NL8900501A

NL8900501A - Free-wheel tyre speed gear - has telescopic drive arms connected to outer cylinder

Info

Publication number: NL8900501A
Application number: NL8900501A
Authority: NL
Original assignee: Cooeperatieve Vereniging Marco
Priority date: 1989-03-01
Filing date: 1989-03-01
Publication date: 1990-10-01

Abstract

Bicycle freewheel speed transmission gear includes an outer cylinder which can also be driven in the reversed direction. Telescopic drive arms (e.g. three) are with bearing pins connected to the outer cylinder. The fixture of bicycle freewheel speed gear is via a long spindle (16) which by means of ball-bearings (19) is fixed inside the rear wheel (15). The long spindle (16) can be mounted on fork (18). Spindle (13) is fixed to a hub (14) of the rear wheel (15). The unit rotates on bearings (19) around a fixed spindle (16). Fork (9) is connected to the bicycle frame (18) via a guide pin (A).

Description

Vri jloopversnelling:Free run gear:

De uitvinding heeft betrekking op een trappenloos regelbare vrijloopaandrijfnaaf, en is toe te passen in alles wat ook maar aangedreven wordt via een roterende excentrische krachtbron. De excentriciteit van de binnenas wordt bepaald door de verplaatsing. De verplaatsing wordt bewerkstelligd door middel van een instelwiel, dat is bevestigd aan de buitenzijde, hierdoor wordt automatisch de snelheid en de koppelverhouding veranderd, zodat deze aandrijving kan worden opgenomen in een naaf, bijvoorbeeld een fietsnaaf. De aandrijving wordt gebruikt als transmissie.The invention relates to an infinitely variable freewheel drive hub, and can be used in anything that is driven via a rotating eccentric power source. The eccentricity of the inner shaft is determined by the displacement. The displacement is effected by means of a setting wheel, which is mounted on the outside, this automatically changes the speed and the torque ratio, so that this drive can be incorporated in a hub, for example a bicycle hub. The drive is used as a transmission.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een aandrijving, die mechanisch eenvoudig is, welke technisch beter zal voldoen dan de bestaande aandrijfsystemen. Verder is het doel een compacte aandrijving te verkrijgen welke bijvoorbeeld ook als fietsnaaf gebruikt kan worden. De buitencylinder beweegt een aantal duwarmen, die zijn bevestigd aan het binnenwerk, en die via een vast koppel een roterende beweging van het binnenwerk bewerkstelligd. De excentriciteit van het binnenwerk ten opzichte van de buitencylinder bepaalt de snelheid en koppelverhouding van de overbrenging. Om de excentriciteit van het binnenhuis te regelen is volgens de uitvinding een zelf te regelen regelsysteem verschaft, welke reageert op de ingangssnelheid en de koppelverhouding.The object of the present invention is to provide a drive, which is mechanically simple, which will satisfy technically better than the existing drive systems. Furthermore, the aim is to obtain a compact drive which can also be used, for example, as a bicycle hub. The outer cylinder moves a number of push arms, which are attached to the interior, and which rotate the interior via a fixed torque. The eccentricity of the internals in relation to the outer cylinder determines the speed and torque ratio of the transmission. In order to control the eccentricity of the inner tube, a self-adjustable control system is provided according to the invention, which responds to the input speed and the torque ratio.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de tekeningen, waarbij een uitvoeringsvorm van de uitvinding is afgebeeld.The invention will be explained below with reference to the drawings, in which an embodiment of the invention is shown.

Figuur één is een open zijaanzicht van de aandrijving waarbij het binnenwerk (3) nog symetrisch door middel van de duwarmen (2) gecentreerd is ten opzichte van de buitencylinder (1).Figure one is an open side view of the drive with the interior (3) still symmetrically centered with respect to the outer cylinder (1) by means of the push arms (2).

Figuur twee is een open uitvoering van de vinding waarbij het binnenwerk (3) concentrisch zit ten opzichte van de buitencylinder (1).Figure two is an open version of the invention in which the interior (3) is concentric with the outer cylinder (1).

