WO2009127432A1

WO2009127432A1 - Stufenloses getriebe

Info

Publication number: WO2009127432A1
Application number: PCT/EP2009/002847
Authority: WO
Inventors: Peter Kobler
Original assignee: Peter Kobler
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2009-10-22

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein stufenloses Getriebe, umfassend einen an einen Antrieb gekoppelten Oszillator mit wenigstens einem umlaufenden, zu der Rotationsachse des Oszillators hinsichtlich seiner radialen Exzentrizität verstellbaren Anschluß zur Erzeugung oszillierender Bewegungen; ferner umfassend eine an einen Abtrieb, beispielsweise an die Nabe des Hinterrades eines Fahrrades, gekoppelten Wandler mit einem Anschluß zur Aufnahme oszillierender Bewegungen und mit einer Einrichtung zur Umwandlung der oszillierenden Bewegungen in eine kontinuierliche Drehbewegung des Abtriebs; und schließlich umfassend eine Koppelmechanik zur Übertragung der oszillierenden Bewegungen von dem Oszillator zu dem Wandler.

Description

Stufenloses Getriebe

Die Erfindung richtet sich auf ein stufenloses Getriebe, beispielsweise für ein Fahrrad, umfassend: Einen an einen Antrieb, beispielsweise an eine Tretkurbel eines Fahrrades, gekoppelten Oszillator mit einer Rotationsachse und wenigstens einem exzentrisch zu der Rotationsachse des Oszillators umlaufenden Anschluß zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung; wenigstens einen an einen Abtrieb, beispielsweise an die Nabe des Hinterrades eines Fahrrades, gekoppelten Wandler mit wenigstens einem Anschluß zur Aufnahme einer oszillierenden Bewegung und mit wenigstens einer Einrichtung zur Umwandlung der oszillierenden Bewegung in eine kontinuierliche Drehbewegung des Abtriebs; sowie eine Koppeleinrichtung zur Übertragung der oszillierenden Bewegung von dem Oszillator zu dem Wandler.

Vorrichtungen zur Übersetzung von Drehzahl und Drehmoment werden üblicherweise als Getriebe bezeichnet. Diese ermöglichen die Übersetzung einer von einem Antrieb gelieferten wiederkehrenden Bewegung mit einer ersten Wiederholfrequenz in eine Bewegung mit einer unterschiedlichen Wiederholfrequenz bzw. Drehzahl.

Dabei kommt als wiederkehrende Bewegung sowohl eine oszillierende Bewegung in Frage, sei es eine reine Linearbewegung, eine Drehschwingung od. dgl., als auch eine kontinuierliche Drehbewegung - in allen diesen Fällen kehrt das Antriebsteil nach einer Periode wieder zu seinem Ausgangspunkt zurück.

Ein Übersetzungsgetriebe kann als Stufengetriebe ausgebildet sein oder als stufenloses Getriebe. Während das Stufengetriebe zumindest ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis aufweist, evtl. jedoch umgeschalten werden kann, läßt sich das Übersetzungsverhältnis eines stufenlosen Getriebes in einem vorgegebenen Bereich kontinuierlich variieren.

Stufengetriebe werden als Zahnradgetriebe realisiert, die vorgegebene Übersetzungsverhältnisse dadurch erreichen, dass im Getriebe Zahnräder mit jeweils unterschiedlichen Radien miteinander in einem Wirkverbund stehen. Derartige Stufengetriebe weisen zwar einen hohen Wirkungsgrad (>90%) und einen einfachen technischen Aufbau sowie eine hohe Leistungsdichte auf, sind jedoch aufgrund Ihrer Zahnräder nachteilig unter Antriebslast (Drehmoment) nicht schaltbar, d.h. die gewählte Übersetzung ist unter Last nicht variierbar. Zur Variation des Übersetzungsverhältnisses ist eine Schubkraftunterbrechung des Antriebes erforderlich, die mittels einer Kupplungsvorrichtung vorgenommen wird.

Stufenlose Getriebe dagegen sind als Reibrad bzw. Umschlingungsgetriebe ausgebildet und bieten gegenüber Stufengetrieben den Vorteil einer Variation des Übersetzungsverhältnisses ohne Schubkraftunterbrechung. Bedingt durch den Aufbau eines derartigen stufenlosen Getriebes wird das Drehmoment vom Antrieb an den Abtrieb mittels relativ kleinflächiger Übertragungsmittel übertragen. Die im Kraftfluss befindlichen Übertragungsmittel, beispielsweise Reibräder oder Schubgliederbänder, neigen daher an den Kontaktflächen zum Durchdrehen, d.h., es entsteht ein Schlupf. Somit kann mittels eines herkömmlichen stufenlosen Getriebes nur ein begrenztes Drehmoment übertragen werden, d.h. der Wirkungsgrad liegt beispielsweise unter 50%. Darüber hinaus nimmt der Verschleiß der Kraftübertragungskomponenten zu, was einen erhöhten Wartungsaufwand nach sich zieht.

Aus diesen Nachteilen des beschriebenen Standes der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, ein stufenloses Getriebe derart weiterzubilden, dass unter Last eine stufenlose Änderung des Übersetzungsverhältnisses in weiten Grenzen möglich ist, wobei der Wirkungsgrad deutlich oberhalb von 50 % liegen soll. Ferner soll dabei nach Möglichkeit der mechanische Aufwand minimiert werden, um die Herstellungskosten in wirtschaftlich verwertbaren Grenzen zu halten, und gleichzeitig soll die Funktionszuverlässigkeit maximiert werden, um die Störanfälligkeit zu reduzieren. Schließlich soll eine stufenlose Verstellung während des Betriebs jederzeit möglich sein; wenn möglich, soll das Drehmoment bei jeder Getriebeübersetzung ohne Lücken von einem Antrieb auf einen Abtrieb übertragbar sein, abgesehen allenfalls von zwei Totpunkten im Bereich einer Umdrehung des Antriebs.

Die Lösung dieses Problems gelingt dadurch, dass zur stufenlosen Veränderung der Getriebeübersetzung der eine oszillierende Bewegung erzeugende Anschluß des Oszillators hinsichtlich seiner radialen Exzentrizität gegenüber der Rotationsachse des Oszillators verstellbar ist.

Jede konstant eingestellte Exzentrizität korrespondiert dabei mit einem definierten Wert der Getriebeübersetzung. Infolge der Rotationsbewegung, welcher der Oszillator ausgesetzt ist, entspricht der maximale Hub einer erzeugten oszillierenden Bewegung dem doppelten Wert der aktuell eingestellten Exzentrizität. Dieser Hub - also die maximale Oszillationsbewegung in einer vorgegebenen Raumrichtung - kann daher durch Veränderung der Exzentrizität variiert und schließlich am Wandler wieder in eine Drehbewegung zurückverwandelt werden. Durch manuelle oder automatische Einflußnahme auf die Exzentrizität des Kettenanschlusses an dem Oszillator kann also das Übersetzungsverhältnis stufenlos variiert werden, weil dadurch die Amplitude der etwa linearen Oszillationsbewegung beeinflußt wird. Jedoch verursacht eine stetige Bewegung des Antriebs eine stetig fortschreitende Oszillationsbewegung an dem Exzenter-Anschluß; lückende Bereiche in der Drehmomentübertragung sind damit vermieden. Falls der linearen Oszillationsbewegung eine kleinere Bewegungskomponente in einer Richtung quer dazu überlagert sein sollte, so ist dies für das erfindungsgemäße Prinzip unschädlich, weil an dem Wandler ggf. nochmals eine Bewegungsfilterung erfolgen kann. Für das erfindungsgemäße Verstellprinzip sind nur wenige bewegliche Teile erforderlich, die Gesamtanordnung ist daher robust und preiswert zugleich.

Es hat sich als günstig erwiesen, dass die Verstellung des eine oszillierende Bewegung erzeugenden Anschlusses des Oszillators innerhalb einer Fläche erfolgt, die von der Rotationsachse des Oszillators lotrecht durchsetzt wird. Der exzentrische Anschluß des Oszillators ändert damit seine Orientierung im

Raum bei einer Verstellung nicht oder allenfalls geringfügig, so dass eine angekoppelte Mechanik auf Bewegungen innerhalb einer Ebene eingeschränkt bleibt, was die Konstruktion erheblich vereinfacht. Die Bewegungsfläche kann eben oder gewölbt sein; ein Beispiel für eine gewölbte Fläche wäre bspw. eine

Kugelfläche.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der eine oszillierende Bewegung erzeugende Anschluß des Oszillators gegenüber der Rotationsachse des Oszillators in einer Richtung verstellbar ist, welche zu der Rotationsachse des Oszillators konzentrische Kreise unter einem schiefen oder rechten Winkel α schneidet:

0° < α < 90°.

Dabei korrespondiert ein Winkel von 90° mit einem radialen Verlauf der Verstellkurve, ein Winkel kleiner als 90° dagegen mit einem schiefen Verlauf der Verstellkurve.

Der einfachste Fall ist, dass der eine oszillierende Bewegung erzeugende Anschluß des Oszillators gegenüber der Rotationsachse des Oszillators in radialer Richtung verstellbar ist. Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, die Verstellkurve direkt bis zu der Rotationsachse des Oszillators zu führen so dass der eine oszillierende Bewegung erzeugende Anschluß des Oszillators hinsichtlich seiner radialen Exzentrizität bis in eine zu der Rotationsachse des Oszillators koaxiale Position verstellbar ist. Andererseits kann der eine oszillierende Bewegung erzeugende Anschluß des Oszillators zwischen zwei Endpunkten mit unterschiedlicher Exzentrizität verstellbar sein. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn der Endpunkt mit minimaler Exzentrizität auf einem anderen Radialstrahl liegt als der Endpunkt mit maximaler Exzentrizität, insbesondere wenn beide Endpunkte auf um etwa 90° versetzten Radialstrahlen liegen. Mit einer derartigen Anordnung lassen sich Totpunkte in der Übertragungskurve vermeiden.

Bevorzugt weist der eine oszillierende Bewegung erzeugende Anschluß des Oszillators eine rotationssymmetrische Mantelfläche auf, deren Symmetrieachse parallel oder etwa parallel zu der Rotationsachse des Oszillators ist. Wenn - wie die Erfindung weiterhin vorsieht - diese rotationssymmetrische Mantelfläche eine konvexe Wölbung aufweist, so kann sie von einem Element einer Koppeleinrichtung umgriffen werden, wodurch sich eine formschlüssige Verbindung realisieren läßt, die dennoch beweglich ausgestaltet sein kann, bspw. ähnlich einem Gelenk. Diesem Erfindungsgedanken folgend kann weiterhin bspw. vorgesehen sein, dass die rotationssymmetrische Mantelfläche einer Zylindermantelfläche folgt oder einem vorzugsweise ringförmigen Bereich einer Kugeloberfläche.

