NL1005378C2 - Trapauto met vrijloopkoppeling. - Google Patents

Description

Trapauto met vrii loopkoppelincr.

De uitvinding heeft betrekking op een trapauto met een vrijloopkoppeling.

Dergelijke trapauto's zijn bekend. In een type is de vrijloopkoppeling aangebracht op het wiel. Deze 5 constructie is vrij complex en daardoor vatbaar voor storingen. Bovendien is hierbij een wiel bijzonder, hetgeen vervanging van dat wiel lastig en kostbaar maakt.

In een ander type is de vrijloopkoppeling aangebracht op de aandrijfas, en omvat deze twee koppeldelen 10 die ten opzichte van elkaar in asrichting naar elkaar toe danwel van elkaar af bewogen worden. Hiervoor is een extra overbrenging noodzakelijk, die de voor de bestuurder -vaak een kind - beschikbare vrije ruimte beperkt en bovendien vatbaar is voor storing.

15 De uitvinding heeft tot doel een trapauto te verschaffen, die voorzien is van een vrijloopkoppeling die weinig ruimte hoeft in te nemen en voor lange tijd op betrouwbare wijze kan functioneren.

Hiertoe voorziet de uitvinding in een trapauto 20 met een van een kettingtandwiel voorziene aandrijfas voor ten minste een wiel van de trapauto, waarbij het kettingtandwiel met de aandrijfas verbonden is middels een althans ten opzichte van de vooruit werkzame vrijloopkoppeling met tenminste een eerste, met het tandwiel voor 1005378 2 daarmee meegaande rotatie verbindbare nok en tenminste een tweede, met de as vaste nok, waarbij de eerste nok excentrisch om de aandrijfas verdraaibaar is tussen een relatief radiaal buitengelegen, in de baan van de tweede nok 5 grijpende eerste aandrijfstand en een relatief radiaal binnengelegen, buiten de baan van de tweede nok vallende vrijloopstand.

De vrijloopkoppeling volgens de uitvinding functioneert in een radiaal vlak ten opzichte van de 10 aandrijfas met eenvoudige nokken die door de toch al voorhanden zijnde rotatiebeweging in respectievelijk uit ineengrijping met elkaar gebracht worden. Hierdoor is de koppeling eenvoudig en compact.

Opgemerkt wordt dat uit het Amerikaans octrooi-15 schrift 2.125.763 een vrijloopkoppeling voor trapauto's bekend is, waarbij de wielas gelagerd is in de wielnaaf en daarin voorzien is van een excentrisch gedeelte. In de naaf ligt een cilindervormig staafje, dat daarin vrij kan rollen wanneer de trappers stil worden gehouden en radiaal 20 binnenwaarts reikt in de baan van het excentrische gedeelte. Wanneer de as geroteerd wordt, komt het excentrische gedeelte als vanzelf in aangrijping met het staafje en moet door wrijving en door klemming een verbinding tot stand gebracht worden tussen de as en de naaf. Op den duur 25 is de betrouwbaarheid van de werking in het geding door slijtage. Bovendien kan de koppeling onregelmatig werken wanneer deze meerdere malen achter elkaar, in eenzelfde richting, wordt gebruikt, doordat het staafje dan over de as bewogen zal worden naar de andere zijde daarvan.

30 Bij voorkeur omvat de vrijloopkoppeling voorts met het tandwiel rotatievaste middelen voor het bij verdraaiing van het tandwiel meenemen van de eerste nok naar de tweede nok tot in de eerste aandrijfstand, waarmee op eenvoudige, zekere en snelle wijze de koppeling tot 35 stand gebracht kan worden.

De koppeling volgens de uitvinding kan op eenvoudige wijze ingericht worden voor werking in de tegen- 1005378 3 overgestelde richting, achteruit.

De tijd die benodigd is voor het koppelen of het ontkoppelen wordt geminimaliseerd indien overeenkomstig een verdere ontwikkeling volgens de uitvinding een aantal 5 in rotatierichting op afstand van elkaar gelegen tweede nokken voorzien zijn.

