NL8900409A - Wielnaaf alsmede wiel voor een rijwiel. - Google Patents

Description

Wielnaaf alsmede wiel voor een rijwiel.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een wielnaaf voor een rijwiel, voorzien van een draaibaar rond een as gelagerd lagerhuis bestemd voor het ondersteunen van een wiel.

Dergelijke wielnaven zijn bekend. Het wiel is daarbij vast verbonden met de wielnaaf, zodanig dat deze tezamen een éénheid vormen. Bij bepaalde toepassingen is dat geen probleem, zoals bijvoorbeeld in het geval dat hetzelfde wiel permanent wordt gebruikt.

In andere gevallen echter kan het wenselijk zijn om het wiel vaker te verwisselen, bijvoorbeeld in de wielersport. Daarbij is het aantrekkelijk wanneer wielnaaf en wiel niet permanent aan elkaar verbonden zijn, zodat slechts een beperkt aantal onderdelen behoeft te worden verwisseld. Het verwisselen kan dan verhoudingsgewijze snel geschieden. Ook om andere redenen kan het aantrekkelijk zijn om wiel en wielnaaf niet permanent aan elkaar te verbinden, bijvoorbeeld in verband met de fabricage.

Doel van de uitvinding is daarom een wielnaaf te verschaffen die de mogelijkheid biedt om het wiel eenvoudig en snel aan te brengen of te verwijderen. Dit wordt bereikt doordat rondom het lagerhuis een losneembare huls is voorzien, door middel van welke huls het wiel ondersteund is op het lagerhuis.

In gebruik vormt de huls nu een stijve verbinding tussen lagerhuis en wiel, waardoor de rij-eigenschappen daarvan dezelfde zijn als die van een bekend wiel.

Tegelijkertijd echter kan de uit wiel en huls bestaande éénheid na losmaken eenvoudigweg van het lagerhuis worden afgeschoven, waarbij de wielnaaf achterblijft. Dit kan veel sneller uitgevoerd worden dan het verwijderen van een bekend wiel, waarbij de gehele wielnaaf losgenomen en verwijderd moet worden.

De huls en de wielnaaf kunnen op verschillende wijze aan elkaar bevestigd worden. Bij voorkeur is de wielnaaf zo uitgevoerd dat het lagerhuis voorzien is van een vaste uitwendige flens, dat tevens een losse flens voorzien is en dat de huls inklembaar is tussen losse en vaste flens bij het aanbrengen van de losse flens op het lagerhuis.

Bij voorkeur is voorzien dat de losse flens een opening met inwendige schroefdraad bezit, die bevestigbaar is op een uitwendige, zich op afstand van de vaste flens bevindende schroefdraad op de huls.

è

Door middel van een enkele schroefhandeling kan de huls met het wiel nu losgenomen of bevestigd worden.

Volgens een andere mogelijkheid kan een snelle montage en demontage verkregen worden indien de losse flens door middel van een bajonetsluiting bevestigbaar is op de huls. Om de huls, en dus het wiel, onverdraaibaar vast te houden op het lagerhuis kan de vaste flens voorzien zijn van een naar de andere flens gekeerd uitsteeksel dat opneembaar is in een overeenkomstige uitsparing in de huls.

Het bekende lagerhuis bezit flenzen waaraan het wiel bevestigd kan worden. Volgens de uitvinding is nu de huls voorzien van twee uitwendige hulsflenzen.

Bij een wiel met spaken en de wielnaaf volgens de uitvinding zij nu de spaken bevestigd aan de huls, bijvoorkeur aan de hulsflenzen.

Het is bekend om een wielnaaf te voorzien van lagers met inwendige en uitwendige kogelkussens. Bij deze uitvoering van de wielnaaf kan een zeer soepele loop van het wiel verkregen worden wanneer de lagerhuis inwendig aan beide einden ruimten bezit met van elkaar afgekeerde aanslagvlakken voor de uitwendige kogelkussens, welke ruimten verder een inwendige schroefdraad bezitten waarin een schroefring past voor het aandrukken van het uitwendige kogelkussen tegen het bijbehorende aanslagvlak.

Ter fixatie van de as kan deze zijn voorzien van twee van elkaar afgekeerde aanslagvlakken voor de inwendige kogelkussens waarbij de onderlinge afstand van die aanslagvlakken in wezen overeenkomt met die van het lagerhuis.

De soepele loop van het wiel kan verder nog gunstig beïnvloed worden doordat de aseinden elk voorzien zijn van een flens voor het bevestigen van de as in een vork, zodanig dat de flenzen reactiepunten vormen voor de bevestigingmiddelen van de vork. Bij deze uitvoering worden de krachten waarmee de vork bevestigd is op de as niet overgebracht op de lagers, doch rechtstreeks door de as zelf geleid.