Um aus der exzentrischen Drehbewegung des angetriebenen Oszillatorkörpers dessen oszillierender Bewegung herausfiltern zu können, empfiehlt die Erfindung, dass an dem eine oszillierende Bewegung erzeugenden Anschluß des Oszillators, insbesondere an einer rotationssymmetrischen Mantelfläche desselben, ein Lager oder Gelenk angeschlossen ist, vorzugsweise ein Wälzlager oder ein Kugelgelenk.

Die Verstellkurve des Exzenter-Anschlusses folgt einer geführten Bahn. Die Festlegung dieser Bahn kann dadurch erfolgen, dass der eine oszillierende

Bewegung erzeugende Anschluß des Oszillators im Bereich wenigstens einer seiner Stirnseite(n) verstellbar geführt ist. Dazu dient bevorzugt ein ebenes oder scheibenförmiges Führungselement seitlich neben einer Stirnseite des Oszillator-Anschlußelementes. Dieses kann bspw. zueinander parallele Langlöcher aufweisen, worin je ein seitlicher, stiftartiger Fortsatz an dem verstellbaren Exzenter-Anschluß eingreift. Ferner können in einem ebenen oder scheibenförmigen Führungselment auch nutförmige oder hinterschnittene Führungsbahnen eingearbeitet sein, worin sodann ein oder mehrere Pendants an dem Exzenter-Anschluß eingreifen.

Durch die oben beschriebene Führung wird die Verstellbarkeit des Exzenter- Anschlusses auf eine einzige Bahn eingeschränkt; jedoch ist zusätzlich noch ein Mittel erforderlich, um dem Exzenter-Anschluß jeweils genau eine Position entlang der zulässigen Verstellkurve zuzuweisen. Diesem Zweck dient eine

Verstellmechanik, welche mit dem eine oszillierende Bewegung erzeugenden

Anschluß des Oszillators gekoppelt ist und dessen Exzentrizität direkt bestimmt.

Zur Aufnahme der Verstellmechanik zur Vorgabe der Exzentrizität des eine oszillierende Bewegung erzeugenden Anschlusses des Oszillators kann letztere eine ringförmige und/oder hohlzylindrische Struktur aufweisen mit einer zentralen Ausnehmung, worin die Verstellmechanik Platz findet.

Während des Betriebs des erfindungsgemäßen Getriebes rotiert der Oszillatorkörper mitsamt seinen exzentrischen Anschlüssen um eine Rotationsachse. Aufgrund dieser Drehbewegung ist die Exzentrizität nicht direkt von außen zugänglich, sondern erfordert, dass die Exzenter- Verstellmechanik ein Element aufweist zur Transformation der etwa radialen Verstellbewegung der Exzentrizität in eine axiale Bewegung eines rotierenden Teils. Bevorzugt befindet sich dieses rotierende Teil koaxial innerhalb der Rotationsachse des Oszillators. Damit ist die exzentrisch umlaufende Bahn des Anschlußelements auf die axiale Position eines ortsfest rotierenden Teils zurückgeführt, das von außen bspw. durch einen axialen Druck verstellt werden kann. Wenn es gelingt, Verstellinformation und -energie auf einen mitrotierenden Aktuator zu übertragen, bspw. durch Funk und Induktion oder per Hydraulikdruck, so könnte die Einflußnahme direkt an einem solchen rotierenden Teil erfolgen.

Sofern jedoch eine solche Übertragung von Information und Energie von einem ruhenden in ein rotierendes Koordinatensystem mit einem nicht vertretbaren Konstruktionsaufwand verbunden ist, sollte die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität statt dessen ein Element aufweisen zur Transformation der etwa axialen Verstellbewegung eines rotierenden Teils in eine axiale Bewegung eines nicht rotierenden Teils. Es kann sich hierbei u.a. um ein axiales Wälzlager oder um ein axiales Gleitlager handeln.

An einem derartigen, nicht rotierenden Teil kann unschwer ein ortsfest installierter Aktuator angeschlossen werden, um auf die Getriebeübersetzung Einfluß zu nehmen. Im Rahmen dieses Erfindungsgedankens kann vorgesehen sein, dass die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität mit einem manuellen Betätigungselement gekoppelt ist, und/oder mit einem hydraulischen Aktuator, und/oder mit einem elektrischen oder elektromagnetischen Aktuator.

Ferner kann die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität mit einem rückstellenden Element gekoppelt sein, welches bestrebt ist, beim Wegfall äußerer Stellsignale einen vorgegebenen Getriebeübersetzungswert einzustellen. Es kann sich hierbei einerseits um eine minimale Exzentrizität handeln, im Idealfall eine Stellung koaxial zur Rotationsachse des Oszillators, wobei das erfindungsgemäße Getriebe einen Leerlaufzustand einnimmt und dadurch vor Beschädigungen geschützt ist.

Weiterhin hat es sich bewährt, die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität mit wenigstens einem Federelement zu koppeln, insbesondere zwecks automatischer Verstellung der Exzentrizität in Abhängigkeit von einem

Drehmoment. Damit kann eine drehmomentabhängige Verstellautomatik realisiert werden, die bei zu hohem Drehmoment in einen niedrigeren Gang steuert und dadurch das Antriebsdrehmoment drosselt, während gleichzeitig die Antriebsdrehzahl erhöht wird, um die Antriebsleistung konstant zu halten.

Andererseits kann die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität auch mit wenigstens einem Fliehkraftelement gekoppelt sein, insbesondere zwecks automatischer Verstellung der Exzentrizität in Abhängigkeit von einer Drehzahl. Wird demnach die Antriebsdrehzahl zu hoch, so wird durch Erhöhung der Exzentrizität in einen höheren Gang gesteuert und dadurch die Antriebsdrehzahl gesenkt.

Zur Vermeidung von Instabilitäten läßt sich die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität mit wenigstens einem Dämpfungselement koppeln, zwecks gedämpfter Verstellung der Exzentrizität.

Besonders bewährt hat sich ein Oszillator-System mit zwei exzentrisch zu der Rotationsachse des Oszillators umlaufenden Anschlüssen zur Erzeugung je einer oszillierenden Bewegung. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass eine Unwucht vermieden werden kann, insbesondere dadurch, dass die beiden Anschlüsse zur Erzeugung je einer oszillierenden Bewegung in einander entgegengesetzte Richtungen verstellbar sind.

Um stets eine ideal ausgewuchtete Anordnung zu haben, sollten die beiden Anschlüsse zur Erzeugung je einer oszillierenden Bewegung miteinander gekoppelt sein, insbesondere derart, dass die Exzentrizitäten der beiden Anschlüsse stets gleich groß sind, jedoch einander bezüglich der Rotationsachse diametral gegenüber liegend bzw. um einen Umfangswinkel φ von 180° gegeneinander verschoben.

Die Erfindung läßt sich dahingehend weiterbilden, dass der Wandler wenigstens ein Element aufweist mit richtungabhängig oder steuerbar variabler Übertragung einer oszillierenden Bewegung in eine unidirektionale Drehbewegung des Abtriebs. Ein derartiges Übertragungselment ist daher in der Lage, nur jeweils eine bestimmte Bewegungsrichtung aus der oszillierenden Bewegung herauszufiltern und an den Abtrieb zu übertragen, während bei der entgegen gesetzten Bewegungsrichtung in einen Freilaufzustand geschaltet wird, um ein Rückwärtsdrehen des Abtriebs bzw. eines Abtriebselementes zu vermeiden.

Ein erfindungsgemäßes Element mit variabler Bewegungsübertragung kann einen Freilauf umfassen, insbesondere einen Klemmkörperfreilauf oder Klinkenfreilauf. Dieser erkennt aufgrund seiner inneren Struktur die Richtung einer (Dreh-) Bewegung und nimmt in Abhängigkeit von dieser Bewegungsrichtung entweder den Eingriffszustand mit

Drehmomentübertragung an oder den Freilaufzustand ohne Drehmomentübertragung.

Andererseits besteht auch die Möglichkeit, das Element mit variabler Bewegungsübertragung mittels einer steuerbaren Kupplung zu realisieren, vorzugsweise mit einer gesteuert schaltbaren Kupplung, insbesondere mit einer elektromagnetisch schaltbaren Kupplung. Eine solche Kupplung ist im Freilaufzustand nahezu reibungs- und damit verlustfrei. Für eine präzise Steuerung abhängig von der Bewegungsrichtung ist es allerdings erforderlich, diese Bewegungsrichtung zu erfassen, insbesondere mittels wenigstens eines Sensors, und anschließend anhand der Sensorausgangssignale die Kupplung anzusteuern. Der Aufwand hierfür erscheint zwar höher als im Fall eines rein mechanischen Freilaufs, muß allerdings im Einzelfall gegenüber dem besseren, erreichbaren Wirkungsgrad abgewogen werden.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin aus durch ein Wandler-System mit zwei Elementen zur richtungabhängig oder steuerbar variablen Übertragung einer oszillierenden Bewegung in eine unidirektionale Drehbewegung des Abtriebs, wobei die beiden Übertragungselemente derart orientiert oder gesteuert sind, dass sie jeweils nur eine Bewegung in einer Richtung aufnehmen und übertragen, allerdings auf unterschiedliche Richtungen der oszillierenden Bewegung eingestellt sind und diese in dieselbe Drehbewegungsrichtung des Abtriebs umsetzen. Dies entspricht auf elektrischem Gebiet einer Brückengleichrichtung, wobei der Absolutbetrag der Bewegungsrichtung gebildet wird und für den Abtrieb genutzt werden kann. Erst dadurch wird jegliches Lücken in der Drehmomentübertragung - bis auf allenfalls zwei Totpunkte pro Oszillationsperiode - vermieden. Diese punktuellen Totbereiche können durch weitere Maßnahmen vermieden werden, bspw. durch einen Querversatz der Exzenter-Verstellkurve gegenüber der Rotationsachse des Oszillators.

