CS238379B2 - Bicycle - Google Patents

Description

Vynález . se týká jízdního 'kola, jehož hnací kolo je. poháněno silou, přenášenou střídavě' j z.pedálů a ze sedla. ......

Dosud známá jízdní kola využívají.' .pro .' .v přenos síly na poháněné kolo přehosíjvé.'· soustavy, sestávající z hnacího řetězového · kola, nekonečného řetězu a hnaného řetězového kola. Hnací řetězové kolo je uváděno do otáčivého pohybu pomocí dvojice vzájemně protilehle uspořádaných klik, na jejichž koncích jsou upevněny pedály, přičemž tyto kliky jsou jednak uspořádány. . na . protilehlých stranách hnacího řetězového·. . kola a jednak jsou' orientovány od osy hnacího řetězového kola. na opačné strany. Při jízdě na tomto jízdním kole sedí jezdec na sedle a působí silou střídavě na jeden pedál a potom na druhý nebo také může zejména při vyvíjení . větší síly jezdec stát na pedálech a přenášet svoji tíhu z jednoho pedálu na druhý a tím ' vyvolávat ' a ' udrž<mt.......

otáčivý pohyb obou klik a tím i hnacího řetězového kola. Nevýhodou tohoto řešení je skutečnost, že převodový poměr mezi hnacím řetězovým kolem a hnaným řetězovým kolem je omezený, protože maximální síla, kterou je možno působit na pedály, je obvykle o něco menší než vlastní hmotnost . jezdce. . Další . nevýhodou, je. .nezbytnost . poho~— nu oběma nohama, takže na těchto jízdních kolech nemohou například jezdit invalidní osoby.

V britském patentovém spisu č. 234 363 je popsán hnací mechanismus pro vozidlo, u kterého je pedál a sedlo otočně pohyblivé ve svislém směru a oba tyto prvky ' jsou vzájemně spojeny převodovým mechanismem. Při použití této soustavy se tíha jezdce střídavě přenáší na pedál a na sedlo tak, že dochází k periodickému svislému pohybu sedla,. Sedlo je ' spojeno' ' převodovým a pružinovým .mechanismem s osou hnacího kola, opatřenou..-západkovým mechanismem, zajištujícím otáčivý ' pohyb .pouze v jednom směru. Hnací kolo ' je ' poháněno pouze .' pří pohybu sedla směrem nahoru,-.cpž omezuje dosažitelnou rychlost, přičemž tento druh pohonů také zhoršuje ovladatelnost vozidla. Převodová soustava s pružinami, západkami a jinými . prvky vytváří složitou mechanickou soustavu, u které snadno dochází k poruchám a opotřebení nejvíce namáhaných součástí. '

V britském patentovém ' spisu č, 402 369 je popsán dopravní prostředek s rámem, jehož příčná tyč je k rámu připevněna výkyvné a je na ní upevněno sedlo. K rámu je také otočně. připojen pákový díl s pedály pro opření nohou jezdce a pro přenos. síly na hnací kolo, podobně jako je tomu ' u dosud známých jízdních kol. Příčná tyč i pákové díly jsou spojeny s klikovým ústrojím prostřednictvím příslušných přenosových dílů pro přenos síly, které jsou svisle pohyblivé vratnými pohyby společně s otáčivým pohybem klikového ústrojí. Při . ' tomto uspořádání je otáčení ' klikového ústrojí vyvoláváno . působením 'v podstatě svislých sil střídavě na sedlo ' a na. pedály. Toto vozidlo má velký počet otáčivých uzlů, které mohou nega; tiyně ' ovlivnit mechanickou pevnost vozidla .Λ a-snižovat účinnost přenosu tíhy . jezdce.

Britský patentový spis č. 424 566 popisuje podobné řešení pohonného ústrojí, jehož klikové ústrojí je opatřeno dvojicí zalomených klik, z nichž jedna je spojena s pákovým mechanismem, ' upevněným výkyvné ve svislém směru v rámu, a druhá je . spojena s pedály, které jsou vodorovně otočné vůči ’ rámu. Svislý ' pohyb pákového členu může být vyvolán působením tíhy jezdce na sedlo nebo působením akumulované síly v pruživýGh prvcích. Kromě řady jiných nedostatků tohoto mechanismu je nevýhodou tohoto řešení především omezená' možnost přenosu tíhy jezdce do hnacího ústrojí.

