 21 auf der Achse 24. Durch das Verhältnis zwischen der Grosse und Form des Innenraums 23.1 der Hülse 23 und der äusseren Grosse und Form der Achse 24 ist festgelegt, um welche Wegstrecke und in welche Richtung sich die Hülse 23 und damit das Kettenrad 21 bezüglich der fest am Zweirad installierten Achse 24 bewegen kann. Wenn die Hülse 23, wie in dieser Abbildung, einen länglichen Innenraum 23.1 aufweist, kann die Bewegung der Hülse 23 auf der Achse 24 auf eine lineare Bewegung in Richtung der längeren Ausrichtung eingeschränkt werden. Figur 5 zeigt einen erfindungsgemässen, Verschleiss kompensierenden und anzeigenden Mechanismus. Die Abdeckung des Antriebs und das Zugmittel sind nicht dargestellt. In der hier gezeigten Ausführungsform umfasst der Mechanismus einen auf einer Achse 18 gelagerten, länglichen Hebel 26, auf dem wiederum das hintere Umlenkrad 15.1 gelagert ist. Das hintere Umlenkrad 15.1 ist dabei auf dem der Achse 18 gegenüberliegenden Teil des Hebels 26 angebracht. Der Hebel 26 verschiebt also durch Rotation um seine Drehachse 18 das Umlenkrad 15.1. Dadurch kann die Kette effektiv gespannt werden. Hierzu ist der Hebel 26 mit einer Torsionsfeder 29 beaufschlagt, welche mit einer in der Drehachse 18 des Hebels 26 befestigten Mutter 31 und Schraube 32 zusammenwirkt. Die Torsionsfeder 29 ist dabei an ihrem einen Ende mit dem Hebel 26 und an ihrem anderen Ende mit der Mutter 31 drehfest verbunden, wobei die Mutter in der Drehachse 18 des Hebels 26 gelagert ist und die Torsionsfeder 29 durch eine Rotation der Mutter 31 gegenüber dem Hebel 26 gespannt wird. Die Mutter 31 wirkt mit der Schraube 32 derart zusammen, dass eine Schraube-Mutter-Verbindung entsteht, welche die entsprechende Wandung der Verkapselung und/oder die Schwinge einklemmt und somit mit dem Gehäuse der Verkapselung und/oder der Schwinge in einer drehfesten Klemmverbindung steht. Die Torsionsfeder 29 lässt sich bevorzugt via die Mutter 31 mittels eines Drehmomentschlüssels mit einem Drehmoment beaufschlagen und spannt den Hebel 26 gegenüber der Mutter 31 und damit indirekt gegenüber dem Gehäuse der Verkapselung und/oder der Schwinge vor. Die Vorspannung des Hebels 26 wirkt dabei der Kraft, die durch die Spannung der Kette auf das Umlenkrad 15.1 wirkt, entgegen. Sobald die Spannung der Kette nachlässt und die von der Torsionsfeder 29 auf den Hebel 26 und das Umlenkrad 15.1 wirkende Kraft grösser ist als die Kraft der Kette, wird der Hebel 26 nachgeführt und spannt die Kette auf diese Weise nach. Damit eine grossere Kraft der Kette den Hebel 26 nicht wieder zurückdrücken kann, ist zudem eine sägezahnartige Zähne 27 umfassende Arretierung vorgesehen. Die Arretierung umfasst in dem bei einer Rotation um die Drehachse 18 am meisten Weg zurücklegenden Bereich des Hebels 26 asymmetrisch ausgeformte Sägezähne 27, die die Funktion von Widerhaken erfüllen. Damit zusammen wirkt eine am Gehäuse der Verkapselung und/oder an der Schwinge befestigte Feder 28, deren freies Ende in die einzelnen Zähne 27 einrastet und den Hebel 26 in die der Kettenspannung entgegen stehenden Richtung blockiert. In die Richtung, in die die Torsionsfeder 29 wirkt, ist eine Bewegung des Hebels 26 dagegen gut möglich. Somit ist sichergestellt, dass ein einmal nachgespannter Hebel 26 nicht durch anschliessend auftretende grosse Lasten auf die Kette und damit verbundene grosse Kräfte der Kette auf das Umlenkrad 15.1 wieder zurückweicht. Der Hebel 26 kann je nach Spannung der Torsionsfeder 29 um einige Winkelgrad rotieren und die Kette um den daraus resultierenden Weg nachspannen. Die Arretierung stellt dabei sicher, dass die Kette trotz eines erheblichen möglichen Nachspannwegs nicht wegen unkontrollierter Schwingungen des Systems unter dem Einfluss von Beschleunigungen oder Belastungen von dem Antriebs-, Abtriebsrad 13 oder einem Umlenkrad 15.1 abspringen kann. Der Bewegungsraum des Hebels 26 wird bevorzugt durch einen festen Anschlag 30 begrenzt. Dieser dient einerseits dazu, bei der Installation des Systems einen Verschleissindikator korrekt einzustellen, andererseits verhindert der Anschlag 30, dass das Umlenkrad 15.1 im Falle eines Versagens der Arretierung unerwünschte Positionen einnimmt.

