DE19850717A1

DE19850717A1 - Infinitely variable change speed gear for two-wheeled motor vehicles has drive part with rotating drive elements engaging with flexible drive transmission element

Info

Publication number: DE19850717A1
Application number: DE1998150717
Authority: DE
Inventors: Franz Bachmeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-03
Filing date: 1998-11-03
Publication date: 2000-07-13

Abstract

The change speed gear has a drive part (3) rotating about a hub axis (2), with several drive elements (5,6,7), which are in non/positive engagement with a flexible drive transmission part (4). The drive elements are moved at a continuously adjustable distance in radial direction to the hub axis by a restricted guidance unit (8,9,10). Each drive element has a roller (11,12,13) rotating parallel to the hub axis, and the rollers move on a convex curved guide track forming the unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuggetriebe mit einem um eine Nabenachse drehbar gelagerten Antriebselement, und betrifft insbesondere ein stufenloses Getriebe für ein Zweirad.The invention relates to a vehicle transmission with one Hub axis rotatably mounted drive element, and relates especially a continuously variable transmission for a two-wheeler.

Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Antriebsnaben mit einem Fahrradgetriebe bekannt, dessen Übersetzungsverhältnis in diskreten Stufen einstellbar ist. Soweit zum Teil auch stufenlose Fahrradgetriebe bekannt geworden sind, so sind diese konstruktiv aufwendig und damit teuer oder sind aus an deren Gründen nicht zum Einsatz gelangt. Das Fehlen einer praktikablen Lösung zeigt die Schwierigkeiten, denen in der Praxis bei der Suche nach einem tatsächlich brauchbaren der artigen Getriebe für ein Fahrrad begegnet werden, auch wenn dies auf den ersten Blick einfach erscheint.A large number of drive hubs are included in the prior art known a bicycle transmission, the gear ratio is adjustable in discrete steps. So far partly stepless bicycle transmissions have become known, are these are structurally complex and therefore expensive or are off whose reasons are not used. The lack of one practical solution shows the difficulties encountered in the Practice finding the one that is actually useful like gearboxes for a bicycle can be encountered, even if at first glance this seems easy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeuggetrie be insbesondere für ein Fahrrad zur Verfügung zu stellen, welches konstruktiv einfach und damit kostengünstig herstell bar ist, eine ausreichende Haltbarkeit und mechanische Stabi lität und einen gleichmässigen Lauf bei geringen Verstell kräften bzw. bei günstigem Wirkungsgrad gewährleistet, und dabei die Möglichkeit eines stufenlos einzustellenden Über setzungsverhältnisses bietet.The invention has for its object a vehicle transmission be available especially for a bicycle, which is structurally simple and therefore inexpensive to manufacture bar, sufficient durability and mechanical stability lity and smooth running with little adjustment forces or with a low level of efficiency, and the possibility of a continuously adjustable over offers a relationship.

Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a vehicle transmission according to claim 1 solved.

Erfindungsgemäß ist ein Fahrzeuggetriebe mit einem um eine Nabenachse drehbar gelagerten Antriebselement vorgesehen, welches aus mehreren mit einem biegsamen Antriebsübertra gungsmittel in kraft- oder formschlüssigen Eingriff stehenden Antriebsorganen besteht, die mit einem einstellbaren Abstand in radialer Richtung zur Nabenachse geführt sind. Dem Prinzip der Erfindung folgend ist der radiale Abstand der geführten Antriebsorgane zur Nabenachse kontinuierlich veränderbar. According to the invention is a vehicle transmission with one Hub axis rotatably mounted drive element provided, which consists of several with a flexible drive transmission agents in non-positive or positive engagement There are drive elements with an adjustable distance are guided in the radial direction to the hub axis. The principle According to the invention, the radial distance between the guided Drive elements to the hub axle continuously changeable.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die An triebsorgane in radialer Richtung zur Nabenachse längsver schieblich gelagert, wobei der Verstellung des radialen Ab standes der Antriebsorgane eine gegenüber der Winkelstellung des Antriebselementes veränderbare Zwangsführung zugeordnet ist. Insbesondere ist die Zwangsführung hierbei zur Nabenach se konvex gekrümmt ausgebildet.In a preferred embodiment of the invention, the An drive elements in the radial direction to the hub axis slidably mounted, the adjustment of the radial Ab state of the drive elements one compared to the angular position variable drive assigned to the drive element is. In particular, the forced guidance to the Nabenach se convexly curved.

