CZ6313U1 - Pákový mechanizmus pro pohon jízdního kola - Google Patents

Description

Pákový mechanizmus pro pohon jízdního kola

Oblast techniky

Řešení se týká pákového mechanizmu, sestávajícího zejména ze soustavy navzájem propojených pák, čepů, kladek a lanek, vhodného pro pohon jízdního kola.

Dosavadní stav techniky

V současné době se pro pohon jízdního kola běžně užívají mechanizmy, založené na klikovém principu. Nášlapné páky jsou upevněny otočně na hřídeli, uloženém v ložiscích a opatřeném otočným kotoučem, který je s pomocí ozubení a spojovacího nekonečného řetězu propojen na ozubené kolo, otočně upevněné na hřídeli zadního kola jízdního kola. Tento systém pak bývá případně opatřen ještě systémem převodů, sestávajících zejména z převodových řetězů a ozubených kol. Pedály nášlapných pák a s nimi nohy jezdce vykonávají při jízdě otáčivý pohyb a potřebný tlak dodávaný jezdcem a případně namáhavost jeho pohybů se mění zejména podle momentální polohy pedálů. Část energie dodávané jezdcem se přitom neefektivně odčerpá tím, že jezdec vyvíjí tlak neúčinným směrem.

Podstata technického řešení

Výše uvedený nedostatek se výrazně omezí s pomocí následně popsaného pákového mechanizmu pro pohon jízdního kola. Ten má, stejně jako stávající pohonné mechanizmy jízdních kol, levou a pravou nášlapnou páku, každou opatřenou nášlapným pedálem, středový hřídel pohonu, otočně uložený v rámu kola a opatřený na každé straně alespoň jedním ložiskem a alespoň jedním řetězovým kotoučem, propojeným prostřednictvím nekonečného řetězu na alespoň jedno zadní řetězové kolo, umístěné na hřídeli zadního kola jízdního kola, a je také opatřen případně převody pohonu. Podstata technického řešení spočívá v tom, že nášlapná páka je prostřednictvím pákového čepu propojena na spojovací páku a ta je prostřednictvím ložiskového čepu, uloženého v ložisku, otočně upevněna k rámu jízdního kola, přičemž obě nášlapné páky jsou navzájem rovnovážně propojeny a jejich konce jsou každý opatřen vodicím zařízením pro stabilizaci pohybu. Spojovací páka na každé straně je opatřena vůči ní neotočně upevněným pákovým řetězovým kolem, které je prostřednictvím nekonečného řetězu propojeno na alespoň jeden řetězový kotouč, který je prostřednictvím řetězu propojen na pohonný hřídel zadního kola jízdního kola. Jeden řetězový kotouč na každé straně je opatřen rohatkou, to je ozubeným jednostranně otočným kolem. Na pohonném hřídeli zadního kola jízdního kola se nachází alespoň jedno zadní řetězové kolo a další již známé běžné prvky pohonu zadního kola. Pohon zadního kola je použit nejlépe klasický bubnový, netvořený rohatkou, ale spínaný v záběru válečky. Tím se zabrání nežádoucímu zvedání obou nášlapných pák při couvání kola.

Rovnovážné propojení pravé a levé nášlapné páky může být provedeno například s pomocí vahadla. Výhodněji je provedeno s pomocí spojovacího lanka, které je upevněno na jedné straně k levému pákovému čepu a na druhé straně k pravému pákovému čepu

-1CZ 6313 Ul a je protaženo posuvně přes alespoň jednu vyrovnávací kladku, upevněnou s výhodou výkyvné na rámu kola. Pokud jsou vyrovnávací kladky dvě, vyhovuje to symetrii mechanizmu a lépe se dosahuje zajištění potřebné rovnováhy. Rovnovážným propojením nášlapných pák je dosaženo propojení levé a pravé části pákového mechanizmu a umožněno jejich udržování navzájem v rovnováze.

Mezi nášlapnou pákou a spojovací pákou může být umístěna alespoň jedna zesilovací páka pro zesílení výkonu pohonu. Zesilovací páka je na jednom konci upevněna otočně k rameni nášlapné páky a na druhém konci je posuvně upevněna ve vodicím zařízení pro stabilizaci pohybu. K jejímu rameni je pak, nikoliv na jejím konci, otočně upevněn konec spojovací páky. Tato zesilovací páka zesiluje výkon pohonu, pokud je těchto pák více, jsou upevněny stejným způsobem, to je jedním koncem otočně na rameni předcházející páky a druhým koncem ve vodicím zařízení pro stabilizaci pohybu.

Vodicí zařízení pro stabilizaci pohybu usměrňuje pohyb pák a zabraňuje nežádoucímu zkroucení, případně zborcení, pák. Sestává z tělesa, opatřeného alespoň jednou vodicí drážkou. Toto těleso je upevněno k rámu kola a opatřeno upevňovacím ramenem, zabraňuj ícím zkřivení.