Bij voorkeur is de tweede nok aangebracht op een over de koppeling reikende kap, bij voorkeur in of op het radiaal binnenwaarts gekeerde omtreksoppervlak daarvan, 10 waardoor de koppeling afgeschermd wordt met een onderdeel dat toch al aanwezig is en aldus de compactheid verder vergroot is.

Bij voorkeur zijn voorts middelen voorzien voor het tegen door de meeneemmiddelen bij rotatie veroorzaakte 15 wrijvingskrachten op haar plaats houden van de eerste nok in de vrijloopstand.

Verdere voordelige uitvoeringen van de trapauto volgens de uitvinding zijn omschreven in de bijgevoegde conclusies.

20 De uitvinding heeft voorts betrekking op een vrijloopkoppeling zoals omschreven in de conclusies, kennelijk geschikt en bestemd voor een trapauto.

De uitvinding heeft daarbij in het bijzonder betrekking op een vrijloopkoppeling voor een trapauto, 25 voor het koppelen van een as van de trapauto met een tandwiel, omvattend enerzijds een met de as concentrisch lichaam, zoals bijvoorbeeld een kap, met tenminste een radiaal binnenwaarts reikende nok die op een met de as concentrische cirkelbaan ligt en anderzijds een om de as 30 verdraaibare, ten opzichte van de as excentrische nok, die verplaatsbaar is tussen een relatief radiaal binnengelegen buiten de cirkelbaan van de nok aan de kap vallende vrij-loopstand en een relatief buitengelegen, in de cirkelbaan van de nok aan de kap grijpende aandrijf- of koppelstand.

3 5 De uitvinding zal nu toegelicht worden aan de hand van de in de bijgevoegde tekeningen weergegeven voorbeelduitvoering.

1005378 4

Getoond wordt in: figuur 1 een trapauto met een vrijloopkoppeling volgens de uitvinding; figuur 2 een doorsnede door een voorbeelduitvoe-5 ring van de vrijloopkoppeling volgens de uitvinding, gemonteerd op de achteras van de trapauto van figuur 1, in de stand voor aandrijving achteruit; figuur 3 de vrijloopkoppeling van figuur 2, in de vrijloopstand; 10 figuur 4 de vrijloopkoppeling van figuren 2 en 3, nu echter in de stand voor aandrijving vooruit; en figuur 5 een gedeeltelijk opengewerkt perspectivisch aanzicht op de vrijloopkoppeling van de figuren 2-4.

In figuur 1 is weergegeven de - motorloze -15 trapauto of skelter 1 volgens de uitvinding, die een chassis 2 omvat, een daarop bevestigde stoel 3, met een achterbalk 4 en achterwielen 5, die bevestigd zijn op de uiteinden van achter- of aandrijfas 7 om daardoor aangedreven te worden. De aandrijfas 7 zelf wordt aangedreven 20 met behulp van een daarop aangebracht tandwiel 9, dat aangegrepen wordt door een ketting 11, die via een niet weergegeven, tandwielvormig voorblad aangedreven kan worden met behulp van trappers 10.

Vooraan is de trapauto 1 voorzien van voorwielen 25 6, die vrij roteerbaar aangebracht zijn op de einden van een voorbalk 12 van het chassis 2 en aan de fusee-einden van een spoorstang 8 die heen en weer bewogen kan worden met behulp van stuurstang 5 en stuurwiel 16.

Op de tekening van figuur 1 gezien achter het 30 tandwiel 9 bevindt zich de vrij loopkoppeling 100 van de figuren 2-5, met behulp waarvan de trapauto naar keuze in de richting A, vooruit of in de richting B, achteruit aangedreven kan worden of in een van die richtingen zonder actieve aandrijving uit kan rijden.

