NL2000834C2 - Rijwiel. - Google Patents

Description

Sch/svk/Hu-1

RIJWIEL

De uitvinding heeft betrekking op een rijwiel, bijvoorbeeld een fiets, omvattende: een bijvoorbeeld uit stangen samengesteld frame; 5 een door het frame gedragen zitelement voor een gebruiker, zoals een zadel; ten minste één door een rotatielager met het frame verbonden eerste wiel, waarvan de stand door een gebruiker continu kan worden ingesteld door middel van 10 een stuur; en ten minste één tweede wiel, dat door een rotatielager met het frame verbonden is en door een gebruiker met spierkracht roterend kan worden aangedreven door middel van een roteerbaar pedaalmechanisme, dat via 15 een transmissie krachten overbrengend met het of elk tweede wiel gekoppeld is; welk pedaalmechanisme omvat: een roteerbaar aan dat frame gelagerde, in hoofdzaak horizontale asconstructie; 20 twee zich min of meer in dwarsrichting ten opzichte van de asconstructie in onderling tegengestelde richtingen uitstrekkende pedaalarmconstructies, die elk aan hun vrije einde een pedaal dragen; zodanig, dat door een gebruiker op de 25 pedalen uitgeoefende drukkrachten via de transmissie van het pedaalmechanisme naar het of elk eerste wiel wordt overgedragen.

Een dergelijk rijwiel is in vele uitvoeringen bekend. In alle tot heden bekende uitvoeringen zijn de 30 pedalen vrij roteerbaar rond hun zich in zijdelingse richting uitstrekkende centrale as. Door deze vrije 2 roteerbaarheid is het vaak lastig om bij het opstappen op het rijwiel snel de juiste stand van de voet op het pedaal te bepalen. Een fout bij het plaatsen van een van beide voeten kan bij het zetten van kracht op die voet 5 zelfs het ongewenste gevolg hebben, dat de voet langs het pedaal omlaag glijdt, hetgeen tot onaangename situaties en zelfs gevaar kan leiden.

In verband met het bovenstaande vertoont het rijwiel volgens de uitvinding de bijzonderheid, dat 10 elke pedaalarmconstructie ten minste twee pedaalarmen omvat, die door respectieve rotatielagers met het frame verbonden zijn en aan hun vrije eindzones door middel van respectieve verdere rotatielagers met een pedaaldrager met een vaste afstand tussen beide 15 rotatielagers verbonden zijn, welke pedaaldrager een respectief pedaal draagt, een en ander zodanig, dat het frame, de twee pedaalarmen en de pedaaldrager een parallellogramconstructie vormen, waardoor de 20 pedaaldrager zich in elke hoekstand van de pedaalarmen evenwijdig aan het door de twee rotatielagers bepaalde platte vlak uitstrekt.

Opgemerkt wordt, dat de afstand tussen corresponderende rotatielagers naar wens gekozen kan 25 worden. Zo kan een rotatielager zich zelfs tot in het gebied van het ten minste ene tweede wiel bevinden.

Volgens een bepaald aspect van de uitvinding vertoont het rijwiel de bijzonderheid, dat elk pedaal een vaste stand ten opzichte van de pedaaldrager inneemt.

30 Bij het gebruik van de hiervoor beschreven parallellogramconstructie bezitten de pedaaldragers altijd dezelfde stand ten opzichte van het frame. Sommige gebruikers ervaren het als aangenaam als de pedalen, afhankelijk van de momentane hoekstand en de uit te 35 oefenen drukkracht, zich kunnen aanpassen aan de wensen van de gebruiker ten aanzien van de hoekstand van de pedalen. In verband daarmee kan het rijwiel volgens de uitvinding tevens de bijzonderheid vertonen, dat elk 3 pedaal rond een in hoofdzaak horizontale hartlijn over een zekere hoek rond een ruststand zwenkbaar is.

Deze laatste uitvoering kan met voordeel de bijzonderheid vertonen, dat 5 de voorste zone van elk pedaal omlaag zwenkbaar is over maximaal een eerste hoek a, en de achterste zone van elk pedaal omlaag zwenkbaar is over maximaal een tweede hoek b.

