NL9200224A - Fietsframe. - Google Patents

Description

Fietsframe

De uitvinding heeft betrekking op fietsen in het algemeen en in het bijzonder op een frame voor tweewielers en dergelijke, zoals bijvoorbeeld toer-, sport- of wed-strijdfietsen.

De fietsframes bestaan reeds in een groot aantal constructieve uitvoeringen, op basis van samenstellende elementen uit metaal, uit kunststofmateriaal, uit composietmateriaal, die als een stuk zijn gegoten of door lassen, lijmen of andere bevestigingen zijn samengesteld.

Hoe de uitvoeringsvorm ook is, een fietsframe kan in het algemeen gezien worden als onwrikbaar samengesteld uit een bovenelement, over het algemeen nagenoeg horizontaal georiënteerd, een onderelement dat zich vanaf het bovenelement schuin naar onderen uitstrekt, een achtervork die zich vanaf het ondereinde van het schuine element naar achteren uitstrekt en achterstijlen, welke de uiteinden van de vork met het bovenelement verbinden.

In het algemeen is een verbindingselement, d.w.z. een "zadelsteun" tussen het onderelement en nabij het verbindingspunt tussen het bovenelement en de stijlen geplaatst.

Een dergelijke driehoekige constructie verschaft een goede sterkte en maakt het mogelijk op de verbindingspunten een draaipunt aan te brengen voor het monteren van de voorvork, een zadelpen, een trapaslager en montagegaffels voor de as van een achterwiel.

Teneinde een maximaal comfort, een goed rendement en een grote overdracht van de gebruikte lichamelijke arbeid te verzekeren is al lang geconstateerd dat bepaalde dimensione-ringen voor het frame moeten worden aangehouden overeenkomstig de morfologie van de gebruiker.

Zo moet men voor elk individu rekening houden met de hoogte van het frame, de afstand tussen het stuur en de zadelpen en de helling van de zadelpen ten opzichte van de verticaal door het trapaslager. Om technische redenen is het ook noodzakelijk om de hellingshoek van het balhoofd vast te stellen om de voorvork te kunnen draaien.

Om met al deze gegevens rekening te houden zijn twee methodes bekend voor het construeren van frames.

De eerste is die, als eenheid genoemd, rekening houdt met de morfologische eigenschappen van de gebruiker om de karakteristieke afmetingen van het frame vast te stellen. Het is bekend dat deze constructiemethode de meest rationele is, maar zij kan slechts in bepaalde gevallen worden gebruikt, want de kostprijs is prohibitief.

De tweede methode bestaat uit het vaststellen van verschillende mogelijkheden van fabricage, uit elk waarvan de karakteristieke afmetingen worden gekozen, zodanig dat ongeveer een compromis wordt gevormd, die het minst kostbaar is.

Deze methode is minder goed, maar geeft economisch gezien de beste resultaten, want daarmee kunnen frames industrieel worden vervaardigd ongeacht de gebruikte materialen.

Niettemin blijkt in praktijk dat deze methode dikwijls leidt naar een frame voor de gebruiker, welke meer nadelen dan economische voordelen heeft, met name met betrekking tot de mogelijkheid om op juiste wijze de verschillende afmetingen daarvan te kunnen aanpassen aan de reële lichaamsbouw van de gebruiker.

Het doel van de uitvinding is om bovengenoemde bezwaren op te heffen en een nieuw fietsframe voor te stellen dat in elk passend materiaal kan zijn uitgevoerd, en op industriële wijze met een interessante kostprijs en volgens een klein aantal vooraf bepaalde eisen te vervaardigen, zodat de specifieke afstellingen, zoals hierboven genoemd, op snelle, eenvoudige en doeltreffende wijze kunnen worden doorgevoerd teneinde een frame te verschaffen, waarvan de afmetingen gemakkelijk kunnen worden aangepast aan de eisen van de gebruiker.

De uitvinding is meer in het bijzonder, maar niet exclusief gericht op fietsframes, welke zijn vervaardigd als gietstukken uit composietmateriaal.

Een ander doel van de uitvinding is een nieuw frame voor te stellen, dat voldoet aan de hierboven beschreven eisen, maar bovendien zeer goede eigenschappen vertoont met betrekking tot de mechanische sterkte en de torsiestijfheid in het vlak van het frame, zodanig dat een maximaal rende- · ment wordt verkregen met betrekking tot de op de pedalen overgebrachte lichaamsarbeid.