Diesen Erfindungsgedanken weiter verfolgend können mehrere Wandler oder Wandler-Systeme miteinander kombiniert werden, welche mit dem selben Abtrieb gekoppelt sind. In diesem Zusammenhang sind insbesondere mehrere, phasenmäßig gegeneinander versetzte Wandler-Systeme zu erwähnen, bspw. zwei um 90° gegeneinander versetzte Wandler-Systeme, oder drei um jeweils 60° bzw. +120° gegeneinander versetzte Wandler-Systeme. Damit lassen sich die Oberschwingungen des Drehmomentes am Abtrieb erheblich reduzieren; Totpunkte in der Übertragung werden vollständig vermieden. Mehrere derartige Wandler-Systeme können dabei jeweils sternförmig um die Rotationsachse des Oszillators verteilt angeordnet sein und jeweils eine eigene Ausgangswelle aufweisen. Diese Ausgangswellen können dann bspw. mittels Planetenzahnrädern versehen sein, welche in ein Sonnenrad eingreifen, das koaxial zur Rotationsachse des Oszillators gelagert ist und die Drehbewegungen der einzelnen Wandler-Systeme aufnimmt und als gemeinsamer Abtrieb dient. Ein weiterer Vorteil hierbei ist, dass die Antriebsund die Abtriebswelle miteinander fluchten und damit einen besonders einfachen Einbau in einen Antriebsstrang erlauben. Diese Ausführungsform eignet sich daher besonders für Kraftfahrzeuge, Motorboote oder für sonstige, insbesondere stationäre Anwendungen im Industriebereich. Die Koppeleinrichtung sollte wenigstens ein Zug- und/oder Schubmittel aufweisen, welches in der Lage ist, eine oszillierende Bewegung des antriebsseitigen Oszillators auf den abtriebsseitigen Wandler zu übertragen.

Im einfachsten Fall kann/können als Schub- und Zugmittel eine oder mehrere Pleuelstange(n), Zahnstange(n), Schubkette(n) od. dgl. verwendet werden. Im Gegensatz bspw. zu der Pleuelstange eines Zylinders vollführt jedoch der abtriebsseitige Anschluß dieser Elemente keine kontinuierlich fortschreitende Kreisbewegung, sondern ebenfalls nur eine hin und her gehende Oszillationsbewegung. Diese kann entweder rein linear sein oder von einer Querbewegung überlagert sein. Insbesondere bei einer Pleuelstange od. dgl. als Übertragungsmittel sollte die Ankopplung an den Wandler derart gestaltet sein, dass bei maximaler Exzentrizität am Oszillator und demnach bei maximalem Hub am Wandler nur ein Drehfortschritt von weniger als 180° erzielt wird, so dass die Totpunkte der Drehbewegung, wo bspw. eine Pleuelstange exakt radial zu einer Abtriebsachse verläuft, nicht erreicht werden. Dies wird bspw. dadurch erreicht, dass die Exzentrizität der Ankopplung einer Pleuelstange an einen Wandler größer ist als die maximale Exzentrizität des Anschlusses am Oszillator. Bei Verwendung einer oder mehrere Zahnstange(n), welche mit einem Ritzel oder Zahnrad an einer Ausgangs- oder Abtriebswelle kämmt (-en), spielen derartige Überlegungen allerdings keine Rolle, weil es dabei keine Totpunkte gibt.

Ein Schub- und Zugmittel sollte sowohl an einem Anschluß des Oszillators als auch an einem Anschluiß des Wandlers und/oder in dem Bereich dazwischen geführt sein. Bei einer Pleuelstange erfolgt diese Führung durch Lagerung der

Pleuelenden; bei einer Zahnstange kann diese Führung im Bereich des

Oszillators durch eine verdrehbare Verbindung, also ein Lager, bspw.

Wälzlager, bewirkt werden, im Bereich des Wandlers dagegen bspw. durch eine oder mehrere Führungsrollen, welche die Zahnstange fest gegen ein

Ritzel, Zahnrad od. dgl. des Wandlers drückt (-en). Ein dazu alternatives Zugmittel kann als Kette, insbesondere Rollenkette, oder als Riemen, Zahnriemen, Draht, Seil od. dgl. ausgebildet sein. Im Gegensatz zu einem Zug- und Druckmittel wie einer Pleuel- oder Zahnstange oder einer Schubgliederkette, welches in Druck- und Zugrichtung Kräfte überträgt, kann ein reines Zugmittel allerdings nur Bewegungen in einer Richtung übertragen, so dass in diesem Fall mehrere Zugmitteltrume erforderlich sind, nämlich eines für jede Bewegungsrichtung.

Ein derartiges System umfaßt wenigstens ein Oszillator-System mit zwei gegensinnig verstellbaren Exzenter-Anschlüssen, wenigstens ein Wandler- System mit zwei LI bertrag ungs-, insbesondere Freilauf- oder Kupplungselementen, zur Übertragung gegensinniger Bewegungsrichtungen in Form einer gleichsinnigen Drehbewegung an eine gemeinsame Ausgangsoder Abtriebswelle, sowie zwei Zugmittel-, insbesondere Kettentrume, welche jeweils einen exzentrischen Anschluß des Oszillators mit einem Übertragungselement des Wandlers koppeln und vorzugsweise miteinander verbunden sind, insbesondere durch einen sich zwischen den beiden Übertragungselementen erstreckenden Zugmittelabschnitt. Die gegensinnige Bewegungsrichtung beider Zugmittel- bzw. Kettentrume macht es dabei sinnvoll, zwischen beiden Trumen eine Umlenkung um etwa 180° vorzusehen, so dass eine direkte Verbindung möglich ist. Eine solche Umlenkung kann bspw. an einer Umlenkrolle bewirkt werden.

Die Erfindung zeichnet sich ferner aus durch ein Spannelement für das Zugmittel, welches bevorzugt auf eine Umlenkrolle für das Zugmittel einwirkt, insbesondere in dem Bereich zwischen zwei Übertragungselementen des Wandlers. Dieser Bereich ist normalerweise von Zugkräften weitgehend frei, so dass bereits eine vergleichsweise kleine Feder in der Lage ist, das Zugmittel in dem Übergangsbereich zwischen beiden Trumen unter Spannung zu halten.

Die Erfindung läßt sich dahingehend weiterbilden, dass das Zugmittel in dem Abschnitt zwischen Oszillator und Wandler Bestandteil eines Flaschenzugs ist. Je nach Richtung des Flaschenzugs kann dadurch eine getriebemäßige Überoder Untersetzung erreicht werden, um den Stellbereich des Getriebes an bestimmte Anwendungsfälle anzupassen. Insbesondere bei dem Anwendungsfall eines Fahrrades läßt sich damit der Stellbereich des erfindungsgemäßen Getriebes spreizen, so dass eine vergleichsweise geringe Maximalexzentrizität des an die Tretkurbel gekoppelten Oszillators in einen deutlich größeren Bewegungshub an der Nabe des Hinterrades umgesetzt wird, so dass auch bei großen Fahrgeschwindigkeiten nur eine mäßige Tretfrequenz erforderlich ist.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann die Koppeleinrichtung ein Getriebe, insbesondere ein Kurbel- und/oder Zahnradgetriebe, aufweisen. Insbesondere eine Zahnstange könnte dabei nicht direkt mit einer Ausgangsoder Abtriebswelle in Eingriff stehen, sondern mit einem Getriebezahnrad kämmen, welches seinerseits über ein weiteres Zahnrad auf der selben Welle, jedoch mit unterschiedlichem Durchmesser mit einem Ritzel des Wandlers drehfest gekoppelt ist.

Während die vorbeschriebenen Schub- und/oder Zugmittel Bewegungen durch Formschluß übertragen, könnte die Koppeleinrichtung stattdessen auch eine inkompressible Flüssigkeit aufweisen, welche in einem Rohr, Schlauch od. dgl. geführt ist, um oszillierende Bewegungen mittels (periodisch) oszillierender

Flüssigkeitsströme zu übertragen. Die einfachste Anordnung dieser Art wären bspw. zwei durch eine Hydraulikleitung miteinander gekoppelte Hydraulikzylinder, von denen einer mechanisch an einen exzentrischen

Anschluß des Oszillators gekoppelt ist und der andere bspw. nach Art einer

Pleuelstange an eine Ausgangs- oder Abtriebswelle gekoppelt sein kann.

Schließlich zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Einrichtung zum Abbremsen des Abtriebs im Falle durchziehender Last, bspw. in Form einer

Bremse und/oder Kupplung od. dgl. Eine solche Einrichtung kann in besonderen Anwendungsfällen erforderlich sein, weil die Abtriebswelle aufgrund der Freilaufelemente einen Schubbetrieb nicht aufnehmen kann, so dass die von herkömmlichen Automobilen her bekannte „Motorbremse" bei dem erfindungsgemäßen Getriebe nicht gegeben ist. Eine derartige Bremseinrichtung kann bspw. mittels einer Überholkupplung realisiert werden, die auf ein (kleines) negatives Drehmoment an der Abtriebswelle oder auf eine bestimmte, negative Drehzahldifferenz zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle anspricht und sodann eine Bremseinrichtung einkuppelt. Andererseits könnte hierfür auch eine elektrische oder elektronische Steuerung verwendet werden, welche den Schubbetrieb nach bestimmten Kriterien sensiert, bspw. anhand einer Beschleunigung der Abtriebswelle ohne entsprechende Antriebsleistung, und daraufhin eine Bremseinrichtung an der Abtriebswelle entweder ankuppelt und/oder elektrisch aktiviert.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf den unteren Rahmenteil eines Fahrrads samt daran gelagertem Hinterrad, sowie mit einem erfindungsgemäßen Oszillator;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Fig. 1 aus einer anderen Perspektive, wobei außerdem auch das Tretlager sowie die Fahrradketten samt Umlenkzahnrädern zu sehen sind;

Fig. 3 eine Seitenansicht auf den Ausschnitt aus Fig. 2;

Fig. 4 den Oszillator aus Fig. 1 bis 3 in einer vergrößerten Darstellung;

Fig. 5 eine etwas abgewandelte Ausführungsform des Oszillators in einer Seitenansicht entsprechend Fig. 4; Fig. 6 eine Ansicht auf die Fig. 5 in Richtung des Pfeils VI.

Fig. 7 die wesentlichen Komponenten einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen stufenlosen Getriebes in einer perspektivischen Ansicht, wobei oben das Antriebsmittel und unten das Abtriebsmittel zu sehen ist;

Fig. 8 einen Vertikalschnitt durch das Antriebsmittel des Getriebes aus Fig. 7;

Fig. 9 eine abermals abgewandelte Ausführungsform der Erfindung in einer

Schnittdarstellung ähnlich zu Fig. 8, wobei im oberen Bereich der

Antrieb samt Oszillator und im unteren Bereich der Abtrieb und das daran gekoppelte Mittel zur Übertragung der oszillierenden Bewegung des Oszillators wiedergegeben ist; sowie

Fig. 10 die Ankopplung zwischen Übertragungsmittel und Abtrieb im Rahmen einer nochmals abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 erkennt man Teile eines Fahrrades 1 , nämlich dessen Rahmen 2 mit zwei unteren Holmen 3, 4, welche sich an einem Tretkurbelgehäuse 5 treffen und damit verschweißt sind.

