NL2012108C2 - Wielasmodule voor een van een schakelbare overbrenging voorzien achterwiel van een fiets. - Google Patents

Description

Wielasmodule voor een van een schakelbare overbrenging voorzien achterwiel van een fiets BESCHRIJVING:

Gebied van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een wielasmodule voor een van een schakelbare overbrenging voorzien achterwiel van een fiets, omvattende een wielaseenheid die nabij de beide uiteinden is voorzien van axiale klem vlakken, almede een kleminrichting voorzien van ten minste één klemelement voorzien van een verder klemvlak en van klemmiddelen die het verdere klemvlak en het tegenoverliggende klemvlak in axiale richting naar elkaar toe kunnen verplaatsen om de wielaseenheid vast te klemmen op een uitvaleinde van een achtervork van de fiets.

Stand van de techniek

Een dergelijke wielasmodule is algemeen bekend. Bij de bekende wielasmodule treedt ten gevolge van wrijving in de lagering van het kettingtandwiel, of bij aanwezigheid van een derail leur verscheidene kettingtandwielen, en de wielnaaf op de wielas een verlieskoppel op dat afgesteund wordt op de achtervork van de fiets. Hiertoe is de wielas met beide uiteinden tegen de benen van de achtervork geklemd. In het geval van een sport- of racefiets gebeurt dit meestal door snelspanmiddelen die gevormd zijn door een pen die door de holle wielas steekt en aan een uiteinde is voorzien van schroefdraad waarop een moer is gedraaid en aan het andere uiteinde is voorzien van een over de pen verschuifbare ring die door een hendel voorzien van een nok in axiale richting naar de moer toe verplaatst kan worden.

Bij fietsen waar zich één of meer overbrengingen in de wielnaaf bevinden dient een reactiekoppel afgesteund te worden. Deze overbrengingen zijn meestal uitgevoerd als planetaire tandwielsets met drie rotatielichamen waarvan er één bevestigd is met een overbrengingslichaam voor het afsteunen van een reactiekoppel ten gevolge van het overbrengen van koppel tussen de andere twee rotatielichamen. Dit overbrengingslichaam wordt via een koppelarm op het fietsframe afgesteund. De bevestiging van de koppelarm met het fietsframe is lastig bij montage van het achterwiel en vraagt aanpassingen aan het frame en/of verschillende uitvoeringen van de koppelarm.

Samenvatting van de uitvinding

Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een wielaseenheid van de in de aanhef omschreven soort waarbij een groter koppel afgesteund kan worden dan bij de bekende wielasmodule zonder dat hiervoor speciale eisen aan de achtervork van een fiets gesteld worden en dus op elke achtervork toepasbaar is. Hiertoe is de wielasmodule volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de klemmiddelen koppelafhankelijke klemmiddelen zijn, die het verdere klemvlak en het tegenoverliggende klemvlak in axiale richting over een afstand naar elkaar toe kunnen verplaatsen, welke afstand groter is naarmate het over te brengen koppel groter is.

Het koppel wordt dus uitsluitend afgesteund door de wielaseenheid te klemmen in de achtervork. De wrijvingskracht tussen de achtervork en de wielasuiteinden ten gevolge van het door de wielas op de achtervork uitgeoefende koppel is evenredig met de klemkracht. Deze klemkracht neemt toe naarmate het af te steunen koppel groter wordt. Hierdoor is er altijd voldoende klemkracht aanwezig om het reactiekoppel af te steunen. De wielaseenheid kan bijvoorbeeld enkel gevormd zijn door een wielas.

De kleminrichting is bij voorkeur zelfremmend uitgevoerd zodat de klemkracht gehandhaafd blijft indien het over te brengen koppel afneemt.

