Riemenantrieb und Hinterradfederung...

[Raffineur]

Hallo Bernds-Experten,

das Bernds ist ja eines der wenigen Falträder, die man mit Riemenantrieb und Rohloff-Nabe bekommen kann. Die Kombination ist aus meiner Sicht ideal, wenn man viel, lange, bei schlechtem Wetter und in hügeligem Gelände fährt. So wie ich.

Was mich aber wundert: Soweit ich weiß, muß die Riemenvorspannung konstant und recht hoch sein. Nun ist das Bernds aber hinten gefedert. Da der Schwingendrehpunkt nicht exakt in der Tretlagermitte liegt, müßte sich durch das Ein- und Ausfedern (auch wenn der Federweg klein ist) die Riemenspannung ändern? Kann der Riemen dadurch nicht reißen? Und das Bernds hat nicht mal einen Riemenspanner, sondern nur einen "Snubber", der das Überspringen von Zähnen verhindert. Wie kann das funktionieren :?:

Vielen Dank für Eure Antworten!
Stefan

 

[DerTahir]

Hallo Stefan,

der Riemen ist beim Bernds tatsächlich besonders montiert. Du hast schon recht, dass in der Industrie (daher kommen die Gates-Riemen) die Zahnriemen mit einer bestimmten Spannung montiert werden müssen. Gates schreibt für Fahrräder daher auch einen sehr steifen Rahmen vor. Diese Anforderungen passen an sich überhaupt nicht zu einem Faltrad. Wie Du schon sagst, federt der Hinterbau schon um mehrere Millimeter.

Bernds hat für diese Probleme eine eigene Lösung gefunden. Der "Snubber" hält den Riemen am hinteren Zahnrad. Das klappt erstaunlich zuverlässig. Der Riemen muss daher auch nicht die Spannung haben und wird mit der selben Spannung montiert wie eine normale Kette. Dadurch kann der Hinterbau auch federn, ohne dass der Riemen die Last halten muss.

Ich habe schon Stimmen gehört, dass die Bernds-Lösung besser als das Original von Gates ist Ich denke, dass die Riemen am Fahrrad auch erheblich geringere Belastungen und Geschwindigkeiten aushalten müssen als bei einem Maschinenenantrieb. Daher kann der Riemen auch so locker montiert werden. Worauf man allerdings achten muss ist, das das Hinterrad genau in der Flucht montiert ist. Eine Querbelastung durch ein schräg montiertes Hinterrad verträgt der Riemen nur schlecht. Wenn allerdings alles richtig montiert ist, kann man einen Riemen praktisch ewig fahren. Auch Schnee und Eis sind kein Problem.

Grüße,
Tahir

 

[Raffineur]

Danke für die kompetente Antwort! :idea: Das heißt, daß die Kraft, die durch den Riemen geht, sich durch das Ein- und Ausfedern innerhalb von Sekundenbruchteilen sehr stark ändern kann, und er das aushält. Er soll ja sehr reißfest sein. Mir sind im Moment folgende riemengetriebene Falter bzw. Hersteller von Riemen bekannt:
- Das uns allen bestens bekannte Bernds (http://bernds.de/faltrad/).
- Die B'Twin-Falter von Decathlon (z.B. http://www.decathlon.de/klappfahrrad-btwin-tilt-720--id_8300122.html). Was mich etwas wundert, weil das Rad eher im unteren Preisbereich angesiedelt ist, wo Präzision und Biegesteifigkeit des Rahmens sicher nicht oben auf der Prioritätenliste stehen.
- Das Strida (http://www.strida.com/en/products/?method=listing&sid=11). Nach meinem Kenntnisstand hat es einen Riemen von CDRive (siehe http://www.cycledrive.com/).
- Wie war das damals beim Birdy Green, bevor man gemerkt hat, daß die hintere Riemenscheibe (von Thun) zu weich war und Riese & Müller auf Kette zurückgerüstet haben?
- Haberstock Mobility, die auch den Speed- und den Mountaindrive von Schlumpf herstellen und vertreiben (http://www.abd.haberstock-mobility.com/index.php?id=82). Deren Riemen stamt nicht von Gates, sondern von Mitsuboshi (http://www.mblusa.com/industrial/sy...mission/industrial-timing-belt/gigatorque-gx/).

