CS269402B1

CS269402B1 - Device for bicycle's drive

Info

Publication number: CS269402B1
Application number: CS882180A
Authority: CS
Inventors: Karel Ing Cibula
Original assignee: Karel Ing Cibula
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS218088A1

Abstract

Zařízení určené k pohonu jízdního kola článkovým řetězem, vedeným od jedné poháněči (vratné) páky přes kladku k volnoběžnému kolečku, upevněnému na jedné straně zadního poháněčiho kola, k pastorku ve středu rámu jízdního kola. Pastorek mění směr pohybu řetězu a převádí jej na druhou stranu rámu , jízdního kola, kde je řetěz veden přes druhé volnoběžné kolečko, upevněné na druhé straně zadního poháněcího kola, přes kladku k druhé poháněči (vratné) páce, umistě- S né na druhé straně rámu jízdního kola. Každá z obou poháněčích (vratných) pák je součástí příslušného čtyřkloubového pákového mechanismu. Pedály jsou upevněny na rameni ojnice tohoto mechanismu a vykoná vají kývavý pohyb. Uspořádání a poměr dé lek jednotlivých členů mechanj^mu je volen tak, že výsledná síla, vyvozená tlakem nohy na pedál, působí k dráze pedálu ve směru tečny.Equipment for driving a bicycle chain link, guided from one drive (return) lever over pulley to idle wheel, mounted on one side of the rear impeller wheels, to the pinion in the center of the bicycle frame. The pinion changes the direction of chain movement and transfers it to the other side of the frame , a bicycle where the chain is passed over the other freewheel wheel, fixed to the other side of the rear drive wheel, over the pulley to the second drive (reversing) lever, Not on the other side of the bicycle frame. Each of the two levers is part of the appropriate four-joint lever mechanism. The pedals are mounted on the connecting rod arm of this mechanism and performs movement. Arrangement and ratio dt individual members of the mechanic are elected so that the resulting force exerted by pressure feet on the pedal, acts on the pedal path in the tangent direction.

Description

CS 269 402 B1EN 269 402 B1

Vynález se týká zařízení k pohonu jízdního kola, sestávající ze dvou čtyřkloubo-vých pákových mechanizmů, nahrazujících vBnobocně zavedený pohon jízdního kola dvěmaklikami.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bicycle drive apparatus consisting of two four-lever lever mechanisms replacing in a conventional bicycle drive two cams.

Dosavadní způsob pohonu pomocí dvou klik, navzájem spojených osou (hřídelí), jez hlediska využití poháněči síly, vyvozené tlakem nohou na pedály, nevýhodný, protoževe svislé poloze klik působí pohánécí sila kolmo ke směru pohybu, takže není vůbecvyužita a v největší části kruhové dráhy pedálu je od sraéru pohybu tolik odkloněna, žeje pro pohon jen velmi málo využita. Plného využiti tlaku nohy na pedál se dosahuje jenve vodorovné poloze klik a v bezprostřední blízkosti této polohy, tedy jen na velmi ma-lém úseku kruhové dráhy pedálu.A prior art method of driving two cranks, connected to each other by an axle (shaft), which is disadvantageous in view of the use of driving force exerted by the foot pressure on the pedals, so that the driving force is perpendicular to the direction of movement, so that it is not used at all and most of the pedal circular path it is so much diverted from the shit of movement that it is very little used for propulsion. The full utilization of the foot pressure on the pedal is achieved only in the horizontal position of the handles and in the immediate vicinity of this position, i.e. only on a very small section of the pedal circular path.

Také jiná zařízení k pohonu jízdního kola nevyužívají plně vynaloženou náamhu. Vposlední době je používáno zařízení, které patří k nejdokonalejším toho druhu. Síla pů-sobící na pedál je využívána k pohonu od nejvyěěí až po nejnižši polohu pedálu. Pedályjsou upevněny na konci vratných pák, kývajících střídavě nahoru a dolů, takže vykonávají ) jen část kruhové dráhy. Princip' tohoto zařízení spočívá v tom, že ke každé vratné páce je připevněno rameno, kterým se přenáší poháněči síla na řetě2. Ten je od ramene vratnépáky veden přes volnoběžné kolečko, upevněné na jedné straně zadního poháněcího kola,k pastorku umístěnému ve středu rámu jízdního kola. Pastorek mění směr pohybu řetězu apřevádí jej na druhou stranu rámu jízdního kola, kde je řetěz veden přes druhé volnoběž-né kolečko, upevněné na druhé straně rámu jízdního kola, k rameni druhé vratné páky. Tím se dosahují střídavé kývavé pohyby vratných pák.Other bicycle drive devices also do not use the full expense. Last but not least, a device is used that belongs to the most perfect of that kind. The force on the pedal is used to drive from the uppermost to the lowest pedal position. The pedals are mounted at the end of the return levers swinging alternately up and down so that they perform only a portion of the circular path. The principle of this device is that an arm is attached to each return lever to transmit the driving force to the chain. It is guided from the arm by the freewheel wheel mounted on one side of the rear drive wheel to the pinion located in the center of the bicycle frame. The pinion changes the direction of movement of the chain and converts it to the other side of the bicycle frame, where the chain is guided over the second freewheel, fixed to the other side of the bicycle frame, to the arm of the second return lever. This achieves alternating oscillating movements of the return levers.