Een uitvoeringsvorm van de wielasmodule volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat de wielaseenheid hol is en de kleminrichting een pen omvat, die tangentieel is verbonden met de wielaseenheid (bijvoorbeeld via splines) en die door de wielaseenheid aanwezig is en aan een eerste uiteinde is voorzien van een kop voorzien van een aandrukvlak en aan het andere, tweede uiteinde is voorzien van schroefdraad, alsmede een moer die op het tweede uiteinde is gedraaid en voorzien is van een verder aandrukvlak, waarbij de richting van de schroefdraad zodanig is dat bij verdraaiing van de pen ten gevolge van het op de pen uitgeoefende afsteunkoppel, de kop en de moer naar elkaar toe bewegen. Doordat de pen in tangentieële richting is gefixeerd op de wielaseenheid wordt ook via het axiale contactvlak tussen de kop en de achtervork reactiekoppel overgebracht naar het fietsframe.

De moer kan hierbij verbonden zijn met de achtervork of als los element aanwezig zijn. Voor een juiste werking dient de moer in tangentiële richting verbonden te zijn met de achtervork (in het geval de moer is verbonden met de achtervork), of dient de wrijvingscoëfficiënt in de schroefdraad tussen de pen en de moer kleiner te zijn dan de wrijvingscoëfficiënt tussen de moer en de achtervork (in het geval de moer als los element aanwezig is).

Door de wielasmodule volgens de uitvinding wordt dus door drie (ingeval de moer is verbonden met de achtervork) of vier (in het geval de moer als los element aanwezig is) contactvlakken het reactiekoppel overgebracht van de wielaseenheid naar het fietsframe. Hierdoor kunnen relatief hoge reactiekoppels worden afgesteund. Bovendien is de initiële klemkracht bij montage van het achterwiel in de achtervork niet bepalend voor het maximaal over te brengen reactiekoppel omdat de klemkracht automatisch wordt vergroot naarmate het reactiekoppel toeneemt.

Een verdere uitvoeringsvorm van de wielasmodule volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat de kop in axiale richting verschuifbaar op de pen aanwezig is en de kleminrichting een om een radiale as draaibaar met het eerste uiteinde van de pen verbonden hendel omvat die voorzien is van een nok die bij verdraaiing van de hendel de kop verschuift, waarbij de kop in tangentiële richting op de pen gefixeerd is. Een dergelijke kleminrichting vormt een snelspaninrichting ofwel een snelle ontkoppelinrichting (quick-release).

In een gunstige uitvoeringsvorm van de wielasmodule volgens de uitvinding omvat de wielasmodule een wielas, alsmede ten minste één interface, die voorzien is van een van de kleurvlakken en die op een uiteinde van de wielas aanwezig is.

Bij deze gunstige uitvoeringsvorm zijn de interface en het uiteinde van de wielas waarop de interface aanwezig is, bij voorkeur voorzien van overbrengingsmiddelen (bijvoorbeeld gevormd door schroefdraad of een in een sleuf verplaatsbare pen) die een verdraaiing van de wielas omzetten in een axiale verplaatsing van de interface ten opzichte van de wielas.

Voorts omvat bij deze gunstige uitvoeringsvorm de wielasmodule bij voorkeur ten minste één klembus, die is voorzien van het verdere klemvlak en die in axiale richting verplaatsbaar en in tangentiële richting star met de interface is verbonden.

Nog een verdere uitvoeringsvorm van de wielasmodule volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat de wielasmodule positioneerbussen omvat voor het in radiale en axiale richting positioneren van de wielas in de achtervork, welke bussen op de uiteinden van de wielas aanwezig zijn en in tangentiële richting op de wielas zijn gefixeerd.

De positioneerbussen en de interface kunnen als afzonderlijke onderdelen uitgevoerd zijn. Ook is het mogelijk dat ten minste één van de positioneerbussen en de interface als een geheel uitgevoerd zijn.

