FI81755C - Cykel. - Google Patents

Description

1 81755

Polkupyörä

Keksintö koskee polkupyörää, joka käsittää pyöritettävät kammet, ainakin yhden pyöritettävän vetävän pyö-5 rän, kampien käsittäessä poljinkammet ja lisäkammen, jotka on kiinnitetty toistensa suhteen niin, että ne on pyöritettävissä yhteisen pyörimisakselin ympäri, ja jotka on sijoitettu erilleen toisistaan oleellisesti 180° kulmaan pyörimisakselin ympärille, ja pyörimisakselin aseman ol-10 lessa kiinteä vetävän pyörän akselin suhteen, polkimet kiinnitettyinä suoraan poljinkampeihin kampien pyörivän liikkeen aikaansaamiseksi, satulaan, joka on nivelletty liikkuvaksi tietyn pisteen suhteen, jonka asema on määrätty vetävän pyörän akselin suhteen, jolloin vetävä pyö-15 rä on sovitettu pyöritettäväksi kampien, vetävän ketju-pyörän päättömän ketjun ja vedetyn ketjupyörän liikkeen avulla, vetävän ketjupyörän ja vedetyn ketjupyörän ollessa varustettu hampailla, jotka kytkeytyvät päättömän ketjun lenkkeihin.

20 Tavanomaisessa polkupyörässä saadaan takapyörä pyörimään vedetyn ketjurattaan, päättömän ketjun ja vetävän ketjurattaan avulla. Vetävä ketjuratas saadaan pyörimään kahden kämmen avulla, joihin on pyörivästi kiinnitetty polkimet, kampien ollessa asennettu toisiinsa näi-25 den vastakkain. Polkupyörän käyttäjä voi istua polkupyörän istuimella ja kohdistaa voimaa ensin yhteen polkimeen ja sitten toiseen tai käyttäjä voi seistä poikimilla ja siirtämällä painoaan polkimelta toiselle saada kammet kiertymään ja siten vetävän pyörän pyörimään. Tämän jär-30 jestelyn haittana on, että välityssuhde vetävän ketjurattaan ja vedetyn ketjurattaan välillä ja siten polkupyörän nopeus on rajattu, koska polkupyörän polkimeen kohdistuva suurin voima on yleensä hieman alhaisempi kuin käyttäjän paino. Lisähaitta on, että polkupyörä saattaa olla sopi-35 maton vammautuneen henkilön käytettäväksi, koska polke-mismekanismin käyttämiseen tarvitaan kaksi raajaa.

2 81755 GB-patenttijulkaisussa 234 363 selitetään ajoneuvoa varten tarkoitettua vetomekanisraia, jossa poljin ja istuin ovat nivelletystä liikutettavissa pystysuuntaan ja liitetty toisiinsa pylpyrämekanismilla, niin että käytös-5 sä vaikuttaa ajajan paino vuorotellen polkimeen ja istuimeen aiheuttaen istuimen jaksottaisen pystysuoran liikkeen. Istuin on yhdistetty pylpyrä- ja jousimekanismilla vetävän pyörän akseliin, joka on myös varustettu räikkä-mekanismilla, jotta akseli voisi pyöriä vain yhteen suun-10 taan. Vetävää pyörää vedetään vain istuimen liikkuessa ylös päin, mikä saattaa rajoittaa saavutettavaa nopeutta, samoin kuin mahdollisesti haitata hallittavuutta. Lisäksi ovat erilaiset pylpyrä- ja jousimekanismit monimutkaisia ja ne saattavat kulua ja vahingoittua nopeasti.

15 GB-patenttijulkaisu 402 369 esittää ajoneuvon, jossa on runko, runkoon nivelletty sidetanko, johon on kiinnitetty istuin, runkoon nivelletty vipu, vipuun kiinnitetyt jalkatuet sekä kampi, joka on samanlainen kuin tavanomaisessa polkupyörässä ja joka on asennettu runkoon 20 kiertyvästi siirtämään kiertyminen ajoneuvon vetävään pyörään. Sekä sidetanko, että vipu on kytketty kampeen vastaavan voimansiirto-osan välityksellä, joka liikkuu edestakaisin pystysuunnassa kämmen kiertyessä. Näin saadaan kampi kiertymään kohdistamalla olennaisesti pysty-25 suora voima vuorotellen istuimeen ja jalkatukiin. Tässä ajoneuvossa on suuri määrä nivelkohtia, mikä saattaa heikentää ajoneuvon mekaanista lujuutta sekä huonontaa hyötysuhdetta, jolla käyttäjän painoa voidaan käyttää hyväksi.