Bei einer konstruktiv besonders einfachen und daher bevorzug ten Weiterbildung der Erfindung weist jedes Antriebsorgan ei ne parallel zur Nabenachse rotierend gelagerte Laufrolle auf, wobei die Zwangsführung durch eine bogenförmig gekrümmte Füh rungsbahn ausgebildet ist, in welcher die Laufrolle des An triebsorgans gelagert ist. Von Vorteil ist die Führungsbahn durch eine in einer dünnen, gegenüber dem Antriebselement in einem bestimmten Winkel zueinander drehsicher einstellbaren, aber gemeinsam um die Nabenachse rotierend gelagerten Blech scheibe geformte Ausnehmung ausgebildet.With a structurally particularly simple and therefore preferred Further development of the invention has each drive element ne rotating roller mounted parallel to the hub axis, the forced guidance by an arcuate curved guide tion path is formed in which the roller of the An drive mechanism is stored. The guideway is an advantage by a in a thin, opposite to the drive element in can be set at a certain angle relative to one another, but together sheet metal rotating around the hub axis disc-shaped recess formed.

Zweckmässigerweise ist zur Einstellung des Winkels zwischen Antriebselement und Zwangsführung eine Verstelleinrichtung vorgesehen, die eine mit dem Antriebselement drehsicher ver bundene Spindel und ein von dieser rotierend angetriebenes Drehteil (Spindelmutter) aufweist, welches drehfest mit der Zwangsführung verbunden ist.It is expedient to set the angle between Drive element and positive guidance an adjustment device provided that ver with the drive element rotatably tied spindle and a rotating driven by this Turned part (spindle nut), which rotatably with the Forced operation is connected.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den üb rigen Unteransprüchen.Further advantageous configurations result from the ex subclaims.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach folgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:A preferred embodiment of the invention will follow explained below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemä ßen stufenlosen Fahrzeuggetriebes; Figure 1 is a schematic front view of a continuously variable transmission according to the invention.

Fig. 2 eine schematische Rückansicht des erfindungsgemäßen stufenlosen Fahrzeuggetriebes; Fig. 2 is a schematic rear view of the continuously variable vehicle transmission according to the invention;

Fig. 3 eine schematische Ansicht des der Verstellung des Ge triebes dienenden Bestandteils; Fig. 3 is a schematic view of the adjustment of the gear serving component;

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht einer Einzelheit X nach Fig. 3 im Schnitt; und FIG. 4 shows an enlarged partial view of a detail X according to FIG. 3 in section; and

Fig. 5A bis 5C die Bestandteile des erfindungsgemäßen stu fenlosen Fahrzeuggetriebes in schematischen Einzelan sichten. Fig. 5A views in schematic Einzelan to 5C, the components of the stu fenlosen vehicle transmission according to the invention.

