CZ31893A3

CZ31893A3 - Pedal crank drive for a bicycle

Info

Publication number: CZ31893A3
Application number: CZ93318A
Authority: CZ
Inventors: Gerhard Hilber
Original assignee: Gerhard Hilber
Priority date: 1990-09-04
Filing date: 1991-09-02
Publication date: 1993-10-13
Also published as: EP0546004B1; DE59103514D1; AU8425291A; US5279524A; JPH06500287A; EP0546004A1; DK0546004T3; CZ282190B6; ES2066465T3; HUT68603A; ATE113914T1; HU9300503D0; WO1992004230A1

Description

Vynález se týká šlapacího klikového pohonu pro jízdní kolo, opatřeného dvěma klikami, navzájem otočně a pevně spojenými s hřídelem klik, dále převodníkem s alespoň jedním ozubeným věncem, který je otočně uložen na hřídeli klik a dále alespoň jednou přenosovou pružinou, silově působící pří dopředňém otáčení klik a umístěnou mezi převodníkem a klikou, sousedící s převodníkem·

Dosavadní stav techniky

U známých šlapacích klikových pohonů tohoto typu (CH-PS 539 538) slouží přenosová pružina, vytvořená jako tažná pružina, á upravená mezi nábojem převodníku a ozubeným věncem, otočně uloženým na tomto náboji k překonání horního a spodního mrtvého bodu špapacího klikového pohonu, jelikož se přenosová pružina, upnutá nábojem převodníku, vyčnívajícím přes ozubený věnec, může při zpětném šlápnutí na kliky v oblasti mrtvého bodu šlapacího klikového pohonu při odpovídajícím přenosu otáčivého momentu na ozubený věnec odlehčit· Jelikě při zpětném šlápnutí na šlapací klikový pohon musí být počítáno se značnými pohonnými silami, je pro zajištění požadovaného účinku třeba přenosovou pružinu příslušně dimenzovat, aby bylo možno na stávající omezené dráze pružiny vyvozovat dostatečnou velikost síly· Přesto se však ukázalo, že se stále tvrdšími přenosovými pružinami je dosažení žádoucího účinku problematické. Cyklista může totiž se stoupající silou pružiny vykonávat v oblasti mrtvého bodu šlapacího klikového pohonu stále menší moment opření, který by byl dostatečný pro zabránění zpětného otáčení kliky, takže při odlehčení přenosové pružiny může docházet ke znatelnému zpožďování a v dalším sledu pak ke zpětnému otáčení klik, což je nanejvýš rušivé a odporuje rovnoměrnému otáčení šlapacího klikového pohonu.

- 2 Podstata vynálezu

Vynálezu byla stanovena úloha zlepšit šlapací klikový pohon již zmíněného typu jednoduchými konstrukčními prostředky tak, aby bylo možno dosáhnout výhodné rozdělení otáčivého momentu během jedné otáčky převodníku, aniž by se upustilo od účinné podpory překonávání mrtvého bodu pomocí přenosové pružiny, umístěné mezi klikovým pohonem a převodníkem·

Vynález vyřešil danou úlohu tak, že mezi převodníkem a sousedící klikou je ve směru zatěžování přenosové pružiny umístěna předepnutá tlumicí pružina.

Pomocí tlumicí pružiny, předepnuté ve směru zatěžování přenosové pružiny, se přenosová pružina může odlehčit pouze proti síle tlumicí pružiny, přičemž se tlumicí síla tlumicí pružiny s narůstajícím odlehčením přenosové pružiny zvětšuje, čímž se zatěžovací poměry šlapacího klikového pohonu v oblasti mrtvého bodu změní tak, že otáčivý moment vyvozovaný cyklistou také v oblasti mrtvého bodu, bez dalšího dostačuje k tomu, aby se v důsledku odlehčení přenosové pružiny zabránilo znatelnému zpožďování při otáčení klik.

Tím se nastaví rovnoměrnější rozdělení otáčivého momentu během jedné otáčky převodníku, což se projeví obzvlášť výhodně při větších zatíženích klik, k čemuž zpravidla dochází při jízdě do kopce.

