NL9200277A - Tweewielig voertuig. - Google Patents

Description

TWEEWIELIG VOERTUIG

De uitvinding heeft betrekking op een tweewielig voertuig, waarbij de wielen elk om een horizontale as draaibaar in een frame zijn gelagerd, waarbij ten minste één wiel om een hoofdzakelijk vertikale as draaibaar in het frame gelagerd is, waarbij het frame een zodanige steun voor de berijder heeft, dat de berijder de zijdelingse balhoofdhoek kan variëren.

Dergelijke tweewielige voertuigen zijn algemeen bekend in de vorm van bijvoorbeeld rijwielen of steppen.

Bij het zich voortbewegen met een dergelijk tweewielig voertuig is het in principe noodzakelijk dat beide handen aan het stuur worden gehouden. Zeker in het geval van een step is dit noodzakelijk, omdat de step anders omvalt. Bij een fiets is het weliswaar mogelijk zonder de handen aan het stuur te rijden, doch dit is slechts mogelijk, wanneer het rijwiel een relatief hoge snelheid heeft bereikt en dan alleen onder gunstige omstandigheden, dat wil zeggen op een vlak wegdek en zonder al te veel wind.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een voertuig, waarmee het mogelijk is zich veilig voort te bewegen zonder dat beide handen aan het stuur worden gehouden.

Dit doel wordt bereikt, doordat dempingsmiddelen op het ten minste ene wiel aangrijpen, en doordat deze rotaties van het wiel om de hoofdzakelijk vertikale as dempen.

Als gevolg van deze maatregelen worden bewegingen van het stuur om de hoofdzakelijk vertikale as gedempt, zodat de loop van het voertuig veel stabieler is, en het reeds bij aanzienlijk lagere snelheden en vanuit stilstand, dan wel bij een wegdek van mindere kwaliteit, mogelijk is zonder de handen aan het stuur te rijden.

Bovendien is het bij deze configuratie mogelijk dat de berijder de balhoofdhoek beheerst door het ver plaatsen van zijn zwaartepunt, zódat stabiliteit gehandhaafd wordt.

Dit levert het bijkomende voordeel op dat in het geval van een rijwiel het mogelijk is de armen te gebruiken voor een extra voortstuwing; hiertoe kunnen de handen op de knieën worden geplaatst, zodat bij het naar beneden bewegen van de knieën door de armen een extra kracht kan worden uitgeoefend. Hierbij wordt opgemerkt dat er een tweewielig voertuig bekend isr waarbij dempingsmiddelen aanwezig zijn om rotatie van een van de wielen om de hoofdzakelijk vertikale as te dempen. Dit betreft echter een rijwiel, waarbij de steunpunten voor de berijder zodanig zijn geplaatst, dat de berijder de zijdelingse balhoofdhoek niet kan variëren? bij dit bekende rijwiel wordt de balhoofdhoek bepaald door de stuuruitslag en de te doorlopen boog. Bovendien wijkt de geometrische configuratie van dit voertuig in sterke mate af van de configuratie van het voertuig volgens de uitvinding.

Het is dan ook mogelijk de gebruiker van middelen te voorzien om het mogelijk te maken ook bij de bovenwaartse beweging van de knieën een kracht uit te oefenen. Deze middelen kunnen bijvoorbeeld gevormd worden door reeds bekende toeclips en klikpedalen, waardoor fietsers een met de benen trekkende kracht op de pedalen kunnen overbrengen. Om nu ook via de handen met arm- en bovenli-chaamspieren de knieën naar boven te kunnen trekken kan men bijvoorbeeld een (flexibel) handvat vóór op de knie aanbrengen dat via een band onder de voetzool een trekkracht naar boven kan overbrengen (via de klikpedalen) op de trapperas.

Bij gangbare, tot de stand van de techniek behorende rijwielen wordt de dimensionering van de naloop, dat is de afstand tussen het raakpunt van wiel en wegdek en het snijpunt van de balhoofdas en het wegdek, gebruikt voor het verkrijgen van stabiliteit? de onderhavige uitvinding poogt deze te verbeteren, zodat bij de dimensionering van de naloop grotere vrijheid ontstaat. Immers, een overmatige naloop kan gemakkelijk gecorrigeerd worden door de terugstelmiddelen.

Volgens een aantrekkelijke uitvoeringsvorm worden de dempingsmiddelen gecombineerd met het wiel naar de neutrale stand toe dringende terugstelmiddelen.