Figur 6 zeigt die verkapselte Rückseite des in Figur 5 abgebildeten Mechanismus. An dem Hebel ist bevorzugt eine Markierung 33.1 derart angebracht, dass diese durch ein Schauglas 33.2 von aussen sichtbar ist. Auf diese Weise kann die Hebelposition von aussen bestimmt und damit der Verschleissgrad des Zugmittelgetriebes abgelesen werden, ohne einen Teil der Verkapselung 7 öffnen zu müssen. Figur 7 zeigt eine mögliche Gestaltung eines Zweirads, welches mit einem im Rahmen 1 integrierten Getriebe 34 ausgestattet ist. Das Funktionsprinzip ähnelt dem des in Figur 1 dargestellten Zweirads, wobei ein wesentlicher Unterschied zwischen -dem in Figur 1 dargestellten Zweirad und dem in Figur 7 dargestellten Zweirad ist, dass die Achse des Antriebsrads nicht auf der Achse 37 der Kurbel 10 liegt. Das Zweirad umfasst einen Hauptrahmen 1 mit einer daran beweglich gelagerten und gefederten Schwinge 2. Das Getriebe 34 wird durch die Kurbel 10 angetrieben und überträgt seine Drehung auf die Kette. Die Verkapselung 7 der Kette weist in dieser Ausführungsform einen Faltenbalg 7.1 auf, welcher sich Relativbewegungen zwischen der Schwinge 2 und dem Rahmen 1 anpasst, wodurch die Verkapselung auch bei derartigen Bewegungen dicht bleibt.

Figur 8 zeigt den Antrieb am mit Rahmengetriebe 34 ausgestatten Zweirad aus Figur 7. Durch Pedale wird die Kurbel 10 angetrieben, die über das im Hauptrahmen 1 des Zweirads integrierte Getriebe 34 mit dem Antriebsrad 12 des Zugmittelgetriebes verbunden ist. Im Rahmengetriebe 34 kann eine erste Übersetzung der Kraft erfolgen. Das Antriebsrad 12 überträgt seine Bewegung über die Kette 14 an das Abtriebsrad 13. Die Kette 14 wird dabei von den beiden auf den unteren Teil der Kette 14 wirkenden Umlenkrollen 15.1 , 15.2 im Innern der beweglichen Schwinge 2 geführt. In Figur 1 1 ist der die Kette 14 ummantelnde Teil der Schwinge 2 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Die Schwinge 2 ist dabei um ihre Drehachse 9 beweglich, wobei die Drehachse 9 in der Nähe der Kette 14 zu liegen kommt.

Figur 9 zeigt die im Zweirad montierte Hinterradnabe 8. Die Nabe 8 ist auf einer ersten Seite direkt im Achslager 16 der Schwinge 2 befestigt. Das Achslager 16 kann die Achse 35 der Nabe 8 auf der ersten Seite der Nabe 8 über einen Schlitz in der beweglichen Schwinge 2 aufnehmen, ohne dass die Achse 35 oder Nabe 8 eine axial gerichtete Bewegung ausführen muss. Die Achslagerung 20 auf der zweiten Seite der Nabe 8 ermöglicht diese Bewegung ebenfalls, wie beispielsweise aus der Figur 10 hervorgeht. Die dort befindliche Achslagerung 20 ist in dem Kupplungsteil 19 integriert, welcher sich an der Schwinge 2 befindet. Der Kupplungsteil 19 der Schwinge 2 wirkt dabei mit dem nabenseitigen Kupplungsteil 43 zusammen und koppelt somit das Abtriebsrad 13 des Zugmittelgetriebes mit dem Antreiber 41 der Nabe 8. Die Achse 35 wird von einer Schnellspannachse 36, in ihrer Achslagerung 16 gegen Herausfallen gesichert. Die Nabe 8 besitzt in der Regel eine Aufnahme für eine Bremse 5, wie zum Beispiel eine Scheibenbremse.

Figur 10 zeigt die Achslagerungen 16, 20 für eine Achse einer Hinterradnabe. Am kupplungsseitigen Teil der Schwinge ist die Verkapselung 7 des Zugmittelgetriebes dargestellt. Daraus tritt ein drehbarer Teil der Kupplung 19 nach innen hervor, welcher direkt mit dem Abtriebsrad 13 des Zugmittelgetriebes verbunden ist. Dieser Teil 19 der Kupplung dreht sich um die entsprechende Achslagerung 20. Nach dem Lösen einer Achssicherung kann die Radnabe nach unten aus dem Kupplungsteil 19, der Achslagerung 20 und einem allfällig vorhandenen Scheibenbremssattel 5.2 herausgleiten. Das Abtriebsrad 13 verbleibt beim Radausbau in der Schwinge 2. Zwischen dem Abtriebsrad 13 und der Verkapselung 7 kann eine Dichtung 40 angebracht werden, um Schmiermittelaustritt sowie Schmutz- und Wassereintritt zu verhindern.

