NL1024595C1

NL1024595C1 - Bicycle and drive unit with sprung drive part.

Info

Publication number: NL1024595C1
Application number: NL1024595A
Authority: NL
Inventors: Johan Vrielink
Original assignee: Giant Mfg Co
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-04-27
Also published as: WO2005039962A1

Description

- 1 -- 1 -

RIJWIEL EN AANDRIJFEENHEID MET VEREND AANDRIJFDEELDRIVE WHEEL AND DRIVE UNIT WITH SPRING DRIVE

5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een rijwiel voorzien van een frame met verende middelen, en een met het frame verbonden van ee:n trapas, een hulpas en een achteras te voorziene aandrijfeenheid.The present invention relates to a bicycle provided with a frame with resilient means, and a drive unit to be provided connected to the frame with a bottom bracket, an auxiliary shaft and a rear axle.

10 De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een aandrijfeenheid, welke geschikt is voor toepassing in het rijwiel, waaronder begrepen een fiets, fiets met hulpmotor of dergelijke.The present invention also relates to a drive unit which is suitable for use in the bicycle, including a bicycle, bicycle with auxiliary motor or the like.

15 Een dergelijk rijwiel met: aandrijfeenheid is bekend uit NL 1009314. Het bekende rijwiel omvat een opvouwbaar tweedelig frame, waarvan het tweede framedeel van de aandrijfeenheid is voorzien. De aandrijfeenheid bestaat uit een trapas, een hulpas en een achteras, elk met 20 kettingwielen, waarom aandrijfkettingen zijn geslagen. In een uitvoeringsvorm vormt de aandrijfeenheid een star geheel dat door middel van verende middelen als geheel verend zwenkbaar is om een horizontale as. In dat geval wordt het relatief zware versnellingsmechanisme op de 25 hulpas bij de trapas gemonteerd, zodat tijdens een verende beweging van het geheel het traagheidsmoment klein kan zijn, wat de verende eigenschappen ten goede komt.Such a bicycle with: drive unit is known from NL 1009314. The known bicycle comprises a foldable two-part frame, the second frame part of which is provided with the drive unit. The drive unit consists of a crankshaft, an auxiliary axle and a rear axle, each with 20 sprockets, around which drive chains are made. In one embodiment the drive unit forms a rigid whole which is resiliently pivotable as a whole about a horizontal axis by means of resilient means. In that case the relatively heavy acceleration mechanism is mounted on the auxiliary shaft at the bottom bracket, so that during a resilient movement of the whole the moment of inertia can be small, which benefits the resilient properties.

Nadeel van het bekende rijwiel is, dat de verende 30 middelen toch nog relatief zwaar dienen te worden uitgelegd.A drawback of the known bicycle is that the resilient means still have to be explained in a relatively heavy way.

Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een verbeterd rijwiel met .aandrij f eenheid waarvan de 35 verende middelen lichter kunnen worden uitgelegd.The object of the present invention is to provide an improved bicycle with drive unit, the resilient means of which can be more easily explained.

1024595 - 2 -1024595 - 2 -

Daartoe bezit het rijwiel en het aandrijfeenheid overeenkomstig de uitvinding het kenmerk dat de aandrijfeenheid uit twee delen is opgebouwd waarbij het 5 eerste deel, dat van de trapas en de hulpas te voorzien is, star met het frame is verbonden, en het tweede deel, dat van de achteras te voorzien is, met de verende middelen verend zwenkbaar is uitgevoerd.To that end, the bicycle and the drive unit according to the invention have the feature that the drive unit is made up of two parts, the first part, which can be provided with the bottom bracket and the auxiliary shaft, being rigidly connected to the frame, and the second part, which can be provided with the rear axle, is resiliently pivotable with the resilient means.

