PL223399B1 - Stabilizator quasi-horyzontalnego położenia platform pedałów rowerowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest stabilizator quasi-horyzontalnego położenia platform pedałów rowerowych.

Znane pedały stosowane w rowerach jak i w motorowerach mają postać pełnych lub rusztowych platform, wykonanych z różnego typu metali i tworzyw sztucznych, połączonych z ułożyskowanym wałkiem przykręcanym do korby roweru lub motoroweru. W zależności od konstrukcji i transmisji energii fazy ruchu nóg rowerzysty możemy wyróżnić pedały: platformowe, platformowe z kolcami, platformowe z noskami oraz zatrzaskowe. Pomimo znacznego zróżnicowania konstrukcji pedałów w popularnych rowerach najczęściej wykorzystywane są jednakże pedały platformowe.

Niezależnie od konstrukcji pedałów rowerowych zawsze pojawia się ten sam problem - platformy pedałów nie ustawiają się samoczynnie w płaszczyźnie równoległej do powierzchni dolnej obuwia rowerzysty, zarówno w chwili wsiadania rowerzysty na pojazd, jak i w trakcie jazdy po chwilowym zwolnieniu przez rowerzystę nacisku na platformę (po chwilowej utracie bezpośredniego kontaktu pomiędzy obuwiem rowerzysty i platformą pedału). Może to być przyczyną drobnych urazów kończyn dolnych cyklistów - zwłaszcza w sytuacji, gdy konieczne jest szybkie przemieszczenie dwukołowego pojazdu bez możliwości wcześniejszego wizualnego sprawdzenia i ewentualnej korekty quasi-horyzontalnego ułożenia obu platform. Opisywany problem pojawia się zarówno w przypadku platform symetrycznych jak i niesymetrycznych. Pedały platformowe symetryczne po usunięciu obciążenia wymuszającego ich ruch obrotowy ustawiają się w dowolnej, stochastycznej - niemożliwej do przewidzenia pozycji. Pedały platformowe niesymetryczne są natomiast odpowiednio profilowane do kształtu stopy rowerzysty. Ich masa nie jest równomiernie rozłożona - w efekcie czego, po ustaniu ruchu obrotowego, tego typu platformy pedałowe zwykle ustawiają się w płaszczyźnie zbliżonej do pionu. Przy ruszeniu pojazdem dwukołowym z miejsca bardzo często zdarza się, że profilowany pedał zajmuje położenie odwrotne do zamierzonego. W takiej sytuacji cyklista zmuszony jest do „oderwania” od pedału jednej z kończyn, odpowiednie jego obrócenie i ponowne oparcie dolnej kończyny na platformie zorientowanej już we właściwej pozycji. Konieczność takiego działania w czasie jazdy dwukołowym pojazdem napędzanym siłą mięśni wymaga „oderwania” wzroku rowerzysty od kierunku jazdy i wiąże się z niebezpieczeństwem utraty kontroli nad pojazdem, co może być przyczyną znacznie poważniejszych obrażeń ciała cyklisty.

