NL9200172A - Wielvelg van composietmateriaal voor fietsen en dergelijke. - Google Patents

Description

Wielvelg van composietmateriaal voor fietsen en dergelijke

De uitvinding betreft in het algemeen het gebied van fietsen, dat wil zeggen van een- of tweewielige fietsen, bromfietsen, zonder dat op voorhand in het uitvindingsgebied de motorfietsen worden uitgesloten.

De uitvinding heeft meer in het bijzonder betrekking op verbeteringen aan de wielconstructie van deze voertuigen.

Traditioneel omvat een wiel van een fiets of dergelijke een naaf, een tussenliggend verbindingsstuk en een velg, welke een profiel heeft dat geschikt is om langs de omtrek daarvan een band, hetzij van het pneumatische, hetzij van het massieve type te ondersteunen.

Gewoonlijk zijn dergelijke wielen geconstrueerd op basis van metalen delen, die specifiek voor de intrinsieke functie van de drie samenstellende elementen zijn gevormd.

Aangezien de constructie van de naaf, de spaken of de dichte schijf en de geprofileerde metalen velg goed voldeden, heeft men ervan afgezien dat zij qua aard niet positief beantwoordden aan onderzoekingen naar doelmatigheid, in het bijzonder hun gewicht, hun soepelheid of daarentegen hun zeer grote stijfheid.

Met het oog hierop is onder een aantal verbeterings-oplossingen een constructie verschenen op basis van een synthetisch materiaal, dat niettemin een naaf of een naaf-kast van metaal omvat, die is gebed in een wiel van het dichte type met parallelle of convergerende zijwanden ten opzichte van het middenvlak van het wiel. Een dergelijk dicht wiel wordt dikwijls gemaakt van composietmaterialen, waarbij twee wanden van geïmpregneerd en gepolymeriseerd weefsel met een kern van schuimmateriaal, in het algemeen met dichte cellen, wordt gebruikt. Een dergelijk wiel wordt gecompleteerd door een velg of een randprofiel voor het opnemen van een gelijmde band.

Een dergelijke constructie geeft weliswaar een wiel dat licht en sterk is, maar dat niettemin een tweetal nadelen hééft, die een vercommercialisering op grote schaal verhinderen.

Het eerste is de dynamische reactie van het bewegende wiel en vooral de gevoeligheid voor zijwind vanwege de dichte wielschijf.

Het tweede nadeel is van economische aard, dat bijdraagt aan een verhoogde kostprijs van een dergelijk wiel.

Het is hierbij interessant op te merken, dat een dergelijk wiel zich kenmerkt door een bepaalde stijfheid, dat, ondanks de aanwezigheid van een luchtband, het wiel niet geschikt maakt voor normaal gebruik buiten wedstrijd-omstandigheden.

Het doel van de uitvinding is bovengenoemde nadelen te ondervangen en een nieuwe wielvelg van composietmateriaal voor te stellen, welke in het bijzonder geschikt is voor fietsen of dergelijke, en die met een lage kostprijs voor elk toepassingsgebied is te vervaardigen, welke velg bijzonder robuust is, maar bovendien een zeer grote stevigheid en lichtheid heeft, wat tot op heden niet is bereikt.

Een ander doel van de uitvinding is een nieuwe velgconstructie te verschaffen, die kan worden gebruikt bij een wiel met spaken, met staven, met een dichte wielschijf en die voor gebruik, met inachtneming van een kleine wijziging van de steunconstructie, met een massieve band of luchtband geschikt is.

Teneinde de bovengenoemde doelstellingen te bereiken onderscheidt de wielvelg van composietmateriaal voor fietsen en dergelijke zich door ten minste twee aangrenzende kamers met een gemeenschappelijke wand, elk voorzien van een kern met een celstructuur en een harde omhulling, op basis van geïmpregneerde en gepolymeriseerde weefsels van composiet-synthetische vezels, welke de kern nauw omsluiten, waarbij een van de kamers het velglichaam vormt, terwijl de ander een omtreksprofiel heeft, dat dient voor het monteren van de band.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een nieuw industrieel produkt, een fietswiel of dergelijke, voorzien van een velg volgens de uitvinding.

Andere kenmerken zullen tevens worden toegelicht in de hieronderstaande beschrijving van een aantal uitvoerings-voorbeelden van de uitvinding.