Bij voorkeur vertoont een dergelijk rijwiel de 10 bijzonderheid, dat a en/of b instelbaar is.

Sterk de voorkeur bezit een uitvoering waarin a > b.

Oriënterende proefnemingen hebben aangetoond, dat deze laatste uitvoering bij voorkeur zodanig kan 15 worden uitgevoerd, dat a maximaal in de orde van 90° ligt en b maximaal in de orde van 20° ligt.

In een bepaalde uitvoering vertoont het rijwiel de bijzonderheid, dat a in de orde van (40 ± 10°) ligt.

Volgens weer een ander aspect van de uitvinding 20 vertoont het rijwiel de bijzonderheid, dat b in de orde van (5 ± 3°) ligt.

Bij voorkeur omvat een rijwiel met zwenkbare pedalen zachte aanslagen, zoals flexibele platen of veren, voor het begrenzen van de zwenkhoek.

25 Volgens een verder aspect van de uitvinding kan het rijwiel zodanig zijn uitgevoerd, dat de transmissie een eindloos element, zoals een riem, een tandriem of een schalmenketting, omvat, welk element enerzijds rond een eerste aandrijfwiel, bijvoorbeeld een tandwiel, is 30 geslagen, welk eerste aandrijfwiel voor rotatie met de asconstructie gekoppeld is, en anderzijds rond een tweede aandrijfwiel, bijvoorbeeld een tandwiel, is geslagen, welk tweede aandrijfwiel met het ten minste ene tweede wiel gekoppeld is.

35 Volgens weer een ander aspect van de uitvinding vertoont het rijwiel de bijzonderheid, dat de transmissie een as van cardanisch type omvat.

Volgens weer een ander aspect van de uitvinding 4 is het rijwiel zodanig uitgevoerd, dat de transmissie zowel ter plaatse van de asconstructie als ter plaatse van de aandrijving van het ten minste ene tweede wiel een haakse koppeling omvat, tussen welke beide haakse 5 koppelingen zich een in hoofdzaak torsiestijve transmissiestang uitstrekt.

Als verder alternatief kan het rijwiel de bijzonderheid vertonen, dat de transmissie een flexibele as omvat.

10 In weer een andere variant vertoont het rijwiel de bijzonderheid, dat het pedaalmechanisme ten minste één eerste kruk omvat, waarvan de vrije eindzone een eerste rotatielager omvat; 15 althans één tweede wiel met ten minste één tweede kruk gekoppeld is; de eerste kruk een arm bezit waarvan de lengte even groot is als die van de arm van de tweede kruk; en een althans treksterk, langwerpig, krachten 20 overbrengend element corresponderende eerste en tweede krukken via de eerste en tweede rotatielagers met elkaar verbindt.

Met deze laatste uitvoering is de transmissie-constructie substantieel vereenvoudigd ten opzichte van 25 bekende rijwielen, is de transmissie relatief licht en goedkoop te vervaardigen en is hij praktisch onderhoudsvrij.

In principe zou volstaan kunnen worden met een uitsluitend treksterk element, bijvoorbeeld een stalen 30 draad of dergelijke, in het bijzonder in het geval, waarin de transmissie twee dergelijke elementen omvat, die in tegenfase met elkaar werkzaam zijn. Deze treksterke elementen kunnen strak gespannen zijn en elkaar aldus continu onder spanning houden, waardoor de 35 hoekstanden van de corresponderende krukken altijd exact met elkaar overeen zullen komen.

In het bijzonder in het geval waarin er gebruik wordt gemaakt van slechts één langwerpig krachten 5 overbrengend element geniet het sterk de voorkeur, als het of elk krachten overbrengend element tevens druksterk is.

Deze laatste uitvoering kan met voordeel de 5 bijzonderheid vertonen dat het trek- en druksterke, krachten overbrengende element via respectieve rotatielagers met beide pedaalarmen gekoppeld is.