Figur 1 1 zeigt die in Figur 10 dargestellte Gestaltung des schwingenseitigen Teils der Kupplung 19 und der Achslagerung 20 ohne Verkapselung. Die antriebsseitige Achslagerung 20 besteht aus einem Achsstummel, der unbeweglich an der Schwinge 2 befestigt ist, beispielsweise durch Einpressen oder Einschrumpfen in eine entsprechende Bohrung in der Schwinge 2. An seinem inneren, nabenseitigen Ende besitzt die Achslagerung 20 einen radialen, vorzugsweise im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Schlitz, dessen Ausrichtung mit dem Schlitz der Achslagerung 16 auf der gegenüberliegenden Seite der Schwinge im Wesentlichen übereinstimmt. Das Ein- und Ausfahren einer Achse kann dann durch eine radiale Bewegung bezüglich der durch die beiden Achslagerungen 16, 20 gebildeten geometrischen Achse geschehen. Damit bei dieser Bewegung gleichzeitig auch das Abtriebsrad 13 mit dem Antreiber der Nabe gekuppelt werden kann, weist der Kupplungsteil 19 auf beiden Seiten der Achslagerung 20 je zwei längliche, im Wesentlichen parallel ausgerichtete und balkenähnliche Mitnehmer 19.1, 19.2 auf. Die Mitnehmer 19.1 und 19.2 sind rotationssymmetrisch zueinander ausgeführt. Sie bilden im Wesentlichen parallele Balken, deren innere Flanken sich in einen inneren Bereich 19b und zwei äussere Bereiche 19a und 19c aufteilen lassen, wobei der innere Bereich 19b die Achslagerung 20 teilweise umschliesst und dabei eine Ausnehmung aufweist, die der äusseren Kontur der Achslagerung 20 entsprechend rund ausgeführt ist. Die äusseren Bereiche 19a und 19c der inneren Flanken der Mitnehmer 19.1 und 19.2 sind spiegelsymmetrisch bezüglich einer durch den Mittelpunkt der Achslagerung 20 und im Wesentlichen senkrecht zur Ausrichtung der Mitnehmer 19.1 und 19.2 verlaufenden Ebene ausgeführt. Die äusseren Bereiche 19a und 19c der inneren Flanken gegenüberliegender Mitnehmer 19.1 und 19.2 laufen dabei derart schräg aufeinander zu, dass sie einen in einen Zwischenraum 19d zwischen den Mitnehmern 19.1 und 19.2 von aussen eingeschobenen Teil einer Achse 35 bei entsprechender Ausrichtung des Kupplungsteils 19 auf den Schlitz der Achslagerung 20 zentrierend zuführen. Die äusseren Flanken der Mitnehmer bilden Wirkflächen, über welche die Kraft von einem Teil 19 der Kupplung auf den anderen Teil 43 der Kupplung übertragen wird. Weiter laufen die äusseren Flanken der Mitnehmer 19.1 und 19.2 bezüglich der jeweils gegenüberliegenden Flanke in Richtung des Randes des Abtriebsrads 13 keilförmig zusammen. Die Mitnehmer 19.1, 19.2 werden dabei möglichst parallel zum Schlitz der Achslagerung 20 ausgerichtet. Die beiden Mitnehmer 19.1, 19.2 des angetriebenen Teils der Kupplung 19 greifen bevorzugt an den beiden Mitnehmern 43.1, 43.2 des nabenseitigen Teils der Kupplung 43 an (siehe Figur 13). Wird das Abtriebsrad 13 durch die Kette 14 in eine Rotationsbewegung versetzt, so werden das Moment und die Rotationsgeschwindigkeit durch den Formschluss der beiden Kupplungsteile 19, 43 über ein durch Flächenpressung gebildetes Kräftepaar vom Abtriebsrad 13 über die Mitnehmer 19.1 , 19.2, 43.1 , 43.2 auf den Antreiber 41 übertragen. Um Zwängungen aufgrund von Fluchtungs- und Lagefehlem zu vermeiden, ist zwischen den beiden Kupplungsteilen 19, 43 ein Spiel oder ein elastisches Element eingebaut. Die Kontaktfläche, über welche die Antriebsleistung übertragen wird, ist dabei aus einem möglichst harten Material hergestellt, um Verschleiss zu minimieren. Alternativ kann die Kupplung mit austauschbaren Wirkflächen auf den Mitnehmern 19.1 , 19.2, 43.1, 43.2 versehen sein. Durch die Übertragung des Antriebsmoments als reines Kräftepaar entstehen keine zusätzlichen Belastungen auf die Lager des Antreibers 41. An die Mitnehmer 19.1 , 19.2, 43.1 , 43.2 können zudem weitere Funktionsflächen angebracht werden, wie beispielsweise Anschrägungen, die das Einfahren der Achse durch eine Selbstzentrierung der Kupplung vereinfachen sowie Funktionsflächen zur Demontage der Kupplung, beispielsweise für den Fall, dass ein Antreiber 41 mit integrierter Kupplung über ein Gewinde mit dem Getriebe der Nabe oder dem Nabengehäuse verbunden ist.

