CZ2002351A3 - Řetězový pohon bicyklu - Google Patents

Description

Vynález se týká pohonu zadního kola bicyklu vybaveného nábojem s vnitřním řazením převodových stupňů.a jeho využitelnost je především v průmyslové výrobě.

Dosavadní stav techniky

Společným znakem moderních bicyklů s kyvným závěsem zadního kola je, že střed pohybové křivky, kterou při pohybu opisuje osa středu zadního kola se nachází mimo osu šlapacího středu bicyklu. Při pohybu závěsu tak dochází ke změně vzdálenosti mezi převodníkem a pastorkem. Délka řetězu pak musí odpovídat největší vzdálenosti těchto prvků a o napínání řetězu při pohybu kyvného závěsu se musí starat napínák. U klasického řazení s přehazovaěkou řeší tento problém samotný mechanismus přehazovačky kdežto u kola s nábojem s vnitřním řazením převodových stupňů, které tento mechanismus nemá, je nutno dodatečně napínák namontovat. Pro tyto účely je znám napínák, který vychází z konstrukčního principu mechanismu přehazovačky. Mechanismus je stejně jako v případě přehazovačky uchycen na patce kyvného závěsu. Toto zařízení je těžké, složité, snadno zranitelné a i nákladné. Mimo to oddaluje volnou větev řetězu od větve pracovní, čímž prakticky znemožňuje zakrytí řetězu a současněji přibližuje k terénu, který je obvykle zdrojem znečištění řetězu a též i samotného napínáku. Napínák také vytváří stálé předpětí řetězu, což má za následek nižší účinnost převodu.

U bicyklů kde je požadavek optimálních jízdních vlastností při vysokém zdvihu kyvného závěsu (např. u speciálních sjezdových bicyklů), je třeba závěs uchytit v tak značné vzdálenosti od osy šlapacího středu, že vzájemná změna vzdálenosti pastorku a převodníku při pohybu závěsu již přesahuje konstrukční možnosti napínáku. Tento problém musí být dnes řešen rozdělením mechanického převodu pohonu zadního kola na dva samostatné převody a to prostřednictvím předlohové hřídele uchycené na rámu bicyklu v co nejmenší vzdálenosti od osy kývání závěsu a nebo nejlépe přímo v této ose (např. bicykl Ciifcat viz. časopis Mountain Action - January 2001 strana 59). Uvedená hřídel je řetězovým převodem poháněna od šlapacího středu a další řetězový převod pak přenáší kroutící moment z předlohové hřídele na pastorek zadního kola. Osová vzdálenost jednotlivých prvků se nemění nebo se mění velmi málo. Řešení však přináší novou podstatnou nevýhodu. Tou je existence dalšího «9

9 9

9 9

999

9 9

• 9 99

9

9 • 9

9 řetězového převodu s problémem jeho montážního a servisního napínání. Zvyšují se též nároky na údržbu a roste váha bicyklu. Navíc tato konstrukce se nenachází ve světové produkci v kombinaci s nábojem zadního kola s vnitřním řazením.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky jsou odstraněny předkládaným řešením, jehož podstata spočívá v tom, že ke skeletu bicyklu je připojena stavěči kladka. Obvod kladky se přibližuje ke spodní části pracovní větve řetězu. Přes tuto kladku je ovinuta volná větev řetězu tak, že celý řetěz je kladkou rozdělen v podstatě na dvě smyčky, z nichž jedna obepíná pastorek a druhá převodník. Místa kde se volná větev řetězu odvíjí z kladky a kde se pracovní větev navíjí na převodník představují pak spolu s obdobnými body návinu a odvinu řetězu na pastorku s pominutelnou nepřesností otočné klouby čtyřkloubového mechanismu, na jehož středním prvku se nachází střed pastorku. Vyjdeme-li z tohoto modelu můžeme závěs zkonstruovat jako mechanismus, který zabezpečí prakticky přesné sledování teoretické křivky pohybu středu pastorku středem zadního kola. Tímto řešením je zaručena minimální změna napnutí řetězu při pohybu závěsu zadního kola a odpadá nutnost použití provozního napínáku řetězu. V praxi je výhodnější nahradit teoretickou křivku pohybu středu pastorku kruhovým obloukem a situovat úchyt jednoprvkového kyvného závěsu s ohledem na střed tohoto oblouku. I v tomto případě lze v určitém rozmezí pohybu závěsu zajistit přijatelnou změnu napnutí řetězu a není nutno převod vybavovat provozním napínákem. Čím více je stavěči kladka přiblížena místu kde se pracovní větev řetězu navíjí na převodník tím je požadovaný efekt výraznější a teoretická křivka pohybu středu pastorku se více přibližuje kružnici. Dalším přínosem je i ta skutečnost, že umístíme -li úchyt závěsu do místa v blízkosti navíjení pracovní větve řetězu na převodník nedochází při pohybu závěsu téměř k žádné změně napnutí pracovní větve řetězu a celá změna probíhá prakticky na volné větvi. To činí převod přesným a spolehlivým.