In een bepaalde uitvoering kan het rijwiel volgens de uitvinding de bijzonderheid vertonen, dat het 10 of elk krachten overbrengende element een massieve stang is, bijvoorbeeld van staal of een vezelgewapende kunststof.

Anders dan bij een gebruikelijke ketting-transmissie, waarbij de krachten overbrengende ketting in 15 een praktisch continue beweging verkeert, wordt er volgens de uitvinding gebruik gemaakt van een reciprocerend bewegend element. Om een slechts verwaarloosbare invloed te krijgen van de daarmee gepaard gaande versnellingen en vertragingen verdient het de 20 voorkeur als dit element, met behoud van zijn vereiste technische kwaliteiten, licht is. In verband daarmee wordt er volgens de uitvinding de voorkeur aan gegeven, dat het krachten overbrengende element een de knikweerstand verhogende profiel vertoont, bijvoorbeeld 25 een I-profiel.

Als alternatief kan ervoor worden gekozen, dat het of elk krachten overbrengend element een holle stang is. Een technisch fraaie oplossing is hierin gelegen, dat de holle stang in hoofdzaak bestaat uit composiet-30 materiaal, bijvoorbeeld omvattende koolstof- of glasvezels die zijn ingebed in een epoxy-materiaal.

In een voorkeursuitvoering vertoont het rijwiel volgens de uitvinding het kenmerk, dat de tweede kruk aangrijpt aan de ingang van een versnellingsnaaf, waarvan 35 de uitgang met ten minste één tweede wiel verbonden is.

Gebruik kan worden gemaakt van separate krukken. Eenvoudiger en materiaalbesparend is een uitvoering, waarin een eerste kruk deel uitmaakt van de 6 betreffende pedaalarmconstructie.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen van enkele uitvoeringsvoorbeelden, waartoe de uitvoering zich niet 5 beperkt. In de tekeningen tonen: figuur 1 een gedeeltelijk zijaanzicht van een fiets met enkelzijdige, rechtse aandrijving; figuur 2 een horizontale doorsnede door de fiets volgens figuur 1; 10 figuur 3 een zijaanzicht van een fiets met een dubbele, dus zowel linkse als rechtse, aandrijving; figuur 4 een horizontale doorsnede door de fiets volgens figuur 3; figuur 5 een perspectivisch aanzicht van een 15 detail van de pedaalarmconstructie en bijbehorende transmissie van de uitvoering volgens de figuren 1 en 2; figuur 6 een bovenaanzicht van een pedaaIconstructie; figuur 7 een zijaanzicht van een 20 pedaalconstructie; en figuur 8 een perspectivisch aanzicht van een detail van de krukaandrijving van het achterwiel van de fiets volgens de figuren 1 en 2, in combinatie met een versnellingsnaaf.

25 Figuur 1 toont een fiets 1 met een enkelzijdige aandrijving volgens de uitvinding. In deze uitvoering draagt een uit stangen samengestelde frame 31 via twee trapaslagers 3 twee onderling evenwijdige pedaalarmen 2, die aan hun vrije einde via een pedaaldrager 34 een 30 pedaal 4 met een hierna te beschrijven beperkte zwenkbaarheid dragen. Op hierna te beschrijven wijze zijn de pedaalarmen roteerbaar gekoppeld met een aandrijfstang 5 die aan zijn andere einde verbonden is met een kruk 6 voor aandrijving van een aangedreven achterwiel 32.

35 Figuur 2 toont, dat aan de linkerzijde van de fiets gebruik wordt gemaakt van een soortgelijke pedaalarmconstructie, evenwel zonder gebruikmaking van een aandrijfstang. Het zal duidelijk zijn, dat aan de 7 linkerzijde ook een andere vorm van de pedaalarmconstructie mogelijk is. Terwille van de symmetrie en uit esthetisch oogpunt heeft de getekende vormgeving de voorkeur.

