CS241079B2 - Gearbox for bicycles - Google Patents

Description

(54) ŠLsiťoj^ kfd.a

Vynález se týká převodového ústrojí jízdního kola, zvláště s mechanickým náhonem elektrického' generátoru pro toto jízdní kolo, přičemž převodové ústrojí má rám s klikovou skříní pro uložení klikového hřídele s pedály, z klikové skříně vybíhá dolní vidlice jízdního kola, nesoucí náboj hnaného kola, přičemž náboj hnaného kola je spojen mechanickými převodovými prostředky s klikovou skříní.

Známá převodová ústrojí jízdních kel užívala řetězů, jimiž převodník poháněl řetězku přímo· spojenou s nábojem hnaného kola. Pohon řetězy má řadu nevýhod, spočívajících v tom, že při opotřebení se prodlužuje a že zuby jak převodníku, tak řetězky se opotřebovávají, takže řetěz k nim přesně nepřiléhá. Při používání řetězového pohonu nastává vždy možnost, že řetěz spad¹ ne ,z převodníku nebo řetězky a způsobí nemožnost jízdní kolo zabrzdit nebo naopak zaklíní se tak, že zabrzdí jízdní kolo rázem, se všemi toho důsledky, · přičemž nastává možnost přetržení řetězu. Při použití otevřeného pohonu řetězem nastává možnost zachycení částí oděvu jezdce mezi řetěz a převodník.

U známých převodových ústrojí s měnitelnými převody vzniká rovněž řada obtíží.

Měnitelné převody — přehazovačky — po241079 užívají několika převodových koleček opásaných řetězem zatíženým pružinou, který se pohybuje na řetězkách různého průměru, nebo měnitelný převod může být s převodovými koly uložen v náboji hnaného kola. Převod jízdního kola používající násobného, ozubeného kolečka musí · být vybaven delším řetězem, přičemž řetěz zatížený pružinou lehce může spadnout z násobného řetězového kolečka nebo převodníku při změně převodu a pohybu řetězu z jednoho převodového kolečka na sousední kolečko, přičemž jak řetěz, tak kolečko mohou být zničeny.

Převodová ustrojí uspořádaná v náboji hnaného kola užívají ozubených kol, které prakticky z prostorových důvodů musí být spíše poddimenzována, aby je bylo lze v náboji hnaného kola uložit, což má v důsledku možnost jejich snadného poškození.

Za účelem· odstranění popsaných nevýhod navrhuje USP 3 861 715 vytvořit převodové ústrojí jako pevný hřídel probíhající mezi klikovou skříní s uloženým klikovým hřídelem a pedály a nábojem hnaného kola, který by byl vytvořen jako volnoběžka vytvářející hnací spojení klikové skříně s hnaným kolem, je-li klikový hřídel poháněn vpřed a který běží naprázdno, když se klikový hřídel nepohybuje. Pro, brzdění je za-

potřebí použít zvláštních brzd známého typu, například brzd zabírajících s ráfkem^ kolů. Takové brzdy mají sklon k - častým poruchám a nejsou - posuzovány jako provozně spolehlivé.

Většina známých jízdních kol užívá zvláštní elektrické soustavy sestávající z . dynama, které je snímatelně upevněno na přední vidlici jízdního kola nebo u sedla nebo na dolní vidlici zadního kola. Bez ohiledu na umístění tohoto zvláštního dynama má dynamo nízký účinek a potřebu značné hnací síly, přičemž při dešti a zvláště sněhu je silový vstup — hnací kolečko dynama, který je ve styku s pláštěm kola nespolehlivý, klouže, samo dynamo je nepříznivě ovlivněno vlhkostí a navíc k tomu všemu nastává nebezpečí, že se dynamo uvolní od rámu jízdního kola, přijde do styku -s dráty kola, což může zapříčinit vážnou nehodu.

úkolem vynálezu je odstranit všechny známé nevýhody známých převodových ústrojí jízdních kol, používajících řetězů, převodníků a řetězových koleček a navrhnout převodové ústrojí, které by tvořilo uzavřenou jednotku s -ozubenými koly dostatečně dimenzovanými a pevnými, a která by byla vybavena ' elektrickým generátorem a převodem - přímo spojeným s mechanickým převodovým ústrojím jízdního kola, kterážto elektrická soustava a mechanické převodové ústrojí by tvořilo, kompaktní celek.