30 GB-patenttijulkaisussa 424 566 esitetään samanlai nen järjestely, jossa kampi on varustettu kahdella sivut-taishaaralla, joista toinen on liitetty runkoon pystysuorasti nivellettyyn vipuun ja toinen on yhdistetty jalka-tukiin, jotka on nivelletty vaakasuorasti runkoon. Vipua 35 voidaan liikuttaa pystysuorassa joko käyttämällä ajajan painoa istuimeen tai käyttämällä kiristysjousen palautus-

II

3 81755 vaikutusta. Edellä mainittujen haittojen lisäksi ei ajajan koko painoa voida kohdistaa jalkatukiin.

GB-patenttijulkaisussa 457 307 esitetään polkupyörä, jossa sekä istuin että poljinkammen akseli on nivel-5 letty vaaka- ja pystysuorassa runkoon nähden. Istuin on liitetty poljinkampeen voimansiirto-osalla, niin että se saa poljinkammen kiertymään käyttäjän painon vaikuttaessa vuorotellen istuimeen ja polkimeen tai poikimiin. Istuimen liike tapahtuu kuitenkin sekä pystysuoraan että vaa-10 kasuoraan, pienentäen hyötysuhdetta. Poljinkammen koko saattaa myös olla rajattu, koska runko ei suoraan kannata sitä. Nivelpisteiden suuri lukumäärä saattaa tehdä tämän laitteen erityisen alttiiksi mekaaniselle rasitukselle.

GB-patenttijulkaisu 626 900 esittää kolmipyörän, 15 jossa on kaksi takapyörää vhteisellä akselilla ja jossa istuin voi kiertyä pystysuunnassa taka-akselin ja kampi, joka on yhtenäistä rakennetta taka-akselin kanssa kiertyy reaktiona istuimen pystysuorasta liikkeestä. Kämmen liike ylöspäin saadaan aikaan kahdella vivulla, joiden kumman-20 kin yhdessä päässä on jalkatuki, jotka on nivelletty kolmipyörän rungon välipisteeseen ja yhdistetty toisessa päässään istuimeen nivelen välityksellä. Tämä järjestely kärsii useista haitoista. Erityisesti ei voida käyttää vaihteita, niin että saavutettavat nopeudet ovat rajattu-; 25 ja.

Tämän keksinnön tavoitteena on aikaansaada polkupyörä, esimerkiksi kaksipyöräinen, jolla yllä mainitut haitat voidaan poistaa tai ainakin lievittää niitä.

Tähän päämäärään päästään keksinnön mukaisella 30 polkupyörällä, jolle on tunnusomaista, että polkupyörä käsittää lisäksi välineet voiman siirtämiseksi satulasta lisäkampeen kampien kiertämiseksi, niin että polkupyörää voidaan kuljettaa eteenpäin kohdistamalla voima vuorotellen poikimiin ja istuimeen.

35 Edullisesti välineet voiman siirtämiseksi satulas ta kampeihin käsittävät voimansiirto-osan, joka on nivel- 4 81755 letty kampeihin siten, että se liikkuu edestakaisin kampien pyöriessä, poikkitangon, joka on nivelletty pisteeseen, jonka asema on määrätty vetävän pyörän akselin suhteen, istuimen ollessa asennettu poikkitangolle ja voi-5 mansiirto-osan ollessa nivelletty poikkitangolle siten, että se liikkuu poikkitangon kiertoliikkeen mukana.

Keksinnön mukaisella polkupyörällä voidaan ajaa suhteellisen suurella nopeudella, ja se saattaa olla sopiva vammautuneen henkilön käytettäväksi.

10 Lisäksi keksinnön mukainen polkupyörä on erityisen sopiva kuntoutusta varten.

Jotta tätä keksintöä voitaisiin paremmin ymmärtää ja jotta voitaisiin esittää miten se voidaan toteuttaa viitataan nyt esimerkkinä oheisiin piirustuksiin, joissa 15 kuvio 1 esittää sivupystykuvaa keksinnön mukaises ta polkupyörästä, kuvio 2 esittää perspektiivikuvaa yläviistosta kuviossa 1 esitetystä polkupyörästä, kuvio 3 esittää yläkuvaa kuviossa 1 esitetystä 20 polkupyörästä, kuvio 4 esittää kaaviomaista sivukuvaa kuviossa 1 esitetyn polkupyörän poljinmekanismista ja kuvio 5 on kaavio, joka esittää kuviossa 4 esitetyn polkemisjärjestelmän poljinkammen, kämmen ja side-25 tangon asennot käytössä.