In Figur 12 ist das Hinterrad 4 des Zweirads mit der Hinterradnabe 8 im eingebauten Zustand gezeigt. Ein Teil der Schwinge 2, das Zugmittel, die Umlenkräder, der Achsstummel, das Abtriebsrad und dessen Lager sind hier nicht dargestellt. Die Nabe 8 umfasst unter Anderem die folgenden drei Elemente: Im Zentrum weist die Nabe eine Achse 35 auf, welche die statisch auf das Hinterrad 4 wirkenden Kräfte aufnimmt und das Hinterrad 4 trägt. Auf der Achse 35 ist der Antreiber 41 drehbar gelagert. Auf dem Antreiber 41 ist unmittelbar der nabenseitige Teil der Kupplung 43 angebracht. Am Antreiber 41 befindet sich schliesslich das Gehäuse 42 der Radnabe, welches vom Antreiber 41 über ein innerhalb des Gehäuses 42 befindliches Getriebe angetrieben wird. Am Gehäuse 42 seinerseits sind Felge und Reifen dann beispielsweise über Speichen befestigt. Je nach Bauart der Nabe 8 kann die Achse 35 rohrförmig ausgeführt sein und mittels eines Zugankers oder eines Schnellspanners 36 an der Schwinge 2 kraftschlüssig befestigt werden. Daneben kann sie auch an ihrem Ende ein Gewinde zur Aufnahme von Sicherungsmuttern aufweisen. Die Achse 35 kann auch anders geformt sein, um in der Achslagerung 16, 20 befestigt zu werden, beispielsweise als glatte zylindrische Mantelfläche, welche mit einer Klemmschelle in der Achslagerung 16, 20 des Zweirads befestigt wird.

Figur 13 zeigt eine Explosionsdarstellung der Kupplung zwischen dem Abtriebsrad 13 des Zugmittelgetriebes und dem Antreiber 41 der Radnabe und unmittelbar an der Kupplung befindlicher Elemente. Die Ansteuerung der Gangwahl erfolgt von der gleichen Seite wie der Antrieb. Auf Grund dieser Konstruktion muss zusätzlich zur oben erläuterten Kupplung eine Schaltkupplung für die Gangansteuerung vorgesehen sein. Zwischen der Achslagerung 20 und der Kupplung befindet sich eine zylindermantelförmige Hülse 45 mit einer Ausnehmung, welche in ihrer Grosse auf den Schlitz in der Achslagerung 20 und den schwingenseitigen Teil der Kupplung 19 abgestimmt ist. Der nabenseitige Teil der Kupplung 43 ist auf der Nabenachse 35 gelagert, die Nabenachse 35 wird dabei vom nabenseitigen Teil der Schaltkupplung, nämlich einem Ring mit einer Nocke 44, umgeben und die Schaltkupplung wiederum von dem nabenseitigen Teil der Kupplung 43. Der nabenseitige Teil der Kupplung 43 wirkt über Wirkflächen 43.1 , 43.2 mit dem schwingenseitigen Teil der Kupplung 19 zusammen, welcher auf einem Lager 22 gelagert ist. Das Lager 22 umgibt einen schwingenseitigen Teil der Schaltkupplung, nämlich eine Hülse 45 und diese ist auf einem rahmenseitigen Achslager 20 gelagert, in welches eine Achssicherung 48 eingesetzt werden kann. Durch einen Sicherungsstift 49 in der Achslagerung 20 ist die Hülse 45 axial arretierbar. Durch Betätigen einer Schaltvorrichtung wird die Hülse 45 gedreht, wodurch eine Drehbewegung auf den Ring mit der Nocke 44 und damit einen in der Nabe gelegenen Schaltmechanismus übertragen wird. Vorzugsweise wird das System so ausgelegt, dass ein Radausbau im Berggang erfolgt, sodass nach erneutem Einbau des Rads sofort der zum Anfahren günstige Gang eingelegt ist. Die Hülse 45 kann zum Beispiel durch einen Sicherungsstift axial auf der Achslagerung 20 fixiert werden. Zur Reduktion der Schaltkräfte ist es ausserdem vorteilhaft, die Hülse 45 auf einem Wälzlager, insbesondere einem Nadellager, drehbar zu lagern.

Figur 14 zeigt den schwingenseitigen Teil der Kupplung 19 mit der Achslagerung 20, dem Abtriebsrad 13 und einem Mechanismus, welcher die Stellung des Kupplungsteils 19 und der Achslagerung 20 für einen Radausbau fixiert. Der Mechanismus umfasst eine Blattfeder 52, ein Bedienelement 50 und eine Positionierungsscheibe 51. Die Blattfeder 52 ist an einem ersten Ende 52.1 an einer Innenfläche des Verkapselungsgehäuses 7 des Zugmittelgetriebes befestigt und ist so vorgespannt, dass sie nach innen auf die Positionierungsscheibe 51 gedrückt wird. Die Positionierungsscheibe 51 weist an zwei definierten Positionen jeweils eine Einkerbung 53.1 , 53.2 auf, welche mit der Blattfeder 52 zusammenwirkt. Die Blattfeder 52 kann dabei so in die Einkerbung 53.1, 53.2 eindringen, dass sie die Positionierungsscheibe 51 fixiert. Die Positionierungsscheibe 51 selbst ist dabei mit dem schwingenseitigen Teil der Kupplung 19 drehfest verbunden.

