FI121169B

FI121169B - Modulaarinen polkupyörän runko

Info

Publication number: FI121169B
Application number: FI20045343A
Authority: FI
Inventors: Markku Autero
Original assignee: Helkama Velox Oy
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2010-08-13
Also published as: FI20045343A; EP1637444A2; EP1637444A3; FI20045343A0

Description

Modulaarinen polkupyörän runko

Esillä olevan keksinnön kohteena on modulaarinen polkupyörän runko, johon kuuluu ainakin ylempi runkoelementti, johon kuuluu kaksi runkopuoliskoa, jotka ovat liitetyt 5 irrotettavasi! toisiinsa ja alempi runkoelementti, johon kuuluu kaksi runkopuoliskoa, jotka ovat liitetyt irrotettavasi toisiinsa.

Ennestään tunnetaan modulaarisia polkupyörän runkoja, joista eräs on esitetty ha-kemusjulkaisussa WO 94/06670. Se on muodostettu pääasiassa yhdestä yläpuolises-10 ta runkoyksiköstä, jonka alaviistoon taaksepäin ulottuvaksi jatkeeksi on liitetty kaksi runkoyksikköä. Vaikka tällainen runko on valmistettu moduuleista tai yksiköistä, muodostaa valmis runko kuitenkin oman kokonaisuutensa, jota ei voi purkaa kokoamisen jälkeen enää osiin. Julkaisussa ei ole opetusta kootun rungon purkamisesta tai yksittäisen rungon osan vaihtomahdollisuudesta. Julkaisun mukaan moduulit 15 ovat liitetty toisiinsa kiinni epoksilla tai vastaavalla aineella (liimalla), jolloin runkorakennetta ei voi purkaa tai sen purkaminen on erittäin työlästä ja saattaa rikkoa koko runkorakenteen. Ilman liimaa tai vastaavaa liitosta runko ei toimi.

Lisäksi tunnetaan esimerkiksi patenttihakemuksesta US 2003/0234510 polkupyörän 20 rungon rakenne, jossa on perinteinen putkikappaleista muodostettu rakenne. Rakenne on kuitenkin jaettu osiin ja osat on liitetty toisiinsa sisäkkäin sovitettavien liitososien avulla. Myös tässä valmis runko muodostaa oman kokonaisuutensa sillä kaikkien liitosten muodostamisessa on käytetty myös liimaa, joka tekee runkorakenteen purkamisen (kokoamisen jälkeen) erittäin vaikeaksi.

25

Esillä olevan keksinnön kohteena on poistaa tai ainakin olennaisesti vähentää edellä mainittuja haittakohtia.

Edellä mainittu esillä olevan keksinnön mukainen tarkoitus saadaan aikaan esillä 30 olevan keksinnön mukaisesti siten, että ylemmän runkoelementin runkopuoliskot muodostavat mekaanisesti avattavan kotelorakenteen, ja että alemman runkoelementin runkopuoliskot muodostavat mekaanisesti avattavan kotelorakenteen.

Keksinnön mukainen rungon moduulirakenne mahdollistaa moduulien liittämisen 35 toisiinsa irrotettavasti. Tämän lisäksi rungon kokoaminen (moduulien liittäminen 2 toisiinsa) ja purkaminen (moduulien irrottaminen toisistaan) ovat rakenteensa ansiosta yksinkertaisia ja nopeita toimenpiteitä. Tällöin myös vioittuneen osan vaihto on helppoa ja nopeaa. Myös tietyn runko-osan tilalle voidaan vaihtaa muodoltaan ja/tai toiminnaltaan erilainen osa. Edelleen kotelomainen runkorakenne mahdollistaa eri-5 laisten, jopa huollettavien komponenttien sijoittelun rungon sisään, jolloin ne ovat suojassa, eivätkä ne riko polkupyörän ulkonäköä. On myös mahdollista, että rungon kokoonpano voidaan ainakin osittain automatisoida.

Esillä olevan keksinnön edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patent-10 tivaatimuksissa.

Seuraavaksi esillä olevaa keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joista: 15 Kuvio 1 esittää aksonometristä kuvantoa ositetusta rungosta,

Kuvio 2 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaista runkoa sivulta,

Kuvio 3A esittää kaaviomaisesti rungon osittaista poikkileikkausta, 20

Kuvio 3B esittää kaaviomaisesti erään toisen suoritusmuodon mukaista rungon poikkileikkausta, ja

Kuvio 3C esittää kaaviomaisesti erään kolmannen suoritusmuodon mukaista 25 rungon poikkileikkausta.