10 Voordeel van het rijwiel en de aandrijfeenheid volgens de uitvinding is dat het eerste deel van de aandrijfeenheid star met het frame is verbonden en niet hoeft te worden afgeveerd. Daardoor kan het gewicht van het tweede deel, dat wel afgeveerd wordt, kleiner worden 15 waardoor ook de betreffende verende middelen lichter kunnen worden uitgelegd. Hierdoor verbeteren de verende eigenschappen van het rijwiel nog meer.The advantage of the bicycle and the drive unit according to the invention is that the first part of the drive unit is rigidly connected to the frame and does not have to be sprung. As a result, the weight of the second part, which is sprung, can become smaller, whereby the relevant resilient means can also be interpreted in a lighter manner. As a result, the suspension properties of the bicycle improve even more.

Bovendien kan het eerste deel van de aandrijfeenheid 20 zich vrijwel onder de persoon bevinden die op het rijwiel zit, namelijk in het zwaartepunt van het rijwiel, waar naast de krachten op de trapas, ook de zwaartekrachten van die persoon en van het rijwiel aangrijpen. De hoge krachten en koppels die daar worden uitgeoefend worden dan zoveel 25 mogelijk geconcentreerd, zodat dat krachtencentrum zo robuust als noodzakelijk is kan worden vervaardigd en de rest van het rijwiel lichter kan blijven.Moreover, the first part of the drive unit 20 can be located practically below the person sitting on the bicycle, namely at the center of gravity of the bicycle, where in addition to the forces on the bottom bracket, also the gravitational forces of that person and of the bicycle engage. The high forces and torques exerted there are then concentrated as much as possible, so that that force center can be manufactured as robust as necessary and the rest of the bicycle can remain lighter.

Een uitvoeringsvorm van het rijwiel volgens de 30 uitvinding heeft het kenmerk dat de beide delen van de aandrijfeenheid elk zijn opgenomen in een doosvormige omhulling.An embodiment of the bicycle according to the invention is characterized in that the two parts of the drive unit are each received in a box-shaped enclosure.

De beide doosvormige omhullingen van de beide delen van de aandrijfeenheid voorkomen het binnendringen van 35 stof, vuil en vocht, zodat de zich daarin bevindende 1024595 - 3 - tandwielen en de kettingoverbrenging soepel blijven lopen.The two box-shaped enclosures of the two parts of the drive unit prevent the ingress of dust, dirt and moisture, so that the gear wheels contained therein and the chain transmission continue to run smoothly.

Ingeval in een verdere uitvoeringsvorm de omhullingen oliedichte omhullingen zijn, ontstaat de mogelijkheid om 5 daarin een lekkagevrij en onderhoudsvrij smeersysteem, bijvoorbeeld een capillair smeersysteem aan te brengen.If in a further embodiment the enclosures are oil-tight enclosures, there is the possibility of providing a leak-free and maintenance-free lubrication system, for example a capillary lubrication system.

Een volgende uitvoeringsvorm van het rijwiel volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de beide delen van de 10 aandrijfeenheid door middel van een ringlager draaibaar ten opzichte van elkaar en zelfdragend zijn uitgevoerd.Another embodiment of the bicycle according to the invention is characterized in that the two parts of the drive unit are rotatable relative to each other and self-supporting by means of a ring bearing.

Het zich tussen de beide delen van de aandrijfeenheid bevindende ringlager verschaft op degelijke wijze de mogelijkheid om de beide zelfdragende delen van de 15 aandrijfeenheid, ten opzichte van elkaar verend te laten zwenken, zonder dat daar een extra schamiermechaniek voor nodig is. Verder is een dergelijk ringlager smal, eenvoudig te reinigen en te demonteren, en is het zich binnen het eerste aandrijfdeel bevindende aandrijfmechanisme via het 20 ringlager met veelal grote diameter, goed bereikbaar.The ring bearing located between the two parts of the drive unit provides in a proper manner the possibility of causing the two self-supporting parts of the drive unit to pivot resiliently relative to each other, without the need for an additional hinge mechanism for this. Furthermore, such a ring bearing is narrow, easy to clean and dismantle, and the drive mechanism located within the first drive part is easily accessible via the ring bearing with often large diameter.