Istotą rozwiązania jest quasi-horyzontalny stabilizator położenia platform pedałów rowerowych wykonany z odpowiednio uformowanej elastycznej opaski metalowej o prostokątnym kształcie z sym etrycznymi (zarówno względem osi podłużnej jak i osi poprzecznej opaski) krzywoliniowymi wycięciami w części środkowej i odpowiadającymi im bocznymi obustronnymi podcięciami, z czterema kolistymi lub owalnymi otworami - rozlokowanymi wzdłuż osi podłużnej opaski w odstępach od 6,5 mm do 8 mm od poprzecznych osi symetrii dwóch najszerszych prostokątnych fragmentów opaski. Końce elastycznej opaski stabilizatora po odpowiednim jej wygięciu są łączone ze sobą w części środkowej. W uformowane w ten sposób na końcach opaski obejmy, wprowadzane są masy balastowe ze stali nierdzewnej lub ciężkich metali kolorowych w kształcie wydłużonych walców o średnicy 8 ± 0,1 mm i/lub 10 ± 0,1 mm oraz długości nie większej niż 35 ± 1,0 mm - o łącznej masie nieprzekraczającej, w zależności od zastosowanego materiału i średnicy walców, od 30 gram (balasty ze stali nierdzewnej 2 x φ8 mm) do 50 gram (balasty z miedzi 2 x φ10 mm) - co stanowi jedynie ok. 0,24% do 0,40% całkowitej masy typowego ok, 12,5 kilogramowego roweru crossowego. Masy balastowe posiadają poprzecznie nawiercone otwory - przy czym jeden z otworów jest gwintowany. Opaska metalowa wraz z masami balastowymi zakładana jest na ułożyskowany wałek typowej platformy pedałowej i mocowana za pomocą śruby przechodzącej przez otwory w opasce oraz otwory w obu masach balastowych, a śruba, w zależności od położenia obu mas balastowych względem poziomej płaszczyzny platformy, umożliwia zaciśnięcie obejmy na ułożyskowanym wałku platformy pedałowej w taki sposób, aby możliwe było uzyskanie indywidualnie dobieranego przez użytkownika horyzontalnego lub quasi-horyzontalnego położenia platformy. Konstrukcja stabilizatora quasi-horyzontalnego położenia platform pedałów rowerowych nie wystaje poza obrys platformy pedałowej (w przypadku platform nies ymetrycznych - lub wystaje nieznacznie w przypadku platform symetrycznych), na której jest montowana i tym samym nie stanowi dodatkowego oporu aerodynamicznego.

Stabilizator cechuje się prostotą budowy (do wyboru odpowiednio profilowana opaska z alum inium lub mosiądzu z odpowiednio dobranymi pod względem długości i mas parami balastów ze stali nierdzewnej lub miedzi), a co za tym idzie - minimalizuje nakłady na materiały i robociznę związane

PL 223 399 B1 z jego ewentualnym wprowadzeniem do produkcji. Dzięki temu ww. rozwiązanie odznacza się dobrą relacją nakładów do uzyskiwanych korzyści przy zachowaniu wyjątkowo niskiej ceny - możliwej do uzyskania w przypadku masowej produkcji. Z punktu widzenia przyszłego użytkownika ww. stabilizator odznacza się także łatwością montażu na platformie.

Stabilizator, poprzez odpowiednie położenie balastów względem quasi-balastowanego wałka, każdorazowo zapewnia powrót do horyzontalnego lub quasi-horyzontalnego ułożenia platform pedałowych po ustaniu ich rotacji (w przypadku potrzeby nadania platformom quasi-horyzontalnego położenia niezbędne jest nieznaczne przesunięcie opaski zaciskowej z balastami na wałku względem płaszczymy platformy).

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia elastyczną opaskę metalową wykorzystywaną w stabilizatorze quasi-horyzontalnego położenia platform pedałów rowerowych w rzucie prostokątnym (widok z góry), fig. 2, - schemat budowy stabilizatora w rzucie aksonometrycznym, fig. 3. - schemat montażu stabilizatora na platformie pedału rowerowego w rzucie prostokątnym w widoku z góry, fig. 4. - schemat montażu stabilizatora na platformie pedału rowerowego w przekroju poprzecznym przez platformę, fig. 5. - korekcję quasi-horyzontalnego położenia platform.

Przedmiotem wynalazku jest stabilizator quasi-horyzontalnego położenia platform pedałów rowerowych wykonany z odpowiednio uformowanej elastycznej opaski metalowej 1 o prostokątnym kształcie z symetrycznymi (zarówno względem osi podłużnej jak i osi poprzecznej opaski) krzywoliniowymi wycięciami w części środkowej 2 i odpowiadającymi im bocznymi obustronnymi podcięciami 3, z czterema kolistymi lub owalnymi otworami 4 - rozlokowanymi wzdłuż osi podłużnej opaski i jednocześnie symetrycznie położonymi względem poprzecznych osi symetrii dwóch najszerszych prostokątnych fragmentów opaski.