Kuviossa 1 on siis esitetty ositettuna keksinnön mukainen polkupyörän modulaarinen runko, jota merkitty viitenumerolla 1. Yhtenäinen runko 1, joka on esitetty kaaviomaisesti sivulta kuviossa 2, muodostuu, kun neljä rungon muodostavaa moduulia 30 on liitetty jäljempänä kuvatulla tavalla toisiinsa, edullisesti nuolien D1-D2 osoittamassa järjestyksessä. Runko 1 on edullisesti rakenteeltaan olennaisesti kotelomainen eli ontto. Näin ollen rungon 1 seinämät rajoittavat tilan, johon voidaan sijoittaa pyörän muuhun toimintaan liittyviä osia. Tätä varten rungon sisäpuolelle (sisäpinnalle) voidaan muodostaa kiinnityspisteitä tai -kohtia. Keksinnön mukainen runko on 35 valmistettu edullisesti valamalla ja materiaalina voidaan käyttää valettavia, lujia ja 3 kulutusta kestäviä materiaaleja, kuten terästä, magnesiumia, alumiinia, titaania tai jotain soveltuvaa metalliseosta, hiilikuitua ja/tai muovia.

Rungon 1 etuosa muodostuu ylemmästä runkoelementistä 2, joka on jaettu kahteen 5 toisistaan irrotettavissa olevaan osaan eli runkopuoliskoon 20 ja 21. Ylempään run-koelementtiin 2 kuuluu olennaisesti eteenpäin ulottuva runko-osa 2a, 2b. Runko-osan ensimmäiseen päähän on järjestetty elimet 2e, 2f ohjainkannattimen 4 ja etu-haarukan 4a ja niin muodoin myös eturenkaan 10 liittämiseksi kääntyvästi runkoon 1.

10

Ylemmän runkoelementin 2 toiseen päähän on järjestetty olennaisesti alaspäin tai alaviistoon ulottuva runko-osa 2c, 2d. Tämän runko-osan yläpäähän on järjestetty elimet 2g, 2h satulatangon tai istuinkannattimen 5 kiinnittämiseksi runkoon 1.

15 Rungon takaosa muodostuu alemmasta runkoelementistä 3, joka on ylemmän runkoelementin tavoin jaettu kahteen toisistaan irrotettavissa olevaan osaan eli runko-puoliskoon 30 ja 31. Alempaan runkoelementtiin 3 kuuluu olennaisesti ylöspäin ulottuva runko-osa 3c, 3d. Tämä osa on viety esimerkiksi ylemmän runkoelementin 2 alaspäin ulottuvaan runko-osaan 2c, 2d järjestetyn aukon 2k, 21 yhteyteen. Runko-20 osiin 3c, 3d ja 2c, 2d on järjestetty edullisesti elimet 2i, 2j ja 3i, 3j, joiden kautta ylempi runkoelementti 2 ja alempi runkoelementti 3 voidaan edullisesti nivelöidä kiinni toisiinsa erillisen nivelkappaleen (ei esitetty) avulla.

Tämän lisäksi alempaan runkoelementtiin 3 kuuluu edullisesti ylöspäin ulottuva run-25 ko-osan 3c, 3d yhteyteen järjestetty taaksepäin ulottuva runko-osa 3a, 3b. Sen ensimmäiseen päähän (etupäähän) on järjestetty elimet 3g, 3h keskiön 12 viemiseksi rungon 1 yhteyteen. Taaksepäin ulottuva runko-osa 3a, 3b muodostaa olennaiselta pituussuuntaiselta matkaltaan niin sanotun takahaarukan, jolloin runko-osan 3a, 3b toiseen päähän (takapäähän) on muodostettu edullisesti ripustimet 3e, 3f tai vas-30 taavat takarenkaan 11 kiinnittämiseksi akselistaan pyörivästi runkoon 1.

Esillä olevan keksinnön mukaiset ylemmän runkoelementin 2 runkopuoliskot 20 ja 21 on liitetty toisiinsa mekaanisesti, edullisesti ruuviliitoksilla. Tätä varten runkopuo-liskoihin 20 ja 21 on muodostettu sijoituspaikat sekä ruuveille 6 että kutakin ruuvia 35 vastaavalle mutterille 7. Esitetyssä suoritusmuodossa ruuvien 6 sijoituspaikat 8 on 4 muodostettu runkopuoliskoon 20 runkopuoliskon 20 reunojen 20a läheisyyteen. Niiden kautta ruuvi 6 voidaan viedä seinämän läpi toisen runkopuoliskon 21 yhteyteen. Muttereiden 7 sijoituspaikat on sijoitettu toiseen runkopuoliskoon 21 runkopuoliskon 21 reunojen 21a läheisyyteen, toisin sanoen vastakkaiselle puolelle runkoa 1 siten, 5 että ruuvien 6 sijoituskohdat 8 ja muttereiden 7 sijoituskohdat 9 osuvat vastakkain. Tällöin ruuvit 6 voidaan viedä sijoituskohtansa 8 kautta toiseen runkopuoliskoon sijoitettuihin muttereihin 7, jolloin runkopuoliskot 20 ja 21 kiristyvät ja kiinnittyvät irrotettavasti toisiaan vasten. Vaikka vastaavanlainen ruuviliitos voidaan tietenkin toteuttaa rakenteellisesti muullakin tavoin, esitetyn suoritusmuodon mukaisesti 10 muodostetut sijoituskohdat 8 ja 9 mahdollistavat ruuvien ja muttereiden upottamisen rungon ulkopinnan sisään. Myös alemman runkoelementin 3 runkopuoliskot 30 ja 31 ovat varustettu vastaavanlaisilla ruuviliitoksilla. Joitakin ruuviliitoksia voidaan hyödyntää erillisen etu-ja/tai takatelineen (ei esitetty) kiinnittämisessä runkoon 1.