Beknopte omschrijving van de tekeningen

Hieronder zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeelden van de wielasmodule volgens de uitvinding. Hierbij toont:

Figuur 1 een schematische weergave van een uitvoeringsvorm van de wielasmodule volgens de uitvinding aanwezig in een wielnaaf met daaraan een tandwielcassette en gemonteerd in een achtervork van een fiets;

Figuur 2 een eerste concrete uitvoeringsvorm van de wielasmodule in langsdoorsnede gemonteerd in C-vormige uitvaluiteinden van een achtervork van een fiets;

Figuur 3 een tweede concrete uitvoeringsvorm van de wielasmodule in lang sdoor snede gemonteerd in uitvaluiteinden waarbij de begrenzingswanden van de wielasgaten over de hele omtrek gesloten zijn;

Figuur 4 een detail van een snelspaninrichting waarmee de wielasmodule uitgevoerd kan zijn in gekoppelde toestand;

Figuur 5 de in figuur 4 weergegeven snelspaninrichting in ontkoppelde toestand;

Figuur 6 een derde concrete uitvoeringsvorm van de wielasmodule in langsdoorsnede gemonteerd in C-vormige uitvaluiteinden van een achtervork van een fiets en voorzien van een snelspaninrichting en interfaces; en

Figuur 7 een vierde concrete uitvoeringsvorm van de wielasmodule in langsdoorsnede waarbij de begrenzingswanden van de wielasgaten over de hele omtrek gesloten zijn en voorzien van een snelspaninrichting en interfaces.

Gedetailleerde omschrijving van de tekeningen

Figuur 1 een schematische weergave van een uitvoeringsvorm van de wielasmodule 1 volgens de uitvinding aanwezig in een wielnaaf 3 met daaraan een tandwielcassette 5 en gemonteerd in een achtervork van een fiets. Van deze achtervork zijn enkel de beide uitvaluiteinden (drop-outs) 7 en 9 weergegeven. De wielasmodule heeft een holle wielas 11 waarop de wielnaaf 3 is gelagerd. De wielnaaf is voorzien van twee op afstand van elkaar aanwezige spaakflenzen 13 en 15.

De tandwielcassette heeft een cassettelichaam 17 en verscheidene tandkransen 19 die op het cassettelichaam aanwezig zijn. Voorts is de tandwielcassette voorzien van verbindingsmiddelen 21 waarmee de tandwielcassette is verbonden met de wielnaaf. In het cassettelichaam 17 is een schakelbare overbrenging 23 aanwezig die is gevormd door een planetaire tandwielset met drie rotatielichamen gevormd door een met de wielas verbonden zonnewiel 25, een met het cassettelichaam verbonden ringwiel 27 en een met de wielnaaf verbonden planetendrager 29. Het zonnewiel is via een schakelbare vrijloop verbonden met de wielas, de planetendrager is via een vrijloop verbonden met de wielnaaf, en de planetendrager is via een schakelbare vrijloop verbonden met het ringwiel. Ten behoeve van de overzichtelijkheid zijn deze vrijlopen niet in de figuur weergegeven. Binnenin de tandwielcassette bevindt zich voorts een schakelmechanisme (niet weergegeven) voor het schakelen van de schakelbare vrijlopen.

De wielasmodule is voorzien van een kleminrichting om de wielas vast te klemmen op de uitvaleinden. Deze kleminrichting bestaat uit een klemelement, gevormd door een pen 31, en klemmiddelen, gevormd door een aan een uiteinde van de pen bevestigde kop 33 en een op het andere van schroefdraad voorziene uiteinde van de pen gedraaide moer 35. De wielas 11 is aan de beide uiteinden voorzien van axiale klemvlakken 37 en de kop en de moer zijn voorzien van naar de klem vlakken toegekeerde aandrukvlakken 39. Door de moer 35 aan te draaien worden de klemvlakken 37 en de tegenoverliggende aandrukvlakken 39 in axiale richting naar elkaar toe verplaatst en wordt de wielas op de uitvaluiteinden geklemd.

De pen 31 is in tangentiële richting gefixeerd in de wielas 11, bijvoorbeeld door een splineverbinding. De richting van de schroefdraad op de pen en in de moer is zodanig gekozen dat bij verdraaiing van de pen ten gevolge van het door het zonnewiel op de wielas uitgeoefende afsteunkoppel, de kop en de moer in axiale richting naar elkaar toe bewegen waardoor een klemkracht ontstaat. Naarmate het afsteunkoppel groter is zal de klemkracht toenemen zodat de klemmiddelen een koppelafhankelijke klemkracht leveren. Hierdoor is er altijd voldoende klemkracht aanwezig om het reactiekoppel af te steunen. De schroefdraad is voorts zelfremmend zodat de klemkracht gehandhaafd blijft indien het af te steunen koppel afneemt.