5 Het zal duidelijk zijn, dat met de constructie volgens de figuren 1 en 2 bij het voorwaarts fietsen het rechterpedaal door middel van een trekkracht in de aandrijfstang 5 een kracht uitoefent op het achterwiel, terwijl bij het uitoefenen van een voorwaartse kracht op 10 het linker pedaal de stang 5 is onderworpen aan een drukkracht. In deze uitvoering moet de stang dus tegen beide krachten bestand zijn.

Anders is dit met de fiets 33 volgens de figuren 3 en 4, waarin ook aan de linkerzijde gebruik 15 wordt gemaakt van een aandrijfstang en bijbehorende kruk. Deze tweede aandrijfstang is met het verwijzingsgetal 7 aangeduid, terwijl de tweede, met het achterwiel gekoppelde kruk met het verwijzingsgetal 8 is aangeduid.

In deze uitvoering zouden de stangen 5 en 6 20 vervangen kunnen worden door uitsluitend treksterke elementen, bijvoorbeeld gespannen stalen kabels, zodat afwisselend de ene en de andere kabel aan een trekkracht is onderworpen, waardoor de gebruiker door het uitoefenen van een afwisselende kracht op het linker en rechter 25 pedaal het linker en rechter mechanisme op trek belast en het achterwiel in rotatie brengt.

Figuur 5 toont het detail V van figuur 1, dat wil zeggen een deel van het krachten overbrengende mechanisme van de fiets 1. Deze figuur toont, dat de 30 dubbel uitgevoerde pedaalarmen 2 aan hun vrije einden gekoppeld zijn door een pedaaldrager 34 die het pedaal 4 draagt. De holle aandrijfstang 5 van composiet-materiaal is door middel van respectieve, niet zichtbare, maar niettemin met 35 aangeduide rotatielagers, op afstand van 35 de rotatielagers 3, met de pedaalarmen 2 verbonden.

De figuren 6 en 7 tonen, op welke wijze de bovenplaat of voetplaat 14 van een pedaal 4 via een pedaaldrager 34 wordt gedragen door de pedaalarmen 2.

δ

Gebruik, wordt gemaakt van een pedaaldrager 34 voor het pedaal, welke pedaaldrager aan beide pedaalarmen 2 gelagerd is. De pedaaldrager 34 draagt een eerste opstaande flens 12 en een tweede opstaande flens 13. De 5 voetplaat 14 draagt een eerste flens 15 en een tweede flens 16. Door middel van een as 17 is de voetplaat 14 met de pedaaldrager 34 gekoppeld. Een bijvoorbeeld rubberelastisch blok, bijvoorbeeld bestaande uit een elastomeer kussen, dient als zachte aanslag om de 10 zwenkbeweging van de voetplaat 14, die wordt bepaald door de as 17, ten opzichte van de pedaaldrager 34 te begrenzen tot een waarde in de orde van grootte van 20° in beide richtingen. Deze beide bij benadering uiterste zwenkstanden zijn in figuur 7 met de verwijzingsgetallen 15 19 en 20 aangeduid.

Figuur 8 toont, dat volgens een ander aspect van de uitvinding het achterwiel 32 een versnellingsnaaf 21 kan omvatten, waarvan de uitgang rechtstreeks de spaken 36 van het wiel 32 draagt, en waarvan de ingaande 20 as de kruk 6 draagt. De in de versnellingsnaaf geaccommodeerde versnellingseenheid is instelbaar door middel van een extern bedieningselement 22, dat via een bowden-kabel 37 in verbinding staat met een bedieningshandle, die op zichzelf bekend is en bij een 25 bekende fiets meestal aan het stuur bevestigd is.

De beschreven beperkte zwenkbaarheid van de pedalen in een voorkeursuitvoering van de uitvinding werkt sterk verbeterend op het fietscomfort. Anders dan bij een gebruikelijke fiets, waarbij de pedalen volledig 30 vrij roteerbaar ten opzichte van de pedaalarmen zijn opgesteld, kunnen op een als zeer aangenaam en comfortabel ervaren wijze krachten worden uitgeoefend, waarbij nooit het gevaar bestaat dat de pedalen totaal wegzwenken. Dit aspect is, weliswaar op een geheel andere 35 wijze uitgevoerd, functioneel enigszins vergelijkbaar met het gebruik van de toe-clips bij race-fietsen, waarbij ook een zekere beperking van de zwenkbaarheid van de pedalen is gerealiseerd. Verder zijn in de getekende 9 uitvoeringen relatief grote pedaaloppervlakken getoond. Deze pedaaloppervlakken, die groter zijn dan gebruikelijk, resulteren in een groter contactoppervlak tussen de voetzolen van een gebruiker en de pedalen en 5 daarmee een betere drukverdeling aan de zolen.