Požadovanou polohu kladky nejsnáze docílíme umístíme-li kladku na vhodný, nejlépe pohyblivý držák. Na skeletu kola pak je výhodné zhotovit doraz tohoto držáku, s výhodou doraz stavitelný, který zajistí současně vhodnou polohu kladky i potřebné napnutí řetězu a vyloučí možnost dotyku pracovní a volné větve řetězu. Pro montážní a servisní napínání je vhodné, bude-li držák připojen ke skeletu pružně, nebo bude-li pružný člen přímo jeho součástí. Napínání pak může probíhat samovolně. Takové připojení je vhodné i tehdy, je-li třeba (například z hlediska konkrétní požadované geometrie zadního závěsu) se s úchytem závěsu odchýlit mimo oblast zaručující pominutelnou změnu napnutí •··· řetězu nebo při vyšších zdvizích kyvného závěsu. Stavěči kladka pak plní i funkci provozního napínáku. Zejména z hlediska hlučnosti převodu je vhodné, je-li naváděcí kladka provedena ve tvaru řetězového kola.

Využitím předloženého řešení se snižuje váha v oblasti středu zadního kola a bicyklu celkově. Snižují se celkové ztráty převodu a zvyšuje jeho spolehlivost jak z hlediska funkce tak i z hlediska poruchovosti. Toto uspořádání vzdaluje řetěz od zdroje znečištění a umožňuje díky možnosti docílení malé souběžné vzdálenosti obou větví řetězu snadné zakrytování řetězu nebo i jeho vložení do duté zadní kyvné vidlice. Protože při normální poloze kyvného závěsu není nutno aby kladka vytvářela předpětí na volné větvi řetězu vzniká další možné snížení mechanických ztrát převodu. Vzhledem k tomu, že střed kružnice, kterou lze nahradit teoretickou křivku pohybu středu pastorku se nachází nad šlapacím středem je toto řešení zvlášť vhodné pro konstrukce bicyklů typu high pivot. U konstrukcí, které jsou charakterizovány extrémně vysoko uloženým úchytem kyvného závěsu si to ovšem může vyžádat doplnění převodového schématu o vloženou řetězku uloženou v oblasti úchytu kyvného závěsu, přes kterou je ovinuta pracovní větev řetězu. Nejvýhodnější místo pro stavěči kladku pak je v blízkosti místa, kde se navíjí pracovní větev řetězu na vloženou řetězku. Sestava vložené řetězky je v každém případě jednodušší než sestava předlohové hřídele a je dodržen požadavek jediného řetězového převodu. Konstrukčně nejjednodušší řešení s vloženou řetězkou je takové, kdy na společné sestavě součástek obsahujících vloženou hřídel je uložen kyvný závěs, stavěči kladka i vložená řetězka, Z hlediska minimalizace výrobních nákladů je výhodné, je-li použita stejná sestava součástek, které se používají v sestavě šlapacího středu charakterizované upevňovacími miskami se závitem ČSN 014045 průměr 34,7mm 24 závitů na anglický palec. Nepatrné nedodržení řetězové linie, které tento případ přináší, nemá především u volné větve řetězu podstatný vliv na provozní vlastnosti převodu. Tato konstrukce však nedostatečně minimalizuje provozní napínání řetězu a je nutné ji doplnit jednoduchým provozním napínákem.