Die Blattfeder 52 kann dabei von dem Bedienelement 50 gegen die Innenseite der Verkapselung 7 des Zugmittelgetriebes gedrückt werden, falls die Blattfeder 52, wie etwa während des Betriebs des Zugmittelgetriebes, nicht mit der Positionierungsscheibe 51 zusammenwirken, sondern diese freigeben soll. Das Bedienelement 50 ist dabei im Innern der Verkapselung 7 des Zugmittelgetriebes als Halbkreis ausgeführt, welcher gegen die Kraft der Blattfeder 52 wirkt. Der Halbkreis dreht sich dabei um einen Punkt, der im Wesentlichen auf der Geraden zwischen den beiden Enden des Kreisbogens liegt. Somit kann die Blattfeder 52 durch Drehen des Bedienelements 50 durch den Kreisbogen des Bedienelements 50 von der Positionierungsscheibe 51 weg gedrückt werden. In einer anderen Stellung des Bedienelements 50, in der die Blattfeder 52 allenfalls durch die Gerade zwischen den beiden Enden des Kreisbogens kontaktiert wird, kann die Blattfeder 52 in eine der Einkerbungen 53.1, 53.2 der Positionierungsscheibe 51 eingreifen und die Positionierungsscheibe 51 und damit den schwingenseitigen Teil der Kupplung 19 fixieren.

Die Einkerbungen 53.1, 53.2 in der Positionierungsscheibe 51 sind dabei derart positioniert, dass sie den schwingenseitigen Teil der Kupplung 19 in einer Stellung fixieren, in der ein radiales Einsetzen einer Achse einer Radnabe in die Achslagerung 20 durch diesen Teil der Kupplung 19 ermöglicht ist. Die Position des Kupplungsteils 19 verändert sich dabei wegen der Arretierung nicht.

Figur 15 zeigt die Rückseite der an der Schwinge 2 angebrachten Verkapselung 7 aus Figur 14. Das Bedienelement 50 weist einen von aussen sichtbaren Indikator 54 auf, beispielsweise in Form eines Pfeils, welcher anzeigt ob das System in fahrbereitem Zustand ist (Pfeil zeigt nach vorne), oder im Zustand für den Radausbau (Pfeil zeigt nach unten, oben oder hinten).

Die Figur 16 zeigt eine mögliche Gestaltung einer Diebstahlsicherung der Nabe. Diese Gestaltung eignet sich in ihrer hier dargestellten Form besonders für Naben mit einer geschraubten Achse. Auf der Achse 35 einer in die Schwinge 2 eingebauten Nabe ist eine Mutter 55 fest angebracht, welche eine axiale Auflagefläche mit der Achslagerung 20 bildet. Eine Achssicherung 48 sichert die Achse dabei gegen Herausfallen. Ein schliesslich in die Achslagerung 20 eingeschobener Schliesszylinder 56 verriegelt die Achssicherung 48 gegen unbefugtes Entnehmen. Die Schliessnocken des Schliesszylinders 56 können beispielsweise in eine Nut mit geringer Kerbwirkung in die Achslagerung 20 eingreifen. Da die Achse 35 wegen einer notwendigen Abstützung des auf sie wirkenden Moments auf der anderen, also der dem Antrieb gegenüberliegenden Seite drehfest in der Schwinge befestigt sein muss, kann die Schraubverbindung zwischen der Achssicherung 48 und der Achse 35 auf der Antriebsseite auch nicht durch Drehen der Achse 35 gelöst werden. Die Achssicherung 48 auf der Antriebsseite ist ausserdem formschlüssig mit dem Ausfallende der Achslagerung 20 verbunden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zweirädern, wo das Hinterrad nur durch Reibschluss im Zweirad gehalten wird, ist bei dieser Konstruktion ein unbeabsichtigtes Herausfallen des Rads praktisch nicht möglich, was die Betriebssicherheit erhöht. Die Figur zeigt einen Schnitt durch die geschraubte Achse 35 und die Abschliessvorrichtung, wobei die Achse 35 in der Achslagerung 20 befestigt ist. Die Achse 35 mit dem Ring mit der Nocke 44, also dem nabenseitigen Teil der Schaltkupplung, wird von der Achslagerung 20 aufgenommen und durch eine in der Achslagerung 20 gelegene Achssicherung 48 gegen Herausfallen gesichert. In axialer Richtung ist die Achssicherung 48 durch einen Schliesszylinder 56 fixiert, welcher von aussen, also von der der Achse 35 gegenüberliegenden Seite, in die Achslagerung 20 eingeschoben ist. Die Achslagerung 20 weist in ihrem Innern eine Nut 46.1 auf, in die Schliessnocken 46.2 des Schliesszylinders 56 einfahren können. Der Schliesszylinder 56 ist beispielsweise mit einem Schlüssel 57 abschliessbar, das heisst, dass die Schliessnocken 46.2 durch die Bedienung mit einem Schlüssel 57 in die Nut 46.1 der Achslagerung 20 ein und ausfahrbar sind.