Britský patentový spis č. 457 307 popisuje jízdní kolo, u něhož je jak sedlo, tak také osa klikového ústrojí s pedály uložena vodorovně. a svisle výkyvné vzhledem k rámu. Sedlo je spojeno s klikami pedálů prostřednictvím přenosových silových členů, ' aby se vyvolal otáčivý pohyb klik ' působením . tíhy jezdce střídavě na sedlo a na pedály. Avšak pohyb sedla probíhá jak svisle, tak i vodo.. —rovně' . a-tím - se snižuje účinnost; Velikost kliky pedálů je omezená, protože kliky nejsou připevněny přímo .k .rámu. Kolo podle tohoto řešení má velký 'počet otočných uzlů, který je příčinou rychlého opotřebení některých částí.

V britském patentovém spisu č. 626 900 je popsáno tříkolové vozidlo, jehož dvě zadní kola jsou na společné ose a jehož sedlo je otočně a svisle pohyblivě uchyceno vůči zadní ose a klikovému ústrojí, ' vytvořenému vcelku ' se zadní ' osou a pohyblivému otáčivým . pohybem podle svislého .pohybu sedla. Pohyb sedla směrem nahoru je vyvolán ' dvojicí ' pák, z . nichž . každá' je . .spojena na jednom konci s pedálem. a je otočná kolem bodu na . rámu tříkolky, nacházejícím se mezi oběma konci páky, přičemž druhý konec každé páky je spojen pákovou soustavou se sedlem. . Toto řešení má řadu nevýhod, z nichž jako základní je možno uvést nemožnost změny převodu, což omezuje jednak dosažitelnou rychlost a stoupavost vozidla.

Úkolem vynálezu je proto vyřešit konstrukci jednostopého vozidla, zejména jízdního kola, u které by byly odstraněny uvedené nedostatky známých řešení.

Tento úkol je vyřešen jízdním kolem podle vynálezu, opatřeným hnacím pojezdovým kolem, na jehož ose je upevněn hnaný převodový díl, spojený přenosovým ústrojím pro přenos hnací síly s hnacím převodovým dílem, jehož osa je shodná s osou otáčení klikového mechanismu, spojeného s nejméně jedním pedálem; podstata vynálezu spočívá v tom, . že klikový mechanismus obsahuje nejméně jednu ' kliku pedálu, umístěnou na jedné straně od osy otáčení kliko238379 vého mechanismu, a přenosovou kliku, uspořádanou na protilehlé straně od osy otáčení klikového mechanismu, přičemž konec přenosové kliky je spojen otočně s jedním koncem přenosového dílu pro přenos síly, spojeného druhým koncem s nosnou trubkou, upevněnou otočně v bodě, který je pevný vzhledem к ose hnacího pojezdového kola, a nesoucí sedlo.

Klikový mechanismus může být upevněn přímo na ose hnacího pojezdového kola a přenášet otáčivý pohyb přímo na toto pojezdové kolo. Výhodnější je však provedení s převodem, tvořeným hnacím ozubeným kolem a hnaným ozubeným kolem, upevněným na hnacím pojezdovém kole, přičemž obě ozubená kola jsou vzájemně spojena nekonečným řetězem, takže je možno volit potřebný převodový poměr mezi oběma ozubenými k^:oly. Jízdní kolo může být proto opatřeno soustavami převodových ozubených kol s příslušnými měniči, aby bylo možno převod měnit za jízdy jako u běžného jízdního kola. Přenos síly však může být uskutečňován i jinými prostředky než je nekonečný řetěz s ozubenými koly.

Řešení podle vynálezu umožňuje vysoce efektivní využití svalové síly jezdce к dosažení značné rychlosti jízdy. Jednou z významných výhod řešení podle vynálezu je možnost pohonu pouze jedinou pedálovou klikou, takže jízdní kolo podle vynálezu je vhodné i pro invalidy. Konstrukční řešení podle vynálezu je vhodné i pro stacionární posilovači zařízení в cvičební nářadí.

Příklad provedení jízdního kola podle vynálezu je zobrazen na výkresech, kde obr.

znázorňuje boční pohled na jízdní kolo, obr. 2 znázorňuje axonometrický pohled na jízdní kolo z obr. 1, na obr. 3 je jízdní kolo z obr. 1 v pohledu shora a obr. 4 znázorňuje schematický boční pohled na klikový a přenosový mechanismus jízdního kola z obr. 1, přičemž obr. 5 znázorňuje formou diagramu polohu klikového mechanismu, přenosového dílu a nosné trubky v jednotlivých fázích otáčivého pohybu celé soustavy.

