NL2007922C2 - Reminrichting voor een fiets en een fiets die deze bevat. - Google Patents

Description

P02 8/NLpd

Reminrichting voor een fiets en een fiets die deze bevat

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een reminrichting volgens de aanhef van conclusie 1.

Een dergelijke reminrichting is in de techniek bekend. Een dergelijke reminrichting wordt gebruikt om een fiets tot stilstand 5 te brengen.

In de techniek is de reminrichting voorzien van remblokken die op de velg van de fiets aangrijpen of die remschoenen van een trommelrem bedienen. Beide soorten remmen zijn onderhevig aan slijtage en vereisen derhalve op gezette tijden vervanging van de 10 remblokken, velgen of remschoenen. Bij te grote slijtage raakt de remwerking verminderd of wordt die zelfs gereduceerd tot nul.

De uitvinding heeft nu tot doel een verbeterde reminrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen.

In het bijzonder heeft de uitvinding tot doel een remin-15 richting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen die een verminderde of bij voorkeur in hoofdzaak geen slijtage vertoont.

Tevens heeft de uitvinding tot doel een verbeterde reminrichting te verschaffen waarmee een geautomatiseerde remwerking kan worden verkregen. Bij voorkeur kan de geautomatiseerde remwer-20 king zodanig zijn dat een van tevoren bepaalde remdruk, oftewel vertraging, wordt geleverd.

Bij voorkeur is de reminrichting toepasbaar op elk onderdeel van de aandrijving, gevormd van trapinrichting, zoals de trapas, krachtoverbrenging, zoals de ketting of aandrijfriem, en wiel, zo-25 als wielnaaf, ketting en velg.

Ter verkrijging van ten minste een van de hiervoor genoemde voordelen, verschaft de uitvinding volgens een eerste uitvoeringsvorm een reminrichting die de maatregelen van conclusie 1 bevat. Deze reminrichting heeft het voordeel dat een geautomatiseerde 30 remwerking wordt verkregen waarmee de gebruiker geen zelf te bepalen remdruk hoeft uit te oefenen. Hiermee kan een zeer nauwkeurige vertraging worden uitgeoefend. Een dergelijke nauwkeurig te bepalen remdruk is voordelig bij het verzorgen van een continue ver- 2 traging op de aandrijving, bijvoorbeeld om een oefenelement of spelelement aan een fiets of aan het fietsen te geven.

Tevens is gebleken dat de reminrichting zeer eenvoudig kan worden geïmplementeerd in een hydraulische rem of vloeistofrem.

5 De Amerikaanse octrooiaanvraag US 2006/0189439 Al beschrijft een hometrainer met een computerdisplay waardoor de gebruiker een oefenprogramma kan afwerken. Bijvoorbeeld kan een voorgeprogrammeerd programma worden doorlopen. Er kan sprake zijn van bijvoorbeeld heuveltochten, vlak, willekeurig en dergelijke. Er is geen 10 sprake van toepassing op een fiets voor gebruik op de openbare weg.

De Amerikaanse octrooiaanvraag US 2007/0042868 Al beschrijft een hometrainer waarbij een monitor is voorzien waarop afbeeldingen kunnen worden getoond om een simulatie van een tocht te geven. 15 De weerstand die de gebruiker ondergaat is afhankelijk van de helling die hij in de virtuele tocht tegenkomt.

Het heeft in het bijzonder de voorkeur dat het bedieningsdeel omvat: - een door de regeleenheid aangestuurd hulpactuator als actuator voor het bedienen van een zuiger van een hydraulisch sys-20 teem voor het verhogen of verlagen van hydraulische druk in een leiding van het hydraulisch systeem; en - een op de leiding aangesloten hoofdactuator als actuator voor het bedienen van de rem. Daardoor wordt een lichtgewicht en makkelijk en nauwkeurig te bedienen reminrichting verkregen. Voorts vereist een dergelijke op-25 bouw van het systeem, met een hydraulische bediening van de actuator, zeer weinig energie. Met name bij toepassing als continue remwerking op de aandrijving is dat een groot voordeel.

Het heeft de voorkeur dat de door de regeleenheid aangestuurde actuator een van een relais, een stappenmotor, en een servo is. 30 Een dergelijke actuator kan eenvoudig in een vaste positie worden geplaatst, waardoor geen continue voeding vereist is om de op de aandrijving uitgeoefende weerstand op een gewenste stand te houden .