De aandacht wordt er op gevestigd, dat de uitvinding zich niet beperkt tot fietsen van het in de tekeningen weergegeven algemene ontwerp. Ook driewielers en vierwielers kunnen binnen het kader van de uitvinding 10 toepassing vinden. In de figuren zijn fietsen aangegeven met een zich in hoofdzaak in één plat hoofdvlak uitstrekkend frame 31 met een zadel 38 en een stuur 39 dat, waarmee een voorwiel 41, zwenkbaar in een lager 40 rechtstreeks gekoppeld is, zodanig dat een gebruiker de 15 fiets in elke gewenste richting kan sturen. Er bestaan evenwel ook rijwielen van ander type, zoals ligfietsen met twee of drie wielen, drie- en vierwielige fietstaxi's, bakfietsen en dergelijke, waarvan de constructie substantieel afwijkt van die van de hierin 20 getekende en beschreven uitvoeringen, maar waarop de principes van de uitvinding evenzeer kunnen worden toegepast. Ook op dergelijke toepassingen richt de uitvinding zich.

25 * •k -k ★ *

Claims (24)

1. Rijwiel, bijvoorbeeld een fiets, omvattende: een bijvoorbeeld uit stangen samengesteld frame; een door het frame gedragen zitelement voor een 5 gebruiker, zoals een zadel; ten minste één door een rotatielager met het frame verbonden eerste wiel, waarvan de stand door een gebruiker continu kan worden ingesteld door middel van een stuur; en 10 ten minste één tweede wiel, dat door een rotatielager met het frame verbonden is en door een gebruiker met spierkracht roterend kan worden aangedreven door middel van een roteerbaar pedaalmechanisme, dat via een transmissie krachten overbrengend met het of elk 15 tweede wiel gekoppeld is; welk pedaalmechanisme omvat: een roteerbaar aan dat frame gelagerde, in hoofdzaak horizontale asconstructie; twee zich min of meer in dwarsrichting ten 20 opzichte van de asconstructie in onderling tegengestelde richtingen uitstrekkende pedaalarmconstructies, die elk aan hun vrije einde een pedaal dragen; zodanig, dat door een gebruiker op de pedalen uitgeoefende drukkrachten via de transmissie van 25 het pedaalmechanisme naar het of elk eerste wiel wordt overgedragen; met het kenmerk, dat elke pedaalarmconstructie ten minste twee pedaalarmen omvat, die door respectieve rotatielagers met 30 het frame verbonden zijn en aan hun vrije eindzones door middel van respectieve verdere rotatielagers met een pedaaldrager met een vaste afstand tussen beide rotatielagers verbonden zijn, welke pedaaldrager een respectief pedaal draagt, 5 een en ander zodanig, dat het frame, de twee pedaalarmen en de pedaaldrager een parallellogramconstructie vormen, waardoor de pedaaldrager zich in elke hoekstand van de pedaalarmen evenwijdig aan het door de twee rotatielagers bepaalde 10 platte vlak uitstrekt.

2. Rijwiel volgens conclusie 1, waarin elk pedaal een vaste stand ten opzichte van de pedaaldrager inneemt. 15

3. Rijwiel volgens conclusie 1, waarin elk pedaal rond een in hoofdzaak horizontale hartlijn over een zekere hoek rond een ruststand zwenkbaar is.