Ani tento způsob plně nevyužívá silu, působící na pedál. Její směr se na větší čá-sti dráhy pedálu odchyluje od tečny k této dráze á složka této sily, směřující od stře-du otáčení vratné páky, zůstává pro pohon nevyužita. Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zařízením k pohonu jízdního kola článkovýmřetězem, vedeným přes volnoběžné pastorky, umístěné souměrně na každé straně zadního po- ! háněcího kola a dále vedeným přes kladky a napojeným na poháněči páky, umístěné souměrně i na každé straně rámu jízdního kola, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že každá z 1 těchto poháněčích pák je součástí příslušného čtyřkloubového pákového mechanizmu, při- 1 pojeného dvěma klouby k rámu jízdního kola a sestávajícího z vodicí páky, kloubově při- 1 pojené ojnice a ramene ojnice, na kterém je připevněn pedál. Nejvýhodnější vzájemný po- I měr délek členů čtyřkloubového pákového mechanizmu, tj. délky poháněči páky, délky i vodicí páky, délky ojnice, délky ramene ojnice a vzdálenosti kloubů, kterými je mecha- I nizmus připojen k rámu jízdního kola, je v rozmezí 9:3:4:2:7 až 10:4:5:3:8. i Tím se dosahuje v celém rozsahu zdvihu pedálu shora dolů co možno nejlepší využiti I " vynaložené síly k pohonu, při použití známého způsobu přenosu této síly pomocí článkové- ho řetězu a dvou volnoběžných pastorků, umístěných souměrně na každé straně poháněcíhokola. Předmět vynálezu je vysvětlen na připojených výkresech, kde na obr. 1 je působenísíly, vyvozené tlakem nohy na pedál, na obr. 2 jsou geometrické poměry v krajních polo-hách nohy, na obr. 3 je schéma čtyřkloubového pákového mechanizmu a na obr. 4 je schémacelkového uspořádání pohonu jízdního kola.Even this method does not fully utilize the force acting on the pedal. Its direction deviates from the tangent to this path at the greater part of the pedal path, and the component of this force, which moves away from the center of rotation of the return lever, remains unused for the drive. The aforementioned drawbacks are eliminated by the bicycle drive device of the link chain guided over the freewheel pinions located symmetrically on each side of the rear wheel. the driving wheel and further guided over the pulleys and connected to the drive levers located symmetrically on each side of the bicycle frame, the essence of the invention being that each of the driving levers is part of a respective four-joint lever mechanism coupled by two joints to a bicycle frame and comprising a guide lever, an articulated connecting rod and a connecting rod arm on which the pedal is mounted. The most advantageous mutual measure of the lengths of the members of the four-articulated lever mechanism, ie the length of the drive lever, the length and the guide lever, the length of the connecting rod, the length of the connecting rod arm and the distance of the joints connected to the bicycle frame is 9: 3: 4: 2: 7 to 10: 4: 5: 3: 8. As a result, the best possible utilization of the force exerted on the drive is achieved from the top downwards throughout the pedal stroke, using the known method of transferring this force by means of a link chain and two freewheel pinions positioned symmetrically on each side of the driving wheel. Fig. 1 shows the force applied by the foot pressure to the pedal, Fig. 2 shows the geometric conditions in the extreme position of the foot, Fig. 3 is a diagram of the four-joint lever mechanism and Fig. 4 is a schematic arrangement of the drive bicycle.

Poháněči síla_P_ je vyvozena stehnem JL, které vykonává kývavý pohyb kolem kloubuv kyčli A. Síla P~ se dále přenáší kloubem v koleni B a holení a chodidlem 2_ na pedál 3. Výsledná síla_P působí na pedál .ve směru spojnice bodů BC. Osa otáčení pedáluJ. vykonává dráhu po křivce J<, která v bodě C má tečnu _t a normálu jt_.The driving force 8 is exerted by the thigh J1 which oscillates around the hinge joint A. The force P1 is further transmitted by the hinge in the knee B and the shin and the foot 2 by the pedal 3. The resulting force P is applied to the pedal in the direction of the BC points. Pedal rotation axisJ. it carries the path along the curve J, which at point C has a tangent to the normal jt.

