DK178499B1 - Stelramme til en tohjulet ladcykel - Google Patents

Abstract

Stelramme til en tohjulet ladcykel af den type, som har ladet placeret mellem styret og forhjulet. Mellem krankrøret (Q) og det centrale kronrør (J) deler sig stelrammens hovedrør i to dele (AH, AV), der hver især løber via to bøjninger, først væk fra hinanden, og dernæst, parallelt med hinanden og med samme afstand til cyklens centerlinje, og til sidst opad og via en bøjning indad mod hinanden for at mødes ved det forreste kronrør. Hovedrørets to dele er via siderør forbundet med det centrale kronrørs øvre ende og via en tværbro til det centrale kronrørs nederste ende. Yderligere tværbroer forbinder hovedrørets to dele med hinanden.

Description

Titel: Stelramme til en tohjulet ladcykel

Beskrivelse

Opfindelsen angår en stelramme til en tohjulet ladcykel og angår en tohjulet ladcykel omfattende en stelramme.

Tohjulede ladcykler af ovennævnte art er kendte og betegnes almindeligvis som en ladcykel af "Long John typen" (LJT). Denne type ladcykel har en lastanordning, som er monteret på LJT-cyklens forstel, oven på hovedrøret. Karakteristisk for denne cykeltype er ligeledes, at manøvrering af cyklen sker via en styrpind i et centralt placeret kronrør, og videre gennem en udvekslings-og transmissionsarm der påvirker forgaflen via bevægelsen fra styret, hvorved forhjulet drejer. En af ulemperne ved denne type ladcykel er ustabile køreegenskaber, især ved kørsel med last.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en forbedret stelramme af ovennævnte type.

Dette opnås ved en stelramme til en tohjulet ladcykel af den type, som har ladet placeret mellem styret og forhjulet, hvor stelrammen omfatter et centralt placeret kronrør til optagelse af en styrpind, og et forreste kronrør, til optagelse af en forgaffel, hvor stelrammens del, som strækker sig fra det centrale kronrør fremad til det forreste kronrør betegnes som forstel og stelrammens del, som strækker sig fra det centrale kronrør bagud betegnes som bagstel, hvor bagstellet omfatter et sadelrør til optagelse af en sadelpind og ved sadelrørets nederste ende et tværgående krankrør til optagelse af en krankanordning, og hvor saddelrøret og kronrørene udspænder et første plan, hvorom stelrammen er i det væsentlige symmetrisk, og hvor stelrammen yderligere omfatter et hovedrør, som strækker sig fra krankrøret og symmetrisk om det første plan til det forreste kronrør, hvorved hovedrøret danner en bærende forbindelse mellem forstel og bagstel, og hvor hovedrøret mellem krankrøret og det centrale kronrør deler sig i to dele, der hver især løber via to bøjninger, først væk fra hinanden, og dernæst, ud for det centrale kronrør parallelt med det første plan indtil de to dele er i det væsentlige ud for det forreste kronrør, og til sidst opad og fremad i et lige forløb og dernæst via et buk i et lige forløb indad mod hinanden og det første plan for at mødes ved det forreste kronrør, og at hovedrørets to dele er forbundet med det centrale kronrør via siderør, som strækker sig fra hver af hovedrørets dele i et lige forløb og via et buk videre til det centrale kronrørs øvre ende, og via en tværbro, som strækker sig fra hver af hovedrørets dele til det centrale kronrørs nederste ende, og at hovedrørets to dele er indbyrdes forbundet med yderligere tværbroer, hvorved der dannes en lastanordning mellem det centrale kronrør og det forreste kronrør, som er fuld integreret i stelrammen.