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel umfasst ein Fahrzeuggetriebe imit einem um eine Nabenachse 2 eines Fahrradantreibers drehbar gelagerten Antriebselement 3, wel ches drei mit einem biegsamen Antriebsübertragungsmittel 4 in kraft- oder formschlüssigen Eingriff stehende Antriebsorgane 5, 6, und 7 aufweist, die jeweils mit einem einstellbaren Ab stand r in radialer Richtung zur Nabenachse 2 derart geführt sind, dass der radiale Abstand r der geführten Antriebsorgane zur Nabenachse kontinuierlich bis zu einem Maximalwert r_max veränderbar ist. Hierzu sind die drei Antriebsorgane 5, 6, 7 jeweils einzeln in radialer Richtung zur Nabenachse 2 längs verschieblich gelagert, wobei der Verstellung des radialen Abstandes r der Antriebsorgane 5, 6, 7 jeweils eine gegenüber der Winkelstellung des Antriebselementes 3 veränderbare Zwangsführung 8, 9, 10 zugeordnet ist, die zur Nabenachse 2 konvex gekrümmt ausgebildet ist. Jedes Antriebsorgan 5, 6, 7 weist eine parallel zur Nabenachse 2 rotierend gelagerte Laufrolle 11, 12, 13 auf, die in der bogenförmig gekrümmten Führungsbahn der Zwangsführung 8, 9, 10 gelagert ist. Jede Führungsbahn ist hierbei durch eine in einer Blechscheibe 14 geformte Ausnehmung ausgebildet. Die Blechscheibe 14 und da mit jede Zwangsführung ist gegenüber dem Antriebselement 3 in einem bestimmten Winkel zueinander drehsicher einstellbar, aber gemeinsam um die Nabenachse 2 rotierend gelagert. Das biegsame Antriebsübertragungsmittel 4 ist durch eine Kette, und jedes Antriebsorgan durch ein bogenförmiges Zahnkranzele ment 21, 22, 23 ausgebildet.The embodiment shown in the figures comprises a vehicle transmission with a drive element 3 rotatably mounted about a hub axis 2 of a bicycle driver, which has three drive elements 5 , 6 and 7, which are in non-positive or positive engagement with a flexible drive transmission means 4 , each with a Adjustable distance r are guided in the radial direction to the hub axis 2 such that the radial distance r of the guided drive elements from the hub axis can be changed continuously up to a maximum value r _max . For this purpose, the three drive elements 5 , 6 , 7 are each individually and longitudinally displaceable in the radial direction to the hub axis 2 , the adjustment of the radial distance r of the drive elements 5 , 6 , 7 each having a positive guide 8 , 9 , which can be changed with respect to the angular position of the drive element 3 . 10 is assigned, which is convexly curved to the hub axis 2 . Each drive element 5 , 6 , 7 has a roller 11 , 12 , 13 which is mounted parallel to the hub axis 2 and which is mounted in the arcuate curved guideway of the positive guide 8 , 9 , 10 . Each guideway is formed by a recess formed in a sheet metal disk 14 . The sheet metal disk 14 and since with each positive guidance can be set in a certain angle relative to one another with respect to the drive element 3 , but are mounted together to rotate about the hub axis 2 . The flexible drive transmission means 4 is formed by a chain, and each drive member by an arcuate Zahnkranzele element 21 , 22 , 23 .

Das in der Nabenachse 2 drehbar gelagerte Antriebselement 3 weist insbesondere drei in radialer Richtung von der Naben achse 2 sternförmig unter einem gleichmäßigen Winkel von 120° abstehende Schenkel 15, 16, 17 aus starrem Material wie bei spielsweise Eisen oder Stahl auf, welche als Laufbahnen der in radialer Richtung längsverschieblich gelagerten Antriebs organe 5, 6, 7 dienen. Jedes Antriebsorgan 5, 6, 7 sitzt auf einem entlang eines Schenkels 15, 16, 17 längsverschieblich gelagerten Schlitten 18, 19, 20.The rotatably mounted in the hub axis 2 drive element 3 has in particular three in the radial direction from the hub axis 2 star-shaped at a uniform angle of 120 ° projecting legs 15 , 16 , 17 made of rigid material such as iron or steel, which as the raceways serve in the radial direction longitudinally mounted drive organs 5 , 6 , 7 . Each drive element 5 , 6 , 7 is seated on a carriage 18 , 19 , 20 which is mounted to be longitudinally displaceable along a leg 15 , 16 , 17 .