15 Runkopuoliskot voidaan liittää irrotettavasti toisiinsa mekaanisesti muillakin tavoilla, kuten esimerkiksi niittaamalla, liitoskiskoilla, napsautusliitoksilla, erilaisilla puristavilla vanteilla, yms.

Edelleen yhteen liitetyt rungon 1 osat muodostavat siis onton, kotelomaisen raken-20 teen. Tällöin vastakkaiset runkopuoliskojen 20 ja 21 (sekä 30 ja 31) toisiaan kohti ulottuvat reunat 20a ja 21a muodostavat liitossauman. Kuviosta 3A nähdään esimerkkinä osittainen poikkileikkaus ylemmän runkoelementin 2 yhteen liitetyistä run-kopuoliskoista 20 ja 21. Kuviosta 3A nähdään, että runkopuoliskon 20 reunaan 20a, tai ainakin osalle reunaa 20a on muodostettu edullisesti naaraspontti ja vastakkai-25 sen runkopuoliskon 21 reunaan 21a, tai ainakin osalle reunaa 21a on muodostettu edullisesti koiraspontti. Ponttien välityksellä runkopuoliskojen liitossaumat on "sidottu" toisiinsa, mikä tekee kotelorakenteesta lujuusteknisesti paremman (käyttäytyy olennaisesti suljetun profiilin tavoin) ja estää runkopuoliskojen liikkeen toisiinsa nähden mekaanisen liitoksen (ruuvien) puristaessa puoliskoja toisiinsa kiinni.

30

Edellä esitetty ponttirakenne voidaan korvata muilla "sitovilla" järjestelyillä. Kuvioissa 3B ja 3C on esitetty kaksi edullista vaihtoehtoista suoritusmuotoa naa-ras/koiraspontille. Kuviossa 3B on esitetty liitossaumat, joiden väliin on järjestetty erillinen, poikkileikkaukseltaan kulmikas, viistopinnat omaava välikappale 22, jolla 35 runkopuoliskot voidaan "sitoa" toisiinsa kiinni. Kuviossa 3C on esitetty I-profiilin 5 muotoinen välikappale 22', jonka sivut muodostavat vastakkaisiin suuntiin avautuvat kaksi hahloa, joihin runkopuoliskojen 20 ja 21 (myös 30 ja 31) reunat 20a ja 21a voidaan sovittaa. Jälkimmäisen järjestelyn etuna on se, että reunoja 20a ja 21a ei tarvitse muotoilla.

5

Mainittakoon, että vaikka edellä esitetyn suoritusmuodon mukainen runkorakenne muodostuu neljästä toinen toisestaan irrotettavasta osasta, voi runkorakenne muodostua useammastakin osasta. Esimerkiksi ketjusuojaa 13 voidaan pitää osana runkorakennetta, joka osaltaan muodostaa kotelomaisen pyörän muita osia suojaavan 10 elementin, joka on myös irrotettavissa. Lisäksi esimerkiksi ylempi runkoelementti 2 on mahdollista jakaa useampaan osaan.

Kuvioissa 1-3 on esitetty suoritusmuoto, jossa toisiinsa liitettävien runkopuoliskojen 20 ja 21 (sekä 30 ja 31) yhteen tulevat reunat 20a ja 21a muodostavat olennaisesti 15 rungon pituussuuntaisen, suoran saumakohdan. Saumakohdan muoto ja suunta voidaan kuitenkin runkorakenne huomioon ottaen valita vapaasti. Saumakohtaan voidaan muotoilla esimerkiksi yhteen sopivia kantteja 14a, 14b tai mutkia, joiden suunta poikkeaa olennaisesti rungon pituussuuntaisesta tasosta.

