PL174172B1 - Mechanizm napędowy, zwłaszcza do roweru - Google Patents

Abstract

Mechanizm napędowy, zwłaszcza do roweru wyposażony w dwa osadzone wahliwie na wspólnej osi ramiona zwrócone ku tyłowi zakończone pedałami, przy czym na piaście koła napędowego pojazdu a w szczególności roweru osadzone są dwa koła łańcuchowewolnobieżne, a do każdego z ramion umocowany jest obrotowo jeden koniec jednego z dwóch łańcuchów łączącego to ramię z jednym z kół łańcuchowych wolnobieżnych, zaś łańcuchy są wzajemnie połączone elastycznym cięgnem prowadzonym na kole nawrotnym, znamienny tym, że punkt zamocowania łańcucha (7) do ramion (2) znajduje się między piastą (4) koła (5) napędowego a PL osią (1) ramion (2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm napędowy, zwłaszcza do roweru lub innych pojazdów napędzanych siłą mięśni.

Z wyłożeniowego opisu patentowego RFN nr 3904571 znany jest mechanizm napędowy roweru. Mechanizm ten zbudowany jest z dwóch dźwigni zakończonych pedałami i wykonujących ruchy wahadłowe względem wspólnej osi. Dźwignie te połączone są za pomocą sprzęgieł jednokierunkowych z kołem łańcuchowym, które łańcuchem jest połączone z wolnobieżnym kołem łańcuchowym osadzonym na piaście tylnego koła roweru. Dźwignie są ponadto wzajemnie sprzęgnięte cięgnem prowadzonym rolką ustawioną prostopadle względem osi roweru.

Zasadnicze wady tego rozwiązania to: rozbudowany układ mechanizmu, nieergonomiczne ustawienie dźwigni z pedałami oraz niekorzystny układ obciążeń koła nawrotnego.

Ze zgłoszeniowego opisu patentu europejskiego Urzędu Patentowego nr 210336 znany jest również dźwigniowy mechanizm napędowy do roweru. Mechanizm ten jest wyposażony w umocowaną do ramy roweru oś, na której osadzone są obrotowo dwa ramiona zakończone pedałami. Z ramionami pedałów poprzez mechanizm zmiany przełożenia połączone są końce dwóch łańcuchów opasujących dwa koła łańcuchowe osadzone na sprzęgłach jednokierunkowych umieszczonych w piaście napędowego koła roweru. Drugie końce łańcuchów połączone są wzajemnie linką opasującą krążek kierunkowy. Mechanizm zmiany przełożenia ma postać usytuowanej wzdłuż każdego z ramion wzdłużnej prowadnicy, w której osadzony jest przesuwnie koniec łańcucha. Przesunięcie końców łańcuchów, a tym samym i zmianę przełożenia realizuje się za pomocą specjalnego mechanizmu połączonego cięgnem z dźwignią zamocowaną przy kierownicy roweru. Zasadniczą wadą tego rozwiązania jest niekorzystna charakterystyka momentu napędowego, przy założonej stałej sile działającej na pedał. Wykres momentu ma przebieg sinusoidalny o wartościach początkowo rosnących do maksimum, a następnie malejących. Przebieg taki jest niekorzystny szczególnie w chwili rozpoczynania jazdy to jest, kiedy właśnie potrzebny jest duży moment napędowy.

W rozwiązaniu według wynalazku mechanizm napędowy, zwłaszcza do roweru posiada dwa osadzone wahliwie na wspólnej osi ramiona zwrócone ku tyłowi zakończone pedałami. Na piaście koła napędowego pojazdu, a w szczególności roweru osadzone są dwa koła łańcuchowe wolnobieżne, zaś do każdego z ramion umocowany jest obrotowo jeden koniec jednego z dwóch łańcuchów łączącego to ramię z jednym z kół łańcuchowych wolnobieżnych. Drugie końce tych łańcuchów są wzajemnie połączone elastycznym cięgnem prowadzonym na kole nawrotnym. Punkt zamocowania łańcucha