Okol lbyl podle vynálezu vyřešen převodovým ústrojím jízdního kola s náhonem elektrického generátoru, sestávajícím z klikové skříně pro, uložení klikového hřídele s klikami a pedály, .přičemž z klikové skříně vybíhá dolní vidlice nesoucí hnací kolo s nábojem, převodové ústrojí je opatřeno mechanickými převodovými prostředky mezi klikovou skříní a nábojem hnacího koila tak, že mechanické převodové ústrojí sestává z rámových -trubek na obou koncích připojených ke skříním kuželových kol, uloženým v - klikové -skříni - a náboji hnacího kola, přičemž v - jedné z rámových trubek dolní vidlice - je uložena - hnací - hřídel - a elektrický generátor je přímo -spojen s mechanickou převodovou soustavou náboje hnacího kola.

Převodové ústrojí jízdního kola je tvořeno kardanovým - převodem poháněným klikovým hřídelem a pedály, -pohánějícím kuželové soukolí náboje zadního hnacího kola. Podle výhodného provedení vynálezu může být v klikové skříni uložena -převodovka poháněná klikovým hřídelem a pedály, přičemž táto převodovka je oddělena od hnacích a brzdicích částí -hnacího kola. Tím lze vytvořit hnaný náboj hnacího kola s hnacími a brzdicími členy jako převodovku o nejvyšší trvanlivosti.

Oddělením převodovky od hnacích a brzdicích členů hnací soustavy lze o ni lépe pečovat a jednodušeji ji udržovat, než - bylo kdy -dříve možné. U zvláštního- provedení vynálezu je vytvořena hnací soustava jako kompaktní jednotka s klikovou skříní, -kli kovým hřídelem, hnacím kolem - jízdního kola, jeho- nábojem a propojujícími - trubkami rámu, kterážto kompaktní jednotka je základem, na němž -lze uložit rám jízdního kola, přední kolo, řídítka atd., jakýmkoliv vhodným způsobem a v jakékoliv potřebné kombinaci.

Vynález bude nyní popsán na příkladu provedení ve vztahu k připojeným výkresům, na nichž značí obr. 1 schematický půdorysný řez převodovou soustavou - - jízdního kola, - obr. - 2 značí -schematický pohled - na náboj hnacího - kola směrem II - z obr. - 1, obr. 3 Částečný půdorysný řez na uspořádání z obr. 1 ve zvětšeném měřítku, obr. - 4 půdorysný řez obměnou uspořádání podle vynálezu, obr. 5 je bokorys uspořádání z obr. 4 při pohledu směrem šipky V, obr. ů částečný půdorysný řez uspořádáním podle obměny vynálezu z obr. 4 ve zvětšeném měřítku.

Převodové ústrojí, znázorněné na obr. 1 až 3, sestává z klikové skříně 1, v níž je uložen klikový hřídel -s pedály, -dále z náboje hnacího kola -s hnacím kolem 3 - a rámové trubky 4 uspořádané mezi klikovou -skříní a nábojem- hnacího -kola.

Kliková -skříň 1 obsahuje -středový- náboj 5, v němž je uložen klikový hřídel 6 v kuličkových ložiskách 7, 8. Na koncích klikového hřídele 6 jsou upevněny kliky 9 s -pedály způsobem běžně známým. Uvnitř klikové skříně 1 je prostor 10 zamýšlený pro uložení - neznázorněné- převodovky, například desetistupňové převodovky s ozubenými koly.

Klikový hřídel -B nebo- výstupňový hřídel převodovky je spojen s talířovým ozubeným kolem 11 — převodníkem — které je v záběru s pastorkem 12 Kardanova soukolí, upevněným- na jednom konci Kardanovy hnací hřídele 13.

Druhý konec Kardanovy hřídele 13 je spojem s -nábojem 2 hnacího· -kola 3 a přenáší hnací sílu na hnané -ozubené kolo 15 náboje hnacího - kola 3 pastorkem 14 Kardanova soukolí upevněného na konci hnacího hřídele 13. Hnané talířové kolo 15 je upevněno na střední hřídeli 16 náboje 2 hnacího kola uloženém v kuličkových ložiscích 17, 18 s příslušnými ložiskovými kužely a distančním pouzdrem 19 mezi nimi.

Hnané talířové kolo 15 je opatřeno částí 20 se závitem, na níž je našroubováno hnací pouzdro 21 opatřené vnitřním závitem.