Umístění řetězky, kladky a závěsu na samostatné prvky přímo nebo prostřednictvím držáků zase umožňuje lépe respektovat geometrické závislosti převodu a vyloučit tak provozní napínák. Též to usnadňuje případnou výměnu jednotlivých funkčních součástí bicyklu.

Správně dimenzované a vhodně upravené uložení vložené hřídele dává ideální prostor pro případné připojení pomocné pohonné jednotky .Toto uložení lze též využít pro otočné uložení hlavové části rámu bicyklu v případě požadavku na možnost složení rámu k usnadnění transportu bicyklu.

High pivot- konstrukce, která se vyskytuje u bicyklů vybavených kyvným závěsem zadního kola a znamená, že uložení kyvného závěsu na rámu bicyklu se nachází vysoko nad šlapacím středem. V této přihlášce je tento pojem používán »4 <44 4« 4 « 44 4 4 4 44

00

0 4

00444 0 0

0 0 4 4

004 0 ·4 0« 0« « pro případy kdy se úchyt kyvného závěsu nachází v úrovni pracovní větve transmisního řetězu a výše.

Stavěči kladka- kladka, jejímž hlavním posláním je navést volnou větev řetězu do určité polohy potřebné z hlediska minimalizace vlivu pohybu kyvného závěsu na napnutí řetězu Kromě hlavního poslání může plnit i funkci napínání a vedení řetězu. Nemusí se jednat o speciální výrobek a lze použít jakoukoliv již existující kladku (např. s výhodou řetězovou kladku z napínáku přehazovačky jako kladku ve tvaru řetězového kola) používanou původně k jiným účelům.

Vložená řetězka- řetězka, která je vložena do pracovní větve za účelem změny jejího směru či připojení dalšího zařízení ke stávajícímu řetězovému převodu. Provozní napínák- napínák potřebný k zajištění funkce řetězového převodu, který slouží k eliminaci zmenšování a zvětšování potřebné délky řetězu při provozu kola. z důvodů měnící se vzdálenosti os řetězových kol při pohybu kyvného závěsu..

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech jsou zobrazeny některé případy provedení technického řešení přičemž obrázek 1 představuje celkový pohled na bicykl s přímým vedením řetězu z převodníku na pastorek a obrázek 2 zobrazuje provedení s vloženou řetězkou.

Příklady provedení vynálezu

Na obrázku č.l je bicykl typu high pivot s přímým vedením pracovní větve 21 řetězu 2 od převodníku 31 k pastorku 11 . Volná větev 22 řetězu 2 je stavěči kladkou 6 umístěnou v blízkosti navíjení pracovní větve 21 na převodník 31 přiblížena k pracovní větvi 21 řetězu 2. Stavěči kladka 6 je otočně připevněna k držáku 43 . Poloha držáku 43 je vymezena stavitelným dorazem 431. Na rámu 41 bicyklu je proveden úchyt 411 kyvného závěsu 42 v místě, které do určitém zdvihu závěsu 42 vyhovuje z hlediska přijatelné změny napnutí řetězu

2. Toto místo se nachází nad šlapacím středem 3 a je výhodné poloze z hlediska geometrie zadního závěsu 42 a výsledních jízdních vlastností bicyklu. Pro případ vyššího zdvihu, při kterém již nelze ignorovat změnu napnutí řetězu je držák 43 připojen k rámu 44 pohyblivě a pritlačován k dorazu 431 pružinou 432 . Tím je umožněn pohyb stavěči kladky 6 a potřebné vymezení napnutí volné větve 22 řetězu 2..

Na obrázku č.2 je schematicky znázorněn bicykl, jehož skelet 4 je tvořen rámem 41 s úchytem 411, kyvného závěsu 42 a uložením šlapacího středu 3. Úchyt 411