Om een reminrichting te verkrijgen die in hoofdzaak ongevoe-35 lig is voor slijtage en weersinvloeden heeft het de voorkeur dat de rem een vloeistofrem omvat.

De vloeistof van de vloeistofrem heeft bij voorkeur een re- 3 gelbare viscositeit. Bijvoorbeeld kan deze van het type zijn zoals gebruikt wordt in cvt's (continu variabele transmissies), waarbij de viscositeit van dun vloeibaar tot zeer hoog-viskeus kan worden gevarieerd. Een vloeistofrem met een dergelijke zeer hoog-viskeuze 5 vloeistof zal een grote remmende werking kunnen uitoefenen. Het lage energie-verbruik van een dergelijke rem is een groot voordeel ten opzichte van in de techniek bekende mechanische remsystemen, die een groter energieverbruik vertonen. Het nadeel van mechanische remsystemen dat slijtage van remblokken en dergelijke wordt 10 verkregen, treedt bovendien niet op bij een dergelijke vloeistofrem.

Een eenvoudige uitvoeringsvorm wordt verkregen wanneer de vloeistofrem een door de aandrijving aangedreven pomp omvat voor het door een ringleiding voeren van een vloeistof, welke ringlei-15 ding een door de actuator bedienbare regelklep omvat voor het tussen een relatief geopende en relatief gesloten positie stellen van de regelklep voor het variëren van de stroomweerstand door de leiding. Bij een volledig geopende regelklep zal de in de leiding opgewekte weerstand vrijwel nihil zijn. Wanneer de regelklep wordt 20 verplaatst naar een meer gesloten toestand zal de weerstand toenemen waardoor een remmende werking op de aandrijving wordt uitgeoefend .

Ook kan de weerstand die de vloeistof ondergaat wanneer die door de ringleiding wordt gevoerd, worden gevarieerd door de vis-25 cositeit van de vloeistof te regelen, zoals hiervoor genoemd. Een hoog-viskeuze vloeistof zal een grotere weerstand ondervinden dan een laag-viskeuze vloeistof. De remwerking van een hoog-viskeuze vloeistof zal derhalve hoger zijn dan die van een laag-viskeuze vloeistof. Een separate regelklep in de ringleiding, zoals hierbo-30 ven genoemd, zou dan eventueel kunnen komen te vervallen. De actuator kan dan orgaan aansturen voor het regelen van de viscositeit van de vloeistof.

Om de mogelijkheid te verschaffen dat de remmende werking slechts wordt verkregen bij een draaiing van de aandrijving, bij-35 voorbeeld het wiel of de trapeenheid, in een enkele richting, heeft het de voorkeur dat de ringleiding een terugslagklep omvat en een parallel daaraan in de ringleiding opgenomen bypass met de 4 door de actuator bedienbare regelklep, zodanig dat de terugslagklep bij een eerste vloeistofstroomrichting is gesloten en bij een tweede, tegengestelde vloeistofstroomrichting is geopend. In geval van een gebruikelijke fiets met trappers, kan de remmende werking 5 bijvoorbeeld slechts worden verkregen bij het draaien van de trapeenheid of de wielen in een voorwaartse richting, terwijl geen remmende werking wordt verkregen bij het zogenoemd terugtrappen.

Voorts heeft het de voorkeur dat een veiligheidsklep is voorzien om de door de regelklep van de reminrichting verschafte weer-10 stand te omzeilen. Bijvoorbeeld kan hiertoe een afzonderlijke bypass in de ringleiding zijn voorzien, welke een door de gebruiker te bedienen bedieningsorgaan omvat waarmee een klep in die bypass kan worden opengesteld om vloeistof rechtstreeks door te laten. Ongeacht de weerstand die door de regelklep wordt verschaft aan de 15 vloeistof, zal de vloeistof ten minste in hoofdzaak ongehinderd door die bypass kunnen stromen, waardoor de door het hydraulische systeem opgelegde weerstand ten minste in hoofdzaak is opgeheven.

Een eenvoudige en praktische uitvoeringsvorm wordt voorts verkregen met een dergelijke vloeistofrem, waarbij het ten minste 20 ene wiel een om de wielas draaibare naaf omvat; waarbij de rem een aan het frame voorziene vloeistofrem omvat, waarbij de pomp van de vloeistofrem wordt aangedreven door de naaf; en de regeleenheid wordt aangestuurd door een, door een gebruiker van de fiets te bedienen, remhendel.

