Велосипед

 

Использование: изобретение относится к области велостроения. Сущность изобретения: велосипед состоит из рамы с отрицательным провисом каретного узла, рулем, колесами, седлом в подседельной трубе. Цель соединяет ведомую звездочку колеса с приводом ведущей звездочки и шатунами. Каретный узел с конусами на концах вала снабжен жестко укрепленной на нем ведущей опорой, один шатун соединен с концом вала, а другой - с ведущей опорой. Ведущая звездочка вращается на опорах и снабжена секторами в радиальных пазах диска и храповыми элементами в ступице, при этом на опорах шаг зубьев по секторам кратен шагу роликов цепи. Велосипед может передавать повышенный крутящий момент с одновременным увеличением передаточного отношения, облегчением педалирования и упрощением конструкции. 4 ил.

Изобретение относится к велостроению, преимущественно к конструкции велосипедов с возвратно-угловым перемещением шатунов, а именно велосипедов с кареточным узлом межосевого нижнего расположения.

Известны велосипеды с двумя обгонными муфтами на оси ведущего колеса и барабанами /1/ или велосипеды с двумя обгонными муфтами на оси каретного узла /2/.

Наличие в известных велосипедах дополнительных узлов и деталей /механизма синхронизации и барабанов на оси колеса у одного, дополнительный рычаг с тягами у другого/ увеличивает вес велосипеда, чем снижает эксплуатационные свойства, как и расположение оси каретки при круговом вращении шатунов ниже прямой, проходящей через оси колес.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому решению является велосипед, состоящий из установленных на раме переднего управляемого колеса с рулем в стойке вилки его, заднего ведущего колеса, одна по крайней мере звездочка которого вращается цепью, кинематически связывающей ее с ведущей звездочкой на оси каретки /3/. Ведущая звездочка вращается Г-образными подпружиненными шатунами возвратно-углового перемещения с педалями на передних концах шатунов. Нижне-межосевое расположение оси каретки ограничивает угол перемещения шатунов и создаваемый при этом крутящий кареточный момент, наличие направляющих кронштейнов для пружин сжатия увеличивает вес, ухудшая эксплуатационные свойства этого велосипеда.

Предлагаемый велосипед "Макси-3" решает задачу улучшения эксплуатационных свойств посредством увеличения карточного и вследствие этого приводного момента на ведущем колесе, позволяющих увеличить передаточное отношение привода без увеличения веса его и с облегчением педалинга.

Суть изобретения состоит в том, что велосипед "Макси-3", содержащий раму и установленные в ней ведущее и управляемое колеса, руль, седло, педально-шатунный механизм с качающимися передними концами шатунов, поочередно входящих в сцепление с элементами ступицы на оси качения шатунов ведущего средства, связанного цепной передачей с ведомой звездочкой, установленной на оси ведущего колеса, механизм переключения передач, снабжен осью кареточного узла, расположенной над прямой, проходящей через оси колеса, ступица имеет встроенную с возможностью осевого перемещения и фиксации от проворота относительно нее втулки с пилообразными торцами, зубья которых поочередно взаимодействуют с впадинами ответных обращенных к ним торцев опор шатунов, а расстояние между торцами при этом превышает длину втулки на высоту зуба, механизм регулирования передаточного отношения снабжен средством изменения диаметра расположения зубьев ведущего элемента, для чего зубья выполнены на торцах секторов, установленных с возможностью радиального перемещения и фиксации в предусмотренных для этого радиальных пазах ступицы и имеют шаг, кратный шагу цепи, фиксация секторов возможна в трех радиальных положениях, соответствующих условному числу зубьев ведущей звездочки 70, 84 или 98 и обозначенных рисками на ступице, а ведомая звездочка имеет число зубьев не более 13.

"Высокое" расположение оси шатунов обеспечивает их максимальную длину и угол перемещения, обгонное средство привода с "полуторной" обгонной муфтой обеспечивает функции трех ведущих звездочек при отсутствии в конструкции звездочки в традиционном ее понимании, позволяет достичь поставленную цель, т.к. обеспечивает данная совокупность возможность получения максимальных кареточного и приводного моментов и, следовательно, облегченное педалирование даже при значительно большем передаточном отношении и сохранении веса велосипеда известных моделей, как минимум.

На фиг. 1 изображен велосипед "Макси-3", вид сбоку. На фиг. 2 - продольный разрез кареточного узла с соединительной втулкой сцепления. На фиг. 3 развертка втулки сцепления с условным изображением положения ее в зацеплении с торцем опоры 11 шатуна 9 /верхняя половина фигуры/ и с торцем опоры 15 шатуна 8 /нижняя половина фигуры/. На фиг. 4 вид сбоку на ведущий элемент привода с положением одного сектора 23 на каждой концентричной оси окружности рисок.