Zur Einstellung des Winkels zwischen Antriebselement 2 und jeder Zwangsführung 8, 9, 10 ist eine in den Fig. 3 und 4 näher gezeigte Verstelleinrichtung 24 vorgesehen, die eine mit dem Antriebselement 3 drehsicher verbundene Spindel 25 und ein von dieser rotierend angetriebenes Drehteil 35 (Spin delmutter) aufweist, welches drehfest mit der Zwangsführung verbunden ist.To set the angle between drive element 2 and each positive guide 8 , 9 , 10 , an adjusting device 24 , shown in FIGS . 3 and 4, is provided, which has a spindle 25 connected to drive element 3 in a rotationally secure manner and a rotating part 35 (spin del nut), which is non-rotatably connected to the positive guidance.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen stufenlosen Fahrrad getriebes 1 nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist wie folgt. Es werde angenommen, das Antriebselement 3 sitzt auf der Nabenachse 2 des Fahrradantreibers und treibt vermit tels der Kette 4 ein Antriebsritzel des (in den Figuren nicht näher dargestellten) Hinterrades des Fahrrades an. An triebspedale und Tretkurbel des Antreibers, vermittels wel cher das Antriebselement in Drehung versetzt wird, sind aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ebenfalls nicht in den Figuren dargestellt. Das stufenlos einzustellende Überset zungsverhältnis beim erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebe wird nun durch den eingestellten radialen Abstand r der Antrieb selemente zur Nabenachse 2 bestimmt. Die Einstellung erfolgt vermittels der Zwangsführungen 8, 9, 10 dergestalt, dass die Winkellage der Zwangsführung relativ zum Antriebselement 3 den radialen Abstand jedes Antriebsorgans 5, 6, 7 definiert. Diese Winkellage wird stufenlos vermittels der in den Fig. 3 und 4 näher dargestellten Verstelleinrichtung eingestellt. Ein an dem einen Ende einer in einem Gewindelager 30 gelager ten Gewindestange 29 befestigtes Zug- und Druckmittel 28 überträgt die längs des Pfeiles 32 bzw. 32' übertragenen Be wegungen auf ein koachsial zur Nabenachse 2 in einem Wälzla ger 34 rotierend gelagerten Nabenstange 27, die in Längsrich tung gemäß Pfeilen 32 und 32' längsverschieblich gelagert ist, und im Übrigen gemäß Pfeile 33, 33' um die Nabenachse 2 rotieren kann. Mit der Nabenstange 27 fest verbunden ist ein Drehteil 35, welches von der Spindel 25 rotierend angetrieben ist und welches drehfest über ein Gehäuseteil 26 mit der Blechscheibe 14 und damit der Zwangsführung verbunden ist. Die Verstelleinrichtung 24 überträgt somit eine Verstellung der Gewindestange 29 über den Spindelantrieb mit Spindel 25 und Drehteil 35 auf die Winkeleinstellungen gemäß Pfeile 36, 36' der Drehscheibe 14.The operation of the continuously variable bicycle transmission 1 according to the illustrated embodiment is as follows. It is assumed that the drive element 3 sits on the hub axle 2 of the bicycle driver and drives the chain 4 by means of a drive pinion of the rear wheel (not shown in the figures) of the bicycle. On drive pedals and pedal crank of the driver, by means of which the drive element is set in rotation, are also not shown in the figures for reasons of better clarity. The continuously adjustable transmission ratio in the vehicle transmission according to the invention is now determined by the set radial distance r of the drive elements to the hub axle 2 . The setting is carried out by means of the positive guides 8 , 9 , 10 such that the angular position of the positive guide relative to the drive element 3 defines the radial distance of each drive element 5 , 6 , 7 . This angular position is continuously adjusted by means of the adjusting device shown in more detail in FIGS. 3 and 4. A at one end of a gelager in a threaded bearing 30 th threaded rod 29 fixed tension and compression means 28 transfers along the arrow 32 or 32 'transferred Be movements to a coaxially ger to the hub axle 2 in a Wälzla 34 rotatably mounted hub rod 27 is longitudinally displaceable in the longitudinal direction according to arrows 32 and 32 ', and can also rotate according to arrows 33 , 33 ' about the hub axis 2 . With the hub rod 27 is a rotary part 35 which is rotatably driven by the spindle 25 and which is rotatably connected via a housing part 26 to the sheet metal disc 14 and thus the positive guide. The adjusting device 24 thus transmits an adjustment of the threaded rod 29 via the spindle drive with spindle 25 and rotating part 35 to the angle settings according to arrows 36 , 36 'of the turntable 14 .