Fig. 1 is een gedeeltelijke dwarsdoorsnede van een velg volgens de uitvinding, fig. 2 en 3 zijn gedeeltelijke dwarsdoorsneden van een tweetal uitvoeringsvarianten, fig. 4 is een gedeeltelijke dwarsdoorsnede op vergrote schaal van een andere uitvoeringsvorm van de velg, fig. 5 is een met fig. 4 overeenkomende doorsnede van een detail van een mogelijke uitvoeringsvorm van de velg.

In de eerste uitvoeringsvorm volgens fig. l is de velg, welke in zijn geheel met 1 is aangegeven, uitgevoerd uit composietmateriaal en vertoont deze in dwars- of radiale doorsnede een constructie, welke bestaat uit twee kamers 2 en 3, die onderling zijn gescheiden door een gemeenschappelijke wand 4 en welke een velglichaam respectievelijk een velgprofiel begrenzen.

De kamer 2 omvat een kern 5 van materiaal met een bij voorkeur gesloten celstructuur, bijvoorbeeld een vaste schuimstof van polycryïnide. De kern 5 is nauwsluitend gevat in een omhulling 6, die voor een deel de gemeenschappelijke wand 4 vormt en waaraan de kern 5 vast is verbonden. De omhulling 6 is bij voorkeur gevormd uit een met een thermo-hardende hars geïmpregneerd en gepolymeriseerd weefsel van glas- of karbonvezel teneinde een harde soort omhulling 6 te krijgen. Bij voorkeur ligt de dikte van de omhulling tussen 0,5 en 1 millimeter, waarbij een dikte van ± 0,75 millimeter in het algemeen voldoende is. De dikte van de omhulling 6 kan bij voorkeur zijn verkregen door het neerleggen van een aantal samengestelde vellen van composietweefsel, elk waarvan vooraf is geïmpregneerd, of van droge weefsels, die innig zijn verbonden door een complementaire hars, zoals epoxyhars.

Hierbij wordt opgemerkt, dat de technologische eigenschappen van de vellen composietweefsels en preïmpreg-natie- of impregnatieharsen de vakman, die het werk moet uitvoeren, bekend zijn.

De kamer 3 is op overeenkomstige wijze als de kamer 2 gevormd, uitgaande van dezelfde samenstellende produkten, met dien verstande dat de kern 7 nauw wordt gevat in een omhulling 8, die voor een deel de gemeenschappelijke wand 4 vormt. De dikte van de omhulling 8 en die van de wand 4 zijn bij voorkeur groter dan die van de omhulling 6, waarbij de dikte tussen 2 en 3 millimeter ligt, en bijvoorbeeld 2,5 millimeter is.

De vervaardiging van de kamer 3 is zodanig uitgevoerd, dat de ringvormige buitenomtrek 9 in dwarsdoorsnede een concave gestalte heeft teneinde een oppompbare band 10 te kunnen ondersteunen.

Hoewel dat niet is weergegeven zal het duidelijk zijn dat de velg 1 tenminste plaatselijk een opening, een doorgang of een uitsparing heeft, die bijvoorbeeld in het vlak van symmetrie P-P' is aangebracht om in het voorkomende geval om een ventiel voor de band 10 aan te kunnen brengen.

De velg volgens fig. 1 kenmerkt zich door twee gesloten en gevulde kamers, welke tegen elkaar liggen, elk voorzien van een kern en een innig daarmee verbonden omhulling.

Een dergelijke constructie kenmerkt zich door een grote mechanische stijfheid, een maximale lichtheid, vanwege de keuze van het gekozen materiaal en de lage dichtheid daarvan.

De eigenschap van onvervormbaarheid wordt gecompleteerd door een chemische bestendigheid, waardoor de velg zelf niet veroudert.

Hierbij wordt opgemerkt, dat de omhulling 8 tussen de wand 9 en de wand 4 twee zijflanken 11 vertoont, die de kamer 3 verstijven en die in het bijzonder kunnen worden gebruikt als remvlakken bij de toepassing van remblokken of dergelijke.

Fig. 2 toont een uitvoeringsvariant van de kamer 2, welke is gevormd door twee elementaire kamers 2a en 2b, die door een gemeenschappelijke wand 12 zijn gescheiden overeenkomend met wand 4. In dit uitvoeringsvoorbeeld heeft de kamer 1 drie kamers, welke in radiale zin naast elkaar liggen, waarbij kamer 3 weer de ondersteuningsfunctie krijgt voor de band 10 en die flanken 11 heeft als eventueel rem-vlak.

Fig. 3 toont een tweede uitvoeringsvorm, waarbij de kamer 2, die het velglichaam vormt is gevormd door twee elementaire kamers 21 en 22 welke zijn gescheiden door een gemeenschappelijke wand 12, die zich bevindt in het vlak P-P'. De wand 12 is gevormd zoals hierboven beschreven en is verbonden met de wand 4 tussen de kamer 2 en de kamer 3.