Von dem Tretkurbelgehäuse 5 erstreckt sich eine starre Gabel 6 nach hinten, deren beide seitlichen Streben 7, 8 sich im Bereich ihrer hinteren, freien Enden jeweils in Form je eines vertikalen Blechs 9 mit etwa dreieckiger Grundform fortsetzen. Die nach oben weisenden Ecken dieser beiden Dreieck-Bleche 9 sind über die beiden Streben 10, 11 einer weiterer Gabel 12 an dem hinteren

Holm 4 abgestützt, vorzugsweise knapp unterhalb des nicht dargestellten Fahrradsattels. Im Bereich der nach rückwärts gerichteten Ecken der beiden

Dreieck-Bleche 9 befinden sich die beiden Lager der Nabe 13 des Hinterrades 14, dessen Speichen 15, Felge 16 und Reifen 17 von den beiden Gabeln 6, 12 zu beiden Seiten umgriffen werden.

Seitlich außerhalb der beiden Dreieckkk-Bleche 9 befindet sich jeweils ein Zahnrad 18, welches jedoch nicht starr, sondern über (je) einen Freilauf mit der Nabe 13 des Hinterrades 14 gekoppelt ist, und zwar derart, dass ein Antrieb des Hinterrades 14 über die Zahnräder 18 möglich ist (Freilauf arretiert), während andererseits ein Überholen der Zahnräder 18 durch das Hinterrad 14 möglich ist, bspw. bei einer Bergabfahrt (Freilauf ist entkoppelt).

Schließlich ist in Fig. 1 noch der Oszillator 19 zu erkennen, der sich etwa vertikal oberhalb des Tretkurbelgehäuses 5 befindet.

Wie man Fig. 2 entnehmen kann, ist dieser Oszillator 19 an einem oder zwei Blech(en) 20 gelagert, welche(s) seitlich an die beiden Holme 3, 4 des

Rahmens geschweißt ist (sind). Diese(s) Lager 21 umgeben ein etwa trommel- oder rohrförmiges Teil 22. Dieses Teil 22 wird quer durchsetzt von einer Achse

23, an der ein zweiarmiger Hebel 24 gelagert ist, dessen beide Enden je einen kugelförmigen Abschluß aufweisen, welche je einen Oszillationskörper 25 darstellen. Der Hebel 24 kann sich - wie in Fig. 4 dargestellt - lotrecht zu der

Achse 23 erstrecken und mittig an derselben angeordnet sein; es ist aber auch möglich, dass der Hebel 24 gegenüber der Drehachse 23 nicht lotrecht verläuft, sondern unter einem Winkel ≠ 90°, und/oder dass der Hebel 24 nicht in der Mitte der Drehachse 23 festgelegt ist, sondern außermittig; diese beiden Sonderfälle werden weiter unten noch erläutert.

Die Winkelstellung des um die Achse 23 verschwenkbaren Hebels 24 kann von außen beeinflußt werden, worauf später noch eingegangen werden soll. Da die beiden Arme des Hebels 24 gleich lang sind, beschreiben dessen beiden kugelförmigen Anschlüsse bzw. Oszillationskörper 25 beim Antrieb des trommel- oder rohrförmigen Teils 22 jeweils Kreisbahnen um die Drehachse des/der Lager(s) 21 , wobei sich der Radius dieser Kreisbahnen entsprechend der Exzentrizität der Kugeln verstellen läßt. Das trommel- oder rohrförmige Teil 22 ist über einen Antriebsriemen oder anderweitig drehfest mit der Tretkurbel 26 gekoppelt.

An jeder Kugel ist nach Art eines Kugelgelenks je eine Stange 27 mit ihrem vorderen Ende gekoppelt. Diese Stange 27 ist kürzer als die Gabel 6, so dass sich ihr hinteres Ende deutlich vor der Nabe 13 des Hinterrades 14 befindet. Dort ist ein Ende einer nicht endlosen Fahrradkette 28 befestigt. Vorzugsweise ist das eine Ende der Fahrradkette 28 an einer Stange 27, das andere Kettenende an der anderen Stange 27 (auf der gegenüberliegenden Seite des Fahrrads) angekoppelt.

Pro Fahrradseite ist an dem betreffenden Dreieck-Blech 9 je ein erstes Umlenkzahnrad 29 gelagert, um eine quer zur Fahrtrichtung verlaufende Drehachse rotierbar.

Außerdem ist an jeder Seite des Fahrrades 1 ein zweites Umlenkzahnrad 30 an der dortigen Stange 27 angeordnet, und zwar kurz vor deren hinterem Ende. Auch diese Umlenkzahnräder 29 sind um quer zur Fahrtrichtung laufende Drehachsen rotierbar gelagert.

Die Fahrradkette 28 verläuft nun vom hinteren Ende der Stange 27 zunächst zu dem betreffenden ersten Umlenkzahnrad 29 am Dreieck-Blech 9, umschließt dasselbe auf einem Umfangswinkel von etwa 180°, und läuft von dort wieder zurück zu der betreffenden Stange 27, umläuft das dortige zweite Umlenkzahnrad 30 ebenfalls auf einem Winkel von etwa 180°, und schließlich wieder zurück zu dem Zahnrad 18 an der Nabe 13 des Hinterrades 14. Dieses wird wiederum auf einem Winkel von etwa 180° umschlossen, und die Kette 28 läuft sodann - vorzugsweise unterhalb der Gabel 6 - wieder nach vorne. Kurz vor dem Holm 4 ist ein weiteres Umlenkzahnrad 31 gelagert, dessen Rotationsachse die von den beiden Streben 7, 8 der unteren Gabel 6 aufgespannten Ebene etwa lotrecht durchsetzt. Die Drehachse läuft etwa tangential außerhalb des Reifens 17. Die Kette 28 ist um dieses Umlenkzahnrad 31 geschlungen, so dass aus den zuvor beschriebenen beiden Trumen eine einzige Kette 28 wird.

Wenn die exzentrisch eingestellten Kugeln des Oszillators 19 mittels der Tretkurbel in Kreisbahnen angetrieben werden, erfahren die beiden Stangen 27 etwa linear oszillierende Bewegungen in Fahrtrichtung, ähnlich wie die aus Zylindern austretenden Schubstangen einer Dampflokomotive. Wenn eine Stange 27 sich dabei nach vorne bewegt, wandert die andere gleichzeitig nach hinten.

Diese etwa lineare Bewegung einer Stange 27 wird auf das betreffende Kettenende übertragen. Dabei verstärken sich die antizyklischen Bewegungen der beiden seitlichen Kettentrume infolge des Flaschenzug-Prinzips, im vorliegenden Beispiel um den Faktor 3. Dementsprechend drei mal so groß ist die Ketten beweg u ng im Bereich der Zahnräder 18 zu beiden Seiten der Nabe 13. Beide Zahnräder bewegen sich stets entgegengesetzt, d.h. stets ist ein Freilauf arretiert und der andere entkoppelt, und zwar in ständig abwechselndem Rhythmus. Daher kann permanent ein antreibendes Drehmoment auf das Hinterrad 14 übertragen werden.

Die Auslenkung der Kette 28 hängt von der Exzentrizität der Kugelanschlüsse 25 ab, die manuell verstellt werden kann, oder aber durch eine „Automatik", welche das Übersetzungsverhältnis entsprechend dem von dem Radfahrer zu überwindenden Widerstand (Steigung, Anfahren, etc.) einstellt, bspw. durch Vergleich mit der Kraft einer an den zweiarmigen Hebel 24 gekoppelten Feder.

Wenn der Hebel 24 unter einem Winkel ≠ 90° mit der Drehachse 23 verbunden ist, so haben die kugelförmigen Anschlüsse bzw. Oszillationskörper 25 in jeder Einstellung stets eine Exzentrizität, und zwar quer zu der einstellbaren Exzentrizität und einander entgegengesetzt; diese Exzentrizität kann dazu dienen, die Auswirkungen von Totpunkten zu minimieren. Denn die quer verlaufende Exzentrizität bringt ebenfalls eine (kleine) Osziüationsbewegung hervor, welche für die Übertragung eines Drehmomentes im Bereich der Totpunkte der einstellbaren Oszillationsbewegung sorgt. Einer solchen Anordnung ist gegenüber einer außermittigen Montage des Hebels 24 an der Drehachse 23 der Vorzug zu geben, weil bei der außermittigen Montage zwar auch eine quer zur einstellbaren Exzentrizität gerichtete (kleine) Exzentrizität entsteht, wobei aber die Exzentrizitäten beider kugelförmiger Anschlüsse oder Oszillationskörper 25 nicht einander entgegengesetzt gerichtet sind, sondern die jeweils gleiche Orientierung aufweisen, so dass keine antizyklischen Quer- Oszillationen entstehen.

In Fig. 7 ist zur Verbesserung der Übersichtlichkeit das Schema eines erfindungsgemäßen Getriebes 101 ohne Teile des Chassis 102, Gehäuses, etc. wiedergegeben.

Das Antriebsteil 103 umfaßt ein in dem Gehäuse oder Chassis um seine Längsachse drehbar gelagerten, rohrförmigen Hohlzylinder 104; dessen Lagerung ist ebenso wenig dargestellt wie ein an das Antriebsteil 103 gekoppelter oder koppelbarer Antriebsmotor, dessen Aufgabe darin besteht, das Antriebsteil 103 in Rotation zu versetzen.

Ferner umfaßt das Antriebsteil 103 einen den Hohlzylinder 104 mit Abstand umgebenden, ringförmigen Körper 105.

Während bei der Darstellung in Fig. 7 einige Teile des Antriebsteils 103 zum besseren Verständnis demontiert sind, ist dessen Aufbau aus Fig. 8 besser erkennbar, wo sein innerer Aufbau dargestellt ist:

Der Hohlzylinder 104 weist an seinem Außenumfang zwei voneinander beanstandete, kreisringförmige Führungsscheiben 106, 107 auf, deren

Abstand etwa der axialen Erstreckung des ringförmigen Körpers 105 entspricht, so dass dieser zwischen den Scheiben 106, 107 geführt ist. Wie Fig. 7 zu entnehmen ist, können die Stirnseiten 108 des ringförmigen Körpers 105 jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende, radial verlaufende Schlitze 109 aufweisen. In diese Schlitze 109 greift jeweils eine radial verlaufende Feder an den Innenseiten 110 der beiden Führungsscheiben 106, 107, so dass durch diesen Formschluß eine Relatiwerdrehung zwischen dem ringförmigen Körper 105 und dem Hohlzylinder 104 ausgeschlossen ist.