Een ander aantrekkelijk voordeel van de uitvinding is gelegen in het feit dat het voorwiel tijdens het manou-vreren van het voertuig niet heen en weer zwaait, zodat het gemakkelijk tegen een muur aan geplaatst kan worden of in een voertuig geplaatst kan worden zonder dat het wiel heen en weer zwenkt.

Het is uiteraard mogelijk beide wielen om een hoofdzakelijk vertikale as in een frame te bevestigen.

Deze situatie doet zich bijvoorbeeld voor bij een voertuig dat de configuratie heeft van een step, doch waarbij het stuur is weggelaten, en beide wielen om een hoofdzakelijk vertikale as draaibaar in het frame zijn aangebracht. Het zal duidelijk zijn dat een dergelijk voertuig niet voort te bewegen is zonder dat dempingsmiddelen aanwezig zijn voor het dempen van de rotatie van de wielen om de vertikale as.

Een dergelijk voertuig wordt overigens gebruikt voor rekreatieve doeleinden, en wel in overeenstemming met een zogenaamde "skateboard".

Volgens een andere uitvoeringsvorm zijn terugstelmiddelen aanwezig die op het ten minste ene wiel aangrijpen, en die op dit wiel een naar een neutrale stand toe dringende kracht uitoefenen, wanneer het wiel een van de neutrale stand afwijkende positie inneemt.

Het aanbrengen van een dergelijke voorziening vergroot de stabiliteit van het rijwiel, vooral bij lage snelheden.

Verder is het bij alle uitvoeringsvormen van de uitvinding mogelijk door het uitvoeren van een "swingende", "skateboard"-achtige beweging van het lichaam en met behulp van de terugstelmiddelen een in de voortbewegings-richting gerichte kracht uit té oefenen. Dit laatste zal in het bijzonder het geval zijn bij de uitvoering als step, en als Mskateboard", doch eveneens in de configuratie van een rijwiel zal een dergelijke beweging het aandrijven vergemakkelijken.

Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van de bijgaande figuren, waarin voorstellen: fig. 1: een perspectivisch aanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een voertuig volgens de onderhavige uitvinding; fig. 2: een zijaanzicht van het in fig. 1 getoonde tweewielig voertuig, waarbij het voorwiel is uitgenomen en op een andere positie op het frame is aangebracht; fig. 3: een perspectivisch, gedeeltelijk weggebroken detailaanzicht van de terugstelmiddelen van het voertuig volgens fig. 1? fig. 4; een perspectivisch aanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij de configuratie van een step wordt toegepast; en fig. 5: een gedeeltelijk weggebroken detailaanzicht van de bij het voertuig van fig. 4 toegepaste terugstelmiddelen; fig. 6: een zijaanzicht van een derde uitvoeringsvorm; en fig. 7: een bovenaanzicht van het in fig. 6 afge-beelde voertuig.

In fig. 1 is een voertuig l afgeheeld dat gevormd wordt door een frame 2, waarin een wiel 3 om een horizontale as draaibaar is bevestigd. Het frame 2 is voorzien van een balhoofd 4, waarin een stuurstang 5 is aangebracht die zich aan de onderzijde vertakt tot een voorvork 6, waarin een voorwiel 7 is gelagerd. Het frame is verder van een zadelstang 8 voorzien, waarin een zadelpen 9 verstelbaar is aangebracht, op welke zadelpen een zadel 10 bevestigd is. De stuurstang 5 is naar de voorzijde toe omgebogen, en is aan zijn einde van een handgreep 11 voorzien.

Verder is het voertuig op de bekende wijze van een stel trappers 12 voorzien die op een in de tekening niet weergegeven crankas zijn bevestigd, op welke crankas tevens een getande schijf 13 is aangebracht die door middel van een tandriem 14 en een op de achteras bevestigde tandschijf 15 het achterwiel 3 aandrijft.

Aldus komt het tot nu toe beschreven voertuig overeen met een gangbaar rijwiel met dien verstande, dat ten eerste de afstand tussen beide wielen 3, 7 aanzienlijk kleiner is dan normaliter bij rijwielen met het desbetreffende formaat wielen gebruikelijk is, terwijl tevens de constructie van het frame zodanig is, dat de stuurstang 5 tot in de nabijheid van de voorste punt van het zadel 10 is gelegen. Aldaar is de stuurstang 5 omgebogen, en is daarop een handgreep aangebracht.