44 44 ·· 4 4 4

4« «4 44

4 4 4 4 * « 4 4 4 * β 4 • 4 4 4 • 44 4 4 4 4*

4 4 » 4 ♦ < 4 4

444 44 4444 je na rámu 41 umístěn ve značné vzdálenosti od šlapacího středu 3. Na tomto bicyklu je uspořádán řetězový pohon zadního kola, který se sestává z převodníku 31, který je součástí sestavy šlapacího středu 3, pastorku Ll uloženého na středu zadního kola l_a řetězu 2 s pracovní větví 21 a volnou větví 22. Pracovní větev 21 řetězu 2 je ovinuta přes vloženou řetězku 5 uchycenou otočně na vložené hřídeli 51 v ose dutého čepu kyvného úchytu 411. Volná větev 22 řetězu 2 je navedena stavěči kladkou 6 připojenou ke kyvnému závěsu 42 prostřednictvím držáku 43 do polohy zajišťující opominutelnou změnu napnutí řetězu 2 při pohybu závěsu 42 . Poloha držáku 43 je vymezena dorazem 431 , ke kterému je držák 43 přitlačován pružinou 432 . Ke vložené hřídelí 51 je prostřednictvím řemenu 7 připojena pomocná pohonná jednotka 8 .

Průmyslová využitelnost

Pohon zadního kola podle vynálezu je obzvláště vhodné využít při výrobě sportovně-turistických bicyklů s nízkými nároky na údržbu a vysokou spolehlivostí provozu a komfortem užívání. Při dostatečně tuhé konstrukci skeletu bicyklu a osazení kvalitními komponenty je tento pohon velmi vhodný i pro bicykly určené k extrémním sportům s nej vyššími nároky na jízdní vlastnosti bicyklu.

PV2002-351

-6ΦΦ ΦΦ • ΦΦΦ • · · • ΦΦΦ · • ·

ΦΦΦΦ ··

ΦΦ

Φ Φ · • ·

Φ · • · ·· ·

ΦΦ • · · Φ Φ *Φ

Φ

Φ

ΦΦΦ ΦΦΦ ΦΦ ΦΦΦΦ

Claims (11)

1. Řetězový pohon bicyklu, sestávající z převodníku uchyceného na šlapacím středu, pastorku upevněného na středu zadního kola tvořeném nábojem s vnitřním řazením převodových stupňů a řetězu, uspořádaný na skeletu bicyklu, který je sestaven z rámu s úchytem kyvného závěsu zadního kola umístěným podstatně mimo šlapací střed a závěsu zadního kola s patkou, přičemž patka je prosta provozního napínáku řetězu, vyznačující se tím, že ke skeletu (4) bicyklu je připojena, stavěči kladka (6) , kterou je volná větev (22) řetězu (2) ustavena do určitého místa v sousedství pracovní větve (21).

v

2. Řetězový pohon bicyklu podle nároku l^vyznačený tím, že stavěči kladka (6) je připojena ke skeletu (4) bicyklu prostřednictvím pohyblivého držáku (43).

3 Řetězový pohon bicyklu podle nároku 2|Vyznačený tím, že na skeletu (4) bicyklu je zhotoven doraz (431) držáku (43).

4. Řetězový pohon bicyklu podle nároku 3 vyznačený tím, že doraz (431) držáku (43) je stavitelný.

5. Řetězový pohon bicyklu podle nároku 2 až 4.vyznačený tím, že mezi skeletem (4) bicyklu a držákem (43) je uspořádána pružina (432).

6. Řetězový pohon bicyklu podle nároku 2 až 4^vyznačený tím, že držák (43) obsahuje pružný člen.

7. Řetězový pohon bicyklu podle nároku 1 až ó^vyznaěený tím, že stavěči kladka (6) je provedena ve tvaru řetězového kola.

8. Řetězový pohon bicyklu podle nároku 1 až vyznačený tím, že pracovní větev (21) řetězu (2) je za účelem jejího přesměrování vedena přes vloženou řetězku (5) uchycenou ke skeletu (4) kola.

9. Řetězový pohon bicyklu podle nároku ^vyznačený tím, že vložená řetězka (5) je ke skeletu (4) bicyklu uchycena prostřednictvím vložené hřídele (51).

10. Řetězový pohon bicyklu podle nároku 9^ vyznačený tím, že k vložené hřídeli (51) je připojena pomocná pohonná jednotka (8).

11. Řetězový pohon bicyklu podle nároku 9 a 10^ vyznačený tím, že sestava součástek uložení vložené hřídele (51) je uchycena ke skeletu bicyklu miskami se závitem, který má stoupání 24 závitů na anglický palec.