Teneinde bovengenoemde voordelen te bereiken onderscheidt het fietsframe volgens de uitvinding zich als: - het bovenelement is aan de voorzijde enerzijds verbonden met het onderelement en anderzijds aan de stijlen via een doorlopend geprofileerd verbindingsstuk, - het lagerelement voor de voorvorkpen is gevormd als een kast, ook wel balhoofd genoemd, en is via een verbinding ten opzichte van het voorste gedeelte in te stellen, - en het lager voor de zadelpen is begrensd door een kast, instelbaar middels een gaffelconstructie op het ver-bindingsgedeelte met een doorgaand profiel.

Andere kenmerken zullen nader worden toegelicht in de hieronder staande figuurbeschrijving aan de hand van bijgaande tekening van uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding.

Fig. 1 is een schematisch aanzicht van een fietsframe volgens de uitvinding, fig. 2 is een gedeeltelijke dwarsdoorsnede, op vergrote schaal, volgens de lijn II-II in fig. 1, fig. 3 is een perspectivisch aanzicht op vergrote schaal van een constructief detail van fig. 2, fig. 4 is een dwarsdoorsnede, op vergrote schaal, volgens de lijn IV-IV in fig. 1, fig. 5 is een gedeeltelijk perspectief, respectievelijk doorsnede, van een constructief detail van fig. 4, fig. 6 is een doorsnede van een uitvoeringsvariant van de samenstellende elementen van het frame, fig. 7 is een aanzicht, op vergrote schaal, volgens de lijn VII-VII in fig. 1.

Fig. 1 toont een frame volgens de uitvinding, welke in het algemeen met het cijfer 1 is aangegeven en welke uit een stuk of uit verschillende elementen kan worden samengesteld met behulp van lijm, soldeer of klinktechnieken. Bij voorkeur heeft de uitvinding betrekking op een frame 1 van het uit een stuk gegoten type uitgevoerd in composietmateriaal.

Bij composietmaterialen gaat men bij voorkeur uit van een kern van cellulair materiaal, welke kern geheel is omsloten door een omhulling op basis van glas en/of carbon-vezels, welke zijn geïmpregneerd en gepolymeriseerd door een passende thermohardende hars.

Verschillende uitvoeringstechnieken van dergelijke frames zijn in de techniek bekend en dientengevolge heeft de uitvinding geen betrekking op details, welke voor de vakman bekend zijn.

Het frame 1 is bij voorkeur, zoals in fig. 1 getoond, samengesteld uit een element 2, ofwel bovenelement, welke in het vlak van het frame is gebogen en welke naar boven toe smal uitloopt. Het frame 1 omvat een tweede element 3, ook wel onderelement genoemd, dat omlaag helt en in het bovenste gedeelte met het bovenelement 2 is verbonden, waar het frame een lager 4 voor de pen van een vork 5 heeft, die dient voor het bevestigen en sturen van het voorwiel 6.

Het onderelement 3 is bij het onderuiteinde verbonden met een achtervork 7, welke is gevormd door twee divergerende armen 8, welke een gebogen vorm hebben met naar boven gerichte kromming. De verbinding tussen het onderelement 3 en de vork 7 dient tevens voor het opnemen en ondersteunen van een lager 9 voor de pedaalas.

Het frame 1 heeft bovendien een paar stijlen 10, welke de achterste gedeelten van de armen 8 met het achterste gedeelte van het bovenelement 3 verbinden. De stijlen 10 zijn gevormd uit elementen, die in het vlak van het frame een gebogen vorm vertonen met naar boven gerichte kromming. De verbinding tussen de einddelen van de vorkelementen 8 en de stijlen 10 dient tevens voor het aanbrengen van een gaffel 11, waarin de wielas van het achterwiel 12 kan worden gemonteerd.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn het bovenelement en de stijlen 10 in eikaars verlengde aangebracht waardoor in het vlak van het frame een doorlopend element ontstaat, welke is gebogen en welke kan overlopen in een tussenelement 13 en dat dient als versterking tussen het lager 9 en het verbindingsdeel 14, welke de einden van het bovenelement 3 en de stijlen 10 aan elkaar verbindt.

Volgens een ander constructief kenmerk van de uitvinding zijn het bovenelement 2 en het onderelement 3 onderling verbonden bij hun vooreinde door een voorste deel 15, dat een kast 16 draagt dat via een verbinding 17 met het voorste deel 15 is te koppelen. De verbinding 17, die in detail in fig. 2 en 3 is getoond, omvat de volgende technische organen.