174 172 do ramienia znajduje się między piastą koła napędowego a osią ramion. Natomiast drugie ramię jest odchylone względem pierwszego o korzystnie ostry kąt. Skutkiem takiego rozmieszczenia i połączenia użytych środków technicznych, a mianowicie ramion pedałów i łańcuchów jak również ograniczenie do minimum ich ilości w stosunku do znanych rozwiązań, uzyskano nadzwyczaj proste rozwiązanie mechanizmu napędowego o bardzo korzystnej charakterystyce momentu napędowego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia mechanizm napędowy w widoku z boku, fig. 2 - ten mechanizm w widoku z góry, fig. 3 przedstawia zmianę momentu w funkcji kąta wychylenia, zaś fig. 4 i 5 przedstawiają zmianę siły S w funkcji kąta wychylenia przy założeniu stałej wielkości siły P działającej na pedał.

Mechanizm napędowy posiada dwa osadzone wahliwie na wspólnej osi 1 ramiona 2 zwrócone ku tyłowi na których osadzone są pedały 3. Na piaście 4 koła 5 napędowego osadzone są dwa koła 6 łańcuchowe wolnobieżne. Do każdego z ramion 2 umocowany jest obrotowo jeden koniec jednego z dwóch łańcuchów 7. Dwa łańcuchy 7 opasujące odpowiednio koła 6 łańcuchowe wolnobieżne są wzajemnie połączone cięgnem 8 elastycznym prowadzonym na kole 9 nawrotnym. Jedno z ramion 2 jest współliniowe z odcinkiem łańcucha 7 zawartym między kołem 6 łańcuchowym a punktem zamocowania do ramienia 2. Łańcuch 7 stanowi przedłużenie ramienia 2, dzięki temu, że punkt zamocowania łańcucha 7 do ramienia 2 zajmuje położenie między piastą 4 koła 5 napędowego a osią 1 ramion 2. Natomiast drugie ramię 2 z pierwszym tworzy kąt ostry α.

Napęd koła jezdnego uzyskuje się wykonując jedynie na przemian ruchy wahliwe ramionami pedałów w zakresie kątów ostrych. Przy czym ruch roboczy jednego pedału powoduje powrotny ruch jałowy drugiego pedału, dzięki połączeniu końców łańcuchów cięgnem elastycznym prowadzonym na kole nawrotnym.

Wykres momentu przedstawia fig. 3 w układzie współrzędnych prostokątnych, gdzie na osi odciętych podane są kąty wychyleń ramion w zakresie od 0° do 90°, a na osi rzędnych podane są wartości momentu napędowego M, równego iloczynowi siły występującej w łańcuchu S i promienia koła łańcuchowego wolnobieżnego r, który ma wartość stałą

M = S • r

Wykres ma postać krzywej opadającej od wartości nieskończenie wielkiej dla α = 0° do wartości równej zero dla α = 90°.

Figura 4 i figura 5 przedstawiają zmienność siły S przy założonej stałej sile P działającej na pedał. Analizę przeprowadzono w oparciu o geometryczny warunek równowagi trzech sił.

Figura 4 obrazuje kolejne fazy położenia mechanizmu oraz układ sił działających, a fig. 5 odpowiednie trójkąty sił działających w poszczególnych fazach mechanizmu. Wyraźnie widać jak ze wzrostem kąta a maleje siła S w łańcuchu.

174 172

174 172

fi ³

174 172

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mechanizm napędowy, zwłaszcza do roweru wyposażony w dwa osadzone wahliwie na wspólnej osi ramiona zwrócone ku tyłowi zakończone pedałami, przy czym na piaście koła napędowego pojazdu a w szczególności roweru osadzone są dwa koła łańcuchowe wolnobieżne, a do każdego z ramion umocowany jest obrotowo jeden koniec jednego z dwóch łańcuchów łączącego to ramię z jednym z kół łańcuchowych wolnobieżnych, zaś łańcuchy są wzajemnie połączone elastycznym cięgnem prowadzonym na kole nawrotnym, znamienny tym, że punkt zamocowania łańcucha (7) do ramion (2) znajduje się między piastą (4) koła (5) napędowego a osią (1) ramion (2).
2. 2. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że ramiona (2) są usytuowane względem siebie pod kątem (α) ostrym.