Aby se vyhovělo úloze tlumení musí být tlumicí pružina při srovnání s přenosovou pružinou^provedana měkká. Tlumicí pružina má tedy vykazovat nejvýše polovinu síly přenosové pružiny. Přizpůsobení příslušné tlumicí síly vůči zatížení přenosové pružiny, může být provedeno předepnutím tlumicí pružiny, přičemž se předepnutím tlumicí pružiny přirozeně také změní předepnutí přenosové pružiny. Vzhledem k tomu, že se se zatížením přenosové pružiny má také zvětšit tlumicí síla, získají se pro pohon obzvlášť výhodné podmínky, když může být předepnutí tlumicí pružiny přestaveno v závislosti na dráze přenosové pružiny. V takovém případě se vlivem větších pohonných sil

- 3 při vyjíždění kopce nejen zvětšuje dráha přenosové pružiny, nýbrž také předepnutí tlumicí pružiny, takže se dostatečně utlu· mí zpětný otáčivý moment, který jinak by účinně působil při odlehčení přenosové pružiny.

2a účelem konstrukčního řešení přestavování předepnutí tlumicí pružiny v závislosti na dráze přenosové pružiny, může být tlumicí pružina opřena o rohatkovou páku, zatíženou pružinou ve směru tlumicí pružiny a která spolupůsobí se západkou, zatíženou pružinou a opatřenou alespoň jedním zářezem. Když se v důsledku vzniklého zatížení zvětší dráha přenosové pružiny na míru, která dosahuje přestavení rohatkové páky do další zářezové polohy západky, zvětší se tak předepnutí tlumicí pružiny podle dráhy nastavení západky, čímž se dosáhne žádoucí přizpůsobení tl umif-í síly na zvětšující se zatížení šlapacího klikového pohonu·

Má-li být přitom zabráněno zrušení nebo citelnému zmenšení tlumicí síly v oblasti přestavení rohatkové páky mezi dvěma zářezovými polohami, musí být odpovídajícím způsobem podle tlumicí pružiny změřeno nastavení pružiny, ovlivňující rohatkovou páku·

Za účelem odlehčení tlumicí pružiny musí být pouze uvolněna západka pro rohatkovou páku. Toho může být dosaženo různými způsoby· Obzvláší jednoduché manipulační poměry se dosáhnou tím, že západka tvoří náběhovou dráhu pro odblokovací díl, kolem něhož prochází západka při jedné otáčce převodníku· Odblokovací díl, nabíhající na náběhovou dráhu západky uvolní západku proti zatížení její pružiny, což má za následek zpětné vrácení rohatkové páky, zatížené přenosovou pružinou, do její výchozí polohy· Aby bylo možno jednoduše provést odblokování rohatkové páky během jízdy, může být odblokovací díl zakývnut nebo vykývnut pomocí bowdenového lana nebo podobně do oběhové dráhy západky·

2a účelem zachycení vznikajících pohonných a tlumicích sil se při dodržení omezených drah pružin doporučuje vytvořit přenosovou pružinu a tlumicí pružinu, jako tlačné pružiny, které

- 4 se upnou, nezi převodník a sousedící kliku* Musí však hýb dbáno na dostatečně tuhé opření těchto pružin vůči převodníku. Za tím účelem mohou opěry pro přenosovou pružinu a tlumicí pružinu tvořeny na koncích pružin, odvrácených od kliky, rameny držáku, v podstatě tvaru U, která jsou uchycena na vnější straně převodníku, a v široké míře umožňují použití stávajících vytvoření převodníku, který může být pro vícenásobné řazení převodů opatřen dvěma nebo třemi ozubenými věnci. Držák sám může být bez dalšího dostatečně dimenzován, aby mohl zachycovat vznikající síly, aniž by se ohrožovala schopnost otáčení převodníku vůči klikám, jelikož vytvoření držáku ve tvaru U umožňuje oboustranné uchopení kliky, sousedící s převodníkem, s dostatečneu vůlí pro otáčení převodníku vzhledem ke klice.