Allen gemeinsam sind die Carbon-Fasern. In Längsrichtung extrem stark, aber gegen seitliche Belastungen offenbar sehr empfindlich. Es würde mich maßlos ärgern, wenn jemand am Radständer seine Rostlaube durch Unachtsamkeit auf meinen edlen Falter werfen und den Riemen schrotten würde :evil:

Da scheint mir derjenige von Continental (http://www.conti-drive-system.de/index_de.html) wesentlich sympathischer. Der enthält Stränge aus Aramid (Handelsname Kevlar) statt Carbon und stellt auch nicht so hohe Anforderungen an die Exaktheit der Rahmengeometrie. Nachteile hier:
– Erstens gibt es ihn noch nicht, und der Conti-Vertreter auf der Eurobike wußte erst recht nichts von geplanten Falträdern.
- Zweitens wird er nur in einer Primärübersetzung von maximal 2,5:1 angeboten. Weniger als 20 Zähne hinten sind aufgrund des Biegeradius des Riemens nicht möglich, und mehr als 50 Zähne vorne sind nicht geplant. Das reicht wohl für eine Shimano-Alfine-Nabe, nicht aber für eine Rohloff
- Und drittens ist eine Nachrüstmöglichkeit wie üblich zunächst mal wieder nicht vorgesehen

 

[alterfalter2]

@Raffineur
"- Das uns allen bestens bekannte Bernds (http://bernds.de/faltrad/)."

..ich fahre eines Bj. 1992, kein Problem mit dem Riemenantrieb bisher..


Gruß TIL

 

[Motte]

Bei einem Zahnriemen, der sich nicht längen kann, kann das m.E. nach nicht funktionieren. Das Ding heißt ja Zahnriemen, weil das ein Zahn in einer Kuhle liegt. Einmal vorne und einmal hinten. Wenn ich die Länge von vorne nach hinten nun verändere - verlängere - dann muss irgendwas nachgeben (klar, der Klügere). Entweder der Riemen oder die Scheiben oder die "Kuhlen" oder es federt nicht mehr.

Daran ändert auch der Snubber nichts, der sorgt nur dafür, dass der Riemen brav Kontakt zur Zahnscheibe hält und nicht durchrutscht.

 

[Raffineur]

Jetzt wird's langsam interessant. Ein Hersteller qualitativ hochstehender Räder, der eine Lösung verbaut, die nicht funktioniert? :roll: Ich habe auch Bernds danach gefragt, aber die hüllen sich seit Tagen in Schweigen. Schade Deswegen habe ich die Frage ja auch hier gepostet.

 

[derMac]

ich fahre eines Bj. 1992, kein Problem mit dem Riemenantrieb bisher.

AFAIK nutzen die alten Bernds aber keine Gates-Riemen, den gibt es nämlich noch gar nicht so lange. Die aktuellen nutzen aber wohl Gates.

Ansonsten sehe ich das technische Problem genau so wie Motte und würde gern wissen warum Bernds denkt, sie hätten dieses Problem gelöst (beim Gates, über das alte System weiß ich nichts). Außerdem stellte sich natürlich (wenn ich mit meinem bisherigen Halbwissen Recht hatte) die Frage, warum Bernds auf Gates umgestiegen ist, wenn der vorherige Riemenantriebstyp so problemlos war.

Mac

 

[Motte]

Es muss funktionieren - zumindest mit dem früheren Thun Glad Antrieb. Den gibt es schon so lange beim Bernds, dass sich im Internet massenweise Beschwerden finden würden, wenn es nicht funktioniert. Man findet aber nix - auch nicht beim neuen Antrieb. Ich hab ja auch nicht gesagt, dass es nicht funktioniert, sondern nur, dass der Snubber nicht das Wundermittel sein kann.