Ved at dele hovedrøret i to dele i bagstellet mellem krankrør og det centrale kronrør og ved at føre de to dele separat hele vejen frem til det forreste kronrør bliver det muligt, at integrere lastanordningen fuldt i stelrammen. Forbindelsen af de to dele med tværbroer danner bunden af den integrerede lastanordning, hvor denne bund ligger lavere end i en tilsvarende ladcykel af den kendte Long-John-type. Herved opnås en forbedret pladsudnyttelse og en lavere tyngdepunkt for lasten og derved forbedrede køregenskaber for ladcyklen, især ved kørsel med last. Forløbet af de to dele af hovedrøret hen mod det forreste kronrør, og derved til området tæt på forhjulet, bevirker samtidigt, at den integrerede lastanordnings bundflade kan trækkes længere hen mod forhjulets bagkant end det er muligt for lastanordninger ifølge kendte ladcykler af Long-John typen. Herved opnås en yderligere forbedret pladsudnyttelse. Samspillet af konstruktionen med et delt hovedrør, siderør og det centrale kronrør, samt tværbroerne danner en rummelig konstruktion. Herved opnås en øget stivhed for en stelramme af en given vægt. Den øgede stivhed medfører væsentligt forbedrede køreegenskaber, især ved kørsel med last.

Ifølge opfindelsen er der yderligere tilvejebragt en tohjulet ladcykel omfattende en stelramme ifølge ovenstående.

Fordelagtige udførelsesformer fremgår af underkravene.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor under henvisning til tegningen. På tegningen viser

Fig. 1 - 4 en tohjulet ladcykel af kendt type, set underforskellige vinkler,

Fig. 5 tre forskellige udførelsesformer for kendte stelrammer til tohjulede ladcykler, set i perspektiv,

Fig. 6 - 8 en udførelsesform for en tohjulet ladcykel ifølge opfindelsen, set under forskellige vinkler,

Fig. 9 den i fig. 6-8 viste stelramme udført som herremodel og uden cykelkomponenter, set i perspektiv,

Fig. 10 to forskellige udførelsesformer for en stelramme til en damemodel, set i perspektiv, og

Fig. 11 en skematisk illustration af konstruktionsprincippet for en stelramme ifølge opfindelsen.

Et eksempel på en LJT-model er vist på fig. 1. Den rekonstruerede model af LJT, vist på fig. 6, vil efterfølgende omtales som RKM. Cyklerne i fig. 1 og fig. 6 er illustrativt forsynet med hjulsæt (1-1),(1-2), styr (2), udvekslingsarm (3), transmissionsarm (4), forgaffel (5), sadel (6), sadelpind (7), kranksæt (8), styrpind (9) og stelramme (A). Fig. 9 viser RKM-stelrammen - uden de illustrative cykelkomponenter.

Gruppen af stelrammekomponenter i sektionen, SEC-B til højre for delelinien (q-r), vist på fig. 7 kaldes i det følgende for forstellet. Gruppen af stelrammekomponenter i sektionen SEC-A til venstre for delelinien (q-r), vist på fig. 7, kaldes i det følgende bagstellet. Det viste bagstel er en variation af en traditionel stelramme, og kan alt efter variation være tilpasset ønskede komponentserier, hjulstørrelser mm.. Interessen for bagstellet i denne beskrivelse, er forbindelsen mellem forstel og bagstel og reaktioner mellem disse under anvendelse af cyklen.

Fig. 1 illustrerer en model af den type, der er mest udbredt blandt tilsvarende tohjulede LJT-cykler. Cyklen er vist med tilsvarende komponenter, som RKM-cyklen på fig. 6. Forskellige udførelsesformer for LJT-stelrammer er vist på fig. 5. Figs. 3 og 4 viser som figs. 7 og 8 denne cykels tilsvarende opdeling i forstel og bagstel.

Stelrammen fig. 5(a) består af et sadelrør (E), der fra toppen af sadelrøret og bagud er forbundet med to sadelrørsstræbere (NH) og (NV) ned til de to baggafler (PH) og (PV), hvori baghjulsnavet er monteret. Sadelrøret er i bunden ligeledes forbundet med to kæderørsstræbere (OFI) og (OV) bagud mod de to baggafler. Nederst under sadelrøret er monteret et tværgående krankrør (Q) -krankboksen - hvori kranken monteres. LJT-cyklen kan fra toppen af sadelrøret og fremefter mod det centrale kronrør være forsynet med et - eller flere - toprør (Fl). Dette toprør anvendes på nogle eksisterende modeller. Andre modeller anvender ikke toprør, eller har flyttet dette toprør ned i en lav position mellem sadelrør og det centrale kronrør. I udgangspunktet fra den nederste del af sadelrøret - og krankrøret - løber hovedrøret (A), som i fremadgående retning passerer via det centrale kronrør (J) frem mod det forreste kronrør (G).