Het voorste deel draagt aan het voorvlak een klemnok 18, die zich bij voorkeur over de gehele hoogte van het voorste deel 15 uitstrekt, waarvan de richting parallel of nagenoeg parallel is aan de zwenkas van de vork 5. De nok 18 heeft in dwarsdoorsnede een half-cilindrische vorm en bij voorkeur, zoals in fig. 2 is getoond, een rechthoekige vorm bij de basis 18a, welke is verlengd door een trapeziumvormig einddeel 18b.

De klemnok 18 wordt bij de basis begrensd door een omtreksschouder 19, die of uitsteekt ten opzichte van de zijwanden van het voorste deel 15 of bij voorkeur corresponderen met de omtreksbegrenzing van de nok 18.

De verbinding 17 omvat voorts een uitholling 20 in de kast 16, waarvan de open zijde wordt begrensd door een omtreksrand 21. De uitholling 20 past op de nok 18, waarin deze geheel kan worden opgenomen en vastgeklemd, zodanig dat de rand 21 tegen de schouder 19 stuit.

Fig. 2 toont dat de uitholling 20 in de kast 16 is begrensd door een wand 22, welke het einddeel van de nok 18 opneemt. De binnenwand 22 vormt een verstijvingswand over- eenkomstig de gebogen wand 23, welke in de kast 16 het lager 4 begrenst, welke dient voor het monteren van een voorvork-pen en tevens dient als geleiding voor die pen van de vork 5.

De bevestiging van de kast 16 op het voorste deel 15 wordt tot stand gebracht door nok 18 in de holte 20 aan te brengen volgens de pijlen f^ in fig, 3, onder het plaatsen van een hechtfilm tussen of de tegen elkaar stotende vlakken, bijvoorbeeld lijm, welke past bij de aard van het samenstellende materiaal. De verbinding wordt derhalve tot stand gebracht door de rand 21 tegen de schouder 19 te drukken, zodanig dat een stevige en in drie richtingen bestendige verbinding wordt verkregen.

Fig. 3 toont dat het van voordeel is om in de zijvlakken van de nok 18 uitsparingen 25 aan te brengen en op de binnenvlakken van de holte 20 blokkeernokken 26 met bijpassende vorm. De hiermee verkregen verbinding is dus mechanisch versterkt, met name tegen krachten, welke in de ene of de andere richting van de pijlen f2 gericht zijn.

In fig. 1 is te zien dat het mogelijk is om de stuurkast 16 op verschillende hoogtes te brengen. De keuze van de hoogte van de stuurkast 16 maakt het mogelijk om de stuurpen op verschillende hoogtes te brengen in de vork, en dientengevolge aan het frame een hoogte te geven, welke overkomt met diegene, welke zijn aangegeven in fig. 1 met de referenties H-] t/m H5 .

Hierbij moet worden opgemerkt, dat het ook mogelijk is om de oriëntatie van het randvlak 21 ten opzichte van de as van het lager 4 aan te passen, zodanig dat de vorkhoek a van de vork 5 kan worden veranderd.

Volgens een ander constructief kenmerk van de uitvinding is het doorlopend geprofileerde verbindingsdeel 14, tussen het bovenelement 2 en de stijlen 10 geschikt voor het plaatsen van een zadelpenkast 30, welke is voorzien van een vorkvormig gedeelte 31, waarvan de details in fig. 4 en 5 nader zijn toegelicht. De kast 30 is bestemd voor het opnemen van de zadelpen.

De verbinding 31 omvat bij de verbinding 14, op het bovenvlak daarvan, een uitsnijding 32, waarvan de diepte nagenoeg constant is. De uitsnijding 32 kent daarbij twee dwarsranden 33, welke onderling zijn verbonden door twee langsranden 34, die het profiel van het deel 14 volgen en op nagenoeg de halve hoogte daarvan. De uitsnijding 32 dient voor het vormen van een klemnok 35, welke zich continu over de lengte van de uitsnijding uitstrekt en in dwarsdoorsnede bij voorkeur, maar niet uitsluitend, een half-cilindrische gestalte vertoont.

De kast 30 omvat in het bovengedeelte een huls 36, waarin een uitsparing 37 is aangebracht voor het monteren van een zadelpen met behulp van elk passend middel. De huls 36 naar beneden doorgezet met een holle montagebasis 38, welke een langwerpige open onderzijde vertoont, met twee einddelen 39 en 40 aan voor- en achterzijde. De einddelen 39 en 40 hebben een diepte, welke overeenkomt met de diepte van de uitsnijding 32 en waarvan de vorm overeenkomt met die van de uitsnijding 32 en de nok 33, hetgeen in fig. 5 nader is getoond op alleen het deel 14 zonder verlenging op de stijlen 10. In dit voorbeeld zijn de einddelen dus nagenoeg half-cilindrisch, waarvan de opening van de huls 36 is afgekeerd. De einddelen 39 en 40 zijn onderling verbonden door bevestigingsflenzen 41, welke een deel van de basis 38 vormen.