35 Op de aandrijfas 7 is een kap 13 vastgezet, bijvoorbeeld door lassen, om één roteerbaar geheel te vormen met de as 7. In de figuren 2-4 is de kap 13 verti- 1005378 5 caal doorgesneden. Zoals in figuur 5 te zien is, is de kap 13 gesloten aan de van het tandwiel 9 afgekeerde zijde. In de kap 13, tussen die kap en het tandwiel 9, bevinden zich verdere onderdelen van de vrijloopkoppeling 100 volgens de 5 uitvinding.

Radiaal van binnen naar buiten beschouwd is eerst een bus 15 nauwpassend doch relatief roteerbaar op de as 7 met een straal R1 van bijvoorbeeld 10 mm geplaatst. Deze bus 15, die bijvoorbeeld een lengte kan 10 bezitten van iets meer dan 2 cm en een buitenomtrek met een straal van 13 mm, is aan de ene eindrand vast bevestigd aan het tandwiel 9, terwijl op de andere eindrand een meeneem- en opsluitplaat 16 vastgelast is. Deze plaat 16 reikt met een gedeelte 16e radiaal tot over een eindrand 15 van een tweede bus 17, die met de andere eindrand eveneens vast bevestigd is aan het tandwiel 9, maar met het middelpunt op een afstand e van het middelpunt van de as 7 ligt. Om de bus 17 is een verdere bus 18 geplaatst, die met binnenoppervlak 18a in omtreksrichting vrij kan bewegen 20 over buitenoppervlak 17a van de bus 17. De bussen 15, 17 en 18 bezitten nagenoeg dezelfde lengtes.

De plaat 16 zorgt met het eerdergenoemde gedeelte 16e en ook het diametraal daartegenover gelegen gedeelte 16d voor het in een richting loodrecht omhoog van het 25 vlak van tekening tegenhouden van de bus 18.

De bus 15 met daarop geplaatste bussen 17 en 18 en tandwiel 9 wordt in axiale richting op haar plaats gehouden middels niet weergegeven klem- of opsluitringen, die op de as 7 bevestigd zijn en vrije rotatie van de bus 30 15 toelaten.

De bus 18 is aan het buitenoppervlak voorzien van een daaraan gelaste nok 19, die - in een richting van het vlak van tekening loodrecht naar boven - voorbij de rand van de bus 18 reikt, tot aan het naar de kap 13 35 gekeerde eindvlak van de plaat 16, en in een radiaal vlak samenvalt met de opsluitplaat 16. De nok 19 bezit in in hoofdzaak tegengestelde richtingen gekeerde aanslagopper- 1005378 6 vlakken 19a en 19b. Deze aanslagoppervlakken 19a en 19b zijn bestemd om tijdens het bedrijf van de vrijloopkoppe-ling volgens de uitvinding naar keuze samen te werken met meeneemoppervlakken 16a, 16b, die gevormd zijn op de 5 randen van de plaat 16, en aandrijf oppervlakken 20a, 20b, 21a, 21b en 22a, 22b, die respectievelijk gevormd zijn op indeukingen of inkepingen 20, 21 en 22 in de omtrekswand 14 van de kap 13. Deze inkepingen lopen bij voorkeur over de volledige hoogte van de omtrekswand 14, althans tot 10 over de volledige lengte van de nok 19, voor het verschaffen van een zo groot mogelijk aandrijfoppervlak.

De plaat 16 bezit een cirkelvormige eindrand 16c, die bij rotatie van het tandwiel 9 een cirkelbaan beschrijft met straal R4 van bijvoorbeeld 3 8 mm welke 15 concentrisch is met de hartlijn M van de aandrijfas 7. De kap 13 en de omtrekswand 14 daarvan zijn eveneens concentrisch met de aandrijfas 7 en bezitten ten opzichte van de hartlijn daarvan een straal, ter plaatse van het binnenop-pervlak, van R2 van bijvoorbeeld 48 mm. De toppen van de 20 inkepingen 20, 21 en 22 liggen op een cirkel met straal R3 ten opzichte van de hartlijn van de aandrijfas 7, die bijvoorbeeld 40 mm bedraagt en groter is dan R4.