Flovedrøret er oftest designet i et forløb, som illustreret på fig. 5(a). I nogle tilfælde løber hovedrøret i en lige linie fra krankrør frem mod det forreste kronrør, fig. 5(c), (A). Flovedrøret kan også bestå af to individuelle parallelt løbende rør lodret over hinanden, fig. 5(b). Disse to rør (A1) og (A2) er så sammensat ved et antal lodrette forbindelser (A3). Dette princip ses oftest på ældre modeller af LJT.

For at LJT-cyklen kan fungere som ladcykel, skal den være forsynet med en lastanordning, der kan indeholde gods, personer eller lignende. Lastanordningen kan være en kurv, kasse, plade, stol mv. Til persontransport må cyklen være indrettet dertil. Fig. 1, (B) viser et eksempel på en sådan lastanordning.

Lastanordninger på LJT-cykler er typisk udført ved boltemontering af lastanordningen på den eksisterende stelramme. Monteringen mellem lastanordning og stelramme sker typisk med montageflanger påsvejst stelrammen. Fig. 2, (C) viser et eksempel på en sådan montageflanges udformning og placering på en LJT-stelramme.

Grundlæggende udgør LJT-cyklens lastanordning og stelramme en kombineret statisk konstruktion, hvor stelrammen i mere eller mindre grad supporteres af lastanordningen.

I det følgende afsnit omkring RKM-stelrammen er sammenføjningsmetoden mellem de enkelte stelkomponenter svejsning. Hvor i beskrivelsen, at det ikke er indlysende, at der ligger en svejsning eller fuldsvejsning, som har væsentlig betydning for rammens stivhed og styrke, fremhæves dette særskilt.

RKM-stelrammen, fig. 9, består af et sadelrør (E), der fra toppen af sadelrøret og bagud er forbundet med to sadelrørsstræbere (NH) og (NV) ned til de to baggafler (PH) og (PV), hvori baghjulsnavet er monteret. Sadelrøret er ligeledes forbundet med to kæderørsstræbere (OH) og (OV) fra bunden af sadelrøret og bagud mod de to baggafler. Nederst under sadelrøret er monteret et tværgående krankrør (Q) - krankboksen.

RKM-cyklen kan - fra toppen af sadelrøret og fremefter mod det centrale kronrør - være forsynet med et toprør (H). Denne detalje er angivet på modellen i fig. 9, som viser den såkaldte herremodel af RKM-cyklen. Eksempler på damemodelvarianter af RKM-stelrammen er vist med toprør placeret i en lavere højde (H), fig. 10(a), eller alternativt med en forstærkning placeret i en lavere højde, fig. 10(b)., (H1). Efterfølgende vil der kun fokuseres på stelvarianten af herremodellen.

Fra udgangspunktet af den nederste del af sadelrøret - og krankrøret - starter forløbet af det splittede hovedrør (AH) og (AV). Fig. 9 viser forløbet af hovedrøret i stelrammen fra punkt (a) til punkt (f). Det splittede hovedrør er symmetrisk omkring et første plan (XY) udspændt af sadelrøret (E) og kronrørene (J,G). Der vil i det efterfølgende kun beskrives forløbet af hovedrør (AH). Hovedrøret (AH) starter ved sadelrøret (E) i punkt (a). Fra punkt (a) til punkt (b) er hovedrøret reduceret til omkring halv bredde i Z-retning. (AH) løber lige med X-aksen fra (a) og (b), og er mellem (a) og (b) fuldsvejst og danner dermed én enhed sammen med (AV) på dette stykke. (AH) og (AV) er ligeledes fuldsvejst til forstærkningen (B). Fra punkt (b) løber hovedrøret via to buk til højre frem mod punkt (c), hvor det mødes med siderøret, (FH) og tværbroen, (10). Fra punkt (c) til punkt (d) løber hovedrøret igen lige med X-aksen. I punktet (d) tager (AH) et lige forløb op mod punkt (e). Herefter afsluttes et lige forløb mod det forreste kronrør (G) i punktet (f). Afslutningen af (AH) i punktet (f) er fuldsvejst med (G) og forstærkningen (DH).