Figuur drie is een dwarsdoorsnede van de gehele aandrijving inclusief de montage aan een vast lichaam (18) bijvoorbeeld een fietsvork. Figuur vier is een scheve projectie van de onderhavige aandrijving, welk voor een deel open is getekend.Figure three is a cross-sectional view of the entire drivetrain including mounting to a solid (18) e.g. a bicycle fork. Figure four is a skewed projection of the present drive, which is partly drawn open.

Figuur vijf is een voorbeeld met de aandrijving van een ketting (6) door middel van trappedalen. Hierbij is tevens aangegeven hoe de verstelbare gaffel (9) aan het concentrische instelwiel (10) is bevestigd.Figure five is an example of the drive of a chain (6) by means of pedal pedals. It also indicates how the adjustable fork (9) is attached to the concentric adjusting wheel (10).

Figuur zes geeft de mogelijkheid aan als er een directe overbrenging is tussen tandwielen (7).Figure six indicates the possibility if there is a direct transmission between gears (7).

Het binnenwerk (3) is aan de buitencylinder (1) door middel van tenminste drie duwarmen (2) gekoppeld. In de onderhavige transmissie bevinden zich geen tandwielen, sleuven en/of nokken. De energie wordt door de duwarmen (2) direkt door getransformeerd.The interior (3) is coupled to the outer cylinder (1) by means of at least three push arms (2). There are no gears, slots and / or cams in the present transmission. The energy is directly transformed by the push arms (2).

Hierbij ontstaat nagenoeg geen wrijving, waardoor het rendement zeer hoog is. De onderhavige transmissie werkt slipvrij. Hierdoor wordt ten opzichte van bestaande transmissiesystemen een relatief groot deel van het vermogen overgebracht. Verder heeft de onderhavige vinding het voordeel dat deze ook als vrijloopversnelling toegepast kan worden bij bijvoorbeeld fietsen enzovoorts. De onderhavige vinding is zeer compact te maken en hoeft niet groter te zijn dan een vijfdelen tandwielset, van bijvoorbeeld een zogenaamde sportfiets-derailleur. De onderhavige vinding kan geregeld worden als er druk wordt uitgeoefend op het kettingtandwiel (5), maar ook als er wordt gefreewheeld of als er wordt stilgestaan. Deze regeling is trappenloos en varieert tussen de eenhonderd procent en tweehonderdenvijftig procent overbrengingsverhouding. De buitencylinder van de onderhavige vinding roteert en is door middel van twee dunringlagers (4) gelagerd. De grote binnendiameter van de lagers (4) is nodig in verband met de concentrische verstelling van de buitencylinder (1) en het binnenwerk (3). Aan de buitenkant van de buitencylinder (1) is een voorziening aangebracht,· in figuur vijf is dit een kettingtandwiel (5) om de energie over te brengen. In figuur vijf is als voorbeeld aangegeven een overbrenging van energie door tanden (5) in samenloop met een ketting (6). De buitencylinder (1) wordt door een ketting (6) aangedreven, dit kan ook omgekeerd waarbij de ketting (6) de cylinder (1) aandrijft. Verder kan op de onderhavige vinding ook een riem- en/of een snaaroverbrenging worden toegepast, zoals ook een tandwieloverbrenging (7) in figuur zes is aangegeven. Om de afstand tussen drijfwiel en aangedreven wiel gelijk te houden zal de verstelling volgens de radius plaats vinden gelijk aan de hartafstand zoals weergegeven in figuur vijf en zes. De binnenring van de dunringlagers (4) is bevestigd aan een in hoogte instelbare gaffel (9). De verstelling van de gaffel (9) kan plaatsvinden met behulp van een concentrisch instelwiel (10).This creates virtually no friction, so that the yield is very high. The present transmission works slip-free. As a result, a relatively large part of the power is transferred compared to existing transmission systems. Furthermore, the present invention has the advantage that it can also be used as a freewheel gear for, for example, bicycles, etc. The present invention can be made very compact and need not be larger than a five-piece gear set, for example of a so-called sports bicycle derailleur. The present invention can be controlled when pressure is applied to the chain sprocket (5), but also when freewheeling or when standing still. This arrangement is stepless and varies between one hundred percent and two hundred and fifty percent gear ratio. The outer cylinder of the present invention rotates and is mounted by means of two thin-ring bearings (4). The large inner diameter of the bearings (4) is necessary due to the concentric adjustment of the outer cylinder (1) and the interior (3). On the outside of the outer cylinder (1) there is a provision, in figure five this is a chain sprocket (5) to transfer the energy. Figure 5 shows as an example a transfer of energy through teeth (5) in conjunction with a chain (6). The outer cylinder (1) is driven by a chain (6), this can also be reversed, the chain (6) driving the cylinder (1). Furthermore, a belt and / or a belt transmission can also be applied to the present invention, as is also shown a gear transmission (7) in figure six. In order to keep the distance between the driving wheel and the driving wheel the same, the adjustment according to the radius will be equal to the center distance as shown in figures five and six. The inner ring of the thin-ring bearings (4) is attached to a height-adjustable fork (9). The fork (9) can be adjusted using a concentric adjusting wheel (10).