Účelem hnacího pouzdra 21 je j-afk zajištění přenosu hnací síly z hnaného· -talířového kola 15 na pouzdro- 22 náboje 2, tak brzdění hnacího kola 3 jízdního kola. Pro pohon jízdního kola vpřed je -pouzdro 22 náboje 2 opatřeno kuželovou částí 23, na níž doléhá rovněž kuželově vytvořená první kuželová část 24 hnacího pouzdra 21 při pohybu pedálů jízdního kola pro pohyb vpřed, přičemž hnací pouzdro 21, které s malým třením přiléhá ke kuželové části -23 je buzeno směrem ven na závitem opatřené části 20 (obrázky 1, 3). Tím je hnací pouzdro 21 v žábě24107 9 ru s kuželovou částí 23 pouzdra 22 náboje hnacího· kola 3.

Pro brzdění je upraven dvojkuželový brzdový kroužek 25, který je přitlačován na druhou kuželovou část 26 náboje 2, při pohybu pedálů v opačném smyslu, přičemž hnací pouzdro 21 v důsledku svého šroubového uložení se pohybuje dovnitř, jak znázorněno· na obr. 1 a 3 a přitlaču-e hnací pouzdro 21 k dvojkuželovému brzdovému kroužku 25.

Jako· obvykle je brzdový dvojkuželový kroužek 25· dělený za účelem rozpínání a stlačování při přitlačování k stěnám náboje 2 hnacího kola 3. Dvojkuželový brzdový kroužek 25 je vytvořen podobně jako dvojkuželové hnací pouzdro 21 a při brzdění je kuželc-vá část 27 přitlačována k brzdovému kuželi 28, který je jakýmkoliv vhodným způsobem neotočně upevněn k náboji 2 hnacího. kol-a 3, například příčným kolíkem (neznázorněno).

Štítem 29 náboje 2 (obr. 1, 3) jo levý konec náboje 2 ve směru jízdy upevněn k rámové trubce 30, jejíž iprotíiehlý konec je spojen s klikovou skříní 1.

Náboj 2 .hn-aicího· kola 3 je přímo spojen s elektrickým generátorem 33, za kterýmžto účelem pouzdro. 22 náboje 2 je .opatřeno axiálně vybíhající · přírubou 31 pro záběr s hnacím kolem 32 elektrického generátoru 33. Hnací kolo 32 elektrického · generátoru 33 je upevněno na hřídeli 34 uloženém v kuličkovém ložisku. Za účelem zvýšení >vtáček ozubených kol nebo planetových kol 36, 37 náhonu rotoru 38 elektrického .generátoru 33 je poslední ozubené planetové kole· 37 upevněnoi na hřídeli 34 rotoru 38.

Ve znázorněném případu řešení podle vynálezu je rotor 38 a stator 48 elektrického generátoru 33 uložen v levé rámové trubce 49 — ve .směru jízdy jízdního kola — dolní vidlice a mezi ozubenými .planetovými koly 36, 37 a rotorem 38 je prostor 50 pro uložení odstředivé -spojky, která .při předem ur• 6 čené rychlosti hřídele 34 elektrického generátoru 33 zapojí a roztočí jeho rotor 38.

V rámové trubce 49 j-e rovněž s výhodou umístěn usměrňovač 51, z něhož je usměrněný proud veden do elektrického akumulátoru 52, který se nabijí energií dodávanou elektrickým generátorem 33. Vývody- 53 akumulátoru 22 jsou připojeny Jk přednímu a zadnímu světlu jízdního kola.

Odstředivá spojka může být vytvořena tak, že akumulátor 52 se plynule nabíjí, jakmile otáčky hřídele 34 rotoru 38 elektrického generátoru 33 překročí předem stanovenou hodnotu, nebo· může být odstředivá spojka vytvořena s ještě další spojkou, která ji zapojuje k rotoru 38 pouze na přání jezdce.

Provedení vynálezu znázorněné na obr. 4 . až 6 je shodné s provedením právě popsaným s výjimkou uspořádání elektrického generátoru. Jak znázorněno na obr. 4 a 6, je elektrický generátor uložen ve skříni 39 generátoru, která může být otočně spojena s nábojem 2 hnacího· kola 3 a upravena tak, že hnací kolo 32 pohybuje výstředně 'skříní 39 generátoru 33, přičemž hnací kóto 32 v jedné poloze je mimo záběr s axiální přírubou 31 a v opačné poloze je s ní spojeno, čímž pohání elektrický generátor. Elektricky může být generátor vytvořen známým způsobem a není zapotřebí jej podrobně popisovat.