Een symmetrisch opgebouwde uitvoeringsvorm van het rijwiel volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat het middelpunt van het ringlager ter hoogte van de hulpas ligt. 25 Het tweede aandrijfdeel is daarmee als het ware om de hulpas en het daarmee concentrische ringlager verend zwenkbaar.A symmetrically constructed embodiment of the bicycle according to the invention is characterized in that the center of the annular bearing is at the level of the auxiliary shaft. The second drive part is thus resiliently pivotable about the auxiliary shaft and the concentric ring bearing thereby.

Een uitvoeringsvorm van het rijwiel volgens de 30 uitvinding dat een grote stabiliteit bezit heeft het kenmerk dat de hulpas aan een zijde afsteunt in de omhulling van het ene deel en aan de andere zijde afsteunt in de omhulling van het andere deel van de aandrijfeenheid.An embodiment of the bicycle according to the invention which has a high stability is characterized in that the auxiliary shaft supports on one side in the casing of the one part and on the other side supports in the casing of the other part of the drive unit.

35 Nog een uitvoeringsvorm van het rijwiel volgens de 1024595 - 4 - uitvinding heeft het kenmerk dat het rijwiel is voorzien van een zich op de tussenas of op de trapas bevindend versnellingsmechaniek.Another embodiment of the bicycle according to the 1024595-4 invention is characterized in that the bicycle is provided with an accelerating mechanism located on the intermediate shaft or on the bottom bracket.

Met voordeel kunnen verscheidene typen versnellings-5 mechanieken bijvoorbeeld op de tussenas of op de trapas in het eerste aandrijfgedeelte worden gemonteerd. In het laatste geval wordt het gewicht van het versnellingsmechaniek bij de trapas gecentreerd.Advantageously, various types of gear mechanisms can be mounted, for example, on the intermediate shaft or on the bottom bracket in the first drive section. In the latter case, the weight of the gear mechanism is centered at the bottom bracket.

10 In een andere uitvoeringsvorm van het rijwiel volgens de uitvinding hebben de verende middelen een zich tussen het frame en het tweede deel van de aandrijfeenheid aangebracht veerelement, dat op elke gewenste positie kan worden geplaatst.In another embodiment of the bicycle according to the invention, the resilient means have a spring element arranged between the frame and the second part of the drive unit, which element can be placed at any desired position.

1515

Nog een andere uitvoeringsvorm van het rijwiel volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat het rijwiel van een zitgedeelte is voorzien dat met het eerste deel van de aandrijfeenheid is verbonden, waarmee een stabiele 20 krachtopname is gewaarborgd. Bij verdere voorkeur liggen het zitgedeelte, de hulpas en de trapas op één rechte lijn.Yet another embodiment of the bicycle according to the invention is characterized in that the bicycle is provided with a seating part which is connected to the first part of the drive unit, with which a stable force absorption is guaranteed. Preferably, the seating area, the auxiliary axis and the bottom bracket are in one straight line.

Thans zal het onderhavige rijwiel en de aandrijfeenheid volgens de uitvinding nader worden 25 toegelicht aan de hand van de navolgende tekening, waarbij onderdelen die in verschillende figuren ervan zijn opgenomen met dezelfde verwijzingscijfers zijn aangeduid. Daarbij toont:The present bicycle and the drive unit according to the invention will now be further elucidated with reference to the following drawing, in which parts which are included in different figures thereof are designated with the same reference numerals. It shows:

Fig. 1 een weergave van een rijwiel volgens de 30 uitvinding, in de vorm van een fiets, welke is voorzien van een aandrijfeenheid volgens de uitvinding; enFIG. 1 is a representation of a bicycle according to the invention, in the form of a bicycle, which is provided with a drive unit according to the invention; and

Fig. 2 een bovenaanzicht in langsdoorsnede van de aandrijfeenheid volgens de uitvinding.FIG. 2 is a plan view in longitudinal section of the drive unit according to the invention.