Hiervoor zijn ook diverse andere instelmogelijkheden toe te passen.Various other setting options can also be used for this.

Het onderhavige systeem is ook geschikt voor een automatische regeling van het koppel. Binnen in de cylinder zijn aan de buitenomtrek op regelmatige afstand drie of meer lagerpennen (11) bevestigd. In figuur één zijn zes lagerpennen (11) aangegeven. Dit aantal mag ook meer dan zes zijn, hoe meer lagerpennen (11), hoe regelmatiger de overbrenging. Aan iedere lagerpen (11) is een duwarm (2) gemonteerd. De duwarmen (2) zijn aan de buitencylinder (1) en aan het binnenwerk (3) bevestigd met behulp van lagerpennen (11). De duwarmen (2) zijn telescopisch (12) uitgevoerd, zodat de armen (2) bij een concentische instelling (zie figuur twee) in en uit kunnen schuiven, tijdens de roterende beweging van de buitencylinder (1). De duwarmen (2) hebben als taak om de energie van de buitencylinder (1) over te brengen op het binnenwerk (3). De overbrenging van energie kan ook omgekeerd geschieden, zodat het binnenwerk (3) via de duwarmen (2) de buitencylinder (1) aandrijft. Bij een centrische instelling (zie figuur één) zal het binnenwerk (3) eenzelfde aantal omwentelingen draaien als de buitencylinder (1). Bij een concentrische instelling (zie figuur twee) zal het binnenwerk (3) een andere snelheid aanemen ten opzichte van het buitenwerk (1). De duwarmen (2) zijn haaks uitgevoerd en, aan de kant van het binnenwerk (3), aan de scharnierpennen (11) bevestigd. Door voor deze constructie te kiezen wordt voorkomen dat de duwarmen (2) bij een concentrische instelling vast kunnen lopen op de buitenomtrek van het binnenwerk (3). Het binnenwerk (3) bestaat in figuur één uit zes vrijloopkoppelingen. Elke koppeling wordt afzonderlijk aangedreven door een duwarm (2). De zes koppelingen drijven elk een gezamenlijke binnenas (13) aan. In de onderhavige vinding kan de binnenas (13) hol of massief zijn. Bij een concentische instelling zal elke buitenring van de vrijloopkoppelingen wisselen m snelheid. De hoogste snelheid zal overgebracht worden op de binnenas (13). De binnenas (13) zal dus een groter toerental maken dan de buitenblinder (1). De bevestiging van de vrijloopversnelling is (bij figuur drie) via een as (16), welke door middel van kogellagers (19) aangebracht zijn in het achterwiel (15). De lange as kan aan de vork (18) worden gemonteerd. De as (13) is aan de naaf (14) van het achterwiel (15) bevestigd. Het geheel draait op kogellagers (19) om een vaste as (16.). De gaffel (9) is via een geleidepen (17) aan het frame (18), van in dit geval de fiets, verbonden.The present system is also suitable for automatic torque control. Inside the cylinder, three or more bearing pins (11) are fixed to the outer circumference at regular intervals. Six bearing pins (11) are shown in figure one. This number may also be more than six, the more bearing pins (11), the more regular the transmission. A push arm (2) is mounted on each bearing pin (11). The push arms (2) are attached to the outer cylinder (1) and to the interior (3) using bearing pins (11). The push arms (2) are telescopic (12), so that the arms (2) can slide in and out at a concentric adjustment (see figure two), during the rotary movement of the outer cylinder (1). The push arms (2) have the task of transferring the energy from the outer cylinder (1) to the interior (3). The transfer of energy can also take place in reverse, so that the interior (3) drives the outer cylinder (1) via the push arms (2). With a centric setting (see figure one), the interior (3) will rotate the same number of revolutions as the outer cylinder (1). With a concentric adjustment (see figure two), the interior (3) will assume a different speed compared to the exterior (1). The push arms (2) are angled and attached to the hinge pins (11) on the inner side (3). By choosing this construction, the push arms (2) are prevented from jamming on the outer circumference of the interior (3) at a concentric adjustment. The interior (3) in figure one consists of six freewheel clutches. Each coupling is driven separately by a push arm (2). The six couplings each drive a common inner shaft (13). In the present invention, the inner shaft (13) can be hollow or solid. With a concentric adjustment, each outer ring of the freewheel clutches will change m speed. The highest speed will be transferred to the inner shaft (13). The inner shaft (13) will therefore have a higher speed than the outer blind (1). The freewheel gear is secured (in figure three) via a shaft (16), which are mounted in the rear wheel (15) by means of ball bearings (19). The long axle can be mounted on the fork (18). The axle (13) is attached to the hub (14) of the rear wheel (15). The assembly rotates on ball bearings (19) about a fixed axis (16.). The fork (9) is connected to the frame (18) of the bicycle in this case via a guide pin (17).