In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld is de lengte van de basis 38 overeenkomstig de lengte van de uitsnijding 32 en is de dwarsdoorsnede van de einddelen 39 en 40 zodanig gekozen, dat de bovenwand daarvan overeenstemt met het verbindingsdeel 14.

De bevestiging van de kast 30 komt tot stand bij de tegen elkaar liggende vlakken van de verbinding 31 door middel van een hechtfilm, bijvoorbeeld lijm, waarmee enerzijds de nok 35 en de randen 33 en 34 worden verbonden en anderzijds de einddelen 39 en 40 met de flanken van de kast 41.

In deze stand, zie fig. 4, ligt de kast 30 schrijlings over het verbindingsdeel 14 en wordt doeltreffend in drie richtingen vastgehouden. In deze stand loopt de as x-x' van de zadelpen bij voorkeur door de hartlijn van het lager 9 voor de pedaalas.

De kast 30 kan evenals de kast 16 op verschillende hoogtes 36 worden afgezaagd of dergelijke bewerking. Door het uitkiezen van de juiste kast 30 kan aan een willekeurig frame 1 een hoogte of afmeting worden gegeven, welke overeenkomt met een van de hoogtelijnen Hi t/m H5 in fig. 1.

Door de keuze van de kasten 16 en 30 op elkaar af te stemmen, is het ook mogelijk elke willekeurige afmeting aan een bepaald frame mee te geven. In een dergelijk geval moeten de kasten 16 en 30 afhankelijk van elkaar worden gekozen om een van de niveaus Hi t/m H5 te krijgen. Het is ook mogelijk kasten 16 en 30 willekeurig te kiezen om de gebruiker een hoge of lage zitpositie te geven of meer naar achteren hellend. Alle combinaties zijn dus mogelijk om binnen de standaardafmetingen te vallen of een geometrie van het frame te krijgen, die individueel is afgestemd op de afmeting en de ledematen van een fietser.

Deze aanpassing aan de eigenaardigheden van de gebruiker kan gemakkelijk tot stand worden gebracht door de juiste kasten 16 en 30 op een standaardframe aan te brengen. De praktijk heeft getoond, dat alle denkbare afmetingen van het frame mogelijk zijn uitgaande van slechts twee basisframes, die industrieel kunnen worden vervaardigd tegen een lage kostprijs.

Fig. 6 toont een uitvoeringsvariant, waarin het deel 14 aan de bovenzijde volgens een cirkelvormige straal is gebogen, bijvoorbeeld rond het centrum C. Het is daarbij mogelijk dezelfde vorm te geven aan de basis 38, zodat de kast 30 in de richting van de pijl f4 of in de richting van de pijl f5 kan worden verplaatst uitgaande van een neutrale tussenstand zoals aangegeven met de bissectrice B van de uitsnijding 32.

Volgens een kenmerk van de uitvinding is de basis 38 voorzien van einddelen 39 en 40, waarvan de lengte groter is dan die van de uitsnijding 32. De einddelen 39 en 40 worden op de juiste lengte afgesneden, zodanig dat de lengte van de basis 38 exact overeenkomt met die van de uitsnijding 32, waarbij de mate van afsnijden aan de ene of de andere eind-zijde 39 respectievelijk 40 het mogelijk maakt de huls 30 ten opzichte van de aslijn A door het lager 9 te kantelen.

Op deze manier is het ook mogelijk de stand van de zadelpen ten opzichte van de voorvork 5 snel en doeltreffend te veranderen en ook door het instellen van de hoogte van het stuur de gebruiker een meer naar voren respectievelijk naar achteren gerichte stand ten opzichte van de as A te geven.

Fig. 7 toont een uitvoeringsvariant van de zadelkast 30, die speciaal is aangepast om samen te werken met een uitsnijding 32, welke zich tot over het gedeelte van de stijlen 10 uitstrekt. In dit geval heeft het einddeel 40a de vorm van een spatel met twee omlaaggerichte zijranden, die overlopen in het profiel van de flanken 41. Het einddeel 40a heeft hier een plaat 43, welke is voorzien van middelen 44 voor het monteren van de achterrem. De middelen 44 bestaan uit een verdikt gedeelte 45 met een gat 46.