Verder is dit rijwiel voorzien van handgrepen 16, 17 voor het verstellen van de hoogte van de handgreep 11, respectievelijk van het zadel 10, terwijl verder in nabijheid van de handgreep 11 op de stang 5 een hefboom 18 bevestigd is voor het instellen van de versnelling, die geïntegreerd is in de achteras, terwijl tevens onder het zadel een remhefboom 19 is aangebracht, die door middel van bowdenkabel 20 samenwerkt met een op de voorvork bevestigde reminrichting 21.

Verder is het voertuig voorzien van terugstel-middelen 22 die aan de hand van fig. 3 nader zullen worden verklaard.

In fig. 2 is hetzelfde voortuig 1 getoond, doch daarbij is het voorwiel 7 afgenomen uit de voorvork 6. Het voorwiel 7 is dan ook met de desbetreffende hefboom geklemd op een op het frame l bevestigde beugel 23. Aldus is het mogelijk een dergelijk voertuig met aanzienlijk kleiner volume, bijvoorbeeld in de trein, te transporteren. De volumeverkleining wordt nog relevanter, wanneer de stuurstang 5 en daarmee uiteraard de voorvork 6 wordt omgedraaid, zodat vanaf het verlengde van de stuurstang de voorvork naar binnen toe omgebogen is, evenals het bovenste deel van de stuurstang 5 en het daarop bevestigde handvat 11.

In fig. 3 zijn de terugstel- en dempingsmiddelen afgeheeld, die bij het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld zijn gecombineerd. Het is eveneens mogelijk afzonderlijke dempingsmiddelen en afzonderlijke terugstelmiddelen toe te passen. De terugstelmiddelen zijn bevestigd op het bal-hoofd 4. De terugstelmiddelen omvatten een op het balhoofd 4 gelaste gevorkte plaat 24, die aan één zijde van een inkeping 25 voorzien die zich uitstrekt radiaal op de bal-hoofdas om verstelling van de demping en de terugstelling mogelijk te maken.

Aan de onderzijde van deze gevorkte plaat is een van een veerkrachtig materiaal vervaardigd cilindervormig lichaam 26 aangebracht. In het cilindervormige lichaam is een paddestoelvormige pen 27 gegoten, zodat deze aan zijn onderzijde volledig wordt opgesloten door het cilindervormige lichaam 26, terwijl aan de onderzijde van het cilindervormige lichaam een draadeind 28 is opgenomen dat aan zijn bovenzijde eveneens opgesloten wordt door het cilindervormige lichaam.

De pen 27 is aan zijn bovenzijde van schroefdraad voorzien, waarop een van een hefboom voorziene moer 29 is geschroefd. Onder deze moer is een ring 30 aangebracht. De constructie is zodanig aangebracht, dat de pen zich door de inkeping 25 heen uitstrekt, en door middel van het aandraaien van de moer 29 het cilindervormige lichaam 26 tegen de gevorkte plaat 24 aan wordt geklemd. Het is echter ook mogelijk de bevestiging op de gevorkte plaat uit te voeren met behulp van een expander, zoals deze in combinatie met uitvalnaven bekend is bij de bevestiging van wielen in sportrijwielen.

Het draadeind 28 is geschroefd in een van inwendige schroefdraad voorziene bus 31, terwijl op het draadeind een contramoer 32 gedraaid is voor het fixeren van de bus 31 op het draadeind 28. Aan de onderzijde van de bus is het buitenste deel van een kogelgewricht 33 aangebracht, waarvan het binnenste deel verbonden is met een draadeind 34 dat geschroefd is in de voorvork 6. Aldus wordt, wanneer door middel van de moer 29 het cilindervormige lichaam 26 tegen de gevorkte plaat 24 aan wordt geklemd, door de elasticiteit van het cilindervormige lichaam 26 een terugstelkracht opgewekt die, wanneer de positie van de voorvork afwijkt van de neutrale positie, een zodanige kracht opwekt, dat de voorvork naar zijn neutrale positie wordt terugbewogen. Het zal duidelijk zijn dat hiermee het wiel steeds naar zijn neutrale positie wordt gedrongen. Bovendien wordt, voornamelijk als gevolg van de wrijving binnen het rubber, een dempende werking uitgeoefend.

De inrichting kan onwerkzaam worden gemaakt door het losmaken van de moer 29 en het naar buiten klappen van de bus 31 en alle daarboven bevestigde onderdelen. Dan kan de voorvork 6 volledig draaien ten opzichte van het bal-hoofd 4. Voor het naar zijn transportstand doen bewegen van de voorvork en de stuurstang, welke positie afgebeeld is in fig. 2, kan de voorvork 6 omgedraaid, waarbij een fixatie kan plaatsvinden door middel van de moer 29 die dan bevestigd kan worden met de pen 27 in de inkeping 35. De toepassing van een expander Versnelt deze procedure.

