NL1009960C2 - Snek overbrenging. - Google Patents

Description

SNEKOVERBRENGING.

De uitvinding betreft een variabele overbrenging door middel van een snek waarvan de groeflengte beduidend langer is dan 5 de slag.

Zo kan men onder andere een heen en weer gaande beweging overbrengen naar een roterende beweging.

De uitvinding is ontstaan door toepassing op de roei-fiets, een mensaangedreven voertuig dat net als b.v. vliegen-10 de hollanders en sommige gehandicapten voertuigen aangedreven wordt door middel van een heen en weer gaande beweging.

Bij de roeifiets zoals getoond op de figuren 1 en 2 is het stuur (8) van voor naar achter beweegbaar door een scharnier boven het balhoofdlager; de op de boegspriet (5) verschuif-15 bare voetenslee (6) is door de over de boegkatrol (10) lopende armslagkabel (9) met het stuur verbonden.

Door het stuur naar achteren te trekken en de slee naar voren te duwen wordt de fiets aangedreven, tijdens het oprijden, roeiterm voor de vrije slag terug, is de fiets in vrijloop en 20 trekt men middels een retourkabel (12),op spanning gehouden door een elastiek (13), de aandrijfkabel (11) terug in de beginstand.

Het achterwiel wordt tot op heden ofwel via een met de slee verbonden heen en weer gaande ketting, een set tandwielen, 25 voorzien van een derailleur, en een vrijloop ofwel via een met de slee verbonden heen en weer gaande kabel, een cilindrische kabeltrommel en een versnellingsnaaf met vrijloop aangedreven.

Problemen bij de bestaande overbrengingen zijn bij de 30 kettinguitvoering: de aanwezigheid van een altijd smerige ketting die op zich onwenselijk is; het schakelen met een heen en weer gaande ketting is met gangbare derailleurmechanismen problematisch; 35 De overbrenging is met name bij gebruik van kleinere tandwielen hoekig, niet erg vloeiend.

1 009960 2

Bij de kabelaangedreven versie zijn de problemen dat het veranderen van overbrengingsverhouding door middel van een versnellingsnaaf geschiedt waarin relatief zeer grote vrij-vingsverliezen optreden en waarvan de vrijloop pas na een 5 vrij grote vrije slag het achterwiel aandrijft.

Beide systemen hebben het nadeel dat het moment tijdens een slag (26) hetzelfde blijft terwijl de berijder in het begin van de slag een geringere kracht kan zetten dan op het einde van de slag.

10 Deze problemen worden opgelost door een overbrenging volgens conclusies 1 en 2.

Overbrengingen volgens de inleiding van conclusie 1 zijn bekend uit bijvoorbeeld het Brits octrooi no. 6225 A.D. 1911 en DE-C-947858.

15 In GB-A-200385 wordt zelfs zo'n overbrenging met een schakel- mechanisme getoond. Dit schakelmechanisme verandert de (hefboom) verhouding tussen pedaalbeweging en kabelbeweging . Deze verhouding kan bij de roeifiets niet eenvoudig veranderd worden, daar de aandrijfkabel direkt aan de rechtlijnig 20 bewegende slede bevestigd is.

De overbrenging volgens de uitvinding is alleen geschikt voor heen en weer gaande kabels, daar de kabel zichzelf bij een beweging in èèn richting van de snek zou schroeven .

25 De snekoverbrenging kan gerealiseerd worden met ieder aandrijfmiddel zoals bijvoorbeeld een kabel, touw, koord, riem, ketting of tandriem.

Zeer veel roterende krachtbronnen zoals bij voorbeeld de trapas op een fiets en de krukas van een otto verbran-30 dingsmotor vinden hun oorsprong in een heen en weer gaande beweging. De uitvinding van de snekoverbrenging maakt een vrijwel oneindig aantal nieuwe ontwerpen en uitvoeringen mogelijk waarbij krachten veelal efficiënter, direkter, schoner en vloeiender over kunnen worden gebracht. In de 35 figuren 8 t/m 13 geef ik schematisch 6 van de vele mogelijke uitvoeringsvormen van de uitvinding weer.

ΐ c 0 J

3

Figuur 8 geeft schematisch de uitvoering weer zoals deze op de roeifiets in de figuren 1 t/m 6 getoond wordt.

Naast de hierboven gegeven uitleg zal het volgende overzicht van de genummerde onderdelen voldoende duidelijk zijn.