25 De pomp van de vloeistofrem kan worden aangedreven door de trapeenheid of de krachtoverbrenging, terwijl de regeleenheid kan worden aangestuurd door een, door een gebruiker van de fiets te bedienen, remhendel. Hiermee kan een eenvoudige, doch niet door weersinvloeden beïnvloede rem worden verkregen.

30 Ten slotte heeft het de voorkeur dat de reminrichting een re geleenheid omvat met een computer met een voorgeprogrammeerde sequentie van stuursignalen voor het volgens de voorgeprogrammeerde sequentie aansturen van de actuator voor het bedienen van de rem.

Echter, op overeenkomstige andere wijze kan juist bij het te-35 rugtrappen een remmende werking worden verschaft waardoor de rem als terugtraprem kan functioneren. Hiertoe zal de trapeenheid worden gebruikt om de regelklep te bedienen door bij het achteruit- 5 trappen de regelklep naar een gesloten toestand te verplaatsen.

Bij een voorwaartse beweging van de trapeenheid is de regelklep geopend en wordt geen weerstand geleverd.

De uitvinding zal hierna aan de hand van een tekening nader 5 worden uitgelegd. De tekening toont hierbij in:

Fig. 1 een voorbeeld van een bedieningssysteem voor gebruik in de onderhavige uitvinding,

Fig. 2 eenvoudig schema van een vloeistofrem,

Fig. 3 een voorkeursuitvoeringsvorm van de rem volgens Fig.

10 2, en

Fig. 4 een variant van de rem volgens Fig. 3.

In de figuren zijn dezelfde onderdelen middels dezelfde ver-wijzingscijfers aangeduid. Echter, de voor een praktische uitvoering van de uitvinding noodzakelijke onderdelen zijn niet alle ge-15 toond, vanwege de eenvoud van de weergave.

Fig. 1 toont een voorbeeld van een schema van een bedieningssysteem voor een rem volgens de uitvinding. Het bedieningssysteem 1 omvat een fietscomputer 2 die een elektrisch stuursignaal levert aan een elektromotor 3 via een elektrische aansluiting 4. De elek-20 tromotor 3 bedient middels een aan de motoras 5 voorzien wormwiel 6 een zuiger 7. De zuiger 7 is eveneens voorzien van een wormwiel 8, maar elke andere onderlinge combinatie is mogelijk, die geschikt is om de zuiger 7 te verplaatsen binnen de cilinder 9. De cilinder-zuiger combinatie maakt deel uit van een hydraulisch lei-25 dingsysteem 10, verder omvattende een leiding 11, en een cilinder 12 met daarin opgenomen een zuiger 13. Het hydraulisch leidingsysteem 10 bevat een in hoofdzaak niet samendrukbare hydraulische vloeistof. Bij verplaatsing van de zuiger 7 binnen de cilinder 9 zal de zuiger 13 in de cilinder 12 verplaatsen. De zuiger 13 dient 30 als actuator voor een rem (niet getoond).

Bij voorkeur hebben de cilinder 9 en zuiger 7 een relatief groot werkzaam oppervlak en de cilinder 12 en zuiger 13 een relatief klein werkzaam oppervlak, waardoor een grote drukopbouw door de zuiger 7 wordt geleverd en de zuiger 13 een grote kracht kan 35 leveren.

Fig. 2 geeft een vereenvoudigd schema van een vloeistofrem 14 voor toepassing binnen de onderhavige uitvinding. De pomp 15 kan 6 bijvoorbeeld worden aangedreven door de aandrijving van de fiets, bijvoorbeeld door het wiel (niet getoond) of een trapeenheid (niet getoond) van de fiets. Een vloeistof wordt door de pomp 15 door een leidingstelsel 16 heen gepompt, waarbij de stroomsnelheid van 5 de vloeistof wordt bepaald door de aandrijving.

De vloeistof kan een regelbare viscositeit bezitten. Een vloeistof met magnetische of paramagnetische deeltjes erin is een voorbeeld van een dergelijke vloeistof. De viscositeit kan in dat geval worden ingesteld met een elektromagneet (niet getoond) waar-10 van de magneetkracht kan worden geregeld door een computer 2. Een verhoogde magneetkracht zal dan een grotere weerstand van de vloeistof door het leidingstelsel 16 heen tot gevolg hebben.