Vodicí zařízení pro stabilizaci pohybu má v případě třípákového systému, to je s jednou nášlapnou pákou, jednou zesilovací pákou a jednou spojovací pákou na levé i pravé polovině, na každé straně po jednom vodicím zařízení, opatřeném dvěma vodícími drážkami, tedy jednou drážkou pro konec nášlapné páky a druhou pro konec zesilovací páky. Konce pák jsou v drážkách uchyceny s pomocí ložisek.

Je účelné, aby řetěz mechanizmu byl udržován v napnutém stavu. Toho je dosaženo jeho opatřením napínacím prvkem, kterým může být jakékoliv kluzné nebo otáčivé těleso, ale nejlépe kladka.

Navržený pákový mechanizmus umožňuje proti stávajícímu klikovému systému o 30 až 50 % lepší využití energie dodávané cyklistou tím, že účinněji, v závislosti na délce a úhlech jednotlivých pák, přenáší pohyb pák na pohon zadního kola. Při sešlápnutí libovolného pedálu dochází okamžitě k pohybu kola vpřed. Další výhodou je, že v zatáčkách nemusí být pedály sešlapovány až takzvaně na doraz dolů, ale i při mírném přešlapování je zajištěn neustálý pohyb vpřed. Navržený mechanizmus je vhodný zejména pro jízdní kola, mohl by však být použitelný i pro některé typy pohyblivých vozítek.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je blíže objasněno s pomocí výkresů, kde znázorňuje obr. 1 jízdní kolo s příkladným pákovým mechanizmem v pohledu ze strany, obr. 2 totéž v pohledu shora a obr. 3 v čelním pohledu, obr. 4 detail vějířovitě rozevřených pák a obr. 5 detail vodícího zařízení a pák v pohledu shora, obr. 6 detail řetězových propojení mechanizmu a obr. 7 detail pákového mechanizmu v pohledu shora.

-2CZ 6313 Ul

Příklady provedení technického řešení

Příkladným provedením technického řešení je pákový mechanizmus pro pohon jízdního kola, znázorněný na obr. 1 až obr. 7.

Mechanizmus má dvě po stranách umístěné nášlapné páky i a ££, na levé straně od rámu 2. levou nášlapnou páku 1, na pravé straně pravou nášlapnou páku 1¹ . každou opatřenou bočně uchyceným nášlapným pedálem 3.. Každá z nich je propojena prostřednictvím pákového čepu 4 na zesilovací páku 5. a spojovací páku 6. Spojovací páka 6 je opatřena vůči ní neotočně upevněným pákovým řetězovým kolem 7. Je prostřednictvím ložiskového čepu 8, uloženého otočně v ložisku £, otočně připevněna k rámu 2. jízdního kola. Levá a pravá část pákového systému jsou v důsledku společného ložiskového čepu 8 navzájem kompatibilní a jsou propojeny do navzájem rovnovážné polohy prostřednictvím spojovacího lanka 10. To je jedním koncem upevněno na levém pákovém čepu 4 levé nášlapné páky 1 a druhým koncem na pravém pákovém čepu 4¹ pravé nášlapné páky 1¹ a je vedeno posuvně přes dvě spojené vyrovnávací kladky 11. které jsou uchyceny výkyvné na rámu 2. jízdního kola. Konce nášlapných pák £ a 1¹ jsou opatřeny každý vodicím zařízením 2. pro stabilizaci pákových pohybů, které zajišťuje pohyblivé vedení těchto konců ve vymezeném směru. Vodicí zařízení 12 sestává z tělesa, opatřeného vodícími drážkami 13 a 13¹, které je připevněno k rámu 2, v tomto příkladném provedení je na rámu 2 přivařeno as pomocí upevňovacího ramene 14 je upevněno současně na jiném místě k rámu 2 tak, že je zabráněno nežádoucímu zkroucení. Nášlapná páka £ má jeden konec posuvně uložen v první drážce £3 vodicího zařízení 12. Druhá drážka 13' je určena pro posuvné uložení konce zesilovací páky 5. Pákové řetězové kolo 7 je prostřednictvím nekonečného řetězu 16 propojeno na řetězový kotouč 17 jízdního kola, uložený na středovém hřídeli £8, a dále již běžným způsobem, to je prostřednictvím řetězu £6, propojeno na zadní kolo jízdního kola. Na levé straně je jeden řetězový kotouč 17. na pravé jsou v tomto konkrétním případě celkem 4 řetězové kotouče 17 . včetně převodových kol. Jeden řetězový kotouč 17 na každé straně je opatřen jednostranně otočnou rohatkou 15.