Die Kettenführung über Umlenkräder kann neben der in den Figuren gezeigten Form auch neben der Hinterradschwinge oder direkt zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebsrad verlaufen. Bei einer Ausführung des Zweirads mit einem im Rahmen befindlichen Getriebe ist zudem eine Führung der Kette zwischen dem Antriebsrad, welches sich am Getriebe befindet und dem Abtriebsrad im Bereich des Hinterrads nötig. Die Kettenführung und deren Verkapselung kann auch in diesem Fall entlang einer Strebe der Hinterradschwinge oder auf direktem Wege geführt werden. Durch eine Vielzahl von Umlenkrädern kann das Kopplungsmittel entlang vieler verschiedener Wege geführt werden. Dabei ist lediglich zu beachten, dass der Wirkungsgrad des Zugmittelgetriebes durch zusätzliche Umlenkräder auf Grund von Reibungsverlusten nachlässt.

Generell denkbar ist auch ein Zweirad, dessen Vorderrad angetrieben wird. Ein solches Zweirad würde an seiner Hinterradachse gelenkt werden, wenn nicht auf einen komplizierten Umlenkmechanismus für das Kopplungsmittel zurückgegriffen werden soll.

Der Excenter zum Spannen des Kopplungsmittels kann auch an einem anderen als dem Antriebsrad vorgesehen sein. Eine einen Excenter umfassende Ausführung des Abtriebsrads oder eines Umlenkrads leisten prinzipiell das gleiche. Insbesondere beim Abtriebsrad wird dagegen mit einer Verschiebung der Achslage des Abtriebsrads auch eine Verschiebung der Nabe und damit des angetriebenen Rads einhergehen. Neben einer Torsionsfeder zur Vorspannung des den Verschleiss kompensierenden Mechanismus, welche an der drehbaren Lagerung des Hebels angreift, kann auch ein anderes Federelement verwendet werden, wie beispielsweise eine longitudinal wirkende Spiralfeder.

Die in Figur 14 dargestellte Positionierungsvorrichtung zur Fixierung der Kupplung kann auch anders ausgeführt sein. Um die Kupplung in einer Position zu halten, in der ein Ein- und Ausbauen der Achse in die Achslagerung möglich ist, kann ein Federelement mit dem Abtriebsrad direkt in Wechselwirkung treten. Daneben kann auch eine Fixierung des Kopplungsmittels stattfinden. Dabei muss kein Federelement zum Einsatz kommen, es können beispielsweise auch Klemmen verwendet werden, die manuell feststellbar sind.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch die Erfindung eine Antriebsvorrichtung geschaffen wird, welche eine sichere und wartungsarme Führung eines endlosen Kopplungsmittels und einen schnellen, unkomplizierten und effizienten Aus- und Einbau eines Hinterrads des Zweirads erlaubt.

Claims

Patentansprüche

1. Radnabe (8) für ein Zweirad, umfassend a) eine Achse (35), b) ein Gehäuse (42), c) einen Antreiber (41), d) ein Getriebe mit mindestens zwei verschiedenen Übersetzungen, welches den Antreiber (41) und das Gehäuse (42) miteinander koppelt, e) ein Abtriebsrad (13) eines Zugmittelgetriebes, f) eine lösbare Kupplung, welche das Abtriebsrad (13) mit dem Antreiber (41) koppelt, und g) ein Achslager (20), wobei das Abtriebsrad (13) derart an dem Zweirad befestigt ist, dass es beim Lösen der Kupplung zwischen Antreiber (41) und Abtriebsrad (13) am Zweirad verbleibt und wobei die Achse (35) zur Befestigung der Radnabe (8) am Zweirad im Achslager (20) gelagert ist, wobei eine senkrecht zur Achse (35) ausgedehnte und durch das kupplungsseitige Ende der Achse (35) verlaufende Ebene im Wesentlichen parallel zu einer Mittelebene des Abtriebsrads (13) und einer durch das getriebeseitige Ende des antriebsseitigen Achslagers (20) verlaufenden Ebene ausgerichtet ist, und wobei die durch das kupplungsseitige Ende der Achse (35) verlaufende Ebene zwischen der Mittelebene des Abtriebsrads (13) und der durch das getriebeseitige Ende des antriebsseitigen Achslagers (20) verlaufenden Ebene sowohl im befestigten Zustand als auch während des Lösens der Kupplung liegt.