Sinds kort worden, vooral in de wielersport, ook zogenaamde schijfwielen toegepast. Ook bij dergelijke schijfwielen kan de wielnaaf volgens de uitvinding toegepast worden indien voorzien is dat de wielschijf een centraal gat bezit waarmee hij nauwsluitend past rond de huls. De huls is daarbij bijvoorkeur uitgevoerd in twee elk van een hulsflens voorziene cilindrische helften die ter weerszijden van de wielschijf aanbrengbaar zijn, zodanig dat de wielschijf vastgehouden kan worden tussen de hulsflenzen. Voordeel daarvan is dat de losse en vaste flens van het lagerhuis niet direkt aangrijpen op het kwetsbare lichtgewicht materiaal van de wielschijf, doch op de beter daarop berekende hulsflenzen.

Volgens een eerste voorkeursuitvoeringsvorm is voorzien dat de twee hulshelften losneembaar zijn van de wielschijf en bij het aandraaien van de losse flens op het lagerhuis naar elkaar toe beweegbaar zijn zodanig dat de wielschijf inklembaar is tussen de hulsflenzen.

Volgens een tweede voorkeuringsuitvoeringsvorm kan zijn voorzien dat hulshelften bevestigd zijn aan de wielschijf, zodanig dat de wielschijf met de hulsflenzen inklembaar is tussen de losse en de vaste flens. De hulsflenzen zijn ook bij het vastdraaien van de losse flens op het lagerhuis absoluut onverdraaibaar ten opzichte van het materiaal van de wielschijf, zodat beschadiging daarvan verregaand vermeden wordt.

Een dergelijke wielschijf kan bijvoorbeeld ter verkrijging van een laag gewicht en een hoge sterkte, zo uitgevoerd zijn dat de wielschijf bestaat uit ten opzichte van het wielmiddenvlak loodrecht op de ashartlijn symmetrisch schaalhelften, en dat de tussen de schaal-helften gevormde ruimte gevuld is met schuimmateriaal.

Bij voorkeur is het wiel zo uitgevoerd dat de schaalhelften aan de buitenzijde van de flenzen bevestigd zijn, en het schuimmateriaal aan de binnenzijde van de flenzen.

In verband met verdere gewichtsbesparingen kan voorzien zijn dat de openingen cirkelvormig zijn of dat de openingen sectorvormig zijn, zodanig dat de in omtreksrichting zich tussen de openingen bevindende delen van de wielschijf spaken vormen.

Ter vergroting van de sterkte kan in het laatste geval het wiel zo uitgevoerd zijn dat de spaken aangrenzend aan de openingen voorzien zijn van zich bij benadering in radiale richtingen uitstrekkende versterkingsbuizen.

Ter vermindering van de luchtweerstand van het draaiende wiel kan van elke spaak de ene versterkingsbuis telkens een grotere diameter bezitten dan de andere, zodanig dat de spaken telkens in tangentiale doorsnede wigvormig toelopen.

Het samengestelde wiel kan zo uitgevoerd zijn dat de schaal-helftranden voorzien zijn van aan het wielmiddenvlak evenwijdige randen, die aan elkaar bevestigd zijn door een overeenkomstige gevormde strook.

Bijvoorkeur bestaan de schaalhelften uit een composietmateriaal van hars en vezels, en bestaat het schuimmateriaal uit PVC be- ft: staat, zoals bijvoorbeeld aramidevezels of koolstofvezels resp, een epoxyhars.

Vervolgens zal de uitvinding aan de hand van enige uitvoeringsvoorbeelden verder toegelicht worden.

Fig. 1 toont een uiteengenomen zijaanzicht van een wielnaaf volgens de uitvinding met daaraan bevestigde spaken.

Fig. 2 toont een deel van de wielnaaf volgens conclusie 1 geschikt voor het opnemen van een kettingwiel.

Fig. 3 toont de wielnaaf in doorsnede bij toepassing op een schijfwiel.

Fig. 4 toont op kleinere schaal een eerste variant van een schijfwiel in zijaanzicht.

Fig. 5 toont doorsnede V - V van fig. 4.

Fig. 6 toont een tweede variant van een schijfwiel in zijaanzicht.

Fig. 7 toont een derde variant van een schijfwiel in zijaanzicht.

