Dünnringlager Kugellager für wenig Platz im Automatgetriebe

Autor / Redakteur: Julia Schneiders / Stefanie Michel

Dünnringlager sind besonders kompakt und leicht. Aufgrund dieser Eigenschaften bewähren sich die platzsparenden Komponenten besonders häufig in der Halbleiterbranche, der Medizintechnik und der Robotik. Es sind aber auch andere Anwendungen denkbar: in einem Fahrrad mit Automatikgetriebe.

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Das CVT-Getriebe ist im Bereich der Trinkflaschenhalterung befestigt, aufwendige konstruktive Änderungen am Fahrrad sind somit nicht nötig.
Das CVT-Getriebe ist im Bereich der Trinkflaschenhalterung befestigt, aufwendige konstruktive Änderungen am Fahrrad sind somit nicht nötig.
(Bild: Rodriguez)

Thomas Wendl, Projektleiter des sogenannten CVT-Bikes, erinnert sich: „Im Zuge der Diplomarbeit an der HTL Rennweg habe ich mich zusammen mit meinen Kommilitonen Stefan Neunteufl und Philipp Kraftl entschlossen, ein automatisches Getriebe für ein Fahrrad zu entwickeln.“ Ziel war es, ein CVT-Getriebe in der gewünschten Größe und Übersetzung zu konstruieren und zu fertigen. Mit einem solchen Getriebe lässt sich die Übersetzung stufenlos ändern. Es besteht aus vier keilförmigen Scheiben, zwischen denen ein Schubgliederband beziehungsweise im vorliegenden Fall ein Keilriemen verläuft. Wenn sich der Abstand zwischen dem ersten Scheibenpaar verkleinert, wird er auf der anderen Seite größer. So kann die Übersetzung stufenlos geändert werden.

„Der Fahrer kann über einen Schalter am Lenker zwischen Manuell- und Automatikbetrieb wählen, wobei sich im manuellen Betrieb die Übersetzung per Hand einstellen lässt“, so Stefan Neunteufl. „Im Automatikbetrieb schaltet das Getriebe automatisch, der Fahrer muss sich darum nicht mehr kümmern.“ Die elektrisch betriebene Lösung nutzt Parameter wie Trittfrequenz, Kraftaufwand, Radgeschwindigkeit und Neigung, um jeweils die passende Übersetzung zu ermitteln. Ein integrierter Akku speichert Energie aus der Fahrleistung, lässt sich aber auch über eine Steckdose laden. Das Getriebe selbst ist im Bereich der Trinkflaschenhalterung befestigt, komplizierte konstruktive Änderungen am Fahrrad sind somit nicht nötig. Für die Installation wird die Kette ausgespannt, das Getriebe eingebaut und zwei neue Ketten werden eingespannt. Dieser einfache Prozess erleichtert das Umrüsten auf das stufenlose Automatikgetriebe, das bei fast allen Fahrradtypen zum Einsatz kommen kann.

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Wälzlager mit einer besonders geringen Einbaubreite gesucht

Als im Zuge des Entwicklungsprozesses die Beschaffung der Komponenten für das Automatikgetriebe anstand, entdeckten die Studenten die Dünnringlager von Rodriguez im Internet und stellten eine Anfrage. Insgesamt werden in dem CVT-Getriebe zwei Wälzlager benötigt: Eines der Lager ist im Verschubglied des Getriebes verbaut. Dort ist es dafür zuständig, dass die rotierende Scheibe durch den stillstehenden Getriebeservo verschoben werden kann. Im Getriebe befindet sich ein Breitkeilriemen zur Übertragung des Drehmoments. Durch eine Druckfeder wird eine „durchrutschfreie“ Übertragung gewährleistet. Der Servo muss die Scheibe entgegen dem Druck der Feder verschieben, wodurch der Federdruck auf dem Dünnringlager lastet.

Das zweite Lager stabilisiert dieTrapezspindel, die mit dem Servo verbunden ist. Auf ihr befindet sich eine Mutter, die für das Verschieben der Scheibe zuständig ist.

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