20 Edellä on jo esitetty keksinnöllä saavutettavia etuja. Esimerkkinä voidaan vielä mainita, että pyörän toiminnallisia ominaisuuksia on mahdollistaa muuttaa vaihtamalla jonkin rungon osan tilalle toisenlainen osa. Esimerkiksi muutettaessa napavaihteisen ja ulkovaihteisen voimansiirtoratkaisun välillä, voidaan alemman runkoelementin 3 toinen runkopuoliskoista vaihtaa sellaiseen runkopuoliskoon, joka mahdollistaa tä-25 män toiminnallisen muutoksen. Näin ollen rungon 1 eri puolet voivat olla muodoltaan toisistaan poikkeavia riippuen osaltaan siitä, minkälaisia ominaisuuksia runkoon tai pyörään ylipäänsä halutaan sisällyttää.

Claims

1. Modulaarinen polkupyörän runko (1), johon kuuluu ainakin ylempi runkoelementti (2), johon kuuluu kaksi runkopuoliskoa (20, 21), jotka ovat liitetyt irrotettavasi! toi- 5 siinsa ja alempi runkoelementti (3), johon kuuluu kaksi runkopuoliskoa (30, 31), jotka ovat liitetyt irrotettavasti toisiinsa, tunnettu siitä, että ylemmän runkoelemen-tin (2) runkopuoliskot (20, 21) muodostavat mekaanisesti avattavan koteloraken-teen, ja että alemman runkoelementin (3) runkopuoliskot (30, 31) muodostavat mekaanisesti avattavan kotelorakenteen. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen runko (1), tunnettu siitä, että ylempi runkoelementti (2) ja alempi runkoelementti (3) ovat liitetyt irrotettavasti toisiinsa

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen runko (1), tunnettu siitä, että ylempään 15 runkoelementtiin (2) kuuluu olennaisesti eteenpäin ulottuva runko-osa (2a, 2b), jonka ensimmäiseen päähän on muodostettu elimet (2e, 2f) ohjainkannattimen (4) ja etuhaarukan (4a) liittämiseksi kääntyvästi runkoon (1), ja jonka toiseen päähän on muodostettu olennaisesti alaspäin ulottuva runko-osa (2c, 2d), johon on muodostettu elimet (2g, 2h) satulatangon tai istuinkannattimen (5) kiinnittämiseksi run-20 koon (1).

4. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-3 mukainen runko (1), tunnettu siitä, että alempaan runkoelementtiin (3) kuuluu olennaisesti ylöspäin ulottuva runko-osa (3c, 3d), jolla alempi runkoelementti (3) on vietävissä kiinni ylempään run- 25 koelementtiin (2), ja johon alempaan runkoelementtiin (3) kuuluu olennaisesti taaksepäin ulottuva runko-osa (3a, 3b),

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen runko (1), tunnettu siitä, että taaksepäin ulottuvan runko-osan (3a, 3b) ensimmäiseen päähän on muodostettu pidinosa (3g, 3h), 30 johon keskiö on (12) edullisimmin sovitettavissa, ja jonka toiseen päähän on muodostettu ripustimet (3e, 3f) takarenkaan (10) liittämiseksi pyörivästi runkoon (1).

6. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-5 mukainen runko (1), tunnettu siitä, että ylemmän runkoelementin (2) runkopuoliskot (20, 21) sekä alemman run- koelementin (3) runkopuoliskot (30, 31) ovat liitetty toisiinsa mekaanisilla liitoksilla, edullisesti ruuveilla (6).

7. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-6 mukainen runko (1), tunnettu 5 siitä, että runko on valmistettu teräksestä, magnesiumista, alumiinista, titaanista tai jostain soveltuvasta metalliseoksesta, hiilikuidusta ja/tai muovista.

8. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-7 mukainen runko (1), tunnettu siitä, että ylemmän runkoelementin (2) runkopuoliskojen (20, 21) saumakohdat se- 10 kä alemman runkoelementin (3) runkopuoliskojen (30, 31) saumakohdat on varustettu vastakkaisilla uros- ja naarasponteilla (20a, 21a).

9. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-8 mukainen runko (1), tunnettu siitä, että ylemmän runkoelementin (2) runkopuoliskojen (20, 21) saumakohdat se- 15 kä alemman runkoelementin (3) runkopuoliskojen (30, 31) saumakohdat on varustettu runkopuoliskojen (20, 21; 30,31) välisen sidoksen muodostavalla erillisellä kappaleella (22, 220-

10. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-9 mukainen runko (1), tunnet-20 tu siitä, että runko (1) on onttorakenteinen.

11. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-10 mukainen runko (1), tunnettu siitä, että rungon (1) sisäpuolelle on järjestetty kiinnityspisteitä tai -kohtia erilaisille polkupyörän komponenteille. 25

12. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-11 mukainen runko (1), tunnettu siitä, että ylemmän runkoelementin (2) runkopuoliskoihin (20, 21) sekä alemman runkoelementin (3) runkopuoliskoihin on jäljestetty elimet (2i, 2j; 3i, 3j), joilla ylempi runkoelementti (2) on nivellettävissä alempaan runkoelementtiin (3).