In Fig. 3 is een variant van de vloeistofrem volgens Fig. 2 getoond. In Fig. 3 bevat het leidingstelsel 16 een bypass 17. De 15 pomp 15 pompt vloeistof door het leidingstelsel 16, waarbij het in de met de pijlen weergegeven richting stroomt wanneer de fietser (niet getoond) de trapeenheid van de fiets (niet getoond) bedient om een voorwaartse beweging te verkrijgen. Een terugslagklep 18 voorkomt dat de vloeistof via het leidingdeel 19 met de terugslag-20 klep 18 stroomt. De vloeistof wordt gedwongen via de bypass 20 met de regelklep 21. Door de regelklep 21 geheel open te stellen zal in hoofdzaak geen weerstand worden aangelegd op de vloeistof-stroom. Echter, door de regelklep te stellen naar een meer gesloten toestand zal de weerstand die de vloeistof ondervindt toene-25 men.

Wanneer de fietser de aandrijving in de tegengestelde richting beweegt zal de vloeistof via de terugslagklep 18 stromen waardoor in hoofdzaak geen weerstand wordt ondervonden, ook wanneer de regelklep 21 geheel gesloten is.

30 Met name wanneer de pomp wordt aangedreven door de trapeen heid wordt hiermee een freewheel functie verkregen.

Een omgekeerde bediening is eveneens mogelijk, waarbij slechts bij een terugtrap beweging van de trapeenheid een remmende functie wordt verkregen. Dit levert een terugtraprem op. Dat wil 35 zeggen, een remwerking wanneer de fietser de trapeenheid achterwaarts beweegt.

Fig. 4 toont een uitvoeringsvorm waarbij een veiligheidsven- 7 tiel 22 is voorzien. In de getoonde uitvoeringsvorm is het ventiel 22 geplaatst in een gesloten positie waarbij een klep 23 de leiding 19 afsluit. Het ventiel 22 kan worden verplaats naar een geopende positie waarbij een vrije doorstroming 24 door het ventiel 5 22 heen wordt verschaft. In deze positie kan vloeistof in hoofdzaak ongehinderd via de leiding 19 stromen. Bijvoorbeeld kan het ventiel 22 worden bediend middels een actuator 25 door de gebruiker om indien gewenst de weerstand van de regelklep 21 op te heffen .

10 Door in het wiel van de fiets een abs sensor te plaatsen en het signaal daaruit als regelsignaal te gebruiken voor het aansturen van de actuator 13, kan een antiblokkeersysteem worden verkregen. De hiervoor gebruikelijke elektronica kan eenvoudig in de fietscomputer 2 worden geïntegreerd. Bestaande abs-regelelektro-15 nica kan hiervoor eenvoudig worden toegepast.

De uitvinding is niet beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren getoonde uitvoeringsvormen. De uitvinding wordt slechts beperkt door de bij gevoegde conclusies.

De reminrichting kan worden geïntegreerd in een wielnaaf van 20 een fiets, met name de naaf van het achterwiel. Echter, ook montage in de voornaaf is technisch mogelijk, hoewel dat voor de rijei-genschappen minder de voorkeur heeft.

In alle gevallen van de reminrichting kan een veiligheidsvoorziening worden voorzien zodanig dat bij het terugtrappen van 25 de trappers een veiligheidsventiel wordt gepositioneerd in een vrijloop, zoals beschreven onder verwijzing naar Fig. 4. Het ventiel 22 is dan in de vrije doorstroming 24 geplaatst.

De uitvinding strekt zich tevens uit over elke combinatie van maatregelen die hiervoor onafhankelijk van elkaar zijn beschreven. 30 De door de computer aangestuurde elektromotor kan een eigen elektrische voeding hebben, bijvoorbeeld een batterij of accu. Ook kan de eventueel aanwezige (elektro)magneet voor de vloeistofrem een eigen elektrische voedingsbron hebben, zoals een batterij of accu. De batterij of accu kan eventueel door een (naaf)dynamo op-35 laadbaar zijn.

Met de uitvinding kan op een vlakke weg een simulatie van een bergetappe worden gereden, door de regelklep met een computer aan 8 te sturen waarin een sequentie van opeenvolgende posities van de regelklep is opgeslagen. Tijdens het fietsen zorgt de computer voor een variërende positie van de regelklep waardoor de weerstand met de tijd verandert. De weerstand kan een simulatie zijn van een 5 bestaande beklimming. Hierdoor kan op een vlakke weg of op de baan een route met de weerstand van een bergetappe worden verreden. Elke vakantieganger kan zich hiermee effectief voorbereiden op een buitenlandse rit. Maar ook revalidatie kan met het onderhavige systeem effectiever worden uitgevoerd. Verzuring van de spieren 10 bij lagere trapfrequentie kan hiermee eenvoudig worden geoefend.