Zařízení funguje následovně. Sešlápnutím pravého pedálu £ se uvede do pohybu nášlapná páka £, jejíž jeden konec s pedálem £ klesá dolů, zatímco opačný konec se posune ve vodicí drážce 13. Současně se vějířovitě rozevřou zesilovací páka 5 a spojovací páka 6. Jeden konec zesilovací páky 5 se posunuje ve druhé vodicí drážce . 13¹. Tím se synchronizuje pohyb pák 5 a 6 a pákového řetězového kola £ tak, že pákové řetězové kolo 7 vykoná celkově obloukovitý pohyb. Přitom se začne otáčet první řetěz 16 a pohyb se přenese na pravý řetězový kotouč 17. Pravá rohatka 15 zajišťuje jednosměrný pohyb řetězového kotouče 17 a pokud je v záběru, otáčí středovým hřídelem £8. Otáčením středového hřídele 18 se vyvolá pohyb ostatních řetězových kotoučů £7. Všechny se pohybují stejným směrem s výjimkou levého řetězového kotouče 17¹, opatřeného levou rohatkou 15¹, který se otočí opačným směrem. Pohyb se dále známým řetězovým mechanizmem přes druhý řetěz 16' a případně přes převody přenese na pohonný hřídel 19 zadního kola tak, že se roztočí zadní kolo jízdního kola. Při pohybu je první řetěz £6 napínán napínacím prvkem 20. kterým je kladka. Obě části mechanizmu pohonu jsou symetrické, jsou s pomocí propojení ložiskového čepu 8 kompatibilní a jsou s pomocí lanka 10 a vyrovnávacích kla-3CZ 6313 Ul dek 11 v rovnováze. Proto se při sešlápnutí levé nášlapné páky 1 pohybuje pravá nášlapná páka 1¹ opačným směrem, to je nahoru. Nášlapné páky 1 a 1¹ není nezbytné sešlapovat až do krajní polohy, lze je pouze mírně přešlapávat, a přesto se jízdní kolo stále pohybuje kupředu. Intenzitou sešlápnutí během jízdy lze snadno regulovat rychlost jízdy.

Claims (6)

1. Pákový mechanizmus pro pohon jízdního kola, který má levou a pravou nášlapnou páku, každou opatřenou nášlapným pedálem, středový hřídel pohonu, otočně uložený v rámu kola a opatřený na každé straně alespoň jedním ložiskem a alespoň jedním řetězovým kotoučem, propojeným prostřednictvím nekonečného řetězu na alespoň jedno zadní řetězové kolo, umístěné na hřídeli zadního kola jízdního kola, a který je opatřen případně převody pohonu, vyznačující se tím, že každá nášlapná páka /1,1'/ je prostřednictvím pákového čepu /4/ propojena otočně na spojovací páku /6/, která je opatřena neotočně upevněným pákovým řetězovým kolem /7/ a prostřednictvím ložiskového čepu /8/, uloženého v ložisku /9/, otočně upevněna k rámu /2/ jízdního kola, přičemž obě nášlapné páky /1, 1’/ jsou navzájem rovnovážně propojeny a jejich konce jsou opatřeny vodicím zařízením /12/ pro stabilizaci pohybu, a pákové řetězové kolo /7/ je prostřednictvím nekonečného řetězu /16/ propojeno na řetězový kotouč /17/, zatímco středový hřídel /18/ pohonu je opatřen na každé straně rohatkou /15/.

2. Pákový mechanizmus pro pohon jízdního kola podle nároku 1, vyznačující se tím, že rovnovážné propojení nášlapných pák /1,1'/ je provedeno prostřednictvím spojovacího lanka /10/, které je upevněno na jedné straně k levému pákovému čepu /4/ a na druhé straně k pravému pákovému čepu /4'/ a je protaženo posuvně přes alespoň jednu vyrovnávací kladku /11/, upevněnou výkyvné na rámu /2/ kola.

3. Pákový mechanizmus pro pohon jízdního kola podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že mezi nášlapnou pákou /1/ a spojovací pákou /6/ je umístěna alespoň jedna zesilovací páka /5/, která je upevněna jedním koncem otočně k nášlapné páce /1/ a druhým koncem posuvně ve vodicím zařízení /12/ pro stabilizaci pohybu.

4. Pákový mechanizmus pro pohon jízdního kola podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že vodicí zařízení /12/ pro stabilizaci pohybu sestává z tělesa, opatřeného alespoň jednou vodicí drážkou /13/, které je upevněno k rámu /2/ kola a opatřeno upevňovacím ramenem /14/.

5. Pákový mechanizmus pro pohon jízdního kola podle nároku 4, vyznačující se tím, že vodicí zařízení /12/ pro stabilizaci pohybu má dvě vodicí drážky /13, 13'/, uložené v navzájem rovnoběžných rovinách, jednu pro konec nášlapné páky /1/ a druhou pro konec zesilovací páky /5/.

-4CZ 6313 Ul

6. Pákový mechanizmus pro pohon jízdního kola podle nároku 5, vyznačující se tím, že řetěz /16/ je opatřen napínacím prvkem /20/.