35 Fig. 1 toont een rijwiel 1, dat van een frame 2 is 1024595 - 5 - voorzien, waaraan een stuur 3, een zadel 4, en twee wielen 5- 1 en 5-2 zijn bevestigd. Een aandrijfeenheid 6 is in het frame 2 geïntegreerd en bevindt zich nagenoeg onder het zitgedeelte met zadel 4. In de aandrijfeenheid 6 komen een 5 aantal in het rijwiel 1 optredende krachten samen, te weten het eigen gewicht van het rijwiel 1, het draaggewicht van een zich op het zadel 4 bevindende berijder, en de krachten die door de berijder worden uitgeoefend op pedalen 7 die draaibaar zijn gemonteerd op een trapas 8 die in de 10 aandrijfeenheid 6 steekt.FIG. 1 shows a bicycle 1, which is provided with a frame 2, to which a handlebar 3, a saddle 4, and two wheels 5, 1 and 5-2 are attached. A drive unit 6 is integrated in the frame 2 and is located substantially below the seat portion with saddle 4. In the drive unit 6 a number of forces occurring in the bicycle 1 come together, namely the own weight of the bicycle 1, the carrying weight of a rider located on the saddle 4, and the forces exerted by the rider on pedals 7 which are rotatably mounted on a bottom bracket 8 which projects into the drive unit 6.

Dê aandrijfeenheid 6 die in meer detail is weergegeven in Fig. 2, is opgebouwd uit twee delen, aangeduid met 6-1 en 6-2. Het eerste deel 6-1 van de aandrijfeenheid 6 omvat de trapas 8 en een hulpas 9, 15 terwijl het tweede deel 6-2 een achteras 10 draagt, waarop het achterwiel 5-2 is gemonteerd. Het eerste aandrijfdeel 6- 1 is star met het frame 2 of met enig deel daarvan verbonden. Dit zelfdragende deel 6-1 is in een stevige doosvormige omhulling 11-1 opgenomen. De omhulling 11-1 20 heeft een voldoende sterkte en stijfheid om de bovengenoemde aanzienlijke krachten die daar samenkomen op stabiele wijze te kunnen opnemen. Het tweede aandrijfdeel 6-2 dat de achteras 10 met het achterwiel 5-2 bevat is zelfdragend en zwenkbaar gemonteerd ten opzichte van het 25 eerste aandrijfdeel 6-1 c.q. het frame 2. Bij voorkeur is ook het tweede aandrijfdeel 6-2 in een stevige doosvormige omhulling 11-2 opgenomen. Er wordt door de gedeeltelijke starre, gedeeltelijk zwenkbare opbouw van de aandrijfeenheid 6, slechts weinig gewicht afgeveerd, 30 waardoor verende middelen 12 (nog in de fig. aan te geven) die zich tussen het frame 2 en het tweede aandrijfdeel 6-2 bevinden licht kunnen worden uitgevoerd.The drive unit 6 shown in more detail in FIG. 2, is made up of two parts, indicated by 6-1 and 6-2. The first part 6-1 of the drive unit 6 comprises the bottom bracket 8 and an auxiliary shaft 9, while the second part 6-2 carries a rear axle 10, on which the rear wheel 5-2 is mounted. The first drive part 6-1 is rigidly connected to the frame 2 or to any part thereof. This self-supporting part 6-1 is received in a sturdy box-shaped envelope 11-1. The enclosure 11-120 has a sufficient strength and rigidity to be able to absorb the above-mentioned considerable forces that come together there in a stable manner. The second drive part 6-2 comprising the rear axle 10 with the rear wheel 5-2 is self-supporting and pivotally mounted with respect to the first drive part 6-1 or the frame 2. Preferably, the second drive part 6-2 is also in a sturdy box-shaped envelope 11-2 included. Due to the partially rigid, partially pivotal structure of the drive unit 6, only a small amount of weight is sprung, so that resilient means 12 (to be indicated in the figure) which are situated between the frame 2 and the second drive part 6-2 are light. can be executed.