Beim Birdy war ja auch nicht die Federung und Zahnriemenriss hinten das Problem, sondern die Zahnscheibe und ihr Verschleiß. Eventuell ist die Längenänderung zwischen der Hinterachse und dem Tretlager beim Einfedern so gering, dass es dem System nichts ausmacht. (also die Spaltbreite zwischen Zähnen und Kuhlen (wie ich sie genannt habe) beim Gates Riemen ausreichend ist um das auszugleichen)



Nachtrag nach einigem Überlegen:
Wobei mir so gerade folgende-eigentlich ganz naheliegende Erklärung in den Sinn kommt. Die Kette reißt dort ja auch nicht. Und die ist ebenfalls ziemlich stabil in Längsrichtung. Der Längenausgleich funktioniert in beiden Fällen einfach durch Drehung des hinteren Ritzels (Zahnscheibe)

 

[Raffineur]

Der Längenausgleich funktioniert in beiden Fällen einfach durch Drehung des hinteren Ritzels (Zahnscheibe)

Das klappt aber nur, wenn der zurücklaufende untere Teil der Kette oder des Riemens etwas durchhängt, also nicht gespannt ist. Nicht anzunehmen, daß das beim Bernds der Fall ist. Oder?

 

[DerTahir]

Der Längenausgleich funktioniert in beiden Fällen einfach durch Drehung des hinteren Ritzels (Zahnscheibe)

Das klappt aber nur, wenn der zurücklaufende untere Teil der Kette oder des Riemens etwas durchhängt, also nicht gespannt ist. Nicht anzunehmen, daß das beim Bernds der Fall ist. Oder?

Doch. Der Riemen ist beim Bernds "nur" so gespannt wie eine normale Kette bei einer typischen Nabelschaltung ohne Federung. D.h. die Kette hängt minimal durch. Das ist beim Bernds-Riemen auch so. Man sieht das "Durchhängen" kaum optisch, aber es reicht wohl aus, damit das ganze Gewicht nicht auf dem Riemen lastet.
Außerdem - wenn ich das noch richtig weiß, müsste ich morgen nochmal nachschauen - sind das Tretlager, das Faltgelenk und die Hinterradnabe auf einer Linie. D.h. der Riemen hat schon die maximale Länge, wenn die Federung noch gar nicht beansprucht wird. Aber bei dem Punkt bin ich mir nicht ganz sicher. Kann ich mir morgen nochmal anschauen.

 

[Harry]

Ich denke, dass die Riemen am Fahrrad auch erheblich geringere Belastungen und Geschwindigkeiten aushalten müssen als bei einem Maschinenenantrieb.

Na ja, wenn man bspw. mit 85 Kg Körpergewicht aus dem Sattel geht, sind das auch mal 150 Nm oder sogar mehr an der Kurbel. Für höhere Geschwindigkeiten fehlt uns aber die Drehzahl und mir die Puste :lol:

 

[DerTahir]

Außerdem - wenn ich das noch richtig weiß, müsste ich morgen nochmal nachschauen - sind das Tretlager, das Faltgelenk und die Hinterradnabe auf einer Linie. D.h. der Riemen hat schon die maximale Länge, wenn die Federung noch gar nicht beansprucht wird. Aber bei dem Punkt bin ich mir nicht ganz sicher. Kann ich mir morgen nochmal anschauen.

Es ist tatsächlich so, dass das Rad im Umbelasteten Zustand die maximale Länge hat. Hier habe ich ein Foto gemacht, worauf die Tretkurbel (T), das Faltgelenk (G) und die Hinterradachse (H) in einer Linie zu sehen sind (unbelastetes Rad). Wenn man genau hinschaut, kann man erkennen, das das Faltgelenk schon etwas unter der Linie zwischen Tretkurbel und Hinterradachse ist. D.h. bei einer Belastung der Hinterradfederung wird das Faltgelenk noch etwas nach unten gedrückt und der Abstand zwischen Tretkurbel und Hinterradachse verringert sich. In diesem Fall kommt der "Snubber"wieder zum Einsatz.

 

[DerTahir]

Ich denke, dass die Riemen am Fahrrad auch erheblich geringere Belastungen und Geschwindigkeiten aushalten müssen als bei einem Maschinenenantrieb.