Het zal duidelijk zijn dat talloze andere uitvoeringsvormen van het voertuig volgens de onderhavige uitvinding mogelijk zijn; zo is het bijvoorbeeld mogelijk de stuurstang 5 met de handgreep 11 naar achter toe, tot onder het zadel 10 te buigen. Fig. 4 toont een uitvoering als een step, waarvan de constructie in hoofdzaak overeenkomt met die van een normale step, doch waarbij het stuur vervangen is door de omgebogen stuurstang 36, waarop een handgreep 37 is bevestigd. De stuurstang is aan zijn onderzijde van een voorvork 38 voorzien, waarin een voorwiel 39 is gelagerd. De stuurstang 36 is gelagerd in een balhoofd 40 dat opgenomen is in het frame 41 van de step. Aan de achterzijde van het frame 41 is een achterwiel 42 gelagerd.

Verder zijn in het balhoofd 40 terugstelmiddelen aangebracht die gevormd wordt door een vast met het bal- hoofd verbonden op de stuurstang 36 aangebrachte bus 43, die van ten minste één zich naar boven toe uitstrekkende nok 44 is voorzien, terwijl hierboven draaibaar om de stuurstang 36 een tweede bus 45 is aangebracht die door middel van een niet in de tekening weergegeven in de stuurstang aangebrachte spiebaan met de stuurstang is verbonden, zodat deze tweede bus 45 met de stuurstang meeroteert. Aan zijn onderzijde is de bus 45 van een inkeping 46 voorzien die precies past in de nok 44. Boven de bus 45 is een spiraalveer 47 aangebracht die aan zijn bovenzijde wordt opgesloten door een op het balhoofd aangebrachte deksel 48.

Door het doen verdraaien van de stuurstang 36 zal de tweede bus 45 meedraaien, waarbij deze door de werking van de nok 44 en de inkeping 46 naar boven wordt gedrongen tegen de kracht van de drukveer 47 in. Aldus zal de druk-veer 47 een kracht uitoefenen die de stuurstang 36 en daarmee de voorvork 38 weer naar zijn neutrale positie doet terugbewegen.

Voor het dempen van de rotatiebeweging van het wiel om de hoofdzakelijk vertikale as is een afzonderlijke demper 49 aangebracht, die bijvoorbeeld als een gas- of vloeistofdemper is uitgevoerd.

In fig. 6 en 7 is een laatste uitvoeringsvorm van de uitvinding getoond. Deze uitvoeringsvorm omvat een tweewielig voertuig 50 in de vorm van een "skateboard".

Het voertuig 50 omvat een frame 51 dat als een geheel bijvoorbeeld van met vezels versterkte kunststof is vervaardigd. Aan beide einden versmalt het frame zich tot een staaf 52, aan het einde waarvan een bus 53 is aangebracht . In de bus is een constructie aangebracht die in grote lijnen overeenkomt met de constructie van het balhoofd 40, dat in fig. 3 is afgebeeld. De balhoofd loopt bij voorkeur recht door het wielvlak door gebruik te maken van a-symmetrische wielen met een holle en een bolle zijde. Gebruik van symmetrische wielen is ook mogelijk, maar dan moet het balhoofd zich boven het wiel bevinden of moet een schuin geplaatst balhoofd naast de wielas aangebracht zijn. In het laatste geval zij opgemerkt dat het dan wenselijk is de stuuruitslag van het voor- en achterwiel te koppelen, waardoor een "krabloop" voorkomen wordt en waardoor afhankelijke stuuruitslag ontstaat. Een zich door de bus 53 heen uitstrekkende pen is verbonden met een lager 54, waarin een wiel 55 is gelagerd.

Bij voorkeur is in de bus tevens een demper aangebracht. Het is overigens ook mogelijk een demper op een andere plaats in het voertuig aan te brengen, bijvoorbeeld op de wijze die in fig. 5 is afgeheeld. Het voertuig 50 is verder van een rem 56 voorzien.