Stabilizator posiada wygiętą opaskę połączoną końcami z częścią środkową 5, na której końcach formowane są obejmy 6, w które wprowadzane są masy balastowe 7. Opaska metalowa wraz z masami balastowymi za łożona jest na ułożyskowany wałek typowej platformy pedałowej i m ocowana za pomocą śruby 8 przechodzącej przez otwory 4 w opasce oraz otwory w obu masach balastowych 7. Śruba 8, w zależności od położenia obu mas balastowych względem poziomej płaszczyzny platformy, umożliwia zaciśnięcie opaski 1 na ułożyskowanym wałku platformy pedałowej w taki sposób, że uzyskiwane jest horyzontalne lub (jeśli zachodzi taka potrzeba) quasi-horyzontalne położenie platformy. Konstrukcja stabilizatora w przypadku profilowanych platform niesymetrycznych nie wystaje poza obrys platformy pedałowej 9, na której jest montowana i tym samym nie stanowi dodatkowego oporu aerodynamicznego.

Stabilizator quasi-horyzontalnego położenia platform pedałów rowerowych jest zbudowany ze zgrzewanej lub sklejanej w części środkowej opaski zaciskowej 1 z blachy aluminiowej lub mosiądzu (o grubości 0,2 ± 0,1 mm); odpowiednio dobranych i umieszczonych w obejmach 6 opaski 1 obciążnikach walcowanych 7 ze stali nierdzewnej (typu 1 A) lub miedzi (typu 1B) o długości 35 ± 1 mm i średnicach: 8 ± 0,1 mm oraz 10 ± 0,1 mm - w przypadku platform niesymetrycznych lub 2 x 8 ± 0,1 mm i 2 x 10 ± 0,1 mm (typu: 2A z obciążnikami 7 ze stali nierdzewnej i 2B z miedzianymi obciążnikami)

- w przypadku platform symetrycznych. W przypadku stabilizatorów platform niesymetrycznych w obciążnikach 7, w ich środkowej części, nawiercone są otwory przelotowe o średnicy φ3 ± 0,1 mm

- w obciążniku o średnicy φ8 mm i φ2,5 ± 0,1 mm - w obciążniku 7 o średnicy φ10mm. Mniejszy z otworów należy nagwintować pod śruby M3 8. W związku z jednakową średnicą i długością obciążników stabilizatorów w przypadku platform symetrycznych gwintujemy otwór o mniejszej średnicy. Śruby M3/30 mm 8 z podkładką - w przypadku niesymetrycznych i symetrycznych platform pedałowych o obciążnikach 7 średnicy 8 mm lub śruby M3/40 mm 8 - w przypadku symetrycznych platform pedałowych o obciążnikach 7 o średnicy 10 mm.

Montaż i zasada działania stabilizatora

W wycięte blachy i sklejone w części środkowej oraz uprzednio odpowiednio wyprofilowane opaski zaciskowe 1 wkładamy obciążniki masowe 7 (8 mm + 10 mm - w przypadku stabilizatorów typu: 1A i 1B lub 2 x 8 mm lub 2 x 10 mm - w przypadku stabilizatorów typu 2A i 2B).

Tak przygotowane opaski zakładamy na obudowę ułożyskowanego wałka platformy pedałowej pamiętając o tym, aby większy z obciążników 7 (o średnicy φ10 mm) umieścić z przodu platformy profilowanej. W przypadku platform symetrycznych lokalizacja poszczególnych obciążników 7 nie ma większego znaczenia.