Na ja, wenn man bspw. mit 85 Kg Körpergewicht aus dem Sattel geht, sind das auch mal 150 Nm oder sogar mehr an der Kurbel. Für höhere Geschwindigkeiten fehlt uns aber die Drehzahl und mir die Puste :lol:

Genau genommen müsste man die Auslegung des Riemens kennen, den Bernds einsetzt. Im Vergleich zu den Riemen im Maschinenbau ist der Riemen relativ schmal.

Was die Belastung im Maschinenbau angeht könnte man beispielsweise rechnen: ein "kleiner" elektrischer Antrieb hat ca. 5kW Leistung. Bei 1 Umdrehung pro Sekunde baut dieser ein Drehmoment von 795 Nm auf. Ein "mittlerer" Antrieb ist bei ca. 22 kW und erreicht bei gleicher Umdrehungszahl schon 3498 Nm. Spätestens da wird's knapp mit der Puste ;-) Im Vergleich dazu schafft ein Tour de France-Fahrer in der Spitze 1300 Watt Leistung zu treten. In der Dauerleistung kommt er auf ca. 400-450 Watt. Ein Hobbyradler dagegen schafft 900 Watt max. Leistung und 170 Watt Dauerleistung. Schon erstaunlich welche Welten zwischen Hobby und Profiradlern liegen.

 

[Raffineur]

Es ist tatsächlich so, dass das Rad im Umbelasteten Zustand die maximale Länge hat. Hier habe ich ein Foto gemacht, worauf die Tretkurbel (T), das Faltgelenk (G) und die Hinterradachse (H) in einer Linie zu sehen sind (unbelastetes Rad). Wenn man genau hinschaut, kann man erkennen, das das Faltgelenk schon etwas unter der Linie zwischen Tretkurbel und Hinterradachse ist. D.h. bei einer Belastung der Hinterradfederung wird das Faltgelenk noch etwas nach unten gedrückt und der Abstand zwischen Tretkurbel und Hinterradachse verringert sich. In diesem Fall kommt der "Snubber"wieder zum Einsatz.

Super, vielen Dank! Damit dürfte das "Rätsel" gelöst sein. Diese simple Lösung dürfte beim Bernds auch deswegen klappen, weil der Federweg nicht sehr groß ist.

Ich hatte in der Zwischenzeit noch etwas gegoogelt und in diesem Zusammenhang zwei ganz interessante Sachen gefunden. Hier hat zum Beispiel einer sein Brompton, das eine ähnliche Hinterradfederung wie das Bernds hat, auf Riemenantrieb umgebaut:

Der Weblink ist http://dkprojects.net/belt_drive_brompton/. Auch hier liegen Tretlagermitte, Schwingendrehpunkt und Hinterradachse annähernd auf einer Linie. Bemerkenswert finde ich, daß er den Riemenspanner im 3D-Drucker selbst hergestellt hat. Und ziemlich wagemutig, den Riemen hinten stärker zu biegen als der Hersteller erlaubt

Und hier ein Video, wo jemand ebenfalls einen Riemenspanner selbst gebaut und im Einsatz gefilmt hat:[video]http://www.youtube.com/watch?v=Kcf1IMO2XKQ&feature=player_embedded[/video]
Weitere Einzelheiten gibt es hier: http://forums.mtbr.com/fat-bikes/diy-pugsly-belt-drive-820318.html. Auch er folgt insoweit nicht der Empfehlung des Herstellers, als er den Riemen nach innen biegt, wofür er nicht gedacht ist. Andererseits vergrößert das den Umschlingungswinkel des hinteren Riemenrads und vermindert so die Gefahr des Überspringens. Vor allem aber war ich ziemlich überrascht, wie stark der Riemenspanner ausschlägt. Das zeigt, daß die Riemenspannung im Betrieb sehr stark schwankt. Und sein Bike ist erst noch ein Hardtail, wenn auch mit Stahlrahmen. Erstaunlich nur, daß es bei den dicken Schlappen im Wasser nicht aufschwimmt :lol:

Ich halte also fest, daß die Riemenspannung lediglich dazu dient, das Überspringen des Riemens auf der hinteren Riemenscheibe zu verhindern, und daß man das auch mit einem Snubber oder einem Riemenspanner hinkriegt. Die erlauben eine niedrigere Vorspannung und ergo eine geringere Belastung von Rahmen und Lagern.