De moer kan hierbij verbonden zijn met de achtervork of als los element aanwezig zijn. In figuur 2 is een eerste concrete uitvoeringsvorm van de wielasmodule 41 volgens de uitvinding in langsdoorsnede weergegeven. Hierbij is de moer 35’ als los element uitgevoerd. De uitvaluiteinden 7’ en 9’ zijn hierbij C-vormig zodat de wielas 11 in en uit de achtervork geschoven kan worden terwijl de pen 31 in de wielas blijft. De wielasmodule heeft voorts twee positioneerbussen 43 voor het in radiale en axiale richting positioneren van de wielas in de uitvaluiteinden. Deze bussen zijn op de uiteinden van de wielas 11 aanwezig zijn en in tangentiële richting op de wielas zijn gefixeerd door middel van een splineverbinding 45.

In figuur 3 is een tweede concrete uitvoeringsvorm van de wielasmodule 47 in langsdoorsnede weergegeven. In deze uitvoeringsvorm zijn de uitvaluiteinden 7” en 9” voorzien van wielasgaten waarvan de begrenzingswanden over de hele omtrek gesloten zijn. De moer 35” is hierbij verbonden met het uitvaluiteinde 9” en uitgevoerd als een insert. Bij het klemmen wordt het klemvlak 37” rechtstreeks tegen de moer 35” gedrukt.

De wielasmodule kan ook voorzien zijn van een snelspaninrichting waarmee de wielaseenheid snel van de achtervork ontkoppeld en op de achtervork vastgezet kan worden. In de figuren 4 en 5 is een detail van een dergelijke snelspaninrichting weergegeven in gekoppelde respectievelijk ontkoppelde toestand. De kop van de pen 31 is hierbij als een axiaal over de pen verschuifbare ring 49 uitgevoerd die door een van een nok 51 voorziene hendel 53 kan worden verschoven om zodoende de wielaseenheid snel te kunnen ontkoppelen van en vastzetten op de uitvaluiteinden 7’ van de achtervork van de fiets. De hendel 53 is met een uiteinde om een radiaal van de pen 31 uitstekende en aan de pen bevestigde as 55 draaibaar. De ring 49 is in tangentiële richting op de pen gefixeerd via een splineverbinding.

In figuur 6 is een derde concrete uitvoeringsvorm van de wielasmodule in langsdoorsnede weergegeven. Hierbij is de wielasmodule 57 weer gemonteerd in C-vormige uitvaluiteinden 7’ van een achtervork van een fiets en is deze voorzien van een snelspaninrichting en positioneerbussen 43’. De wielaseenheid van deze wielasmodule heeft voorts twee interfaces 59, die elk op een uiteinde van de wielas 11 aanwezig zijn en voorzien zijn van de klem vlakken 37. Deze interfaces en de uiteinden van de wielas waarop de interfaces aanwezig zijn, zijn voorzien van overbrengingsmiddelen, gevormd door schroefdraad, die een verdraaiing van de wielas 11 omzetten in een axiale verplaatsing van de interfaces 59 ten opzichte van de wielas. Tussen de ring 49 van de snelspaninrichting en het uitvaluiteinde 7’ en tussen de moer 35’ en het uitvaluiteinde 9’ zijn klembussen 61 aanwezig die in tangentiële richting op de interfaces 59 zijn gefixeerd en in axiale richting verplaatsbaar zijn.

In figuur 7 is een vierde concrete uitvoeringsvorm van de wielasmodule in langsdoorsnede weergegeven. Hierbij is de wielasmodule 63 gemonteerd in uitvaluiteinden 7” en 9” waarvan de begrenzingswanden van de gaten over de hele omtrek gesloten zijn. Hierbij is enkel tussen de ring 49 en het uitvaluiteinde 7” een klembus 65 aanwezig die tegen rotatie geborgd is ten opzichte van de interface 67.