Claims

The present invention, called freewheel gear, is characterized by three main components, subdivided as follows: A. An outer cylinder, which is driven by an (external) power source, or which can itself be driven in a reverse direction. B. The drive pusher arms, three or more in number, are telescopic. The push arms are connected to the outer cylinder by means of bearing pins and thus transfer the energy to the interior. C. The internals consist of three or more freewheel clutches. Each outer ring of the freewheel clutch is connected to the other side of the push arms. The freewheel clutches jointly drive an output shaft. A further feature: The outer cylinder and the interior are concentrically adjustable with respect to each other. With a rotating movement, the push arms will change position each time. As a result, each freewheel clutch undergoes a speed change. If several push arms and freewheel couplings are present, the highest speed will always be transferred to the output shaft. One link always takes over from the other. With the present invention, depending on the setting, the output shaft will rotate as fast or faster than the driven outer cylinder. A further feature is: That the present invention is useful for transmitting all rotary movements. A further feature is: That the freewheel gear can also be used in the reverse direction. So if the inner axle were to be driven, the outer cylinder would have the same maximum speed or rotate slower due to a concentric setting. A further feature is: That free-running clutches do not necessarily have to be used, but that they can also be replaced by bevel gears with spring-loaded one-way pawls. Furthermore, the freewheel clutches can also be mounted on the outer cylinder, then the freewheel from the other side of the push arms is attached to the outer cylinder. The principle therefore remains the same. A further feature is: The freewheel drive can be built compactly, but can also be used for very large drives. A further feature is: The freewheel drive can be set to a standstill both under load and under load, so that it is never possible to change gear incorrectly, such as with the well-known bicycle derailleur's. A further feature is: A very high efficiency compared to other existing gear units, because no gears, slots and / or cams are constructed in the present invention. A further characteristic is: Because the present invention can be adjusted steplessly and at a standstill, it is excluded that, for example, as with a derailleur, gear shifts are possible, and not with the present invention? ie also safer for the users. A further characteristic is: The control range of the present invention is greater than that of the current systems, since it concerns up to two hundred and fifty percent transmission. A further feature is: The system can be used on a bicycle with chain guard without changing the chain guard. A further feature is: That the total can also be applied to a moped or a motorcycle. A further feature is: The whole can also be controlled via a torque control.