De zelfdragende omhullingen 11-1 en 11-2 van de respectievelijke aandrijfdelen 6-1 en 6-2 zijn draaibaar 35 ten opzichte van elkaar. In de weergeven uitvoeringsvorm 1024595 - 6 - wordt dat bereikt door middel van een ringlager 13, dat in een detail van Fig. 2 verder zichtbaar is gemaakt. Op de trapas 8 en de hulpas 9 bevinden zich kettingwielen 14-1 en 14-2, waaromheen een ketting 15-1 is geslagen. De trapas 8 5 kan een niet weergegeven versnellingsmechaniek 16 omvatten, doch Fig. 2 toont dat een dergelijk mechaniek 16 op de hulpas 9 is gemonteerd. Het geheel van de eerste aandrijfeenheid 6-1 is star ten opzichte van het frame 1 gemonteerd. Een einde van de hulpas 9 is in de starre 10 omhulling 11-1 gemonteerd terwijl het andere einde van de hulpas 9, al of niet voorzien van het versnellingsmechaniek 16 draaibaar in het middelpunt op een middellijn 1 van het ringlager 13 in de om dat punt beweegbare omhulling 11-2 van het tweede aandrijfdeel 6-2 is gemonteerd. Op de hulpas 15 9 bevindt zich een verder kettingwiel 14-3 en op de achteras bevindt zich een kettingwiel 14-4, waaromheen een ketting 15-2 is geslagen voor het aandrijven van de achteras 10 met het achterwiel 5-2.The self-supporting envelopes 11-1 and 11-2 of the respective drive parts 6-1 and 6-2 are rotatable with respect to each other. In the illustrated embodiment 1024595 - 6 - this is achieved by means of a ring bearing 13, which in a detail of FIG. 2 has been made visible. There are sprocket wheels 14-1 and 14-2 on the bottom bracket 8 and the auxiliary shaft 9, around which a chain 15-1 is laid. The bottom bracket 8 may comprise an acceleration mechanism 16, not shown, but FIG. 2 shows that such a mechanism 16 is mounted on the auxiliary shaft 9. The whole of the first drive unit 6-1 is rigidly mounted with respect to the frame 1. One end of the auxiliary shaft 9 is mounted in the rigid casing 11-1, while the other end of the auxiliary shaft 9, whether or not provided with the accelerating mechanism 16, is rotatable in the center on a centerline 1 of the ring bearing 13 in the about that point movable envelope 11-2 of the second drive part 6-2 is mounted. A further sprocket 14-3 is located on the auxiliary shaft 9 and a sprocket 14-4 is located on the rear axle, around which a chain 15-2 is arranged for driving the rear axle 10 with the rear wheel 5-2.

Elk van de doosvormige omhullingen 11-1 en 11-2 20 kunnen zijn afgedicht tegen vuil, stof en water, doch ook zijn uitgevoerd als oliedichte omhullingen, in welk geval een onderhoudsarm smeersysteem de kettingwielen 14 en de kettingen 15 kan smeren. Te denken is daarbij aan een capillair smeersysteem dat zonder externe middelen in staat 25 is om onder in de omhullingen 11 verzamelde olie via capillaire draadjes op de kettingen 14 en/of kettingwielen 15 te doen belanden. In de omhullingen 11-1 en 11-2 kunnen niet weergegeven kettingspanners zijn aangebracht om bij gebruik en slijtage optredende ketting verlenging te 3 0 compenseren.Each of the box-shaped enclosures 11-1 and 11-2 may be sealed against dirt, dust and water, but may also be designed as oil-tight enclosures, in which case a low-maintenance lubrication system can lubricate the sprockets 14 and the chains 15. A capillary lubrication system can be envisaged without external means capable of causing oil collected in the envelopes 11 to land on the chains 14 and / or sprockets 15 via capillary threads. Chain tensioners (not shown) may be provided in the casings 11-1 and 11-2 to compensate for chain extension occurring during use and wear.