4. Rijwiel volgens conclusie 3, waarin de voorste zone van elk pedaal omlaag zwenkbaar is over maximaal een eerste hoek a, en de achterste zone van elk pedaal omlaag zwenkbaar is over maximaal een tweede hoek b. 25

5. Rijwiel volgens conclusie 4, waarin a en/of b instelbaar is.

6. Rijwiel volgens conclusie 4, waarin a > b. 30

7. Rijwiel volgens conclusie 6, waarin a maximaal in de orde van 90° ligt en b maximaal in de orde van 20° ligt.

8. Rijwiel volgens conclusie 6, waarin a in de orde van (40 ± 10)° ligt.

9. Rijwiel volgens conclusie 6, waarin b in de orde van (5 + 3)° ligt.

10. Rijwiel volgens een der conclusies 3-9 omvattende zachte aanslagen, zoals flexibele platen of 5 veren, voor het begrenzen van de zwenkhoek.

11. Rijwiel volgens een der conclusies 1 - 10, waarin de transmissie een eindloos element, zoals een riem, een tandriem of een schalmenketting, omvat, welk 10 element enerzijds rond een eerste aandrijfwiel, bijvoorbeeld een tandwiel, is geslagen, welk eerste aandrijfwiel voor rotatie met de asconstructie gekoppeld is, en anderzijds rond een tweede aandrijfwiel, bijvoorbeeld een tandwiel, is geslagen, welk tweede 15 aandrijfwiel met het ten minste ene tweede wiel gekoppeld is.

12. Rijwiel volgens een der conclusies 1 - 10, waarin de transmissie een as van cardanisch type omvat. 20

13. Rijwiel volgens een der conclusies 1 - 10, waarin de transmissie zowel ter plaatse van de asconstructie als ter plaatse van de aandrijving van het ten minste ene tweede wiel een haakse koppeling omvat, 25 tussen welke beide haakse koppelingen zich een in hoofdzaak torsiestijve transmissiestang uitstrekt.

14. Rijwiel volgens een der conclusies 1 - 10, waarin de transmissie een flexibele as omvat. 30

15. Rijwiel volgens een der conclusies 1 - 10, waarin het pedaalmechanisme ten minste één eerste kruk omvat, waarvan de vrije eindzone een eerste rotatielager 35 omvat; althans één tweede wiel met ten minste één tweede kruk gekoppeld is; de eerste kruk een arm bezit waarvan de lengte even groot is als die van de arm van de tweede kruk; en een althans treksterk, langwerpig, krachten overbrengend element corresponderende eerste en tweede krukken via de eerste en tweede rotatielagers met elkaar 5 verbindt.

16. Rijwiel volgens conclusie 15, omvattende twee zich ter weerszijden van het met het pedaalmechanisme gekoppelde rotatielager opgestelde 10 krukken, die zich in onderling tegengestelde richtingen uitstrekken.

17. Rijwiel volgens conclusie 15, waarin of elk krachten overbrengend element tevens druksterk is. 15

18. Rijwiel volgens conclusie 15, waarin het trek- en druksterke, krachten overbrengende element via respectieve rotatielagers met beide pedaalarmen gekoppeld is. 20

19. Rijwiel volgens conclusie 15, waarin het of elk krachten overbrengende element een massieve stang is, bijvoorbeeld van staal of een vezelgewapende kunststof.

20. Rijwiel volgens conclusie 15, waarin het krachten overbrengende element een de knikweerstand verhogend profiel vertoont, bijvoorbeeld een I-profiel.

21. Rijwiel volgens conclusie 15, waarin het of 30 elk krachten overbrengend element een holle stang is.

22. Rijwiel volgens conclusie 21, waarin de holle stang in hoofdzaak bestaat uit composiet-materiaal, bijvoorbeeld omvattende koolstof- of glasvezels die zijn 35 ingebed in een epoxy-materiaal.

23. Rijwiel volgens conclusie 15, waarin de tweede kruk aangrijpt aan de ingang van een versnellingsnaaf, waarvan de uitgang met ten minste één tweede wiel verbonden is.

24. Rijwiel volgens conclusie 15, waarin een 5 eerste kruk deel uitmaakt van de betreffende pedaalarmconstructie.