Велосипед "Макси-3" состоит из рамы 1 /фиг. 1/, руля 2, колеса 3 и седла 4, заднего колеса 5, ведомая звездочка которого /не показана/ с числом зубьев Z₂ 13 или менее соединена цепью 6 с ведущим элементом 7 привода шатунов 8, 9. Ось кареточного узла и шатунов может быть расположена на расстоянии 40 50 мм от прямой, соединяющей ось колес, что обеспечивает качательное вращение шатунов на угол α. На валу 10 жестко закреплена опора 11 с пилообразным торцем 12. Втулка 13 и обращенный к ней торец опоры 15 имеют соответствующие пилообразные торцы 13, 14, установлена на оси /валу/ 10 с возможностью перемещения, как и в ступице ведущего элемента 17, для предотвращения проворота относительно которой втулка и ступица имеют соответствующие диаметрально противоположные выступы 18 и пазы. На внешнем конце опоры 15 посредством гайки 16 установлен правый шатун 8. На ступице 17 установлено кольцо 19 с радиальными пазами 20 /фиг. 4/ для установки секторов 21. Каждый сектор выполнен из листового металла и имеет боковые отгибы 22 жесткости, фиксирующий отгиб 23 и выступы /зубья 24/. Выступов на секторе может быть один или несколько, при этом шаг между ними может быть равным или кратным шагу цепи 6. Поджимной конус 25 установлен на валу традиционно с помощью резьбы и контргайки; также традиционно закреплен на противоположном конце вала 10 шатун 9 /фиг. 2/, например посредством квадратных отверстия шатуна 9, конца вала и осевого поджимного болта. Шатун 8 и опора 15 имеют соответствующие отверстие и конец с выфрезеровками /не показаны/. Работает велосипед "Макси-3" следующим образом.

Велосипедист поочередно перемещает шатуны с педалями на угол "α", симметричный относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось каретки вследствие расположения ее на расстоянии l над прямой, проходящей через оси колес 3 и 5. Вращение шатуна 8 через выступы 14 и ответные им впадины на торце опоры 15 /фиг. 3/, а также через выступ 18 и пазы, им соответствующие на ступице 17, передается секторам 21, а от них через выступы 24 втулкам цепи 6 и ведомой звездочке колеса 5. В процессе перемещения шатуна 8 велосипедист перемещает в противоположном направлении шатун 9, т.к. торец втулки 13 не контактирует с торцем 12 или отжимаются друг от друга в конце хода шатуна 8 по наклонным сторонам выступов-впадин, смещая при этом втулку к противоположному /концу/ торцу. В начале обратного хода шатуна 8 торец втулки 13, сместившись под действием скользящего проворота выступов опоры 15 по ответным наклонным плоскостям торца 14, войдет в сцепление с торцем 12 опоры 11 и шатуна 9. При рабочем движении его приводное усилие от контактирующих торцев 12 и 13, выступов 18 и пазов ступицы 17, далее сектора 23 и цепь 6 передается на ведомую звездочку колеса 5. При холостом обратном ходе каждого шатуна 8 и 9 фиксирование выступов 18 в пазах ступицы 17 не позволяет втулке развернуться с шатуном, в результате чего она может только сместиться к противоположному торцу.

При сборке велосипеда "Макси-3" для эксплуатации на равнинной местности сектора 21 на кольце 19 или на диске ведущего элемента могут быть выставлены на максимальной окружности на рисках, крайних со стороны выступов 24. При этом диаметр выступов 24 на ведущем элементе, образованный секторами 23, имеет максимальную величину, и условная "гребенка" в такой компоновке ведущего элемента соответствует традиционной звездочке с числом зубьев Z₁ 98, и соответственно будет максимальным и передаточное отношение. При этом и педалирование может быть облегченным, т.к. длина шатунов в этой компоновке велосипедов может быть в пределах 40 50 мм.

Велосипедист с меньшими физическими возможностями или в более гористой местности или более преклонного возраста может установить сектора 23 в положение, определяемое средними или даже внутренними рисками на кольце у его пазов 20. При неизменной длине шатунов, которая может в данной компоновке велосипедов достигать 40 50 мм и более, при таком расположении секторов уменьшится передаточное отношение и соответственно скорость движения, а кареточный и приводной момент будут достаточны для облегченного педалирования даже при движении с грузом или на подъем.

Литература 1. А. с. СССР N 1703542, B 62 M 1/04, 01.01.92.

2. А. с. СССР N 1722935, B 62 M 1/12, 30.03.92.

3. А. с. СССР N 1207884, B 62 M 1/04, 1986 /прототип/.

Формула изобретения

Велосипед, содержащий раму, установленные в раме ведущее и управляемое колеса, руль, седло, педальный механизм в виде качающихся шатунов, поочередно входящих в сцепление с элементами ступицы, установленного на оси качания шатунов ведущего элемента, связанного цепной передачей с ведомой звездочкой, установленной на оси ведущего колеса, механизм регулирования передаточного отношения, отличающийся тем, что ось качания шатунов расположена над прямой, соединяющей оси колес, элементы сцепления ступицы выполнены в виде встроенной в ступицу с возможностью осевого перемещения и фиксации от проворота относительно нее втулки с двусторонними торцевыми пилообразными зубьями, поочередно взаимодействующими с ответными зубьями на обращенных к ним торцах опор шатунов, расстояние между которыми (торцами) превышает длину втулки на высоту зуба, а механизм регулирования передаточного отношения выполнен в виде средства изменения диаметра ведущего элемента, зубья которого для этого выполнены на секторах, установленных с возможностью радиального перемещения и фиксации в предусмотренных радиальных пазах ступицы, и имеют шаг, кратный шагу цепи, при этом фиксация секторов возможна в трех радиальных положениях, соответствующих условному числу зубьев ведущего элемента 70, 84 или 98 и обозначенных рисками на ступице, а ведомая звездочка имеет число зубьев не более 13.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4