 

[ladiaar]

Interessant. (dieses Brompton mit Riemenantrieb)

Der Weblink ist http://dkprojects.net/belt_drive_brompton/. Auch hier liegen Tretlagermitte, Schwingendrehpunkt und Hinterradachse annähernd auf einer Linie. Bemerkenswert finde ich, daß er den Riemenspanner im 3D-Drucker selbst hergestellt hat. Und ziemlich wagemutig, den Riemen hinten stärker zu biegen als der Hersteller erlaubt

Er schreibt ja, dass der "Kettenspanner" nicht für die Riemenspannung verantwortlich ist: "Note that the belt tension is NOT provided by the smaller white idler sprocket."

Faszinierender als das 3d-gedruckte weiße Zahnrad finde ich aber das 3d-gedruckte Ritzel mit 15 Zähnen. Davon hat er leider kein Bild und schreibt auch nicht wie lang er das schon in Betrieb hat. Laut der verlinkten Seite (http://www.shapeways.com/model/736036/15-tooth-gt2-11-sturmey-archer-pulley.html?materialId=23) wird dabei "Bronze-infused stainless steel" 3d-gedruckt.

Was mich am meisten von so einem Umbau abhalten würde ist das Aufsägen des Hinterbaus. So wie er das gemacht hat ist es sicher ohne eine große Werkstatt machbar, ich würde der Konstruktion aber nicht meine 90 Kilo zumuten wollen. (http://dkprojects.net/belt_drive_brompton/frame_split_brackets.jpg)


PS:
Das Bike Friday Tikit gibt's auch mit Riemenantrieb, aber da ist glaube ich der Abstand Tretlager-Hinterradachse fix.

 

[Pibach]

Wesentliches Problem bleibt aber, dass es Riemen nur in bestimmten Längen gibt. Dito die Ritzel und Kettenblätter. Das kann es schwierig machen, den "magig gear" zu treffen.

 

[Raffineur]

Er schreibt ja, dass der "Kettenspanner" nicht für die Riemenspannung verantwortlich ist: "Note that the belt tension is NOT provided by the smaller white idler sprocket."

Stimmt. Also muß es sich um eine Art Snubber handeln, dessen einzige Aufgabe darin besteht, das Überspringen der Zähne auf der hinteren Riemenscheibe zu vermeiden. Aber warum hat er den Arm dann so lang gemacht :?:

Was mich am meisten von so einem Umbau abhalten würde ist das Aufsägen des Hinterbaus.

Glücklich wer ein Rad mit obenliegender Ketten- (bzw. dann Riemen-)Strebe hat

Das Bike Friday Tikit gibt's auch mit Riemenantrieb, aber da ist glaube ich der Abstand Tretlager-Hinterradachse fix

Es gibt mittlerweile einige Riemenfalträder. Aber das Bernds ist meines Wissens das einzige mit einem gefederten Hinterbau. Ein Hardtail auf Riemenantrieb umzurüsten ist dagegen ja ein Kinderspiel

Wesentliches Problem bleibt aber, dass es Riemen nur in bestimmten Längen gibt. Dito die Ritzel und Kettenblätter. Das kann es schwierig machen, den "magig gear" zu treffen.

Soweit ich weiß, haben die meisten Riemenräder entweder ein horizontales Ausfallende oder ein Exzenter-Tretlager. Beides erlaubt natürlich nur einen eingeschränkten Verstellbereich, aber den Gates-Riemen gibt es in den meistverwendeten Längen in Abstufungen von 22-33 mm. Die richtige Riemenlänge läßt sich aufgrund des Abstands von Tretlager zu Hinterradnabe (chainstay) und der Größe der beiden Riemenscheiben mithilfe des Gates-Riemenrechners leicht ausrechnen: http://www.gatescarbondrive.com/~/m...yResources/Carbon Drive Calculator 2014A.xlsx.