De in fig. 1 getoonde wielnaaf omvat een lagerhuis 1 waarin as 2 draaibaar is opgenomen. Aan één eind bezit lagerhuis 1 een vaste flens 3, aan het andere eind is hij voorzien van schroefdraad 4 waar op de losse flens 5 geschroefd kan worden. Op het lagerhuis 1 kan de huls 6 geschoven worden en vervolgens vastgeklemd worden tussen de flenzen 3, 5. Huls 6 bezit twee hulsflenzen 7, waaraan in deze uitvoering spaken 8 bevestigd zijn.

Fig. 2 toont een variant van het lagerhuis van fig. 1. Bij deze variant is een tweede schroefdraad 9 voorzien, waarop een kettingwiel (niet getoond) kan worden geschroefd.

De in fig. 3 getoonde variant toont een schijfwiel, voorzien van een wielnaaf volgens fig. 1 alsmede een daaraan bevestigde wiel-schijf 10. Deze wielschijf 10 is opgebouwd uit twee schalen 11, bijvoorbeeld van composietmateriaal met aramide- of koolstofvezels en een epoxyhars, alsmede een schuimkern 12 van bijvoorbeeld polypropyleen, De huls bestaat nu uit twee hulshelften 12, 13 aangebracht aan weerszijden van schuimkern 12. De schaalhelften 11 bedekken de buitenrand van de hulshelften 13a, 13b en zijn daaraan vastgelijmd. Door middel van pen 14 en uitsparing 15 worden de hulshelften 13a, 13b in draairichting gepositioneerd t.o.v. de wielnaaf.

Het lagerhuis 1 is door middel van kogellagers 25 ondersteund op de as 2. De buitenste kussens van die lagers 25 kunnen daarbij door de schroefringen 22 elk aangedrukt worden tegen een borst 23. De as 2 ligt telkens roet een borst 21 aan tegen de binnenste kussens. Door middel van een (niet getoonde) labyrintafdichting wordt verhinderd dat vuil, stof e.d. kunnen doordringen tot de lagers.

Met behulp van de flenzen 24 kan het wiel aan een (niet getoonde) vork bevestigd worden, waarbij dan de lagers niet belast worden door de vastzetkrachten uitgeoefend op de vork.

Fig. 4 toont een eerste variant van de vorm van de schaalhelften 11, met spaken 14 en velg 20.

In doorsnede kan de spaak 14 wigvormig toelopen, zoals afgeheeld in fig. 5. De spaak 14 is tevens versterkt door middel van de buizen 15, 16. Tevens is te zien dat de schaalhelften randen 17 bezitten, die via een overeenkomstig die randen 17 gevormde randstroken 18 aan elkaar bevestigd zijn. De velg van het wiel is gevormd met een geschikte verdieping, ter opname van de band.

Fig. 6 toont een variant, waarbij de schalen 11 voorzien zijn van cirkelvormige uitsparingen 19.

De in fig. 7 getoonde variant bezit spaken 26 die verschoven t.o.v. de uit het middelpunt van het wiel verlopende stralen gepositioneerd zijn. In de door de pijl aangegeven draairichting bezitten de spaken een aërodynamisch gunstige druppelvormige doorsnede 27. Dit wiel bezit een lage luchtweerstand, ook al doordat de in draairichting voorste rand van elke spaak verhoudingsgewijze kort is. Natuurlijk kan een dergelijk wiel ook een ander aantal spaken bezitten, bijvoorbeeld twee.

Claims (26)

1. Wielnaaf voor een rijwiel, voorzien van een draaibaar rond een as gelagerd lagerhuis bestemd voor het ondersteunen van een wiel met het kenmerk dat rondom het lagerhuis een losneembare huls is voorzien, door middel van welke huls het wiel ondersteund is op het lagerhuis.

2. Wielnaaf volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het lagerhuis voorzien is van een vaste uitwendige flens, dat tevens een losse flens voorzien is en dat de huls inklembaar is tussen losse en vaste flens bij het aanbrengen van de losse flens op het lagerhuis.

3. Wielnaaf volgens conclusie 2 met het kenmerk dat de losse flens een opening met inwendige schroefdraad bezit, die bevestigbaar is op een uitwendige, zich op afstand van de Vaste fles bevindende schroefdraad op de huls.

4. Wielnaaf volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de losse flens door middel van een bajonetsluiting bevestigbaar is op de huls.

5. Wielnaaf volgens conclusie 2, 3 of 4 met het kenmerk dat de vaste flens voorzien is van een naar de andere flens gekeerd uitsteeksel dat opneembaar is in een overeenkomstige uitsparing in de huls.