De nok 19, die op de tekening gezien naar boven uitsteekt ten opzichte van de eindrand van de bus 18 ligt 25 met het buitenste vlak op een straal R5 van bijvoorbeeld 40 mm vanaf de hartlijn N van de bus 18, welke hartlijn N, zoals reeds gemeld is, op een afstand e van bijvoorbeeld 4 mm van de hartlijn van de aandrijfas 7 ligt. Het buitenoppervlak van de bus 18 bezit een straal van R6 van bijvoor-30 beeld 25 mm. Deze straal R6 is zodanig dat het gedeelte I6d van de plaat 16 radiaal buiten de bus 18 reikt en met het meeneemoppervlak 16a of 16b in de baan van de nok reikt, zodat ofwel de oppervlakken 16a en 19b elkaar kunnen aangrijpen ofwel de oppervlakken 19a en 16b.

35 Daar straal R4 kleiner is dan de straal R3 kan de plaat of nok 16 in principe vrij omlopen binnen de kap 13. Indien dat gebeurt, en de situatie in figuur 3 aanwe- 1005378 7 zig is, is er geen koppeling aanwezig tussen het tandwiel 9 (met de plaat 16) en de aandrijfas 7 (met de kap 13) . Dit is de vrijlooptoestand.

Wanneer met behulp van de trappers 10 de ketting 5 11 weer wordt aangedreven om naar achteren te rijden, zal het tandwiel 9 verdraaien in de richting C (zie figuur 2) . Dit geldt ook voor de plaat 16, en deze zal op een gegeven moment met het meeneemoppervlak 16a aankomen tegen het oppervlak 19b van de nok 19. Deze nok 19 wordt dan door de 10 plaat 16 op positieve, directe wijze rondgedraaid, waarbij de bus 18 meeroteert over de bus 17. Voorafgaande aan de aangrijping door de plaat 16 is als gevolg van de excentrische ligging van de bus 18 ten opzichte van de rotatie-hartlijn van de aandrijfas 7 de nok 18 ten opzichte daar-15 van radiaal naar buiten bewogen, dat wil zeggen dichter naar de met de aandrijfas 7 concentrische wand 14 van kap 13 .

Voordat de nok 19 echter de maximale radiale stand, gelegen in het vlak S kan bereiken, is deze reeds 20 tegen het meeneemoppervlak 16a van de plaat 16 aangekomen. Hierdoor wordt voorkomen dat de nok 18 vast zou kunnen lopen tegen het binnenoppervlak van de wand 14 tussen de inkepingen 20, 21 en 22, maar waarbij dan wel een kap 13 gebruikt kan worden met een zo klein mogelijke diameter.

25 De plaat 16 neemt als gevolg van de aandrijving via tandwiel 9 de nok 19 mee totdat deze met oppervlak 19a aankomt tegen oppervlak 22a (in dit voorbeeld) van inkeping 22. Vanaf dat moment wordt de aandrijfkracht via plaat 16 overgedragen op de nok 19 en van de nok 19 op de 30 inkeping 22 en daarmee op de kap 13 en daarmee op de aandrijfas 7.

Wanneer de trappers 10 worden stilgehouden zal plaat 16 eveneens tot stilstand komen, maar doordat de wielen 5 voort blijven rollen zal de aandrijfas 7 doorgaan 35 met roteren en hetzelfde geldt voor de kap 13. Hierdoor zal de inkeping 22 wegdraaien van de nok 19 en zal de volgende nok 21 met het oppervlak 21b het oppervlak 19b

10053 7 S

8 aangrijpen en de nok 19, die vast verbonden is met de vrij verdraaibare bus 18, in de richting C meenemen totdat, als gevolg van de onderling excentrische ligging van bus 18 en kap 13, de oppervlakken 21b en 19b buiten eikaars bereik 5 divergeren. Op dat moment is weer de vrijlooptoestand bereikt.