Der Schnitt gemäß Fig. 8 ist entlang die Radialschlitze 109 an den Stirnseiten 108 des ringförmigen Körpers 105 gelegt. Man erkennt, dass der Hohlzylinder 104 innerhalb dieser Ebene - der Papierebene gemäß Fig. 8 - zwei miteinander fluchtende Bohrungen 111 aufweist.

Diesen Bohrungen 111 gegenüberliegend ist an der Innenseite 112 des ringförmigen Körpers 105 jeweils ein Metalldraht 113 od. dgl. befestigt, der sich durch die betreffende Bohrung 111 hindurch in den Hohlzylinder 104 hinein erstreckt. Diese beiden Metalldrähte 113 werden durch innerhalb des Hohlzylinders 104 mittels Fixierungsscheiben 114, -hülsen od. dgl. festgelegte Umlenkkörper 115 von ihrem zunächst radialen Verlauf in gegensinnige Axialrichtungen umgelenkt. Während der eine Metalldraht 113 sodann über eine Feder 116 an der Innenseite 117 einer den Hohlzylinder 104 an einem Ende stirnseitig abschließenden Platte 118 verankert ist, verläuft der andere Metalldraht 113 bis zu einem innerhalb des Hohlzylinders 104 axial verschiebbaren Körpers 119.

Der Körper 119 ist über eine Drehlagerung 120 mit einer Einstellschraube 121 gekoppelt, die in einer am Chassis 102, Gehäuse od. dgl. verankerten Platte 122 mit Innengewindebohrung variabel einschraubbar ist. Infolge der Drehlagerung 120 ist der verschiebbare Körper 119 in axialer Richtung fest an die Einstellschraube 121 gekoppelt, hinsichtlich Rotationsbewegungen jedoch von dieser entkoppelt. Durch (manuelles) Drehen der Einstellschraube 121 gegenüber dem Getriebechassis 102 wird diese in axialer Richtung bezüglich des Hohlzylinders 104 verstellt. Über die Drehlagerung 120 teilt sie diese Verstellung dem Körper 119 mit. Dieser zieht über den daran angeschlossenen Metalldraht 113 an dem in Fig. 8 unten wiedergegebenen Bereich des ringförmigen Körpers 105. Durch Verschieben des Körpers 119 in Fig. 8 nach rechts wird der ringförmige Körper 105 nach oben bewegt - seine Exzentrizität nimmt zu. Wird dagegen der Körper 119 mittels der Einstellschraube 121 in die entgegengesetzte Richtung verschoben, also in Fig. 8 nach links, so zieht die Feder 116 den ringförmigen Körper 119 nach unten bzw. in eine weniger exzentrische Lage. Demnach kann mit der Einstellschraube 121 die Exzentrizität des ringförmigen Körpers 105 gegenüber dem angetriebenen Hohlzylinder 104 eingestellt werden, im Grenzfall bis zur exakt konzentrischen Lage zwischen dem ringförmigen Körper 105 und dem Hohlzylinder 104.

Wie man aus Fig. 8 weiter erkennen kann, trägt der ringförmige Körper 105 an seiner äußeren Mantelfläche mehrere, nämlich gemäß Fig. 8 insgesamt drei Zahnräder 123, welche sich jeweils durch eine zwischengeschaltete Drehlagerung 124 gegenüber dem ringförmigen Körper 105 frei drehen können.

Um die Zahnräder 123 ist ein Zugmittel 125 in Form einer offenen Gliederkette geschlungen, deren Verlauf in Fig. 7 zu sehen ist:

Ein erstes Ende 126 der Gliederkette 125 ist am Chassis 102 des Getriebes verankert. Von dort erstreckt sich das Zugmittel 125 zu dem ersten Zahnrad 123 des Antriebsmittels 103, umschlingt dieses etwa auf einem Winkel von 180° bis 240°, löst sich sodann von diesem wieder ab und erstreckt sich bis zu einem Umlenkmittel 127 in Form eines ebenfalls an dem Chassis 102 verankerten, walzenförmigen Körpers, der an seinem Außenumfang bspw. mehrere verdrehbar gelagerte Zahnräder aufweisen kann. Nach einer Umschlingung desselben entlang eines Winkels von bspw. 150° läuft das Zugmittel 125 sodann zu dem Antriebsmittel 103 zurück, umgreift dort das mittlere Zahnrad 123, löst sich von diesem alsdann ab und läuft wieder zum Umlenkmittel 127 zurück, usw. Das Antriebsmittel 103 wird dabei vorzugsweise jedesmal in dem selben Wickelsinn umschlungen.

5

Von dem letzten Zahnrad 123 des Antriebsteils 103 läuft die Zugmittel-Kette 125 sodann zu einer weiteren Welle, die als Abtriebsteil 128 dient, und umschlingt dieselbe entlang von eines Winkels von bspw. 90°. Das zweite Ende 129 der Zugmittel-Kette 129 ist schließlich über eine Spannfeder 130 l o wiederum an dem Chassis 102 des Getriebes festgelegt.

Im Bereich des Kontaktes mit der Zugmittel-Kette 125 trägt die Abtriebswelle 128 einen Freilauf 131, an dessen Außenumfang ein Zahnrad 132 festgelegt ist, dessen Zähne mit den Gliedern der Zugmittel-Kette 125 in Eingriff stehen. 15 Der Freilauf 131 kann als Klinken- oder Sperrkörperfreilauf oder auch als elektrisch steuerbares, bspw. drehrichtungsabhängig steuerbares Eingriffsoder Bremsmittel ausgebildet sein, so dass die Drehkopplung auf elektrischem Wege aus- oder einschaltbar bzw. steuerbar ist.

20 Die Funktionsweise des Getriebes 101 ist wie folgt:

Ein nicht dargestellter Antriebsmotor versetzt das Antriebsteil 103 in Rotation. Solange der ringförmige Körper 105 konzentrisch zu dem Hohlzylinder 104 ist, passiert gar nichts. Die Zugmittel-Kette 125 verharrt in der dargestellten Lage 25 und überträgt keine Kraft zum Abtriebsteil 128; dieses steht still.

Nun wird mit der Einstellschraube 121 der ringförmige Körper 105 gegenüber dem Hohlzylinder 104 außermittig, d.h. exzentrisch verstellt. Die Mantelfläche des von dem Antriebsmotor in Drehbewegung versetzten Antriebsteils 103 30 bzw. dessen Zahnräder 123 laufen nun exzentrisch um. Der in Fig. 7 obere, dem Umlenkmittel 127 abgewandte Bereich der Zahnräder 123 führt dabei eine periodische Auf- und Ab-Bewegung aus und zwingt dadurch die Zugmittel-Kette 125 zu einer Verschiebebewegung, um den sich periodisch verändernden Abstand der Zahnräder 123 zu dem Umlenkmittel 127 auszugleichen. Die einzelnen Trume zwischen den Zahnrädern 123 und dem Umlenkmittel 127 verändern dabei periodisch ihre Länge. Da ein Ende 126 der Zugmittel-Kette 125 am Chassis 102 verankert ist, addieren sich diese Längenänderungen am anderen Ende 129 der Zugmittel-Kette auf und übertragen diese periodischen Verschiebebewegungen auf das Zahnrad 123. Infolge des dortigen Freilaufs 131 erfährt die Abtriebswelle 128 jedoch nur eine Drehbewegung, wenn sich die Zahnräder 123 von dem Umlenkmittel 127 entfernen; die entgegengesetzte Bewegung wird von dem Freilauf 131 nicht an die Abtriebswelle 128 weitergegeben. Dadurch ist die Feder 130 in die Lage versetzt, die Zugmittel-Kette 125 wieder in die ursprüngliche Lage zurückzuziehen, bis eine abermalige Auslenkung der Zahnräder 123 an der Kette 125 die nächste Zugbewegung auslöst.

Dabei wird das Maß der Verschiebebewegung der Zugmittel-Kette 125 durch die Exzentrizität des ringförmigen Körpers 105 bestimmt. Je größer die Exzentrizität, desto stärker die Verschiebebewegung, und umso größer ist der Drehfortschritt an der Ausgangswelle 128, also dreht letztere sich bei gleicher Eingangsdrehzahl um so schneller. Durch eine geeignete Dimensionierung kann der maximal einstellbare Drehfortschritt an der Ausgangswelle kleiner, gleich (synchron) oder größer als der entsprechende Drehfortschritt an dem Antriebsteil 103 sein.

Diese Ausführungsform zeichnet sich insbesondere durch die folgenden Merkmale aus:

Das stufenloses Getriebe 101 zur Übertragung einer wiederkehrenden Bewegung eines angetriebenen Teiles („Antriebsteil") 103 auf ein abgetriebenes Teil („Abtriebsteil") 128, insbesondere auf eine Abtriebswelle, - ring oder -zylinder, umfaßt wenigstens ein langgestrecktes, biegsames, aber in seiner Längsrichtung wenig oder gar nicht dehnbares Mittel zum Übertragen von Zugkräften („Zugmittel") 125, welches wenigstens bereichsweise um das Antriebsteil 103 geschlungen ist und dieses auf einem endlichen Zentrumswinkel umgibt, insbesondere entlang eines Winkels von wenigstens 60°, vorzugsweise entlang eines Winkels von wenigstens 120°, insbesondere entlang eines Winkels von wenigstens 180°, derart, dass wiederkehrende Bewegungen des Antriebsteils 103 mit wenigstens einer linearen Verlagerungskomponente, insbesondere lineare Oszillationsbewegungen und/oder exzentrische Drehbewegungen, im Bereich der Umschlingung auf das Zugmittel 125 übertragen werden und (relative) Verschiebebewegungen desselben hervorrufen, wobei das Zugmittel 125 mit dem Abtriebsteil 128 derart gekoppelt ist, dass es seine Verschiebebewegungen in wenigstens einer Bewegungsrichtung auf das Abtriebsteil 128 überträgt, um dieses in (Dreh-) Bewegung zu versetzen.

Das Zugmittel 125 löst sich von dem Antriebsteil 103 (jeweils) nach einem Umschlingungswinkel von höchstens 330° wieder, vorzugsweise nach einem Winkel von höchstens 270°, insbesondere nach einem Winkel von höchstens 210°.

Das Antriebsteil 103 kann von dem Zugmittel 125 mehrmals umschlungen sein; solchenfalls löst sich das Zugmittel 125 zwischen jeweils zwei Umschlingungen des Antriebsteils 103 von diesem und ist dort jeweils über ein Umlenkmittel 127 geführt.

Das Zugmittel 125 muß nicht geschlossen sein, sondern kann zwei Enden 126, 129 aufweisen. Während in diesem Fall ein (erstes) Ende 126 des Zugmittels 125 fixiert ist, insbesondere am Chassis 102 oder Gehäuse des Getriebes 101 , ist ein (zweites) Ende 129 des Zugmittels 125 gespannt, bspw. durch ein mit seinem anderen Anschluß am Chassis 102 verankertes Federmittel 130.