Fig. 4 toont een andere uitvoeringsvorm van de kamer 3 en kan samengaan met een willekeurige uitvoeringsvorm van kamer 2 of in samenhang met de kamers 2a, 2t> respectievelijk 2-\ , 22*

In deze uitvoeringsvorm is de kamer 3 open en is slechts begrensd door de wand 4 en de twee zijflanken 11, welke bovendien zijn uitgevoerd met een naar binnen wijzende flens 13, welke dienen voor het vasthouden van de hiel 14 van een klassieke band 10, al of niet samenwerkend met een binnenband. Het profiel van de velg is in dit geval voorzien van een uitsparing 15 in de kern 7, zodanig dat een soort bodemprofiel 16 wordt gevormd, waarop bijvoorbeeld de binnenband van de luchtband 10 ondersteuning vindt.

Een velg van het hierboven beschreven type kan worden gebruikt voor het vormen van een wiel voorzien van een centrale naaf, niet getoond in de tekeningen, waaraan de velg door elk passend middel is verbonden, zoals staven 20 volgens fig. 1. Het is duidelijk dat de staven 20 kunnen worden vervangen door een volle schijf 21 of spaken 22. In het laatste geval, zoals in fig. 5, is het van voordeel om de velg uit te voeren, ongeacht de gekozen constructie, met doorgangen 25 in het middenlangsvlak P-P', welke doorgangen zich volledig door de velg heen uitstrekken en dienen voor het aanbrengen van spaken, waarvan de schroefkoppen ver zonken liggen in uitsparingen 26, die coaxiaal met de doorgangen 25 zijn, en liggen in de open omtrekskamer 3.

Het is hierbij nuttig op te merken, dat dergelijke uitsparingen het ondersteunen van de schroefkop van de spaak tijdens het vastschroeven mogelijk maken, hetzij op de buitenwand 9, hetzij op de aangrenzende wand 4, welke in alle uitvoeringsvormen concentrisch om de as van het wiel liggen.

De uitvinding wordt bij voorkeur gebruikt bij racefietsen.

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

Claims (9)

1. Wielvelg van synthetisch materiaal voor fietsen of dergelijke, omvattende een velgprofiel en twee aangrenzende kamers (2, 3) voorzien van een gemeenschappelijke wand (4) en elk uitgevoerd met een kern (5, 7) en een harde omhulling, met het kenmerk, dat - de twee kamers zijn gevormd door een kern van materiaal met celstructuur, welke nauw zijn omsloten door een omhulling gevormd uit geïmpregneerd en gepolymeriseerd composietweefsel van synthetische vezel, - waarbij een van de kamers een velglichaam vormt, terwijl de ander een velgprofiel langs de buitenomtrek daarvan begrenst voor het monteren van de fietsband.

2. Velg volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat er drie kamers (2a, 2b, 3) zijn aangebracht, die in radiale zin naast elkaar liggen, waarbij de buitenkamer het wielprofiel begrenst.

3. Velg volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat twee naast elkaar gelegen kamers (2i , 22 ) zijn aangebracht, welke zijn gescheiden door een gemeenschappelijke wand (12) gelegen in het vlak (P-P1) van het wiel en een derde, met de twee andere verbonden buitenkamer (3), het velgprofiel bepaalt.

4. Velg volgens een der conclusies 1 t/m 3, met het kenmerk, dat de buitenkamer van het gesloten type is en met de buitenomtrekswand (9) een ondersteuning met in dwarsdoorsnede concave vorm begrenst, welke dient voor het ondersteunen van een band van het opblaasbare type.

5. Velg volgens een der conclusies 1 t/m 3, met het kenmerk, dat de buitenkamer van het open type is en, uitgaande van het bodemprofiel (16), twee flanken (11) vormt voorzien van naar binnen wijzende flenzen voor het monteren van de hiel (14) van luchtband (10).

6. Velg volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de profielbodem (16) is begrensd door een kern van schuimstof materiaal.

7. Velg volgens een der conclusies 1 t/m 6, met het kenmerk, dat deze door staven (20) met de naaf van het wiel is verbonden.

8. Velg volgens een der conclusies 1 t/m 6, met het kenmerk, dat de kamers zijn voorzien van doorgangen (25, 26) voor het telkens opnemen van een verbindingsspaak van een naaf.

9. Fietswiel of dergelijke voorzien van een velg volgens een der voorgaande conclusies 1 t/m 8.