Het ringlager 13 kan zelfs, zoals in het detail van Fig. 2 is getoond, geïntegreerd deel uitmaken van de aandrijfeenheid 6, zodat geen extra scharnier nodig is bij toepassing van de verende middelen 12. Voor een goed 35 krachtevenwicht bevindt het zadel 4, de hulpas 9 en de 1 02 4üö i - 7 - trapas 8 zich nagenoeg op één lijn, zoals in Fig. 1 is weergegeven. Bij voorkeur worden lichte hoogwaardige materialen toegepast in de verschillende onderdelen van het rijwiel 1. Aluminium en magnesium zijn geschikte en goed 5 her te gebruiken materialen, welke door middel vanThe ring bearing 13 can even, as in the detail of FIG. 2 is an integral part of the drive unit 6, so that no additional hinge is required when using the resilient means 12. For a good balance of force, the saddle 4, the auxiliary shaft 9 and the bottom bracket 8 are located. substantially in one line, as in FIG. 1 is displayed. Light, high-quality materials are preferably used in the various components of the bicycle 1. Aluminum and magnesium are suitable and reusable materials, which can be used by

Thixovormen kunnen worden vervaardigd. De productie van de onderdelen van de beide omhullingen 11 kan geautomatiseerd door middel van een spuitgietproces plaats vinden. Vanzelfsprekend kunnen allerhande soorten aandrijvingen 6 10 worden toegepast, zoals met een cardan, tandriem, trekstang met krukas, kabelaandrijving of hydraulische en/of elektrische aandrijving voor een fiets, snorfiets of andersoortig vervoersmiddel. Het is gebleken dat met een continu gesmeerde kettingoverbrenging meer dan 50.000 km 15 kan worden afgelegd, zonder dat daartoe onderhoud of vervanging van enig onderdeel noodzakelijk was.Thixo shapes can be made. The production of the parts of the two enclosures 11 can take place automatically by means of an injection molding process. All kinds of drives 6 can of course be used, such as with a cardan, toothed belt, pull rod with crankshaft, cable drive or hydraulic and / or electric drive for a bicycle, moped or other means of transport. It has been found that with a continuously lubricated chain transmission more than 50,000 km can be covered, without the need for maintenance or replacement of any part.

10241=10241 =

Claims

A bicycle provided with a frame with resilient means, and a drive unit to be provided connected to the frame, an auxiliary axle and a rear axle, characterized in that the drive unit is made up of two parts, the first part, that of the bottom bracket and the auxiliary shaft can be provided, is rigidly connected to the frame, and the second part, which can be provided with the rear axle, is resiliently pivotable with the resilient means.

2. Bicycle according to claim 1, characterized in that the two parts of the drive unit are each received in a box-shaped enclosure. 15

Bicycle according to claim 2, characterized in that the enclosures are oil-tight enclosures.

4. Bicycle according to any one of claims 1-3, characterized in that the two parts of the drive unit are rotatable relative to each other and self-supporting by means of a ring bearing.

5. Bicycle according to claim 4, characterized in that the center point of the ring bearing is at the level of the auxiliary shaft.

6. Bicycle according to any one of claims 1-5, characterized in that the auxiliary shaft supports on one side in the casing of the one part and on the other side supports in the casing of the other part of the drive unit.

7. Bicycle according to any of claims 1-6, characterized in that the bicycle is provided with an accelerating mechanism located on the intermediate shaft or on the bottom bracket. 1 02459 5 »- 9 -

8. Bicycle according to any one of claims 1-7, characterized in that the resilient means comprise a spring element arranged between the frame and the second part of the drive unit.

A bicycle according to any one of claims 1-8, characterized in that the bicycle is provided with a seating part which is connected to the first part of the drive unit. 10

10. Drive unit suitable for use in a bicycle as claimed in any of the claims 1-9, which bicycle is provided with a frame with resilient means, and the drive unit to be provided connected to the frame with a bottom bracket, an auxiliary shaft and a rear axle 15, with characterized in that the drive unit is made up of two parts, the first part, which can be provided with the crankshaft and the auxiliary axis, being rigidly connected to the frame, and the second part, which can be provided with the rear axle, with the resilient means 20 is made pivotally. 1 02 4595