Hoewel in het voorgaande de uitvinding is toegelicht aan de hand van de tekeningen, dient te worden vastgesteld dat de uitvinding geenszins tot de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvormen is beperkt. De uitvinding strekt zich mede uit tot alle van de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvormen afwijkende uitvoeringsvormen binnen het door de conclusies gedefinieerde kader.

Claims (9)

1. Wielasmodule voor een van een schakelbare overbrenging voorzien achterwiel van een fiets, omvattende een wielaseenheid die nabij de beide uiteinden is voorzien van axiale kleurvlakken, almede een kleminrichting voorzien van ten minste één klemelement voorzien van een verder klemvlak en van klemmiddelen die het verdere klemvlak en het tegenoverliggende klemvlak in axiale richting naar elkaar toe kunnen verplaatsen (en/of een van de klemvlakken en een been van een achtervork van een fiets naar elkaar toe kunnen verplaatsen) om de wielaseenheid vast te klemmen op een uitvaleinde van een achtervork van de fiets, met het kenmerk, dat de klemmiddelen koppelafhankelijke klemmiddelen zijn, die het verdere klemvlak en het tegenoverliggende klemvlak in axiale richting over een afstand naar elkaar toe kunnen verplaatsen, welke afstand groter is naarmate het over te brengen koppel groter is. (wielaseenheid kan bijvoorbeeld enkel gevormd zijn door een wielas)

2. Wielasmodule volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kleminrichting zelfremmend is uitgevoerd zodat de klemkracht gehandhaafd blijft indien het over te brengen koppel afneemt.

3. Wielasmodule volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de wielaseenheid hol is en de kleminrichting een pen omvat, die tangentieel is verbonden met de wielaseenheid (bijvoorbeeld via splines) en die door de wielaseenheid aanwezig is en aan een eerste uiteinde is voorzien van een kop voorzien van een aandrukvlak en aan het andere, tweede uiteinde is voorzien van schroefdraad, alsmede een moer die op het tweede uiteinde is gedraaid en voorzien is van een verder aandrukvlak, waarbij de richting van de schroefdraad zodanig is dat bij verdraaiing van de pen ten gevolge van het op de pen uitgeoefende afsteunkoppel, de kop en de moer naar elkaar toe bewegen. (De moer kan verbonden zijn met de achtervork of als los element aanwezig zijn.)

4. Wielasmodule volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de kop in axiale richting verschuifbaar op de pen aanwezig is en de kleminrichting een om een radiale as draaibaar met het eerste uiteinde van de pen verbonden hendel omvat die voorzien is van een nok die bij verdraaiing van de hendel de kop verschuift, waarbij de kop in tangentiële richting op de pen gefixeerd is. (een snelspaninrichting (quick-release)

5. Wielasmodule volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de wielasmodule een wielas omvat, alsmede ten minste één interface, die voorzien is van een van de klemvlakken en die op een uiteinde van de wielas aanwezig is.

6. Wielasmodule volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de interface en het uiteinde van de wielas waarop de interface aanwezig is, zijn voorzien van overbrengingsmiddelen die een verdraaiing van de wielas omzetten in een axiale verplaatsing van de interface ten opzichte van de wielas.

7. Wielasmodule volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de wielasmodule ten minste één klembus omvat, die is voorzien van het verdere klemvlak en die in axiale richting verplaatsbaar en in tangentiële richting star met de interface is verbonden.

8. Wielasmodule volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de wielasmodule positioneerbussen omvat voor het in radiale en axiale richting positioneren van de wielas in de achtervork, welke bussen op de uiteinden van de wielas aanwezig zijn en in tangentiële richting op de wielas zijn gefixeerd.

9. Wielasmodule volgens conclusie 8 en een van de conclusies 5, 6 of 7, met het kenmerk, dat ten minste één van de positioneerbussen en de interface een geheel vormen.