Das Zugmittel 125 könnte allerdings auch in sich geschlossen sein. Ein bevorzugter Anwendungsfall für das erfindungsgemäße Getriebe 101 könnte bspw. ein Fahrrad sein; jedoch ist der Einsatzbereich darauf keineswegs eingeschränkt, sondern umfaßt das gesamte Spektrum der Technik.

Das Getriebe 202 gemäß Fig. 9 hat eine ähnliche Struktur wie das Getriebe 101 gemäß Fig. 8:

An einem Gehäuse oder Chassis 202 ist ein Antriebsteil 203 drehbar gelagert. Dieses umfaßt einen in dem Gehäuse oder Chassis 202 um seine Längsachse drehbar gelagerten, rohrförmigen Hohlzylinder 204; der Lagerung dienen zwei Kugellager 205. Eine daran gekoppelte oder koppelbare Antriebseinheit, bspw. ein Antriebsmotor, insbesondere ein Elektromotor, eine Tretkurbel od. dgl., deren Aufgabe darin besteht, das Antriebsteil 203 in Rotation zu versetzen, ist jedoch nicht wiedergegeben.

Ferner umfaßt das Antriebsteil 203 zwei den Hohlzylinder 204 jeweils mit Abstand umgebende, ringförmige Körper 206a, 206b, welche gleiche Abmessungen aufweisen und in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind, so dass jeweils eine ihrer Stirnseiten dem jeweils anderen Körper 206a, 206b zugewandt ist; bevorzugt liegen diese beiden Stirnseiten der Körper 206a, 206b direkt flächig aneinander an.

Der Hohlzylinder 204 weist an seinem Außenumfang zwei voneinander beanstandete, kreisringförmige Führungsscheiben 207a, 207b auf, deren

Abstand etwa der gemeinsamen, axialen Erstreckung beider ringförmiger

Körper 206a, 206b entspricht, so dass diese zwischen den Scheiben 207a,

207b geführt sind. Durch eine nicht dargestellte Führung der beiden ringförmigen Körper 206a, 206b gegenüber den Scheiben 207a, 207b ist sichergestellt, dass eine Relatiwerdrehung zwischen den ringförmigen

Körpern 206a, 206b gegenüber dem Hohlzylinder 204 ausgeschlossen ist. Die beiden ringförmigen Körper 206a, 206b sind von einer Position konzentrisch zu dem Hohlzylinder 204 in je eine demgegenüber exzentrische Position verstellbar. Die Verstellmechanik ist ähnlich zu der aus Fig. 8:

Der Hohlzylinder 204 weist innerhalb der Papierebene gemäß Fig. 9 zwei Paare von jeweils miteinander fluchtenden Bohrungen 208, 209 auf. Die Ebenen dieser Bohrungen 208, 209 sind etwa um die Breite eines ringförmigen Körpers 206a, 206b gegeneinander versetzt.

Jeder dieser Bohrungen 208, 209 gegenüberliegend ist an der Innenseite 210 jedes ringförmigen Körpers 206a, 206b jeweils ein Zugmittel, insbesondere über einen Metalldraht 211-214 od. dgl. befestigt, der sich durch die betreffende Bohrung 208, 209 hindurch in den Hohlzylinder 204 hinein erstreckt. Diese Metalldrähte 211-214 werden durch innerhalb des Hohlzylinders 204 festgelegte Umlenkkörper 215 von ihrem zunächst radialen Verlauf in verschiedene Axialrichtungen umgelenkt:

Zwei innerhalb der Papierebene der Fig. 9 einander diagonal gegenüber liegenden Metalldrähte 211 , 214 sind über eine innerhalb des Hohlkörpers 204 axial verschiebbare Platte 216 an eine Zugfeder 217 gekoppelt, deren zweites Ende im Bereich eines stirnseitigen Abschlusses des Hohlkörpers 204 verankert ist. Die beiden anderen Metalldrähte 212, 213 werden von ihren Umlenkkörpern 215 in die entgegengesetzte Axialrichtung umgelenkt und verlaufen bis zu einem dortigen, innerhalb des Hohlzylinders 204 axial verschiebbaren Körper 218.

Dieser Körper 218 ist über eine Drehlagerung 219 und ein Zugseil 220 mit einem Einstellhebel 221 gekoppelt, der um eine am Chassis 202, Gehäuse od. dgl. angeordneten Lagerung 222 verschwenkbar ist. Der verschiebbare Körper 218 ist in axialer Richtung mit dem Einstellhebel 221 gekoppelt, hinsichtlich Rotationsbewegungen jedoch von diesem entkoppelt und kann daher mit dem Hohlzylinder 204 mitrotieren. Bevorzugt sind die beiden verschiebbaren Körper 216, 218 starr miteinander verbunden, bspw. durch eine Verbindungsstange, so dass sich ihr gegenseitiger Abstand niemals ändern kann. Dadurch werden die Zugmittel bzw. Metalldrähte 211-214 stets unter Spannung gehalten.

Diese Mechanik hat zum Zweck, dass die beiden ringförmigen Körper 206a, 206b stets antiparallel verschoben werden, d.h. durch Ziehen an dem Hebel 221 wird der linke ringförmige Körper 206a in der Papierebene nach oben, der rechte ringförmige Körper 206b dagegen nach unten verstellt. Wird der Einstellhebel 221 dagegen nachgelassen, zieht die Zugfeder 217 beide ringförmigen Körper 206a, 206b wieder zur Rotationsachse des Hohlkörpers 204 hin.

Die beiden ringförmigen Körper 206a, 206b tragen an ihrem Außenumfang jeweils eine Drehlagerung in Form eines Kugellagers 223a, 223b, wobei der jeweilige Innenring drehfest mit dem betreffenden, ringförmigen Körper 206a, 206b verbunden ist, während an dem jeweiligen Außenring jeweils ein Ende 224a, 224b eines Zugmittels, bspw. einer Kette 225, festgelegt ist.

Diese Kette 225 ist über ein Umlenkrad 226 geführt und kann von diesem unter Spannung gehalten werden. Insbesondere wenn die Rotationsachse des Umlenkrades 226 nicht parallel zur Rotationsachse der Abtriebswelle ist, kann eine Schränkung der Kette 225 erforderlich sein. Dies läßt sich ggf. dadurch vermeiden, dass die Kette 225 aus mehreren Abschnitten - insbesondere deren drei - zusammengesetzt ist, wobei die Kettenglieder in unterschiedlichen Abschnitten unterschiedlich orientiert bzw. um ihre Längsachse gedreht sind. Zwischen den einzelnen Abschnitten kann jeweils ein Adapter eingefügt sein, der eben diese Verdrehung bewirkt.

Das Umlenkrad 226 ist gegenüber dem Chassis 202 um seine Rotationsachse drehbar gelagert; vorzugsweise ist außerdem die Position des Umlenkrades 2 σ

226 verstellbar, um die Kette 225 spannen zu können. Dies kann entweder mittels zweier ineinander greifender Gewindeelemente bewirkt werden, so dass die Position des Umlenkrades 226 durch Relatiwerdrehung der Gewindeelemente manuell justierbar ist. Andererseits ist hierfür auch eine Feder geeignet, die ggf. mit den ineinander greifenden Gewindeelementen in Reihe geschaltet sein kann. Diese Feder ist bestrebt, die Kette 225 mittels des Umlenkrades 226 ständig gespannt zu halten.

Das Umlenkrad 226 teilt die Kette in zwei untereinander verundene Trume 227a, 227b, welche sich stets antizyklisch bewegen, d.h. wenn bspw. ein Trum 227a von der Antreibseinrichtung 203 in der Papierebene nach oben gezogen wird, bewegt sich das andere Trum 227b gerade nach unten, und umgekehrt. Es handelt sich hierbei um eine Zwangsführung der Kettentrume 227a, 227b, die durch die Gesamtkonstruktion erzwungen ist.

Mit den beiden Trumen 227a, 227b der Kette 225 kämmt je eines von zwei zueinander parallelen Kettenzahnrädern 228a, 228b. Beide Kettenzahnräder 228a, 228b sind über je einen Freilauf 229a, 229b mit einer gemeinsamen Abtriebswelle 230 gekoppelt. Die Kette 225, d.h., deren beiden Trume 227a, 227b, laufen in diesem Fall unter bzw. hinter beiden Kettenzahnrädern 228a, 228b vorbei, was zur Folge hat, dass diese aufgrund des Zahneingriffs stets in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden. Da die beiden Freiläufe 229a, 229b im Verhältnis zur Abtriebswelle 230 gleichsinnig orientiert sind, bspw. so, dass sie stets bei einer Aufwärtsbewegung des betreffenden Trums 227a, 227b einen Drehschluß herbeiführen, bei einer entgegengesetzten Bewegung, bspw. einer Abwärtsbewegung dagegen einen Freilauf bilden, übertragen sie stets abwechselnd ein Antriebsmoment von der Kette 225 auf die Abtriebswelle 230. Es ergibt sich also ein - mit Ausnahme allenfalls von Totpunkten bei der Umkehr der Ketten beweg ung - eine lückenfreie Drehmomentübertragung, wobei das Getriebeübertragungsverhältnis durch die Exzentrizität der beiden ringförmigen Elemente 206a, 206b stufenlos einstellbar ist. Die Abtriebswelle 230 ist in zwei Kugellagern 231 gegenüber dem Chassis 202 verdrehbar gelagert, in axialer Richtung jedoch unverschiebbar.

Im Bereich eines Endes der Abtriebswelle 230 ist eine zu dieser koaxiale, dieser gegenüber aber in axialer Richtung (begrenzt) verschiebbare Welle 232 angesetzt, auf welcher drehfest ein Abtriebsrad 233 od. dgl. festgelegt ist. Dabei wird die Kopplung beider Wellen 230, 232 durch eine Art Sägezahnkupplung 234 bewirkt.

Diese hat zur Folge, dass bei einem antreibenden Drehmoment an der Abtriebswelle 230 die verschiebbare Welle 232 formschlüssig mitgenommen, d.h. in Drehbewegung versetzt wird. Bei einer „durchziehenden Last", also wenn ein Drehmoment von dem Abtriebsrad 233 od. dgl. über dessen damit drehfest verbundene, verschiebbare Welle 232 zur Abtriebswelle 230 geschoben würde, öffnet sich jedoch die Kupplung 234, weil deren flache Zahnflanken gegeneinander verschiebbar sind; statt dessen wird die verschiebbare Welle 232 von der Abtriebswelle 230 in axialer Richtung weg nach außen bewegt.