Jak je schematicky znázorněno na obr. 4 až 6, je náboj 2 hnacího kola 3 spojen s jeho ráfkem dráty 40.

U provedení podle vynálezu dolní vidlice vytvořená dvěma rovnoběžně probíhajícími rámovými trubkami 30a, 30b mezi klikovou skříní 1 a nábojem 2 hnacího· kola 3 vytváří pevnou konstrukci, k níž jsou vhodně připojeny ostatní rámové trubky nebo jiné části jízdního kola. U obou provedení podle vynálezu je Kardanova hnací hřídel 13 uložena v jedné z rámových trubek 30b na kuličkových ložiskách.

Claims (9)

1. pRedmEt vynalezu

   1. Převodové ústrojí jízdního kola s náhonem elektrického generátoru, sestávající z klikové skříně pro uložení klikového hřídele s klikami .-a pedály, z kteréžto klikové skříně vybíhá dolní vidlice nesoucí hnací kolo s nábojem, kteréžto ústrojí je opatřeno mechanickými převodovými prostředky mezi klikovou skříní a nábojem hnacího kola, vyznačené tím, že mechanické převodové ústrojí sestává z rámových trubek (30) na. obou -ko.n-cích připojených ke skříním kuželových kol (11, 12; 14, 1'5), uložených v klikové skříni (,1) a v náboji (2) hnacího kola (3), v kteréžto jedné z rámových trubek (30b) dolní vidlice je uložen hnací hřídel (1^-3) a elektrický generátor (33) je přímo spojen 3 mechanickou převodovou soustavou.
2. 2. Převodové ústrojí podle bodu 1, vyznačené tím, že středový náboj (5) obsahuje převodovku, například desetistupňovou, jejíž výstupní hřídel je spojen s talířovým kolem (11) kuželového převodu pro pohon hnacího. hřídele (13).
3. 3. Převodové ústrojí podle bodu 1 nebo· 2, vyznačené tím, že náboj hnacího kola (2) je vytvořen jako. volnoběžka opatřená dvoukuželovým hnacím pouzdrem (21) spojeným s .pouzdrem (22) náboje (2) pio-. jeho pohon . v jednom směru a s dvoukuželovým brzdovým kroužkem (25) . pro třecí brzdění pouzdra náboje (22) při třecím spojení s pevným brzdovým kuželem (28) náboje (2) hnacího kola (3). *
4. 4. Převodové ústrojí podle bodů 1, 2, 3, vyznačené tím, že elektrický generátor (33) je přímo spojen s nábojem (22) hnacího kola (3) a volitelně s ním mechanicky spojitelný a odpojitelný.
5. 5. Převodové ústrojí podle bodů 1 až 4, vyznačené tím, že kliková skříň (1) a náboj hnacího kola (2) jsou · trvale spojeny rámovou trubkou (30) a tvoří spolu ¹ pevný rám pro připojení · ostatních částí jízdního kola.
6. 6. Převodové ústrojí podle bodu 5, vyznačené tím, že kliková skříň (1) je spojena s nábojem hnacího kola (2) dvěma rovnoběžnými rámovými trubkami (30a, 30b), přičemž v jedné z nich, například v trubce (30b) je uložen Ihna-cí hřídel (13).
7. 7. Převodové ústrojí podle bodů 1 až 6, vyznačené tím, že elektrický generátor (33) je spojen s otočným nábojem (22) hnacím kolem (32), tvořícím převod do rychle hna cího hřídele (34) elektrického generátoru (33) a že mezi hnacím kolem (32) a kotvou (38) elektrického generátoru (33) je zařazena převodovka do rychlá. .
8. 8. Převodové ústrojí podle bodů · 6 a 7, vyznačené tím, že elektrický generátor (33) je uložen v duté trubce (30a), rovnoběžných trubek (30a, 30b) rámu.
9. 9. Převodové ústrojí podle bodů 7 a 8, vyznačené tím, že převodovka do rychlá rotoru (38) · elektrického generátoru (33) je tvořena dvěma planetovými · koly (36, 37) zapojenými za sebou a uloženými rovněž v duté trubce (30a), přičemž mezi planetovými koly (36 , 37) a rotorem (38) generátoru (33) je upravena odstředivá spojka (50) a mezi elektrickým generátorem (33) a elektrickým akumulátorem (52) je zapojen usměrňovač.