Om nu te voorkomen dat de bus 18, wanneer deze zich in de vrijloopstand bevindt gaat klapperen en om de wrijving tussen bus 17 en bus 18 zo gering mogelijk te 10 laten zijn, zodat de plaat 16 relatief naar de nok 19 kan roteren in het geval van aandrijving, is een draadveer 23 voorzien, die met benen 23a, 23b boven en onder aan op het buitenoppervlak van de bus 18 grijpt om deze met een lichte aandrukkracht tegen te houden. Teneinde een in 15 omtreksrichting doorlopend aangrijoppervlak op de bus 18 aan te bieden aan de draadveer 23 eindigt de nok 19 op afstand van het uiteinde van de bus 18 dat bij het tandwiel 9 gelegen is. De axiale afmeting van de wand 14 van de kap 13 is hierbij eveneens zodanig, dat deze eindigt in 20 een radiaal vlak met het eindvlak van de nok 19 dat naar het tandwiel 9 gekeerd is. De genoemde aandrukkracht kan echter gemakkelijk overwonnen worden door de door plaat 16, als gevolg van de aandrijving ontwikkelde meeneem-kracht. De veer 13 is op hier niet nader weergegeven wijze 25 vast bevestigd aan het chassis 2.

Wanneer van de vrijloopstand van figuur 3 overgegaan moet worden naar de aandrijfstand vooruit in figuur 4, vinden dezelfde gebeurtenissen plaats als die welke omschreven zijn bij de bespreking van figuur 2, alleen dan 30 in tegengestelde richting D. De nok 19 wordt dan enerzijds aangegrepen door meeneemoppervlak 16b van de plaat 16 en anderzijds tegengehouden door oppervlak 21b van de inkeping 21, zodat de kap 13 mee roteert in de richting D. Door deze inklemming wordt voorts voorkomen dat de nok 19 35 met bus 18 kan gaan klapperen.

Gezien zal worden dat de vrijloopkoppeling 100 volgens de uitvinding zeer eenvoudig van opbouw is en « 1005378 9 derhalve betrouwbaar kan functioneren en bovendien weinig plaats inneemt. De ligging op de aandrijfas maakt beide achterwielen 5 geschikt om daarop remsystemen aan te brengen.

1005378

Claims (22)

1. Trapauto met een van een kettingtandwiel voorziene aandrijfas voor ten minste een wiel van de trapauto, waarbij het kettingtandwiel met de aandrijfas verbonden is middels een althans ten opzichte van de 5 vooruit werkzame vrijloopkoppeling met tenminste een eerste, met het tandwiel in meeroterende toestand brengba-re nok en tenminste een tweede, met de as vaste nok, waarbij de eerste nok excentrisch om de aandrijfas verdraaibaar is tussen een relatief radiaal buitengelegen, in 10 de baan van de tweede nok grijpende eerste aandrijfstand en een relatief radiaal binnengelegen, buiten de baan van de tweede nok vallende vrijloopstand.

2. Trapauto volgens conclusie 1, waarbij de vrijloopkoppeling voorts omvat met het tandwiel rotatie- 15 vaste middelen voor het bij verdraaiing van het tandwiel meenemen van de eerste nok naar de tweede nok tot in de eerste aandrijfstand.

3. Trapauto volgens conclusie 2, waarbij de eerste en de tweede nok en de meeneemmiddelen in axiale 20 richting plaatsvast ten opzichte van elkaar zijn.

4. Trapauto volgens conclusie 2 of 3, waarbij de meeneemmiddelen een rotatiebaan volgen die niet samenvalt met die van de tweede nok of nokken.

5. Trapauto volgens conclusie 4, waarbij de baan 25 van de meeneemmiddelen radiaal binnenwaarts van de baan van de tweede nok of nokken valt.

6. Trapauto volgens een der conclusies 2-5, waarbij de meenneemmiddelen meeneemoppervlakken voor de eerste nok bezitten die in omtreksrichting voorbij de 30 radiale lijn gelegen zijn die door het midden van de aandrijfas en het excenterpunt gaat. 1005378

7. Trapauto volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de vrijloopkoppeling een tweede aandrijf-stand omvat om tevens werkzaam te zijn in de achteruit.