Přehled obrázků na výkrese

Předmět vynálezu je znázorněn na příkladu provedení na výkresech, kde značí obr. 1 šlapací klikový pohon podle vynálezu pro jízdní kolo v bokoryse, obr. tento šlapací klikový pohon v řezu podle čáry II-II z obr. 1 a obr. 3 variantu provedení, odpovídající znázornění dle obr. 1·

Přiklad provedení vynálezu

Šlapací klikový pohon podle obr. 1 a 2 sestává v podstatě z hřídele otočně uloženého v ložisku 1. rámu 2. jízdního kola, který navzájem otočně pevně propojuje kliky 4a. 4b. opatřené běžným způsobem pedály a nese převodník 2 se třemi vyměnitelnými ozubenými věnci £, na nichž je podle volby veden čárkovaně naznačený poháněči řetěz 2· Ka rozdíl od stávajících klikových pohonů není převodník 5 s ozubenými věnci £ otočně pevně propojen s hřídelem 2 hlik, nýbrž je pomocí kuličkového ložiska 8 otočně uložen na-hřídeli 2 klik, případně náboji 2 kliky. Pro přenos síly mezi klikami 4a« 4b a převodníkem 2 slouží přenosová pružina ΙΟ., která leží na vnější straně převodníku 2 ^v jejím obvodovém směru a je upnuta mezi opěrným ložiskem 11 kliky, sousedící s převodníkem 2 a opěrkou 12 v

držáku 13 tvaru U, který se upevní upevňovacími· šrouby 14 na vnější straně převodníku 2· Klika 4a. sousedící s převodníkem, je držákem 13 držena s dostatečnou vůlí, aby se mezi touto

zapružení přenosové pružiny JO, vytvořené jako tlačná pružina. Na straně kliky 4a protilehlé k přenosové pružině 10. je umístěna tlumící pružina 15. která je upnuta mezi opěrné ložisko 11 a opěrku 16 n^a druhém rameni držáku 13 tvaru U, takže klidová poloha kliky 4a je určena rovnováhou otáčivých momentů pružin 10 a 15. působících na kliku 4a· Předepnutí pružin 1£ a Ji může být měněno stavěcím šroubem 17. htexý je opatřen narážkou 18 pro tlumicí pružinu 15_Ť

Při zpětném šlápnutí na kliku 4a podle šipky 19 se pohonný moment přenáší na převodník 5. pomocí přenosové pružiny 10, přičemž přenosová pružina 10 se--podle použité nožní síly zasoučasného odlehčení tlumicí pružiny 15 stlačí, až se dosáhne spodní mrtvé polohy, ve které pohonný-moment na klikách 4a. £b dosáhne nejmenší hodnoty, přenosová pružina se přesto odlehčí, takže nashromážděná síla pružiny se využije k překonání mrtvého bodu·

Aby nedocházelo k nárazovitému odlehčení přenosové pružiny 10 a v důsledku toho k rázům na kliky 4a. Jb v opačném smys lu otáčení, je odlehčení přenosové pružiny- 10 tlumeno tlumicí pružinou 15. proti jejíž vzrůstající síle pružiny musí být pře nosová pružina 10 odlehčena· Tímto tlumením mohou být pro zachycení poháněčích sil použity dostatečně silné přenosové pružiny 12,, aniž by vznikla obava z ovlivnění rovnoměrnosti otáčivého pohonu· Tlumicí síla nemusí být nutně vyvozována pružinou, nýbrž může být také dosažena tlumičem·

Aby bylo možno zvýšit předepnutí tlumicí pružiny 15 v závislosti na dráze přenosové pružiny 10 podle zatížení, je oper ka li podle obr. 3 vytvořena jako přestavitelná rohatková páka 20, s níž spolupůsobí západka 21» která má dvě zářezová vybrání 22 pro rohatkovou páku 20«

Rohatková páka 20 otočně uložená vůči držáku 13 kolem kyv

tlumicí pružiny 15« přestavená v dopředném směru otáčení šlapacího klikového pohonu, když zapružení přenosové pružiny 10 takové další nastavení připouští· Zatěžovací pružina 24. která je s výhodou dimenzována podle tlumicí pružiny 15. přejímá část přiváděných tlumicích sil pro případ, že rohatková páka 20 v důsledku zapražení přenosové pružiny 10 vystoupila podle šipky 20 ze zářeaového vybrání 22. aniž by zaskočila do následujícího zářezového vybrání·