Mit der verschiebbaren Welle 232 einerseits und dem Chassis 202 andererseits ist je eine Scheibe 235, 236 einer Scheibenbremse 237 verbunden. Während demnach die Scheibe 235 gegenüber dem Chassis 202 stets unverrückbar fest steht, dreht und verschiebt sich die andere Scheibe 236 zusammen mit der verschiebbaren Welle 232. Wird diese infolge einer „durchziehenden Last" von der Sägezahnkupplung 234 nach außen gedrückt, so wird gleichzeitig die rotierende Bremsscheibe 236 gegen die feststehende Scheibe 235 gepreßt - die Bremse 237 bremst die Welle 232 und damit das Abtriebsrad 233 ab und wirkt damit der durchziehenden Last entgegen. Anstelle einer Bremse 237 könnte auch ein Retarder oder gar ein Generator angekoppelt werden, der die Bremsenergie in elektrische Energie umwandelt und dadurch nutzbar macht. In Fig. 10 ist schließlich eine weitere Getriebe-Ausführungsform 301 dargestellt, wobei die nicht dargestellte Antriebseinheit dieses Getriebes 301 der Antriebseinheit 203 aus Fig. 9 entsprechen könnte:

An einem einzigen Ring 206a, 206b ist dabei anstelle eines Zugmittels in Form einer Kette 225 ein Zug-/Schubmittel in Form einer Stange 302 angeordnet, insbesondere an dem Außenring eines dortigen Drehlagers 223a, 223b. Bspw. könnte die Stange nach Art einer Pleuelstange ausgeführt sein, wobei eine Verdickung an dem antriebsseitigen Ende der Stange 302 eine kreisförmige Ausnehmung aufweist und damit den Außenring des Drehlagers 223a, 223b ringförmig umschließt und mit diesem verbunden ist.

Die Ansicht der Fig. 10 entspricht einem Blick in Fig. 9 von unten nach oben, also von der Abtiebseinheit zur Antriebseinheit. Man kann also die Zug- und Schubkräfte gleichermaßen übertragende Stange 302 nur in der stirnseitigen Ansicht von deren freiem, rückwärtigen Ende 303 her sehen. Die Stange 302 hat an ihrer Unterseite eine Zahnreihe 304a, welche mit einem ersten Zahnrad 305a kämmt, das über einen ersten Freilauf 306a mit der Abtriebswelle 307 gekoppelt ist. Gegenüber der Ebene dieses Zahnrades 305 seitlich versetzt verfügt die Stange 302 über einen zweiten, langgestreckten Bereich 308, der an seiner Oberseite eine zweite Zahnreihe 304b aufweist, die mit einem zweiten Zahnrad 305b kämmt, welches über einen zweiten Freilauf 306b mit der Abtriebswelle 307 gekoppelt ist.

Die beiden verzahnten Bereiche 302, 308 können ähnlich wie die Zinken einer Gabel vor oder hinter der Abtriebswelle 307 miteinander verbunden sein, so dass sie zusammen einen in sich starren Körper bilden.

Da die Eingriffsbereiche mit den beiden Zahnrädern 305a, 305b bezüglich der Abtriebswelle 307 einander diametral gegenüber liegen (in Fig. 10 einmal oberhalb der Welle 307 und einmal unterhalb derselben), werden die beiden Zahnräder 305a, 305b stets antizyklisch verdreht, d.h., wenn eines im Uhrzeigersinn rotiert, dreht sich das andere entgegen dem Uhrzeigersinn. Da die beiden Freiläufe 306a, 306b bezüglich der Abtriebswelle 307 im gleichen Drehsinn montiert sind, wird die Antriebsbewegung stets abwechselnd von den beiden Zahnrädern 305a, 305b aufgenommen und auf die Abtriebswelle 307 übertragen, allenfalls unterbrochen durch die Totpunkte der Bewegung der Stange 302.

Um die Umschaltzeitpunkte von einem Freilauf 306a, 306b möglichst lückenfrei zu gestalten, können die beiden Zahnräder 305a, 305b zusätzlich in Drehrichtung gegeneinander verspannt sein, bspw. über eine beide Zahnräder 305a, 305b verbindende Torsionsfeder od. dgl. Dadurch kann das Zahnspiel und/oder die Umschaltbewegung der Freiläufe 306a, 306b kompensiert werden.

Eine ähnliche Wirkung könnte auch erzielt werden, indem anstelle der unteren Zahnreihe 304b eine Gliederkette verwendet wird, welche durch eine Feder gegenüber der anderen Zahnreihe 304a vorgespannt werden könnte.

Um eine totpunktfreie Drehmomentübertragung zu erreichen, kann das Antriebssystem gemäß Fig. 10 auf der anderen Seite eines Abtriebsrades 308 in spiegelbildlicher Form nochmals vorgesehen werden, und die dortige - ebenfalls gabelförmig ausgebildete und mit zwei Verzahnungsbereichen versehene Stange 302' könnte sodann mit dem zweiten ringförmigen Element 206b, 206a des Antriebs gekoppelt sein. Wenn bei dieser Ausführungsform - wie die Erfindung weiterhin vorsieht - die beiden ringförmigen Elemente 206a, 206b nicht exakt entgegengesetzte Exzentrizitäten - bezogen auf die Rotationsachse bzw. den Hohlzylinder 204 - aufweisen, sondern einen Versatz von bspw. etwa 90°, so schwingen die beiden Stangen 302, 302' nicht antiy zyklisch, sondern um etwa 90° bewegungsmäßig gegeneinander versetzt. Das bedeutet, wenn eine Stange 302, 302' einen ihrer Totpunkte erreicht, befindet sich die jeweils andere Stange 302', 302 gerade im Zustand größter bzw. schnellster Bewegung, so dass während eines Totpunktes einer Stange 302, 302' stets von der anderen das Drehmoment zur Abtriebswelle 307 übertragen wird. Eine solche Getriebe-Anordnung 301 ist daher sogar frei von jeglichen Totpunkten und ist in der Lage, ein kontinuierliches Drehmoment von einer Antriebswelle auf eine Abtriebswelle 307 zu übertragen, wobei das Übertragungsverhältnis stufenlos verstellbar ist.

Allen Ausführungsformen gemeinsam ist, dass die Drehzahl n_A am Ausgang bzw. Abtrieb vom Stillstand n_A = 0 bis zu einer maximalen Drehzahl n_A = n_{A max} stufenlos verstellbar ist, ohne dass hierfür ein Differential erforderlich wäre, was einen großen konstruktiven Vorteil darstellt, weil damit Kosten und vor allem Leistungsgewicht und -volumen eingespart werden können.

Dennoch könnte natürlich ein Differential in besonderen Situationen vorteilhaft sein, um die Funktion des erfindungsgemäßen Getriebes zu ergänzen oder zu erweitern. So könnte bspw. ein Tellerrad eines Differentials mit einer konstanten Drehzahl ^ gespeist werden, die bspw. von der Drehzahl n_E

Eingangs- oder Antriebswelle abgegriffen werden kann und bspw. auf ni = n_A,m_aχ/2 eingestellt ist, bspw. mittels eines Zahnradgetriebes. Wenn am anderen Tellerrad des Differentials sodann die Ausgangsdrehzahl n₂ = n_A eingeleitet wird, so läßt sich am Korb des Differentials die Drehzahl n₃ stufenlos variieren von -n_{A max}/2 bis +n_{A max}/2:

-nA_,maχ/2 < n₃ < +n_{A max}/2.

In diesem Fall läßt sich also die Ausgangsdrehzahl n₃ am Differentialkorb reversieren, und zwar stufenlos über den Stillstand n₃ = 0 hinweg. Bezugszeichenliste

Fahrrad 26 Tretkurbel

Rahmen 27 Stange

Holm 28 Fahrradkette

Holm 29 erstes Umlenkzahnrad

Tretkurbelgehäuse 30 zweites Umlenkzahnrad

Gabel 31 drittes Umlenkzahnrad

Strebe

Dreieck-Blech

Strebe

Gabel

Nabe

Hinterrad

Speiche

Felge

Reifen

Zahnrad

Oszillator

Blech

Lager rohrförmiges Teil

Achse zweiarmiger Hebel

Oszillationskörper 101 Getriebe 126 Ende

102 Chassis 127 Umlenkmittel

103 Antriebsteil 128 Abtriebsteil

104 Hohlzylinder 129 Ende

105 ringförmiger Körper 130 Feder

106 Führungsscheibe 131 Freilauf

107 Fiihrungsscheibe 132 Zahnrad

108 Stirnseite

109 Schlitz

110 Innenseite

111 Bohrung

112 Innenseite

113 Metalldraht

114 Fixierungsscheibe

115 Umlenkkörper

116 Feder

117 Innenseite

118 Abdeckplatte

119 verschiebbarer Körper

120 Drehlagerung

121 Einstellschraube

122 Platte

123 Zahnrad

124 Drehlagerung

125 Zugmittel 201 Getriebe 226 Umlenkrad

202 Chassis 227 Trum

203 Antriebsteil 228 Kettenzahnrad

204 Hohlzylinder 229 Freilauf

205 Kugellager 230 Abtriebswelle

206 ringförmiger Körper 231 Kugellager

207 Führungsscheibe 232 verschiebbare Welle

208 Bohrungen 233 Abtriebsrad

209 Bohrungen 234 Kupplung

210 Innenseite 235 Bremsscheibe

211 Metalldraht 236 Bremsscheibe

212 Metalldraht 237 Scheibenbremse

213 Metalldraht

214 Metalldraht

215 Umlenkkörper

216 Platte

217 Zugfeder

218 verschiebbarer Körper

219 Drehlagerung

220 Zugseil

221 Einstellhebel

222 Lagerung

223 Kugellager

224 Ende

225 Kette 301 Getriebe

302 Stange

303 rückwärtiges Ende

304 Zahnreihe

305 Zahnrad

306 Freilauf

307 Abtriebswelle

308 Abtriebsrad

Claims

Patentansprüche

1. Stufenloses Getriebe, beispielsweise für ein Fahrrad (1 ), umfassend: a) einen an einen Antrieb, beispielsweise an eine Tretkurbel (26) eines Fahrrades, gekoppelten Oszillator (19) mit einer Rotationsachse und wenigstens einem exzentrisch zu der Rotationsachse des Oszillators (19) umlaufenden Oszillationskörper (25) zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung; b) wenigstens einen an einen Abtrieb, beispielsweise an die Nabe (13) des Hinterrades (14) eines Fahrrades, gekoppelten Wandler mit wenigstens einem Anschluß zur Aufnahme einer oszillierenden Bewegung und mit wenigstens einer Einrichtung zur Umwandlung der oszillierenden Bewegung in eine kontinuierliche

Drehbewegung des Abtriebs; sowie c) eine Koppeleinrichtung zur Übertragung der oszillierenden Bewegung von dem Oszillator (19) zu dem Wandler; dadurch gekennzeichnet, dass zur stufenlosen Veränderung der Getriebeübersetzung der eine oszillierende Bewegung erzeugende

Oszillationskörper (25) des Oszillators (19) hinsichtlich seiner radialen Exzentrizität gegenüber der Rotationsachse des Oszillators (19) verstellbar ist.

2. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenter-Verstellung des eine oszillierende Bewegung erzeugenden Oszillationskörpers (25) des Oszillators (19) innerhalb einer Fläche erfolgt, die von der Rotationsachse des Oszillators (19) lotrecht durchsetzt wird.

3. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oszillierende Bewegung erzeugende Oszillationskörper (25) des Oszillators (19) gegenüber der Rotationsachse des Oszillators (19) in einer Richtung verstellbar ist, welche zu der Rotationsachse des Oszillators (19) konzentrische Kreise unter einem schiefen oder rechten Winkel α schneidet:

0° < α < 90°.

4. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oszillierende Bewegung erzeugende Oszillationskörper (25) des Oszillators (19) gegenüber der Rotationsachse des Oszillators

(19) in radialer Richtung verstellbar ist.

5. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oszillierende Bewegung erzeugende Oszillationskörper (25) des Oszillators (19) hinsichtlich seiner radialen

Exzentrizität verstellbar ist bis in eine zu der Rotationsachse des Oszillators (19) koaxiale Position.

6. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oszillierende Bewegung erzeugende

Oszillationskörper (25) des Oszillators (19) zwischen zwei Endpunkten mit unterschiedlicher Exzentrizität verstellbar ist.

7. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oszillierende Bewegung erzeugende Oszillationskörper (25) des Oszillators (19) eine rotationssymmetrische Mantelfläche aufweist, deren Symmetrieachse parallel oder etwa parallel zu der Rotationsachse des Oszillators (25) ist.

8. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die rotationssymmetrische Mantelfläche eine konvexe Wölbung aufweist.

9. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die rotationssymmetrische Mantelfläche einer Zylindermantelfläche folgt oder einem vorzugsweise ringförmigen Bereich einer Kugeloberfläche.

10. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem eine oszillierende Bewegung erzeugenden Oszillationskörper (25) des Oszillators (19), insbesondere an einer rotationssymmetrischen Mantelfläche desselben, ein Lager oder Gelenk angeschlossen ist, vorzugsweise ein Wälzlager oder ein

Kugelgelenk.

11. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oszillierende Bewegung erzeugende Oszillationskörper (25) des Oszillators (19) im Bereich wenigstens einer seiner Stimseite(n) verstellbar geführt ist, insbesondere in radialer Richtung der Rotationsachse des Oszillators (19) verstellbar.

12. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oszillierende Bewegung erzeugende Oszillationskörper (25) des Oszillators (19) eine Mechanik zur Verstellung seiner Exzentrizität aufweist.

13. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oszillierende Bewegung erzeugende Oszillationskörper (25) des Oszillators (19) eine ringförmige und/oder hohlzylindrische Struktur aufweist mit einer zentralen Ausnehmung, vorzugsweise für die Aufnahme der Mechanik zur Verstellung seiner Exzentrizität.

14. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität ein Element aufweist zur Transformation der etwa radialen Verstellbewegung der Exzentrizität in eine axiale Bewegung eines rotierenden Teils.

15. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität ein Element aufweist zur Transformation der etwa axialen Verstellbewegung eines rotierenden Teils in eine axiale Bewegung eines nicht rotierenden Teils.

16. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität mit einem manuellen Betätigungselement gekoppelt ist, und/oder mit einem hydraulischen Aktuator, und/oder mit einem elektrischen oder elektromagnetischen Aktuator.

17. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität mit einem rückstellenden Element gekoppelt ist, welches vorzugsweise bestrebt ist, die Exzentrizität zu minimieren.

18. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität mit wenigstens einem Federelement gekoppelt ist, insbesondere zwecks automatischer Verstellung der Exzentrizität in Abhängigkeit von einem

Drehmoment.

19. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität mit wenigstens einem Fliehkraftelement gekoppelt ist, insbesondere zwecks automatischer Verstellung der Exzentrizität in Abhängigkeit von einer Drehzahl.

20. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mechanik zur Verstellung der Exzentrizität mit wenigstens einem Dämpfungselement gekoppelt ist, zwecks gedämpfter

5 Verstellung der Exzentrizität.

21. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Oszillator-System mit zwei exzentrisch zu der Rotationsachse des Oszillators (19) umlaufenden Oszillationskörpern l o (25) zur Erzeugung je einer oszillierenden Bewegung.

22. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Oszillationskörper (25) zur Erzeugung je einer oszillierenden Bewegung in einander entgegengesetzte Richtungen verstellbar sind.

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23. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Oszillationskörper (25) zur Erzeugung je einer oszillierenden Bewegung derart miteinander gekoppelt sind, dass die beiden Exzentrizitäten stets gleich groß sind, jedoch einander

20 bezüglich der Rotationsachse diametral gegenüber liegend bzw. um einen Umfangswinkel φ von 180° gegeneinander verschoben.

24. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Oszillationskörper (25) zur Erzeugung

25 je einer oszillierenden Bewegung an den beiden freien Enden eines zweiarmigen, an seiner Mitte verschwenkbar gelagerten Hebels (24) angeordnet sind.

25. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 21 oder 23, dadurch 30 gekennzeichnet, dass die beiden Oszillationskörper (25) zur Erzeugung je einer oszillierenden Bewegung als zwei Ringe oder Scheiben ausgebildet sind, welche mechanisch miteinander gekoppelt sind, bspw. durch einen zweiarmigen, an seiner Mitte verschwenkbar gelagerten Hebel (24), dessen freie Enden mit je einem ring- bzw. scheibenförmigen Oszillationskörper (25) gekoppelt sind .

26. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler wenigstens ein Element aufweist mit richtungabhängig oder steuerbar variabler Übertragung einer oszillierenden Bewegung in eine unidirektionale Drehbewegung des Abtriebs.

27. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Element mit variabler Bewegungsübertragung einen Freilauf umfaßt, insbesondere einen Klemmkörperfreilauf oder Klinkenfreilauf.

28. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Element mit variabler Bewegungsübertragung eine steuerbare Kupplung umfaßt, vorzugsweise eine gesteuert schaltbare Kupplung, insbesondere eine elektromagnetisch schaltbare Kupplung.

29. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Wandler-System mit zwei Elementen zur richtungabhängig oder steuerbar variablen Übertragung einer oszillierenden Bewegung in eine unidirektionale Drehbewegung des Abtriebs, wobei die beiden Übertragungselemente derart orientiert oder gesteuert sind, dass sie jeweils nur eine Bewegung in einer Richtung aufnehmen und übertragen, allerdings auf unterschiedliche Richtungen der oszillierenden Bewegung eingestellt sind und diese in dieselbe Drehbewegungsrichtung des Abtriebs umsetzen.

30. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Wandler oder Wandler-Systeme, welche mit dem selben Abtrieb gekoppelt sind.

31. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung wenigstens ein Zug- und/oder Schubmittel aufweist.

32. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 31 , gekennzeichnet durch ein Zugmittel, das als Kette (28), insbesondere Rollenkette, oder als Riemen, Zahnriemen, Draht, Seil od. dgl. ausgebildet ist.

33. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel in dem Abschnitt zwischen Oszillator (19) und Wandler Bestandteil eines Flaschenzugs ist.

34. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 32 oder 33, mit wenigstens einem Oszillator-System nach einem der Ansprüche 21 bis

23 und mit wenigstens einem Wandler-System nach Anspruch 29 oder 30, gekennzeichnet durch zwei Zugmittel-, insbesondere Kettentrume, welche jeweils einen exzentrischen Anschluß des Oszillators (19) mit einem Übertragungselement des Wandlers koppeln und miteinander verbunden sind, insbesondere durch einen sich zwischen den beiden

Übertragungselementen erstreckenden Zugmittelabschnitt.

35. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 32 bis 34, gekennzeichnet durch ein Spannelement für das Zugmittel, welches bevorzugt auf eine Umlenkrolle (31) für das Zugmittel einwirkt, insbesondere in dem Bereich zwischen zwei Übertragungselementen des Wandlers.

36. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 31 , gekennzeichnet durch ein Schub- und Zugmittel, das als Pleuelstange, Zahnstange, Schubkette od. dgl. ausgebildet ist.

37. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Schub- und Zugmittel in Druck- und Zugrichtung Kräfte überträgt.

38. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Schub- und Zugmittel an einem Anschluß (25) des Oszillators (19), des Wandlers und/oder in dem Bereich dazwischen geführt ist.

39. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 31 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Schub- und/oder Zugmittel Bewegungen durch Formschluß überträgt.

40. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch ein Schub- und/oder Zugmittel, das eine inkompressible Flüssigkeit aufweist, um oszillierende Bewegungen mittels (periodisch) oszillierender

Flüssigkeitsströme in der Flüssigkeit zu übertragen.

41. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung ein Getriebe, insbesondere ein Kurbel- und/oder Zahnradgetriebe, aufweist.

42. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Abbremsen des Abtriebs im Falle durchziehender Last, bspw. in Form einer Bremse, Retarder, Generator, ggf. mit einer Kupplung zum wahlweisen An- oder Abkuppeln der Bremseinrichtung.

43. Stufenloses Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wandler-Systeme, jeweils mit zwei Elementen zur richtungabhängig oder steuerbar variablen

Übertragung einer oszillierenden Bewegung in eine unidirektionale Drehbewegung des Abtriebs, an eine Oszillatoreinrichtung (19) angekoppelt sind, derart, dass dieselben gegeneinander phasenverschobene Oszillationen von der Oszillationseinrichtung (19) abgreifen, welche am Abtrieb wieder zusammengeführt sind und sich dort phasenverschoben überlagern.

44. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 43, gekennzeichnet durch zwei Wandler-Systeme, jeweils mit zwei Elementen zur richtungabhängig oder steuerbar variablen Übertragung einer oszillierenden Bewegung in eine unidirektionale Drehbewegung des Abtriebs, wobei die Oszillationen der beiden verschiedenen Wandler-Systeme um 90° gegeneinander phasenverschoben sind.

45. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 43, gekennzeichnet durch drei Wandler-Systeme, jeweils mit zwei Elementen zur richtungabhängig oder steuerbar variablen Übertragung einer oszillierenden Bewegung in eine unidirektionale Drehbewegung des Abtriebs, wobei die Oszillationen der drei verschiedenen Wandler-Systeme um 60° gegeneinander phasenverschoben sind.

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