Bemærkning til punktet (d) og sammenføjningen: Hovedrøret (AH) kan have et ubrudt forløb i punktet (d) ved anden fremstillingsproces, hvorved forstærkningen (CH) og fuldsvejsning i punktet (d) er overflødig. Den viste RKM-stelramme i fig. 9 viser en aktuelt fremstillet prototype.

(AH) er med (AV) efter punktet (c) og frem mod punktet (f) forbundet af de tværgående broer (11), (I2), (I3) og (I4).

Siderørerne (FH) og (FV) er ligeledes symmetriske omkring det første plan (XY). De er forbundet med det centrale kronrør (J) og toprøret (H) i punktet (g). Siderøret, (FH) løber fra (g) i et lige forløb mod punktet (i) og derfra til punktet (c). FV har et tilsvarende symmetrisk forløb.

Stelrammen er forsynet med et antal punkter for boltemontering af diverse ekstra anordninger. Hullet ved punktet (j) på tværbroen (11), hullet i flangen (K) og hullet i flangen (L) er eksempler herpå.

RKM-stelrammen har en række fordele sammenlignet med den traditionelle LJT-stelramme. Der er en høj grad af pladsudnyttelse i RKM-cyklen på grund af integreringen af lastanordningen direkte i stellet og på grund af forløbet af hovedrørene omkring forhjulet.

RKM-cyklen har totallængden (p)-(t), fig. 7. LJT-cyklen har samme totallængde (p)-(t), fig. 3. På begge figurer har bagstellene samme længde, (p)-(r), og bagstellene er principielt ens. RKM-cyklen kan rumme en last i bunden af lastanordningen givet ved længden (r)-(s), fig. 7., hvor punkt (s) ligger umiddelbart bagved forhjulet. LJT-cyklen kan rumme en last i bunden af lastanordningen givet ved (r)-(s'), fig. 3. I forhold til RKM-cyklen laster LJT-cyklen (s')-(s) mindre i længderetningen.

Bunden af lastanordningen på RKM-cyklen ligger mellem de to hovedrør på tværbroerne (10) til (13). Højdeniveauet er givet ved linien (h-RKM), fig. 7. Bunden af LJT-cyklens lastanordning ligger over hovedrøret og derefter igen over lastanordningens tværbroer. Højdeniveauet er givet ved linien (h-LJT), fig. 3. Ved samme højdemæssige placering af hovedrøret på de to cykler har RKM-cyklen også her en bedre pladsudnyttelse. Det lavere tyngdepunkt for lasten i RKM-lastanordningen øger cyklens balance og stabilitet, både under kørsel og ved start og stop.

Bredden af lastanordningerne for begge cykler er variable, (v)-(v) på fig. 8 og (u)-(u) på fig. 4.

Den eftermonterede lastanordning for LJT-cyklen vist på fig. 2, (B) vil i nogen omfang bidrage til stivheden af stelrammen i punkterne mellem flangerne C og C. Udformningen af denne lastanordning, samt boltemonteringen og flangernes udformning vil sammen afgøre, hvor stort det statiske bidrag til den kombinerede konstruktion mellem LJT-stelrammen og dennes lastanordning bliver, selvom lastanordningen i sig selv statisk set er udført hensigtsmæssigt. Alle kræfter fra bagstellet til forstellet passerer gennem tværsnittet af hovedrøret ved punkt (c), fig. 5(a). Et konstant ønsket bidrag til den kombinerede statiske konstruktion afhænger også af om sammenføjningsmetoden er stabil, - og vedbliver at være stabil. Normalt vil statisk stabile sammenføjninger på cykelstel være udført enten ved svejsning, lodning eller limning, for at kunne overføre maksimal energi i alle kraftretninger mellem de enkelte stelkomponenter. Eksempelvis kan man ikke regne med at en boltesamling i en træplade er stabil under påvirkning af længere tids statiske og dynamiske belastninger, og under påvirkning af skiftende vejrlig. Man kan i værste fald kun regne med at statikken/styrken for den kombinerede konstruktion er lig egenskaberne fra stelrammen. Det samme gælder, når der laves betragtninger omkring energitab og køreegenskaber mv..