Pro odblokování rohatkové páky 20 je západka 20, zatížená ve směru uzamčení pružinou 25. opatřena náběhovou drahou 26 pro odblokovací díl 27. který musí být zakývnut pro přehlednost neznázorněným bowdenovým lanem nebo podobně do oběhové dráhy západky 21. takže se přes odblokovací díl 27 vykývne západka 21 kolem ložiskové osy 28 proti síle pružiny 25 a uvolní rohatkovou páku 2£, která při odpovídající malé dráze zapružení přenosové pružiny touto přenosovou pružinou 10 zakývnuta zpět.

Pi-o ohraničení možné největší dráhy zapružení přenosové pružiny 10 může být dále použita narážka.

Odblokovací díl 27 nemusí být zpravidla ovládán bowdenovým lanem, když je odblokovací díl 27 při zpětném šlápnutí na šlapací klikový pohon dotlačen na náběhovou dráhu 29 západky 21 proti narážce 30 a v dalším sledu je západka 21 odblokována- proti síle pružinÝ-25. jak je nakresleno na obr. 3. V tomto případě je však třeba vžiti v úvahu, še při každém dopředném otáčení nadzdvihne krátkodobě náběhová dráha 26 západky 21 odblokovací díl 27. který je za tím účelem o pat řen--náběhovou kladkou 21·

Je třeba obzvláší zdůraznit, že přenosová pružina 10 může být konstruována rozdílně, jelikož jde pouze o to převážit klikové síly přes pružnou součást na přebodník 2· ^ak by například bylo možno namísto znázorněné Šroubové pružiny 10 použít těleso pružné jako guma nebo plynovou pružinu. Další možnost spočívá v tom, že ramena držáku 13 ve tvaru U, tvořící opěrky jsou vytvořena jako ploché pružiny, do nichž zabírá klika 4a buS bezprostředně nebo přes tlak přenášející díl. Aby se vzaly v úvahu radiální posuvné pohyby, spojené s plochými pružinami a působícími mezi klikou 4a a pružinou, mohou ploché pružiny doléhat na kliku přes kladku.

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný pro konstrukci pohonů jízdních kol, obzvláště horských·

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1· Šlapací klikový pohon pro jízdní kolo, opatřený dvěma klikami navzájem otočně a pevně spojenými s hřídelem klik, dále s převodníkem alespoň jedním ozubeným věncem, který je otočně uložen na hřídeli klik a dále alespoň jednou přenosovou pružinou, silově působící při dopředném otočení klik a dále tlumicí pružinou, předepjatou ve směru zatížení přenosové pružiny, umístěnou mezi převodníkem a klikou, sousedící s převodníkem, vyznačený tím, že předepnutí tlumící pružiny (15) je přestavitelné v závislosti na dráze přenosové pružiny (15)·
2. Šlapací klikový pohon podle nároku 1 vyznačený tím, Že tlumicí pružina (15) je opřena o rohatkovou páku (20), zatíženou pružinou ve'směru tlumicí pružiny, která spolupůsobí s alespoň jednou pružinou zatíženou západkou (21) rohatkové páky (20) s alespoň jedním zářezem (22).
3. Šlapací klikový pohon podle nároku 2 vyznačený t í m , že západka (21) tvoří náběhovou dráhu (26) pro odblokovací díl (27)· '
4· šlapací klikový pohon podle nároku 3 vyznačený t í m , že odblokovací díl (27) se žakyvuje do oběhové dráhy západky (21)·
5· Šlapací klikový pohon podle jednoho z nároků 1 až 4 vyznačený tím, že přenosová pružina (10) a tlumicí pružina (15) jsou vytvořeny jako tlačné pružiny a upínají mezi sebě kliku (4a), přičemž opěrky (12, 16) pro přenosovou pružinu (10) a tlumicí pružinu (15) jsou v oblasti konců pružin, odvrácených od kliky (4a), tvořeny rameny držáku (15), v podstatě tvaru U, které jsou uchyceny na vnější straně převodníku (5)· * ----— --