8. Trapauto volgens een der voorgaande conclu-5 sies, waarbij een aantal in rotatierichting op afstand van elkaar gelegen tweede nokken voorzien zijn.

9. Trapauto volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de tweede nok aangebracht is op een over de koppeling reikende kap, bij voorkeur in of op het radiaal 10 binnenwaarts gekeerde omtreksoppervlak daarvan.

10. Trapauto volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het tandwiel voorzien is van een eerste, daarop vast bevestigde cirkelcilindervormige excentrische bus, en de eerste nok bevestigd is op een cirkelvormige, 15 excentrische ring, die roteerbaar gelagerd is op de eerste bus.

11. Trapauto volgens conclusie 10 en een der conclusies 2-6, waarbij de meeneemmiddelen bevestigd zijn op een tweede, om de aandrijfas gelagerde bus, waarbij de 20 meeneemmiddelen voorzien zijn van in twee tegengestelde omtreksrichtingen gekeerde meeneemoppervlakken, die symmetrisch gelegen zijn ten opzichte van de lijn door het midden van de as en het excenterpunt.

12. Trapauto volgens conclusie 10 of 11, voorts 25 omvattend middelen voor het tegen wrijving door de eerste bus op haar plaats houden van de tweede bus.

13. Trapauto volgens conclusie 12, waarbij de tegenhoudmiddelen ingericht zijn voor het uitoefenen van een vasthoudkracht op de tweede bus die kleiner is dan de 3. kracht die door een tweede nok op een eerste nok wordt uitgeoefend.

14. Trapauto volgens conclusie 12 of 13, waarbij de tegenhoudmiddelen gevormd zijn als veermiddelen die aan twee tegenover elkaar gelegen zijden de tweede bus aan- 35 grijpen.

15. Trapauto volgens conclusie 12, 13 of 14, waarbij de tegenhoudmiddelen vast bevestigd zijn op het 1005378 chassis van de trapauto.

16. Trapauto voorzien van een of meer van de in de beschrijving omschreven en/of in de figuren afgebeelde kenmerkende maatregelen.

17. Vrij loopkoppeling voor een trapauto, voor het koppelen van een as van de trapauto met een tandwiel, omvattend enerzijds een met de as concentrisch lichaam, zoals bijvoorbeeld een kap, met tenminste een radiaal binnenwaarts reikende nok die op een met de as concentri-10 sche cirkelbaan ligt en anderzijds een om de as verdraaibare, ten opzichte van de as excentrische nok, die verplaatsbaar is tussen een relatief radiaal binnengelegen buiten de cirkelbaan van de nok aan de kap vallende vrij -loopstand en een relatief buitengelegen, in de cirkelbaan 15 van de nok aan de kap grijpende aandrijf- of koppelstand.

18. Vrijloopkoppeling volgens conclusie 17, waarbij de excentrische nok aangebracht is op een ring, die excentrisch en vrij draaibaar om de as geplaatst is.

19. Vrijloopkoppeling volgens conclusie 17 of 20 18, voorts voorzien van concentrisch ten opzichte van de as roteerbare meeneemmiddelen voor het dwingen van de excentrische nok naar de aandrijf- of koppelstand.

20. Vrijloopkoppeling volgens conclusies 18 en 19, waarbij de meeneemmiddelen bevestigd zijn op een ten 25 opzichte van de as excentrische bus, waarop de ring vrij draaibaar gelagerd is.

21. Trapauto voorzien van een of meer van de in de beschrijving omschreven en/of in de figuren getoonde kenmerkende maatregelen.

22. Vrijloopkoppeling voor een trapauto, voor zien van een of meer van de in de beschrijving omschreven en/of in de figuren getoonde kenmerkende maatregelen. -o-o-o-o-o-o-o-o- AF/KP 1005378