Jízdní kolo 1 podle vynálezu, zobrazené v příkladu provedení na výkresech, je opatřeno hlavním rámem 2, zadním hnacím pojezdovým kolem 3 a předním pojezdovým kolem 4. Přední pojezdové kolo 4 je upevněno volně otočně v přední vidlici 5 jízdního kola 1, která je pevně spojena s řídítky 6 jízdního kola 1. Zadní hnací pojezdové kolo 3 je otočně upevněno v hlavním rámu a jeho osa je spojena s ozubeným hnaným převodovým kolem 9, přes které je veden nekonečný řetěz 8 na ozubené hnací převodové kolo 7. Jízdní kolo 1 může být samozřejmě opatřeno větším počtem hnaných i hnacích ozubených kol, aby bylo možno pomocí příslušných měničů měnit převodoyý.. poměr a usnadňovat například jízdu do kopce. Pro objasnění podstaty vynálezu je však použit pouze dvoustupňový převod, při kterém je zadní hnací pojezdové kolo 3 opa třeno volnoběžkovým mechanismem, takže se může volně otáčet, zatímco ozubené hnané převodové kolo 9, nekonečný řetěz 8 a ozubené hnací převodové kolo 7 zůstávají v klidu. Ozubené hnané převodové kolo 7 je otočně upevněno v hlavním rámu 2 a může být poháněno klikovým mechanismem, který sestává z pedálových klik 13, přenosových klik 12, přenosového dílu 11 pro přenos síly a z nosné trubky 10. Nosná trubka 10 je jedním svým koncem výkyvné upevněna к přední vidlici 5 á na jejím volném konci je upevněno sedlo 14. Přenosový díl 11 pro přenos síly je tvořen v podstatě svislou trubkou, upevněnou jedním svým koncem otočně ke střední části nosné trubky 10 a druhým koncem к volnému konci přenosové kliky 12, takže se může pohybovat a přenášet sílu ve svislé rovině. Přenosový díl 11 je veden mezi dvojicí pouzdrových ložisek 15 na hlavním rámu 2, která zamezují nadměrnému pohybu přenosového dílu 11 a tím také nosné trubky 10 směrem do stran při použití jízdního kola 1. Přenosová klika 12, spojená jedním koncem otočně s přenosovým dílem 11 pro přenos síly a upevněná na ose otáčení hnacího převodového kola 7, na které je z druhé strany připojena dvojice pedálových klik 13, působí jako jednoduchý tuhý přenosový prvek, otočný kolem osy otáčení ozubeného hnacího převodového kola 7. Přenosová klika 12 i pedálové kliky 13 jsou pevně spojeny s hnacím převodovým kolem 7 tak, že otáčivým pohybem přenosové kliky 12 a pedálových klik 13 směrem kupředu se vyvolá otáčivý hnací pohyb hnacího převodového kola 7. Každá z pedálových klik 13 je opatřena na svém volném konci otočným pedálem 1S.

Při jízdě na tomto jízdním kole 1 podle vynálezu se mohou pedály 16 přemístit nejprve do své nejvyšší polohy a působením silou na pedály 16 směrem kupředu a potom dolů sě uvedou pedálové kliky 13 a spolu s nimi i přenosová klika 12 do otáčivého pohybu. Při tomto otáčivém pohybu se otáčí také ozubené hnací převodové kolo 7 a přenosový díl 11 se spolu s nosnou trubkou 10 zvedá nahoru. Dosáhnou-li pedály 16 své nejnižší polohy, je nosná trubka 10 zvednuta do své nejvyšší polohy a tíha jezdce, sedícího na sedle 14, se snaží stlačit přenosový díl 11 pro přenos síly směrem dolů a vyvolat tak další akční působení na přenosovou páku přenosové kliky 12 a společně s nína pedálové kliky 13 pro jejich udržování v otáčivém pohybu a opětné zvednutí pedálů 16 do jejich nejvyšší polohy, ve které se nosná trubka 10 dostává naopak do své nejnižší polohy. Vzájemná vazba poloh pedálových klik 13, přenosové kliky 12 a nosné trubky 10 je podrobněji znázorněna V jednotlivých fázích na obr. 5, na kterém jsou к jednotlivým fázovým polohám 1 až 7 pedálových klik 13 přiřazeny fázové polohy Г, 2‘, 3‘, 4\ 5‘, 6\ 7‘ přenosové kliky 12 a fá zové polohy 1“, 2“, 3“, 4“, S“, 6“, 7“ nosné trubky 10.