Nejvýhodnější tvar dráhy osy C otáčení pedálu 3 - tedy křivky k - je takový, kdy v celém průběhu zdvihu pedálu_3, tj. mezi krajními polohami láli nohy, má spojnice bodů BC směr tečny X ke křivce X. Průběh této křivky je možné vypočítat, avšak jedno- duchým způsobem, znázorněným na obr. 2, lze pro známou délku _R stehna J, a délku_S ho-The most preferred path shape of the pedal axis C of the pedal 3 - that is, the curve k - is such that during the entire stroke of the pedal 3, i.e. between the extreme positions, the legs are broken, the line of the points BC has a tangent line X to the curve X. in the same way as shown in FIG. 2, for a known length of

Claims

2 EN 269 402 B1 merely replacing this curve with the line CjC and the circle CC ^ whose center is at the intersection of normal and n2> at the points ^ and C2 (Bode is at the same distance from

for example, 12v for the thigh length ratio RL JL. to the length S of the tibia 2 is approximately 1: 1 occurring in most humans. By the methods known in the art of kinematic synthesis, it is possible to determine the lengths of individual members, ie drive levers 6, guide levers 5, connecting rods J. and connecting rod arm 2 & position of jointsJ. a_9, a four-joint lever mechanism, that is, the lengths a, b, c, d, and e. and their mutual ratio A: B: C: D: E so that the point C on the connecting rod arm 7 performs exactly the path along the curve k. The very favorable conditions occur particularly at a ratio of 9: 3: 4: 2: 7, at which, for example, for the length of the thigh _R »50 cm, the length of the shin JS. 45 cm, the length of the other members of the four-joint lever mechanism 15 cm, 20 cm, 10 cm and I, respectively. "35 cm. At these lengths, and with the correct position of the four-joint lever mechanism on the bicycle frame, the driving force exerted by the foot pressure on the pedal only slightly deviates from the tangent to the pedal path. The transmission of the driving force to the pinion of the rear driving wheel 15 by the link chain 10 can be performed 4, the link chain 10 connected to the driving lever 14 by a pin 11 and passed through an adjustable pulley 12, a bearing 13 and a freewheel pinion 15 of the rear driving wheel 16 to the transfer pulley 14, the axis of which is perpendicular to the axis of the rear driving wheel 16 Around the transfer pulley 14, the link chain 10 is turned back to the other side of the bicycle frame 17, where the second freewheel pinion 15 is positioned symmetrically on the other side of the rear driving wheel 16 in the same manner to the second lever mechanism. , placed symmetrically on the species 17 straněrámu bicycle. Idle pinions 15 provided with a ratchet and umístěnésouměrně on each side of the rear driving wheel 16 are located such that the force for after-hunt přenáěena wheel only in the driving direction. Otherwise, the pinions 15 rotate freely. The positions of the adjustable pulley 12 on the drive lever 4 and the displacement pulley 13 are such that the link chain 10 is directed as perpendicularly to the drive lever 4 as possible. In this case, it is advantageous to connect the adjustable pulley 12 to the drive lever 4 and the transfer pulley 13 to the bicycle frame 17 so that their positions can be changed during the ride. By changing these positions, the transmission between the pedal path and the traveled path can be changed to adjust the gear so that it is suitable for the speed of travel and for ascending or descending the current path. The device according to the invention achieves the maximum utilization of the force exerted by the foot pressure on the pedal over the entire stroke range, which allows the next section of the track to travel at the same effort or to overcome a greater climb than by using a conventional drive with two handles. SUBJECT MATTER FITTING THE Bicycles to drive a chain link over idle sprockets, positioned symmetrically on each side of the rear drive wheel and fed over the pulleys connected to the drive lever, positioned symmetrically on each side of the bicycle frame, each of the two drive levers (4) is part of the respective four-joint lever mechanism connected by the hinges (8 and 9) to the bicycle frame (17) and consisting of a guide lever (5), an articulated connecting rod (6) and extended by a connecting rod arm (7), the pedal (3) is fixed, the ratio of the length (a) of the drive lever (4), the length (b) of the lever (5), the length (c) of the connecting rod (6), the length (d) of the connecting rod arm (7), and the spacing (e) of the joints (8, 9) ranges from 9: 3: 4: 2: 7 to 10: 4: 5: 3: 8. 2 drawings