RKM-stelrammen har lastanordningen integreret fuldt ud. Lastanordningen og forstel er fuldt identiske fra og med punktet (c), fig. 7 og frem til det forreste kronrør. Hovedvirkningen man opnår med dette princip er, at stelramme og lastanordning fuldt ud supporterer hinanden ved en stabil sammenføjningsmetode. En anden virkning er også, at stelrammens vægt kontra stivhedstal optimeres i forhold til de kendte LJT-cykler.

LJT-stelrammen er som udgangspunkt en næsten flad konstruktion i ét første plan: XY-planet vist på fig. 11. RKM-stelrammen er udført som en rummelig konstruktion i tre hovedplaner. Planerne er tilnærmet givet ved et første plan XY, et tredje plan XZ og et andet plan YZ, fig. 11. Planerne er tilnærmet indbyrdes ortogonale og mødes i et punkt T, fig. 11.

Den integrerede lastanordning består af fem planer/ sider, hvoraf de to er identiske med stelrammens tredje XZ-hovedplan, og andet YZ-hovedplan. (AH), (AV), (I0), (11), (I2) og (I3), fig. 9, udgør bundplanet, det tredje plan XZ. (FH), (FV), (I0) og (J), fig. 9, udgør bagplanet, det andet plan YZ. (AH), (AV), (I3) og (I4), fig. 9, udgør forplanet. Desuden udgør (AH) og (AV) to sideplaner med lav højde. Disse to ligger i det første plan XY-planet, - parallelforskudt i Z-retningen. (AH) og (AV) er designet med et højt bøjningsinertimoment.

Bemærkning: Den lave placeringshøjde af sideplanerne (AH) og (AV) er valgt, således, at lastanordningen eventuelt kan udbygges i Z-retning ved ekstra anordning, og dermed gøres større end den integrerede lastanordning.

Ved kørsel på en LJT-cykel har føreren fem kontaktpunkter på cyklen. Højre og venstre grebene på styret, højre pedal og venstre pedal samt sadlen. Desuden er der to kontaktpunkter til kørebanen via bagdækket og fordækket.

For at få fremdrift på cyklen skal den energi - det arbejde - føreren udfører føres ned til kontaktfladen mellem bagdæk og kørebane. Hvor meget energi, der kan lægges, og hvor meget af denne energi, der ender på kontaktfladen afhænger blandt andet af stelrammens udformning og stivhed. LJT-cyklen er lastet og under kørsel et system med tre inertimasser. Den ene inertimasse er føreren af cyklen, 1(f), den anden er lasten 1(1) og den tredje er cyklen 1(c). Inertimasserne modarbejder hinanden under kørslen ved at forskydes under påvirkning af blandt andet føreren selv og kørebanen. Jo blødere stelrammen er jo større forskydning, og jo større del af førerens energi - arbejde - bliver herved anvendt på at stabilisere systemet, - blandt andet på at opretholde balance og retning. Når føreren blandt andet påvirker styret, påvirker han også stelrammen via toppen af det centrale kronrør. På LJT-stelrammen vil det først og fremmest betyde at punktet (g), fig. 5(a), dermed forskydes, fortrinsvis i Z-retning i forhold til resten af systemet, og som en vridningsforskydning i XY-planet over X-aksen. Med RKM-stelrammens tre ortogonale planer placeret centralt minimeres både de lineære og polære forskydninger i stelrammen og dermed også forskydningerne mellem de tre inertimasser. Eksempelvis gælder det også, at jo lavere tyngdepunktet for lasten er, jo lavere vil virkningen af forskydningen fra lasten blive i systemet. RKM-stelrammen giver mulighed for et lavere tyngdepunkt for lasten end LJT-stelrammen og dermed en lavere virkning fra forskydningen af lasten i forhold til systemet.