2. Radnabe (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung im Wesentlichen parallel bezüglich der Achse (35) ausgerichtete und von der Achse (35) beabstandete Wirkflächen (19.1 , 19.2, 43.1 , 43.2) aufweist, derart, dass die Kupplung durch ein radiales Verschieben der Achse (35) aus dem Achslager (20) lösbar ist.

3. Radnabe (8) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung einen Koaxialabweichungen und/oder Parallelitätsabweichungen zwischen der Achse (35), dem Antreiber (41), dem Achslager (20) und dem Abtriebsrad (13) kompensierenden Mechanismus, insbesondere ein Spiel oder ein elastisches Element zwischen den Wirkungsflächen (19.1 , 19.2, 43.1, 43.2) der Kupplung, aufweist.

4. Radnabe (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung Wirkflächen (19.1 , 19.2, 43.1, 43.2) umfasst, welche derart symmetrisch bezüglich der Achse (35) angeordnet sind, dass sich bei der Kraftübertragung zwischen dem Abtriebsrad (13) und dem Antreiber (41) in radialer Richtung auf die Achse (35) wirkende Kräfte gegenseitig aufheben, sodass im Wesentlichen ein resultierendes Drehmoment übertragen wird.

5. Radnabe (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend eine Schaltkupplung zur Steuerung des Getriebes, wobei die Schaltkupplung einen ersten Teil (44) umfasst, welcher auf der Achse (35) drehbar gelagert ist, und wobei die Schaltkupplung einen zweiten Teil (45) umfasst, welcher um die Achse (35) drehbar gelagert ist.

6. Radnabe (8) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkupplung durch eine ausschliesslich bezüglich der Achse (35) radiale Bewegung der Radnabe (8) lösbar ist.

7. Radnabe (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schliessvorrichtung zum Abschliessen der Radnabe (8) umfasst.

8. Radnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (35) der Radnabe einstückig ausgeführt ist.

9. Radnabe (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (13) gegenüber der Umwelt abgeschlossen ist, sich insbesondere in einer abgedichteten Verschalung (7) befindet.

10. Radnabe (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Achslager (20), insbesondere durch seitlich angeordnete radiale Schlitze, zur seitlichen Aufnahme der Achse (35) ausgeführt ist.

1 1. Radnabe (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung die Drehbewegung zwischen dem Abtriebsrad (13) und dem Antreiber (41) über zwei jeweils paarweise zusammenwirkende Wirkflächen (19.1, 19.2, 43.1, 43.2) überträgt, wobei ein antreiberseitiger Teil (43) und ein abtriebsradseitiger Teil (19) der Kupplung jeweils zwei Wirkflächen (19.1 , 19.2, 43.1, 43.2) aufweisen.

12. Radnabe (8) nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkflächen (19.1, 19.2, 43.1 , 43.2) der Kupplung parallel zueinander ausgerichtet sind.

13. Radnabe (8) nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkflächen (19.1, 19.2, 43.1 , 43.2) der Kupplung paarweise schräg und paarweise parallel zueinander ausgerichtet sind, sodass der Einkuppelvorgang erleichtert ist.

14. Zweirad, umfassend eine Radnabe (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

15. Zugmittelgetriebe für ein Zweirad mit einem Hinterrad (4), umfassend a) ein Antriebsrad (12), b) ein Abtriebsrad (13) und c) ein endloses Kopplungsmittel (14) zwischen Antriebsrad (12) und Abtriebsrad (13), wobei das Antriebsrad (12) und das Abtriebsrad (13) unmittelbar mit dem endlosen Kopplungsmittel (14) zusammenwirken, gekennzeichnet durch d) einen auf ein an einem Strukturelement des Zweirads gelagertes Umlenkrad (15.1 , 15.2) für das Kopplungsmittel (14) wirkenden ersten Kompensationsmechanismus, mittels welchem das Umlenkrad (15.1, 15.2) ausgehend von einer Nulllage über eine erste radiale Wegstrecke beweglich ist, und e) einen auf ein an einem Strukturelement des Zweirads gelagertes Umlenkrad (15.1 ,

15.2) für das Kopplungsmittel (14) wirkenden zweiten Kompensations- mechanismus, mittels welchem das Umlenkrad (15.1, 15.2) ausgehend von einer Nulllage über eine zweite radiale Wegstrecke beweglich ist, wobei die erste Wegstrecke länger ist als die zweite Wegstrecke und wobei die zweite Wegstrecke derart begrenzt ist, dass sich eine Länge einer Envelope durch eine Bewegung des Umlenkrads über die zweite Wegstrecke um nicht mehr als 0.5 % einer

Länge des endlosen Kopplungsmittels verändert.

16. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wegstrecke um mindestens 10 %, bevorzugt um mindestens 40 %, besonders bevorzugt um mindestens 80 % länger ist als die zweite Wegstrecke.

17. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des ersten Kompensationsmechanismus und des zweiten Kompensationsmechanismus dasselbe Umlenkrad (15.1 , 15.2) über die erste radiale Wegstrecke und über die zweite radiale Wegstrecke beweglich ist.

18. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei das Hinterrad auf einer um eine Drehachse (9) beweglichen mit einer Federkraft beaufschlagten Schwinge (2) gelagert ist und wobei der Abstand zwischen dem Antriebsrad (12) und dem Abtriebsrad (13) von der Position der beweglichen Schwinge (2) abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Drehachse (9) der beweglichen Schwinge (2) zu einem Lasttrum (14.1) des endlosen Kopplungsmittels (14) kleiner ist als der Abstand der Drehachse (9) der beweglichen Schwinge (2) zur Drehachse (37) des Antriebsrads

(12).

19. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Wegstrecke des über den zweiten Kompensationsmechanismus beweglichen Umlenkrads (15.1, 15.2) während des Betriebs des Zugmittelgetriebes durch feste Anschläge auf weniger als 1%, bevorzugt weniger als 0.1% der Länge des endlosen Kopplungsmittels (14) begrenzt ist.

20. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (13) bei einem Ausbau des Hinterrads (4) am Zweirad verbleibt.

21. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kompensationsmechanismus und/oder der zweite Kompensations- mechanismus ein vorgespanntes elastisches Element zur Lagerung des entsprechenden Umlenkrads (15.1 , 15.2) umfasst.

22. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element durch eine mindestens zweiteilige Achse gebildet ist, wobei in einer Kernachse (24) ein radial wirkendes, vorgespanntes Federelement (25) aufnehmbar ist, welches gegen eine die Kernachse (24) ummantelnde Hülse (23) wirkt, welche so dimensioniert ist, dass sich die Hülse (23) um die Kernachse (24) radial, insbesondere auf eine Raumrichtung beschränkt, bewegen kann.

23. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kompensationsmechanismus eine Verlängerung des endlosen Kopplungsmittels ( 14) durch Verschleiss selbst kompensiert.

24. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei der erste Kompensationsmechanismus Folgendes umfasst: a) einen Hebel (26), auf dem ein Umlenkrad (15.1) gelagert ist, b) eine Achse (18), c) eine Torsionsfeder (29) und d) eine Blattfeder (28), wobei der Hebel (26) auf der Achse (18) gelagert und durch die Torsionsfeder (29) mit einer Torsionsspannung in Richtung eines ersten Drehsinns beaufschlagt ist und wobei der Hebel (26) mit rasterförmig sägezahnartig angeordneten Zähnen (27) versehen ist, welche mit der Blattfeder (28) zusammenwirken.

25. Zugmittelgetriebe nach den Ansprüchen 17 und 24, dadurch gekennzeichnet dass die Zähne (27) derart sägezahnartig ausgeführt sind, dass der Hebel (26) im Zusammenwirken mit der Blattfeder (28) zum Bewegen des Umlenkrads (15.1) entlang der ersten radialen Wegstrecke in einem ersten Drehsinn um einen ersten Winkelbereich um die Achse (18) drehbar ist, und dass der Hebel (26) im

Zusammenwirken mit der Blattfeder (28) zum Bewegen des Umlenkrads (15.1) entlang der zweiten radialen Wegstrecke in einem zweiten Drehsinn um einen zweiten Winkelbereich um die Achse ( 18) drehbar ist, wobei der erste Winkelbereich grösser ist als der zweite Winkelbereich.

26. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkelbereich um mindestens 10 %, bevorzugt um mindestens 40 %, besonders bevorzugt um mindestens 80 % grösser ist als der zweite Winkelbereich.

27. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 25 oder 26, wobei die Zähne jeweils Ausnehmungen zur teilweisen Aufnahme der Blattfeder aufweisen, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Zähne derart mit der Blattfeder zusammenwirken, dass die jeweilige

Tiefe der Ausnehmungen den jeweils zweiten Winkelbereich begrenzt.

28. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Anzeigeelement (33.1) umfasst, welches eine relative Verlängerung des endlosen Kopplungsmittels (14) anzeigt.

29. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Lasttrum (14.1) des endlosen Kopplungsmittels (14) direkt vom Antriebsrad (12) zum Abtriebsrad (13) verläuft.

30. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 29, gekennzeichnet durch eine Kapselung (7), welche das Zugmittelgetriebe, insbesondere das endlose Kopplungsmittel (14), von der Umwelt abtrennt.

31. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (12) derart mittels eines Excenters (17) gelagert ist, dass sich die Position des Antriebsrads (12) durch eine Rotation des Excenters (17) verändern lässt.

32. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Kopplungsmittel (14) zumindest teilweise innerhalb der Schwinge (2) verläuft.

33. Zweirad mit einem Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 32.

34. Zweiradantrieb, umfassend ein Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 32 und eine Radnabe (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Zugmittelgetriebe und die Radnabe (8) derart zusammenwirken, dass das Abtriebsrad (13) des

Zugmittelgetriebes mittels der Kupplung der Radnabe (8) mit dem Antreiber (41) der Radnabe (8) gekoppelt ist.

35. Zweirad, umfassend einen Zweiradantrieb nach Anspruch 34.