Ook kan een eenvoudige intervaltraining worden verreden door de weerstand op vooraf te bepalen tijdsintervallen of afstandsin-tervallen te variëren.

Op een baan kunnen meerdere fietsers elk een dergelijke rem-15 inrichting met een op afstand te besturen actuator omvatten, bijvoorbeeld via een centrale computer die van alle fietsen de remin-richting bedient. Dit kan zowel voor wedstrijden als trainings-doeleinden worden toegepast. Hiermee kunnen fietsers op verschillende banen een wedstrijd tegen elkaar houden door de weerstanden 20 op afstand centraal te regelen.

Claims (12)

1. Reminrichting voor een fiets voor het verschaffen van een remwer-king op een aandrijving van de fiets, welke fiets een frame met daaraan gekoppelde wielen omvat, en waarbij de aandrijving omvat: - een middels een trapas draaibare trapeenheid, welke trapas in een 5 aan het frame voorziene lagering draait, - ten minste een om een wielas draaibaar wiel, welke wielas aan het frame is voorzien, en - een krachtoverbrenging tussen de trapeenheid en het ten minste ene wiel, 10 met het kenmerk, dat de reminrichting omvat een aan het frame voorzien bedieningsdeel en een met het bedieningsdeel samenwerkende rem, waarbij het bedieningsdeel omvat: - een regeleenheid, bijvoorbeeld gevormd door een computer; en - een door de regeleenheid aangestuurde hoofdactuator als actuator 15 voor het bedienen van een rem.

2. Reminrichting volgens conclusie 1, waarbij het bedieningsdeel omvat : - een door de regeleenheid aangestuurd hulpactuator als actuator voor 20 het bedienen van een zuiger van een hydraulisch systeem voor het verhogen of verlagen van hydraulische druk in een leiding van het hydraulisch systeem; en - een op de leiding aangesloten hoofdactuator als actuator voor het bedienen van de rem. 25

3. Reminrichting volgens conclusie 1, waarbij de door de regeleenheid aangestuurde actuator wordt gekozen uit een relais, een stappenmotor, en een servo.

4. Reminrichting volgens een der conclusies 1-3, waarbij de rem een vloeistofrem omvat.

5. Reminrichting volgens conclusie 4, waarbij de vloeistof van de vloeistofrem een regelbare viscositeit bezit.

6. Reminrichting volgens een der conclusies 4-5, waarbij de vloeistof rem een door de aandrijving aangedreven pomp omvat voor het door een ringleiding voeren van een vloeistof, welke ringleiding een door 5 de actuator bedienbare regelklep omvat voor het tussen een relatief geopende en relatief gesloten positie stellen van de regelklep voor het variëren van de stroomweerstand door de leiding.

7. Reminrichting volgens conclusie 6, waarbij de ringleiding een te-10 rugslagklep omvat en een parallel daaraan in de ringleiding opgenomen bypass met de door de actuator bedienbare regelklep, zodanig dat de terugslagklep bij een eerste vloeistofstroomrichting is gesloten en bij een tweede, tegengestelde vloeistofstroomrichting is geopend.

8. Reminrichting volgens conclusie 6 of 7, waarbij het ten minste ene wiel een om de wielas draaibare naaf omvat; waarbij de rem een aan het frame voorziene vloeistofrem omvat, waarbij de pomp van de vloei-stofrem wordt aangedreven door de naaf; en de regeleenheid wordt aangestuurd door een, door een gebruiker van de fiets te bedienen, rem-20 hendel.

9. Reminrichting volgens een der conclusies 6-7, waarbij de pomp van de vloeistofrem wordt aangedreven door de trapeenheid of de krachtoverbrenging; en waarbij de regeleenheid wordt aangestuurd door 25 een, door een gebruiker van de fiets te bedienen, remhendel.

10. Reminrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de regeleenheid een computer met een voorgeprogrammeerde sequentie van stuursignalen omvat voor het volgens de voorgeprogrammeerde sequentie 30 aansturen van de actuator voor het bedienen van de rem.

11. Reminrichting volgens conclusie 1, waarbij de reminrichting een terugtraprem is en de regeleenheid een door de trapeenheid van de fiets bediende actuator omvat. 35

12. Fiets, voorzien van een reminrichting volgens een der voorgaande conclusies.