5 1 frame 18 spaken 2 voorvork 19 vrijloophuis 3 wiel 20 schijfachterwiel 4 stoel 21 hoofd groef in snek 5 boegspriet 22 diagonale snekgroef 10 6 voetenslee 23 snek met vaste kabelbebevestiging 7 pedaal 24 snek zonder diagonale groef 8 stuur 25 contra snek 9 armslagkabel 26 slag 10 boegkatrol 27 (voetenslee) trommel 15 11 aandrijfkabel 28 trekveer 12 retourkabel 29 radiale veer 13 elastiek 30 vergrendeling 14 snek 31 snek rem 15 derailleur 32 kabelspanner 20 16 achternaaf 33 elastiektrommel 17 snelsluiter

Figuur 3 en 4 tonen de achternaaf (16) van de roeifiets met een snekuitvoering zoals omschreven in conclusies . 1,2,7 en 11: de aandrijfstaalkabel (11) is in dit geval 25 anderhalve winding rond de snek (14) gewikkeld om voor voldoende grip te zorgen. Het is mogelijk dat in een andere uitvoering het aandrijfmiddel meer of minder slagen rond de snek nodig heeft. Dit is een spel tussen de vorm en hardheid van aandrijfmiddel en snek alsmede de beginspanning die 30 middels spaninrichting, in dit geval een elastiek, wordt gegeven.

In het ontwerp van het gehele apparaat, in dit geval de roeifiets, is in geval van schakelen door verschuiving van het aandrijfmiddel op de snek bij voorbeeld door middel van een 35 derailleur (15) rekening te houden met het gegeven dat om te kunnen schakelen de maximale kontaktlengte van kabel Λ 4 met geleidebaan (dus in het lichtste verzet) korter moet zijn dan de maximale slag; anders kan men het schakelen niet voltooien.

Het opschakelen gebeurt door aan het begin van de aandrij-5 vende slag door middel van de derailleur het vanaf de voetenslee gezien achter de snek gelegen gedeelte van de kabel naar de buitenzijde van de snek, alwaar de diameter kJLeiner is te duwen. De kabel valt dan in een hiertoe aangebrachte diagonale snekgroef (22), of andere onderbreking van de 10 zijwand van de geleidebaan, en na 1,5 omwenteling van de snek, als de kabel weer vrij komt uit de diagonale snekgroef, is het schakelen voltooid.

Het terugschakelen geschiedt tijdens het oprijden, aan het einde van de aandrijvende slag duwt men met derailleur het 15 gedeelte van de aandrijfkabel aan de voetensleezijde van de snek via een diagonaalgroef naar de binnenzijde van de snek alwaar de diameter toeneemt, na 1,5 omwenteling van de snek is de aandrijfkabel weer in zijn geheel op de snek verhuisd; het schakelen is voltooid.

20 Figuur 5 en 6 tonen de snek met zijn hoofdgroef en zijn diverse diagonale groeven die in het geval van derrail-leurschakeling wenselijk zijn. De licht holle lijn dient ertoe om het verschil in moment aan het begin ten opzichte van het einde van een slag in zowel kleinste als grootste 25 verzet gelijk te houden. Indien men een hyperbolische lijn gebruikt is dit effekt 100 % zuiver.

figuur 7 toont een alternatieve vorm van de snek die % in het lichte verzet nauwelijks konisch is. Een dergelijke vorm kan bijvoorbeeld op de roeifiets voor bergetappes wense-30 lijk zijn; iedere ergonomisch gewenste kurve kan aangebracht worden.

Figuur 9 toont een uitvoeringsvorm waarbij de aandrijf kabel aan het dunste uiteinde van de snek met vaste kabelbevestiging (23) bevestigd is.

35 Tevens is aan de snek een smalle elastiektrommel (33) bevestigd waarin het elastiek (13) zich op kan rollen.

1 00 93 3 0 Ί 5

Op de voetenslee (6) bevindt zich een dubbele trommel (27) waarin in de ene uitsparing de aandrijfkabel opgerold kan worden terwijl het elastiek (13), dat in zijn geheel als retourkabel fungeert, gelijktijdig afgerold kan worden.

5 Naast lengteverschillen door het schakelen treden lengtever schillen in het gehele systeem op door willekeurig oprollen van aandrijfkabel en elastiek in de smalle voetenslee trommel en elastiektrommel. Om lengteverschillen op te vangen is een lang elastiek gewenst in plaats van een onrekbare re-10 tourkabel.