Viitaten nyt piirustuksiin esitetään niissä polkupyörä 1, joka käsittää rungon 2, takapyörän 3 ja etupyörän 4. Etupyörä 4 pyörii vapaasti polkypyörän etuhaarukassa 5, joka on liitetty jäykästi ohjaustankoon 6, jolla 30 polkupyörää ohjataan. Tapapyörä 3 on kiinnitetty pyöri-västi runkoon 2 ja sitä voivat pyörittää vetävä ketjuratas 7, päätön ketju 8 ja vedetty ketjuratas 9. Polkupyörässä voi tietenkin olla tavanomaisten pyörien tapaan li-sävaihteita, jotka tekevät mahdolliseksi ajon mäkisessä 35 maastossa. Käytettävissä voi olla esimerkiksi kaksipor tainen vaihde. Takapyörä 3 on tällöin varustettu tavan-

II

5 81755 omaisella vapaanapamekanismilla, niin että takapyörä 3 voi pyöriä vapaasti vaikka vetävä ketjuratas 7, päätön ketju 8 ja vedetty ketjuratas 9 eivät liiku. Vetävä ketjuratas 7 on asennettu pyörivästi runkoon 2 ja sitä voi-5 daan pyörittää poljentamekanismilla, joka käsittää side-tangon 10, voimansiirto-osan 11, kammet 12 ja poljinkam-met 13. Voimansiirto-osa 11 on nivelletty sidetangon 10 keskiosaan, ja kampien 12 kiertyminen liikuttaa sitä pys-tytasossa. Umpilaakerit 15 estävät voimansiirto-osan 11, 10 ja siten sidetangon 10 liiallisen liikkumisen sivusuunnassa polkupyörän käytön aikana. Kukin kampi 12 on nivelletty voimansiirto-osaan 11 ja toimii yhdessä siihen liittyvän poljinkammen 13 kanssa yhtenäisenä jäykkänä osana, joka voi kiertyä vetävän ketjurattaan 7 akselin 15 ympäri. Yksi kampi 12 ja siihen liittyvä poljinkampi 13 on kiinnitetty vetävään ketjurattaaseen 7, niin että kampien 12 ja poljinkampien 13 kiertyminen eteenpäin saa vetävän ketjurattaan 7 pyörimään. Kuhunkin poljinkampeen 13 on kiinnitetty pyörivästi poljin 16.

20 Polkupyörän käyttämistä varten voidaan polkimet 16 siirtää niiden korkeimpaan asemaan, ja niihin kohdistettu voima saa poljinkanunet 13, kammet 12 ja vetävän ketjurattaan pyörimään eteenpäin sekä voimansiirto-osan 11 ja sidetangon 10 liikkumaan ylöspäin. Kun polkimet 16 ovat 25 saavuttaneet alimman asemansa, jolloin sidetanko on korkeimmassa asennossaan, painaa istuimella 14 istuvan käyttäjän paino voimansiirto-osaa 11 alaspäin saaden kampien 12, poljinkampien 13 ja vetävän ketjupyörän 7 kiertymisen jatkumaan, kunnes polkimet ovat ylimmässä asennossaan, 30 jolloin sidetanko 10 on alimmassa asennossaan. Piirustusten kuviossa 5 esitetään poljinkammen 13, siihen liittyvän kämmen 12 ja sidetangon 10 suhteelliset asennot käytön aikana ja niitä merkitään numeroilla 1-7, l'-7’ ja l"-7" vastaavasti.

35 Käytössä voidaan polkupyörää ajaa edellä selite tyllä tavalla. Käyttäjä voi vuorotellen seistä polkimella 6 81755 16, sen ollessa alimmassa asennossaan, ja kuljettaa pyörää eteenpäin, istuutuen sen jälkeen istumelle 14, mikä saa kammet 12, poljinkammet 13 ja vetävän ketjurattaan 7 kiertymään.

5 Merkillepantavaa on, että välityssuhde vetävän ketjurattaan 7 ja vedetyn ketjurattaan 9 välillä on korkea. Tämä suhde voi olla niinkin korkea kuin 20:1 tai 30:1 ja se voidaan saada aikaan joko käyttämällä suurta vetävää ketjuratasta, kuten esitetään, tai käyttämällä 10 sisäistä välitystä takapyörän 3 navassa. Tämä on mahdollista, koska käyttäjän koko painoa käytetään polkypyörän ajamiseen ja se saa pyörän liikkumaan nopeammin. Välitys-suhde voidaan valita siten, että kun polkupyörä liikkuu kohtuullisella nopeudella, kiertyy vetävä ketjuratas 7 15 10-20 kierrosta minuutissa, noudattaen suurin piirtein käyttäjän hengityksen tahtia. Lisäksi on merkillepantavaa, että käytössä polkimet 16 liikkuvat samanaikaisesti ja istuimen 14 ja poikimien 16 välinen etäisyys muuttuu jaksoittain. Siten on polkupyörä erityisen sopiva kuntoi-20 lua varten.