Claims

1. Vehicle transmission with a around a hub axle (2) rotatably mounted drive element (3) which has a plurality of properties with a flexible drive transmission means (4) in non-positive or positive engagement drive members (5, 6, 7), with a adjustable distance (r) in the radial direction to the hub axis ( 2 ).

2. Vehicle transmission according to claim 1, characterized in that the radial distance (r) of the guided drive elements ( 5 , 6 , 7 ) to the hub axis ( 2 ) is continuously variable.

3. Vehicle transmission according to claim 1 or 2, characterized in that the drive members ( 5 , 6 , 7 ) are mounted longitudinally displaceably in the radial direction to the hub axis ( 2 ), and the adjustment of the radial distance of the drive members ( 5 , 6 , 7 ) a forced guide ( 8 , 9 , 10 ) that can be changed relative to the angular position of the drive element ( 3 ) is assigned.

4. Vehicle transmission according to one of claims 1 to 3, characterized in that the positive guide ( 8 , 9 , 10 ) to the hub axis ( 2 ) is convexly curved.

5. Vehicle transmission according to one of claims 1 to 4, characterized in that each Antriebsor gan ( 5 , 6 , 7 ) has a parallel to the hub axis ( 2 ) rotating GE bearing roller ( 11 , 12 , 13 ), and the Zwangsfüh tion ( 8 , 9 , 10 ) is formed by an arcuate curved guideway in which the roller of the drive member ( 5 , 6 , 7 ) is mounted.

6. Vehicle transmission according to one of claims 1 to 5, characterized in that the guide track is formed by a recess formed in a sheet metal disc ( 14 ).

7. Vehicle transmission according to one of claims 1 to 6, characterized in that the positive guidance ( 8 , 9 , 10 ) in a thin, relative to the drive element ( 3 ) at a certain angle to each other in a rotatable manner, but together about the hub axis ( 2nd ) rotating bearing plate ( 14 ) are formed.

8. Vehicle transmission according to one of claims 1 to 7, characterized in that for adjusting the angle between the drive element ( 3 ) and positive guidance ( 8 , 9 , 10 ) ei ne adjusting device ( 24 ) is provided, which one with the drive element ( 3 ) non-rotatably connected spindle ( 25 ) and a rotary part ( 35 ) driven in rotation by this, which is non-rotatably connected to the positive guidance ( 8 , 9 , 10 ).

9. Vehicle transmission according to one of claims 1 to 8, characterized in that the drive member ( 5 , 6 , 7 ) on a longitudinally movable in a radial direction to the hub axis ( 2 ) running carriage ( 18 , 19 , 20 ) is attached .

10. Vehicle transmission according to one of claims 1 to 9, characterized in that the drive element ( 3 ) has at least three drive elements ( 5 , 6 , 7 ) arranged at a uniform angular distance from one another.

11. Vehicle transmission according to one of claims 1 to 10, characterized in that the flexible drive transmission means ( 4 ) by a chain and the drive member ( 5 , 6 , 7 ) by an arcuate Zahnkranzele element ( 21 , 22 , 23 ) is.

12. Vehicle transmission according to one of claims 1 to 11, there characterized by that it is a gear for a two-wheeler, especially motorized or non-motorized represents bicycle.