Het schakelen naar een zwaarder verzet gebeurt in deze uitvoering door aan het einde van de slag de vergrendeling (30) van de voetensleetrommel (27) te ontgrendelen en gelijktijdig de snekrem (31) in werking te laten treden, deze 15 twee akties worden altijd gekombineerd uitgevoerd dus dit kan in een commando gedaan worden, vervolgens haalt men de voetenslee terug, zodoende wordt de aandrijfkabel verder op de voetensleetrommel (27) opgerold en het elastiek afgerold; men laat het schakelcommando weer los dus de voeten-20 sleetrommel is weer vergrendeld en de snekrem buiten werking gezet ; het schakelen is hiermee voltooid.

De kabel wikkelt zich bij de eerst volgende slag verder van de snek af en men is dus in een zwaarder verzet beland.

Het terugschakelen gebeurd door op dezelfde manier 25 een 'schijnslag' te maken in plaats van bovenbeschreven 'schijn terughaalslag'.

De uitvoering volgens figuur 9 is te vereenvoudigen door bevestiging van het terugstelelastiek op een vast punt in plaats van via een katrol naar voetensleetrommel.

30 Er moet wel voldoende elastieklengte, eventueel middels ka trollen, geplaatst kunnen worden.

Figuur 10 toont een systeem waarin een kabel zich vastklemt door middel van een of enkele slagen rond de snek en waarbij geschakeld wordt door de voetenslee (6) verder of 35 minder ver op de aandrijfkabel te vergrendelen.

De kabelspanning wordt geregeld doordat de boegkatrol tevens

V. ' ·" '·! O

- - - V .J 'J

6 als kabelspanner fungeert doordat hij met een trekveer (28) is bevestigd. Tijdens het schakelen wordt de vergrendeling op de slee net als in het vorige geval met de snekrem gelijktijdig bediend, het schakelen gaat dan ook hetzelfde.

5 Figuur 11 toont een tweede systeem waarin een eind loze kabel gebruikt kan worden. In dit systeem wordt gebruik gemaakt van een contra snek (25) die dusdanig is vormgegeven dat hij het lengteverschil van de snek bij op of afrollen precies compenseert. Een kabelspanner(32) of elastiek kan in 10 dit geval voor de kabelspanning zorgen.

Het schakelen is identiek aan de vorige beschrijving.

In deze uitvoering kan net als bij fig. 10 ook de klemming weer middels een of enkele slagen rond de snek gerealiseerd worden.

15 Figuur 12 is een uitvoering waarbij weer geschakeld wordt d.m.v. een derailleur (15), het terugstellen naar het begin van de slag alsmede de kabelspanning worden gerealiseerd door een enkel elastiek (13) dat hier symbolisch als een lijn is weergegeven maar dat uiteraard ook via katrollen 20 kan lopen indien de inbouwruimte dit vereist.

Figuur 13 toont een snek met vaste kabelbevestiging (23) die door middel van een axiale veer teruggesteld wordt naar geheel opgerolde positie.

Het schakelen gebeurt door middel van het aantrekken (opscha-25 kelen) of vieren (terugschakelen) van de aandrijfkabel (11) alvorens men deze weer op de voetenslee (6) vastzet door middel van de vergrendeling (30).

Eèn tweede uitvoeringsvorm van het schakelmechanisme zou kunnen zijn dat de aandrijfkabel vast aan de voetenslee en 30 snek gemonteerd is maar dat men de kabellengte tussen de snek en de slee vergroot dan wel verkleint waardoor de snek verder af dan wel oprolt en men dus de overbrengingsverhouding verandert.

Het is tevens mogelijk om twee of meer al dan niet 35 aan elkaar gekoppelde heen en weergaande bewegingen via meerdere snekoverbrengingen in een roterende beweging om te J Λ Ί 7 zetten. Een fiets met een vrijloop met snek aan iedere zijde van het achterwiel voor de aparte al dan niet gekoppelde beweging van de linker en de rechtervoet kan hier een voorbeeld van zijn. Zodoende wordt een continue aandrijving 5 bereikt.

Een volgende methode om bijvoorbeeld een min of meer conventionele fiets door middel van èèn enkele snek aan te drijven is om de beweging van de twee pedalen aan elkaar te koppelen, het aandrijfmiddel dat op de snek aangrijpt ont-10 koppelbaar te bevestigen aan beide pedaalbewegingen op een manier waardoor aan het einde van de ene arbeidsslag het aandrijfmiddel automatisch ontkoppelt van dat pedaal, vervolgens door een terugstelmiddel, b.v. een veer of elastiek, zeer snel terugschiet in de beginstand van de volgende 15 arbeidsslag, aldaar automatisch vastkoppelt aan het tweede pedaal dat zich in de beginstand van een arbeidsslag bevindt, enzovoorts. Zodoende kan men een bijna continue aandrijving middels èèn enkele snek verkrijgen.