Het blijkt dus dat de verschillende hierboven beschreven mogelijkheden gemakkelijk kunnen worden verkregen met een frame volgens de uitvinding, waarbij slechts de twee kasten 16 en 30 moeten worden aangepast, hetgeen eenvoudig, snel en met weinig kosten kan plaatsvinden, wanneer het frame 1 en de kasten 16 en 30 uit composietmateriaal is samengesteld.

De uitvinding kan in het bijzonder worden toegepast, maar niet limitatief, bij de fabricage van fietsframes voor sportdoeleinden.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen en binnen het kader van de uitvinding zijn verschillende wijzigingen mogelijk.

Claims (12)

1. Fietsframe, bestaande uit een bovenelement (2), een schuin omlaag gericht onderelement (3), dat samen met het bovenelement een lager (4) voor de zwenkpen van de voorvork begrenst, stijlen (10), welke het bovenelement nabij de zadelpen en een achtervork (7) verbindt, die is verbonden met het onderelement via een lagerhuis (9) voor de pedaalas en welke stijlen gaffels (11) dragen voor het monteren van de as van een achterwiel, met het kenmerk, dat: - het bovenelement (2) enerzijds is verbonden met het onderelement via een voorste gedeelte (15) en anderzijds met de stijlen via een verbindingsstuk (14) met doorgaand profiel, - het lager (4) voor de zwenkpen van de voorvork is gevormd door een kast (16), welke door middel van een verbinding (17) met het voorste gedeelte instelbaar is verbonden, - en de steun voor de zadelpen is gevormd door een kast (30), welke door middel van een gaffelvormig deel (31) op het verbindingsdeel met doorgaand profiel instelbaar is verbonden.

2. Frame volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in het vlak van het frame: - het bovenelement (2) en de stijlen (10) in eikaars verlengde liggen en zodoende een continu gebogen frame-element vormen, waarvan de kromming omhoog is gericht, - het onderelement (3) een gebogen frame-element is, waarvan de kromming naar het bovenelement en de stijlen is gericht, - en de achtervork (7) twee gebogen divergerende frame-elementen (8) vormen, waarvan de kromming naar de stijlen is gericht.

3. Frame volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het verbindingsdeel (14) in het vlak van het frame volgens een cirkelboog is gebogen althans langs het bovenvlak daarvan.

4. Frame volgens een der conclusies 1 t/m 3, met het kenmerk, dat deze is uitgevoerd in metaal.

5. Frame volgens een der conclusies 1 t/m 3, met het kenmerk, dat deze is uitgevoerd in composietmateriaal.

6. Frame volgens een der conclusies 1 t/m 5, met het kenmerk, dat de kast (16)en de zadelkast (30) door middel van een in elkaar stekende lijmverbinding zijn bevestigd.

7. Frame volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de verbinding (17) tussen het voorste deel (15) en de kast (16) omvat: - op het voorste deel, een klemnok (18), welke is begrensd door een omtreksschouder (19), - en aan de kast door een holle naar buiten openende ruimte (20), waarvan de vorm past over de nok en waarvan de omtreksrand (21), die de opening begrenst, past op de schouder.

8. Frame volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de nok (18) zich over de volle hoogte van het verbindingsdeel uitstrekt en aan de zijkant ten minste twee uitsparingen (25) heeft voor het opnemen van twee blokkeernokken (26) met complementaire vorm, welke op het binnenvlak van de zijwanden van de holte zijn aangebracht.

9. Frame volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de gaffelverbinding (31) tussen het verbindingsdeel (14) en de kast (30) omvat: - op het verbindingsdeel (14), aan de bovenzijde daarvan, een uitsnijding (32) met een nagenoeg constante diepte, welke een nok (35) vormt, die is omzoomd door twee dwarsranden (33) en twee langsranden (34), - en op de kast (30) een naar buiten openende langwerpige holte (38) voorzien van twee einddelen (39, 40) onderling verbonden door twee flanken (41) welke passen in de uitsparing om samen te werken met de nok en de randen.

10. Frame volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de einddelen (39 en 40) een lengte hebben, welke ten opzichte van de as van de huls (37) van de zadelpen in verschillende mate uitsteken.

11. Frame volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de kast (30) een einddeel (40a) in de vorm van een spatel draagt, welke dient voor het opnemen van het vorkvormige gedeelte van de stijlen (10).

12. Frame volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het einddeel (40a) een plaat (43) draagt voorzien van middelen (44) voor het monteren van de achterrem.