Na počátku jízdy je vSak také možno nastavit pedály 16 do jejich nejnlžší polohy, postavit se na ně, postrčit jízdní kolo 1 kupředu a hned dosednout na sedlo 14, aby se pohon začal uvedením přenosové kliky 12 a spolu s ní i pedálových klik 13 a ozubeného hnacího převodového kola 7 do otáčivého pohybu. ,

Je třeba připomenout, . že převodový poměr mezi ozubeným hnacím převodovým kolem 7 a ozubeným hnaným převodovým kolem 9 je ve znázorněném příkladu velký. Tento poměr může . dosahovat až .hodnot 20 : 1 až 30 : 1 a může být dosažen buď velkým průměrem ozubeného hnacího kola 7, jak je znázorněno na výkresu, nebo opatřením náboje zadního hnacího pojezdového kola 3 převodovým ústrojím. Tento velký převod je možno využít díky plnému využití tíhy jezdce k pohonu jízdního kola 1, které umožňuje dosažení značně vysokých jízdních rychlostí. Převodový poměr je třeba volit také s ohledem na jízdu proměnnou rychlostí a na to, aby počet otáček hnacího převodového kola 7 se pohyboval mezi asi deseti a dvaceti otáčkami za minutu, aby se tak blížil dechové frekvenci jezdce. . Je třeba rovněž připomenout, že pedály 16 se pohybují synchronně a že se vzdálenost mezi pedály 16 a sedlem 14 periodicky mění. Z toho důvodu je konstrukce podle vynálezu zvláště vhodná pro cvičební pomůcky.

Velikos-t síly, působící na přenosovou kliku 12 a na pedálově kliky 13 při pohybu pedálů 16 směrem dolů může být zvýšena použitím popruhů, připojených k sedlu 14 a vedených . kolem pasu a nebo boků jezdce, do kterých se jezdec může opřít při zatlačení nohama na pedály 16.

Claims (3)

1. PftEDMÉT

   1, Jízdní kolo, opatřené nejméně jedním hnacím pojezdovým kolem,' spojeným převodovým ústrojím s klikovým mechanismem, jehož osa . otáčení má . .pevnou polohu . vůči ose otáčení hnacího pojezdového ' kola, ' a který je opatřen nejméně jedním pedálem s klikou pro otáčení klikovým mechanismem, vyznačující se tím, že klikový mechanismus má všechny pedálové kliky (13) s pedály (16) umístěny na . jedné straně od osy otáčení klikového mechanismu a je opatřen přenosovou klikou (12), vystupující na opačnou stranu od osy otáčení klikového mechanismu, přičemž volný konec přenosové kliky (12) je otočně spojen s přenosovým dílem (11) pro přenos síly, ' spojeným ' s nosJak je zřejmé z předchozího popisu a z výkresů, je postačující, je-li působeno silou pouze na jeden pedál 16 jízdního kola 1. V alternativním příkladném provedení proto může být jízdní kolo 1 opatřeno pouze jedním pedálem 16 a jednou pedálovou klikou 13. Řešení podle vynálezu tedy dává možnost použití tohoto jízdního kola invalidními osobami.

   V jiném alternativním provedení vynálezu je možno měnit .velikost momentu, vyvozovaného působením tíhy jezdce na přenosovou kliku 12. Například může být poloha sedla 14 na nosné trubce 10 proměnlivá, popřípadě může být sedlo 14 nahrazeno podlouhlou sedačkou, upevněnou na nosné trubce 10 rovnoběžně s její podélnou osou, takže tíha jezdce může působit v proměnné vzdálenosti od otočného bodu připojení nosné trubky 10 k přenosovému dílu 11 pro přenos síly. Řešením podle vynálezu je tedy možno přizpůsobit konkrétní provedení jízdního kola 1 na různou hmotnost a výšku jezdce.

   Řešení podle . vynálezu bylo popsáno pomocí příkladu provedení jízdního, kola 1 pro jednu osobu, avšak jízdní kolo 1 podle vynálezu může být upraveno na jakýkoliv jiný druh vozidla, poháněného lidskou silou, například může být opatřeno více než jědním hnacím pojezdovým kolem 3, přičemž tato kola mohou být uspořádána na stejné ose a poháněna společným . převodovým' ústrojím. Vozidlo může být opatřeno i větším počtem sedel 14, ke každému z nich může být přiřazen jeden klikový . mechanismus a ozubené hnací kolo, které je napojeno převodovými prvky s volnoběžným ústrojím na společné převodové hnané kolo. Kromě tohoto řešení může být kolo opatřeno sedátky nebo sedly, . připevněnými- přímo k rámu vozidla.

   VYNALEZU nou trubkou (10) otočně v bodě, umístěném v odstupu od bodu připojení nosné trubky (10') ke konstrukci kola, jehož poloha je pevná vzhledem k ose otáčení hnacího pojezdového kola (3), přičemž na nosné trubce' (10) je upevněno sedlo (14).
2. 2. Jízdní kolo podle bodu 1 vyznačující se tím, že nosná trubka (10) je otočně upevněna na nosné konstrukci přední vidlice (S) s předním pojezdovým kolem (4).
3. 3. Jízdní kolo podle bodů 1 a 2 vyznačující se tím, že přenosovým dílem (11) pro přenos síly je tyč, připojená k nosné trubce (.10) v bodě, umístěném mezi přední vidlicí (S) a sedlem (14).