Met de uitvinding is omkering van bovenstaande 20 overbrenging dus van roterende naar heen en weer gaande beweging ook mogelijk.

Dit wordt mogelijk als men in plaats van een vrijloop een koppelingssysteem plaatst dat aan het einde van elke slag de desbetreffende snek koppelt dan wel ontkoppelt van de inko-25 mende roterende as.

De koppeling en ontkoppeling zou aangestuurd kunnen worden door een al dan niet verstelbare koppelingsaanslag aan de eindpunten van de slag.

Voor de vrije retourslag kan een koppeling aan een tweede 30 snek zorgen of een veer of elastiek.

De uitvinding kan men tevens aanwenden voor meer gebruikelijke snektoepassingen; de compensatie van een zekere balans zoals bijvoorbeeld tussen de massa van een naar boven en beneden beweegbare kast of lift en een trekveer of zoals 35 de balans tussen de kracht van een mens en een gewicht of veer in een fittnessapparaat.

I ü ü O J

8

Door toepassing van de uitvinding kan men door een schakel-mechanisme soortgelijk als boven beschreven de overbren-gingsverhouding veranderen en daarmee in de genoemde voorbeelden meer of minder lading in kast of lift compenseren of 5 het fittnessapparaat zwaarder of lichter stellen of een andere ergonomische kurve op de snek kiezen.

Indien men een kabel slaat of touw weeft waarin om een bepaalde periodieke afstand een verdikking zit en de vorm van de geleidebaan op de snek hiermee over een laat komen is 10 er bij enige beginspanning aangebracht op de aandrijfkabel geen slip meer mogelijk op de snek.

Het zal in veel gevallen niet nodig zijn de aandrijfkabelmeer dan een halve omwenteling rond de snek te leggen.

In feite ontstaat met een dergelijke kabel die 15 technisch vrij eenvoudig realiseerbaar is; vlechten rond een periodiek verdikte kern of met een apart vlechtpatroon, het negatief van een ketting; geen tandriem, maar een tandtouw.

De volgende stap is dan het negatieve kettingwiel; een snek met in plaats van een schroefvormige geleidebaan diverse 20 ronde geleidebanen van diverse diameters is een set negatieve kettingwielen of 'tandtouwwielen'.

het periodiek verdikte touw of eenzelfde kabel kan eindloos en op lengte gemaakt worden; de negatieve ketting en het negatieve tandwiel kunnen hun positieve minder schone ver-25 wanten rechtstreeks vervangen!

In conclusies 14 en 15 worden nieuwe produktieme-thodes van een snek en negatief tandwiel beschreven.

f,

1 0 1 V J

ï

Claims (17)

1. Variabele overbrenging, in het bijzonder voor mens aangedreven voertuigen, door middel van ten minste èèn 5 snek, die bestaat uit een trommel met daarop een niet cilindrisch, in de meeste gevallen min of meer konisch, verlopende schroefvormige geleidebaan, en een van deze geleidebaan op en afrollend kabelachtig aandrijfmiddel MET HET KENMERK DAT de lengte van de geleidebaan substantieel groter is dan de 10 maximale slag van het heen en weer gaande aandrijfmiddel en de overbrenging verder een schakelmechanisme bevat dat het aandrijfmiddel op verschillende delen van de geleidebaan kan laten op en afrollen wat door het niet cilindrische verloop van de geleidebaan een verandering van de overbrengingsver-15 houding tot gevolg heeft.

2. Overbrenging volgens conclusie 1 MET HET KENMERK DAT een heen en weer gaande beweging via het aandrijfmiddel omgezet wordt in een roterende beweging doordat de snek draaibaar op een uitgaande as gemonteerd is en deze via een 20 vrijloop aandrijft.

3. Overbrenging volgens voorgaande conclusies MET HET KENMERK DAT de overbrenging geschiedt door meerdere, al dan niet aan elkaar gekoppelde snekoverbrengingen waardoor continue aandrijving gerealiseerd wordt.

4. Overbrenging volgens conclusie 1 en 2 MET HET KENMERK DAT twee aan elkaar gekoppelde heen en weer gaande bewegingen via èèn snek een uitgaande as aandrijven; het aandrijfmiddel wordt aan het einde van de arbeidsslag ontkoppeld van de ene beweging; schiet door middel van een 30 terugstelmiddel terug in de beginstand en koppelt zich daar vast aan de tweede beweging die dan de arbeidsslag begint.