Kampiin 12 ja 13 kohdistuvaa kiertävää voimaa poikimissa 16 voidaan lisätä niiden liikkuessa alaspäin käyttämällä vyötä, joka on kiinnitetty istuimeen 14 ja kulkee käyttäjän vyötärön ja/tai reisien ympäri, niin et-25 tä hän voi vetää ylöspäin istuimella 14, samalla kuin hän painaa jaloillaan poikimia 16 alaspäin.

Kuten ylläolevasta selityksestä ja oheisista piirustuksista käy ilmi, pyörän käyttämiseen ei tarvita välttämättä kuin yhtä poljinta 16 ja yhtä kampea 13. Tä-30 ten myös vammautunut henkilö voi käyttää keksinnön mukaista oolkupyörää.

Keksinnön eräässä muussa vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa voidaan käyttäjän painon istuimeen 14 aiheuttamaa voimaa kampiin 12 muuttaa. Istuimen 14 asemaa voi-35 daan esimerkiksi säätää sidetangolla 10 tai istuin 14 voidaan korvata pitkänomaisella istuimella, joka on asen-

II

7 81755 nettu sidetangolle 10 sen suuntaisena, niin että käyttäjän paino voidaan kohdistaa eri etäisyyksille sidetangon 10 ja voimansiirto-osan 11 nivelkohdasta. Näin keksintö tekee mahdolliseksi sen, että polkupyörää voivat käyttää 5 henkilöt, joiden paino ja pituus vaihtelevat.

Keksintöä on selitetty viitaten yhdelle hengelle tarkoitettuun polkupyörään. Keksinnön mukainen polkupyörä voi kuitenkin käsittää kuinka monta pyörää tahansa, esimerkiksi niin, että samalle akselille on asennettu enem-10 män kuin yksi vetopyörä tai pyöriä vetää yhteinen välitysmekanismi. Polkupyörässä voi myös olla useita istuimia, joista kukin on varustettu polkemismekanismilla ja vetävä ketjuratas on yhdistetty kuhunkin tai yhteiseen vetävään pyörään vapaapyörämekanismin välityksellä. Run-15 koon voidaan myös kiinnittää istuin matkustajan kuljettamista varten.

Claims (2)

8 81755

1. Polkupyörä, joka käsittää pyöritettävät kammet, ainakin yhden pyöritettävän vetävän pyörän (3), kampien 5 käsittäessä poljinkammet (13) ja lisäkammen (12), jotka on kiinnitetty toistensa suhteen niin, että ne on pyöritettävissä yhteisen pyörimisakselin ympäri, ja jotka on sijoitettu erilleen toisistaan oleellisesti 180° kulmaan pyörimisakselin ympärille, ja pyörimisakselin aseman ol-10 lessa kiinteä vetävän pyörän akselin suhteen, polkimet (16) kiinnitettyinä suoraan poljinkampeihin (13) kampien pyörivän liikkeen aikaansaamiseksi, satulan (14), joka on nivelletty liikkuvaksi tietyn pisteen suhteen, jonka asema on määrätty vetävän pyörän akselin suhteen, jolloin 15 vetävä pyörä (3) on sovitettu pyöritettäväksi kampien, vetävän ketjupyörän (7), päättömän ketjun (8) ja vedetyn ketjupyörän (9) liikkeen avulla, vetävän ketjupyörän ja vedetyn ketjupyörän (9) ollessa varustettu hampailla, jotka kytkeytyvät päättömän ketjun lenkkeihin, tunnet-20 t u siitä, että polkupyörä käsittää lisäksi välineet (11) voiman siirtämiseksi satulasta (14) lisäkampeen (12) kampien kiertämiseksi, niin että polkupyörää voidaan kuljettaa eteenpäin kohdistamalla voima vuorotellen poikimiin (16) ja istuimeen (14).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polkupyörä, tunnettu siitä, että välineet voiman siirtämiseksi satulasta (14) kampeihin käsittävät voimansiirto-osan (11), joka on nivelletty kampeihin siten, että se liikkuu edestakaisin kampien pyöriessä, poikkitangon (10), joka 30 on nivelletty pisteeseen, jonka asema on määrätty vetävän pyörän akselin suhteen, istuimen (14) ollessa asennettu poikkitangolle ja voimansiirto-osan (11) ollessa nivelletty poikkitangolle (10) siten, että se liikkuu poikkitangon kiertoliikkeen mukana. n 9 81755