6. Wielnaaf volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de huls voorzien is van twee uitwendige hulsflenzen.

7. Wielnaaf volgens één der voorgaande conclusies voorzien van lagers met inwendig en uitwendige kogelkussens, met het kenmerk dat het lagerhuis inwendig aan beide einden ruimten bezit met van elkaar afgekeerde aanslagvlakken voor de uitwendige kogelkussens, welke ruimten verder een inwendige schroefdraad bezitten waarin een schroefring past voor het aandrukken van het uitwendige kogelkussen tegen het bijbehorende aanslagvlak.

8. Wielnaaf volgens conclusie 5 met het kenmerk dat de as voorzien is van twee van elkaar afgekeerde aanslagvlakken voor de inwendige kogelkussens waarbij de onderlinge afstand van die aanslagvlakken in wezen overeenkomt met die van het lagerhuis.

9. Wielnaaf volgens conclusie 5 of 6 met het kenmerk dat de aseinden elk voorzien zijn van een flens voor het bevestigen van de as in een vork, zodanig dat de flenzen reactiepunten vormen voor de bevestigingsmiddelen van de vork.

10. Wiel voorzien van spaken alsmede een wielnaaf volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de spaken bevestigd zijn aan de huls.

11. Wiel volgens conclusie 10 voorzien van een wielnaaf volgens conclusie 4 dat de spaken bevestigd zijn aan de hulsflenzen.

12. Wiel voorzien van een wielschijf alsmede een wielnaaf volgens één der conclusies 1 t/m 9 met het kenmerk dat de wielschijf een centraal gat bezit waarmee hij nauwsluitend past rond de huls.

13. Wiel volgens conclusie 12 voorzien van een wielnaaf volgens conclusie 4 met het kenmerk dat de huls bestaat uit twee elk van een flens voorziene cilindrische hulshelften, die ter weerszijden van de wielschijf aanbrengbaar zijn, en zodanig dat de wielschijf vastgehouden kan worden tussen de hulsflenzen.

14. Wiel volgens conclusie 13 met het kenmerk dat de twee hulshelften losneembaar zijn van de wielschijf en bij het aandraaien van de losse flens op het lagerhuis naar elkaar toe beweegbaar zijn zodanig dat de wielschijf inklembaar is tussen de hulsflenzen.

15. Wiel volgens conclusie 13 met het kenmerk dat de hulshelften bevestigd zijn aan de wielschijf, zodanig dat de wielschijf met de hulsflenzen inklembaar is tussen de losse en de vaste flens.

16. Wiel volgens conclusie 12, 13, 14 of 15 met het kenmerk dat de wielschijf bestaat uit ten opzichte van het wielmiddenvlak loodrecht op de ashartlijn symmetrische schaalhelften, en dat de tussen de schaalhelften gevormde ruimte gevuld is met schuimmateriaal.

17. Wiel volgens conclusie 15 en 16 met het kenmerk dat de schaalhelften aan de buitenzijde van de flenzen bevestigd zijn, en het schuimmateriaal aan de binnenzijde van de flenzen.

18. Wiel volgens conclusie 16 of 17 met het kenmerk dat de openingen cirkelvormig zijn.

19. Wiel volgens conclusie 16 of 17 met het kenmerk dat de openingen sectorvormig zijn, zodanig dat de in omtreksrichting zich tussen de openingen bevindende delen van de wielschijf spaken vormen.

20. Wiel volgens conclusie 19 met het kenmerk dat de spaken aangrenzend aan de openingen voorzien zijn van zich bij benadering in radiale richtingen uitstrekkende versterkingsbuizen.

21. Wiel volgens conclusie 20 met het kenmerk dat van elke spaak de ene versterkingsbuis telkens een grotere diameter bezit dan de andere, zodanig dat de spaken telkens in tangentiale doorsnede wigvormig toelopen.

22. Wiel volgens één der conclusies 12 t/m 21 met het kenmerk dat de schaalhelftranden voorzien zijn van aan het wielmiddenvlak evenwijdige randen, die aan elkaar bevestigd zijn door een overeenkomstig gevormde strook.

23. Wiel volgens één der conclusies 16 t/m 22 met het kenmerk dat de schaalhelften bestaan uit een composietmateriaal van hars en vezels, en dat het schuimmateriaal uit PVC bestaat.

24. Wiel volgens conclusie 23 met het kenmerk dat de vezels aramidevezels zijn.

25. Wiel volgens conclusie 23 met het kenmerk dat de vezels koolstofvezels zijn.

26. Wiel volgens conclusie 23 of 24 met het kenmerk dat de hars epoxyhars is.