5. Overbrenging volgens conclusie 1 MET HET KENMERK DAT een roterende beweging wordt omgezet in een heen en weer gaande beweging doordat iedere snek draaibaar en voorzien van 35 een koppelingssysteem op de inkomende as is gemonteerd; het koppelingssysteem wordt bediend door aan het einde van iedere Ί Π C'. Π Π C- Π 'i \J ij V..·· w- KJ slag een koppelingsomschakeling te activeren. Voor de vrije slag is de snek gekoppeld aan een tweede snek of voorzien van een ander terugstelmiddel.

6. Overbrenging volgens conclusie 1 MET HET KENMERK

5 DAT er geen inkomende of uitgaande roterende beweging is maar dat de overbrenging tussen twee bewegingen of balans tussen twee krachten door middel van een snekschakelmechanisme op een tussenas aangepast kan worden.

7. Overbrenging volgens een der voorgaande conclu- 10 sies, MET HET KENMERK DAT het aandrijfmiddel een vormvaste kabel is en dat de vorm van de geleidebaan zodanig is afgestemd op de doorsnede van de aandrijfkabel dat deze kabel, een of enkele malen om de snek gehaald en door een kabel-spaninrichting op spanning gehouden, zich op de snek vast-15 klemt.

8. Overbrenging volgens èèn van de conclusies 1 t/m 6, MET HET KENMERK DAT de geleidebaan op de snek een scherpe, al dan niet vertande, v groef heeft zodat een touw, koord of riem, op spanning gehouden door een spaninrichting, zichzelf 20 op de snek vastklemt en zo als aandrijfmiddel fungeert.

9. Overbrenging volgens èèn van de conclusies 1 t/m 6, MET HET KENMERK DAT de geleidebaan op de snek bestaat uit een vertanding zodat van een ketting of tandriem gebruik gemaakt kan worden.

10. Overbrenging volgens een der voorgaande conclu sies, MET HET KENMERK DAT het aandrijfmiddel aan een uiteinde van de snekgroef vast aan de snek bevestigd is en dat op de snek een terugstelmiddel is aangebracht waardoor de snek terug vrijloopt in geheel opgerolde toestand indien het 30 schakelmechanisme hiertoe opdracht geeft.

11. Overbrenging volgens een der voorgaande conclusies, MET HET KENMERK DAT geschakeld wordt doordat een schakelmechanisme is aangebracht hetwelk het aandrijvings-middel op de snek diagonaal verplaatst al dan niet geholpen 35 door een min of meer diagonale of axiale groef of andere onderbreking van de hoofdgroef of vertanding speciaal hiertoe » ' Λ in de snek aangebracht.

12. Overbrenging volgens een der voorgaande conclusies, MET HET KENMERK DAT van een rondgaand schijnbaar oneindig aandrijfmiddel gebruik gemaakt wordt en dat het 5 schakelmechanisme daaruit bestaat dat het aandrijfmiddel op iedere gewenste plaats kan worden vergrendelt waardoor de mate van afrolling op de snek de overbrengingsverhouding bepaald.

13. Overbrenging volgens een der voorgaande conclu- 10 sies, MET HET KENMERK DAT het aandrijvingsmiddel bestaat uit een kabel, koord, touw, of lijn waarin een periodieke verdikking is aangebracht en dat de geleidebaan op de snek over een hiermee corresponderende periodieke verbreding en verdieping beschikt.

14. Produktiemethode voor een snek volgens conclusie 1 waarbij gebruik gemaakt wordt van een kopieerdraaibank met instelbare axiale spoed, diversen vormen beitels, MET HET KENMERK DAT de vorm van de beitel(s) de vorm van de geleidebaan bepalen, de vorm van de kopieermal de radiale beweging 20 van de geleidebaan bepaalt, de gekozen spoed de spoed van de geleidebaan bepaalt en een geprofileerd wiel uit materiaal substantieel harder dan het gekozen snek materiaal na het uitdraaien het profiel of verdikkingspatroon in de geleidebaan aanbrengt.

15. Produktiemethode voor een snek volgens conclusie

1, MET HET KENMERK DAT het periodiek verdikt profiel in de geleidebaan aangebracht wordt door middel van een frees en de afstand van iedere freesgang in de geleidebaan bepaald wordt door een daarin meelopend geleidewiel terwijl de snek of de 30 negatieve kettingwielen vrij om hun as kunnen draaien. /. η o π r. O I ϋϋνϊΟϋ