Claims (24)

1. Tweewielig voertuig, waarbij de wielen elk om een horiontale as draaibaar in een frame zijn gelagerd, waarbij ten minste één wiel om een hoofdzakelijk vertikale as draaibaar in het frame is gelagerd en waarbij het frame een zodanige steun voor de berijder heeft, dat de berijder de zijdelingse balhoofdhoek kan variëren, gekenmerkt door dempingsmiddelen die op het ten minste ene wiel aangrijpen, en die rotaties van het wiel om de hoofdzakelijk vertikale as dempen.

2. Voertuig volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat beide wielen om een hoofdzakelijk vertikale as draaibaar in het frame zijn gelagerd, en dat beide wielen van dempingsmiddelen zijn voorzien.

3. Voertuig volgens conclusie l met het kenmerk, dat één wiel om een hoofdzakelijk vertikale as in het frame gelagerd is, en dat het andere wiel star in het frame gelagerd is.

4. Voertuig volgens een van de voorafgaande conclusies gekenmerkt door terugstelmiddelen die op het ten minste ene wiel aangrijpen, en die op dit wiel een naar een neutrale stand toe dringende kracht uitoefenen, wanneer het wiel een van de neutrale stand afwijkende positie inneemt.

5. Voertuig volgens conclusie 4 met het kenmerk, dat de dempingsmiddelen en de terugstelmiddelen gecombineerd zijn.

6. Voertuig volgens conclusie 3, 4 of 5 met het kenmerk, dat in het frame trappers gemonteerd zijn die door middel van een overbrenging met het star bevestigde wiel zijn verbonden, en dat het voertuig de configuratie van een rijwiel heeft.

7. Voertuig volgens conclusie 6 met het kenmerk, dat de overbrenging een getande riem omvat.

8. Voertuig volgens een van de conclusies 3-7 met het kenmerk, dat het voertuig een enkelvoudige stuurstang heeft.

9. Voertuig volgens conclusie 8 met het kenmerk, dat de stuurstang naar voren is omgebogen.

10. Voertuig volgens conclusie 8 met het kenmerk, dat de stuurstang naar achteren is omgebogen.

11. Voertuig volgens een van de conclusies 1-7 met het kenmerk, dat bij het voertuig een stuur ontbreekt.

12. Voertuig volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de voorvork naar voren toe gebogen is, dat het voorwiel afneembaar is, en dat het frame van bevestigingsmiddelen voor het voorwiel is voorzien.

13. Voertuig volgens een van de conclusies 3-12 met het kenmerk, dat de bedieningsorganen onder het zadel zijn bevestigd.

14. Voertuig volgens een van de conclusies 2-13 met het kenmerk, dat de dempingsmiddelen losmaakbaar zijn.

15. Voertuig volgens conclusie 12 met het kenmerk, dat de dempingsmiddelen in de positie, waarin het voorwiel over 180· gedraaid is, met het frame verbindbaar zijn.

16. Voertuig volgens een van de conclusies 2-15 met het kenmerk, dat de terugStelmiddelen gevormd worden door een veerkrachtig element en een met het veerkrachtige element verbonden hefboom, die geschakeld zijn tussen het frame en een drager van een om een hoofdzakelijk vertikale as draaibaar wiel.

17. Voertuig volgens conclusie 14 met het kenmerk, dat het veerkrachtige element losmaakbaar met het frame verbonden is, en dat de hefboom door middel van een kogel-gewricht met de voorvork is verbonden.

18. Voertuig volgens conclusie 14 met het kenmerk, dat het veerkrachtige element losmaakbaar met de voorvork is verbonden, en dat de hefboom door middel van een kogel-gewricht of een vaste verbinding met het frame verbonden is.

19. Voertuig volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat het voertuig de configuratie van een step heeft.

20. Voertuig volgens een van de conclusies 4-19 met het kenmerk, dat de terugstelmiddelen gevormd worden door twee op een as gelagerde bussen, waarvan er één van een nok voorzien is, en waarvan de andere van een aan de nok tegengestelde inkeping is voorzien, en waarvan de ene met het frame en de andere met het wiel verbonden is.

21. Voertuig volgens een van de voorafgaande conclusies 2-16 met het kenmerk, dat de dempingsmiddelen gevormd worden door een vloeistofdemper.

22. Voertuig volgens een van de conclusies 4-16 met het kenmerk, dat de dempings- en terugstelmiddelen gevormd worden door een gasdemper.

23. Voertuig volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat het voertuig de configuratie van een van twee wielen voorzien "skateboard" heeft.

24. Voertuig volgens een van de conclusies 3-7 met het kenmerk, dat de trapas onder mechanische spanning in het frame bevestigd is, waardoor de tandriem gespannen wordt.