Claims (7)

1. Stelramme til en tohjulet ladcykel af den type, som har ladet placeret mellem styret og forhjulet, hvor stelrammen omfatter et centralt placeret kronrør (J) til optagelse af en styrpind, og et forreste kronrør (G), til optagelse af en forgaffel, hvor stelrammens del, som strækker sig fra det centrale kronrør fremad til det forreste kronrør betegnes som forstel (SEC-B) og stelrammens del, som strækker sig fra det centrale kronrør bagud betegnes som bagstel (SEC-A), hvor bagstellet (SEC-A) omfatter et sadelrør (E) til optagelse af en sadelpind og ved sadelrørets (E) nederste ende et tværgående krankrør (Q) til optagelse af en krankanordning, og hvor saddelrøret (E) og kronrørene (J,G) udspænder et første plan (XY), hvorom stelrammen er i det væsentlige symmetrisk, og hvor stelrammen yderligere omfatter et hovedrør (A), som strækker sig fra krankrøret (Q) og symmetrisk om det første plan (XY) til det forreste kronrør (G), hvorved hovedrøret (A) danner en bærende forbindelse mellem forstel (SEC-B) og bagstel (SEC-A), kendetegnet ved, at hovedrøret (A) mellem krankrøret (Q) og det centrale kronrør (J) deler sig i to dele (AH, AV), der hver især løber via to bøjninger, først væk fra hinanden, og dernæst, ud for det centrale kronrør (J) parallelt med det første plan (XY) indtil de to dele (AH,AV) er i det væsentlige ud for det forreste kronrør (G), og til sidst opad og fremad i et lige forløb og dernæst via et buk i et lige forløb indad mod hinanden og det første plan (X,Y) for at mødes ved det forreste kronrør (G), og at hovedrørets to dele (AH, AV) er forbundet med det centrale kronrør (J) via siderør (FH, FV), som strækker sig fra hver af hovedrørets dele (AH, AV) i et lige forløb og via et buk videre til det centrale kronrørs øvre ende, og via en tværbro (I0), som strækker sig fra hver af hovedrørets dele (AH, AV) til det centrale kronrørs (J) nederste ende, og at hovedrørets to dele (AH, AV) er indbyrdes forbundet med yderligere tværbroer (11, I2, I3, I4), hvorved der dannes en lastanordning mellem det centrale kronrør (J) og det forreste kronrør (G), som er fuld integreret i stelrammen.

2. Stelramme ifølge krav 1, kendetegnet ved, at siderørene (FH, FV), tværbroen (I0) og det centrale kronrør (J) definerer et andet plan (YZ), som står i det væsentlige orthogonalt på det første plan (XY).

3. Stelramme ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at hovedrørets to dele (AFI, AV) mellem kronrørene (J, G) definerer et tredje plan (XZ), som står i det væsentlige orthogonalt på det centrale kronrør (J).

4. Stelramme ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at bagstellet (SEC-A) er udformet som en herremodel med et toprør (H), som løber fra det centrale kronrørs (J) øvre ende til sadelrørets (E) øvre ende.

5. Stelramme ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at bagstellet (SEC-A) er udformet som en damemodel med et lavt beliggende toprør (H), som løber fra det centrale kronrørs (J) nedre halvdel del til sadelrørets (E) nedre del.

6. Stelramme ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at bagstellet (SEC-A) er udformet som en damemodel med en forstærkning (H1), som strækker sig fra det centrale kronrør (J) bagud i en retning mod sadelrøret (E) og som forbinder det centrale kronrørs (J) nederste ende til hovedrøret (A).

7. Tohjulet ladcykel omfattende en stelramme ifølge et af kravene 1-6.