PL 223 399 B1

Przez otwory 4 w opasce i niegwintowany otwór wewnątrz jednego z obciążników przekładamy śrubę M3/30 mm 8 z nałożoną podkładką (w przypadku stabilizatorów typów: 1A, 1B i 2A) lub śrubę M3/40 mm 8 (w przypadku stabilizatora typu 2B), a następnie wkręcamy śrubę 8 w nagwintowany otwór w drugim obciążniku 7. Zadanie można sobie ułatwić tymczasowo zaciskając na stabilizatorze plastikową opaskę zaciskową 2,5/160 mm. Po wstępnym połączeniu śrubą M3 8 obu obciążników i delikatnym ich dociśnięciu do obudowy ułożyskowanego wałka ustawiamy platformę pedałową w taki sposób, aby pod wpływem masy stabilizacyjnej 7 platforma pedału zajmowała pozycję quasi-horyzontalną z możliwym nieznacznym, kilkustopniowym pochyleniem (a) przodu górnej płaszczyzny platformy pedałowej. Gdy platforma pedałowa po wykonanym ruchu obrotowym każdorazowo będzie zajmowała pozycję horyzontalną lub quasi-horyzontalną dokręcamy śrubę 8. W przypadku stabilizatorów typów: 1A i 1B, które nie wystają poza dolny obrys platformy, zadanie ułatwi nam niesymetryczne rozłożenie obciążników 7 na obwodzie obudowy ułożyskowanego wałka, które sprawi, że główka śruby M3 8 będzie zorientowana skośnie ku tylnej dolnej części platformy. Opaska 1 z blachy aluminiowej i obciążniki ze stali nierdzewnej 7 są zalecane dla platform niesymetrycznych/profilowanych. Opaska 1 z blachy z mosiądzu i obciążniki miedziane 7 są zalecane dla platform symetrycznych/nieprofilowanych.

Proponowane rozwiązanie quasi-horyzontalnego stabilizatora położenia platform pedałowych cechuje się bardzo dużą efektywnością. Niewielkie obciążenie w zadowalającym stopniu stabilizuje zarówno położenie pedałów w trakcie ruchu obrotowego pedału wokół własnej osi jak i podczas całej fazy ruchu obrotowego korby.

Uzasadnienie doboru obciążników

Masy, średnice i długości obciążników walcowych 7 zostały dobrane eksperymentalnie. Testowano obciążniki walcowe o średnicach: 8, 10 i 12 mm; długościach: 35, 40 i 50 mm: ze stali nierdzewnej i miedzi o masach od 13,0 g do 43,8 g. Obciążniki z miedzi 7, dzięki większej gęstości materiału, są nieznacznie cięższe od analogicznych obciążników 7 ze stali nierdzewnej (średnio o około 2 g na obciążniku). Po wstępnych testach, ze względu na szkodliwe działanie na organizm człowieka i miękkość materiału, wykluczono możliwość zastosowania obciążników 7 wykonanych z ołowiu.

Przeprowadzone badania eksperymentalne wykazały, że zwiększanie mas obciążników 7 wprawdzie zwiększa skuteczność stabilizacji platform pedałowych przy ruchu obrotowym korby, jednakże jednocześnie wydłuża czas stabilizacji przy ruchu obrotowym pedałów względem własnej osi. Zwiększenie masy obciążników 7 przy ograniczonej możliwości zwiększenia ich długości wiąże się z koniecznością zastosowania większych średnic obciążników 7, a co za tym idzie wpływa na odsunięcie środka ciężkości obciążników 7 od osi podłużnej pedałów i jednocześnie powoduje wysunięcie obciążników 7 poza obrys platformy, co powoduje, że tego typu obciążniki 7 zmniejszają aerodynamiczność pedałów. Wzrost powierzchni, na którą oddziałuje wiatr może także prowadzić do niezamierzonego samoczynnego obracania się pedałów z zamontowanymi obciążnikami, które znacząco wystają poza dolny obrys platformy 9. Biorąc pod uwagę powyższe ograniczono się do najmniejszych z testowanych obciążników, które zapewniały nieco mniejszą skuteczność stabilizacji przy pełnym ruchu obrotowym korby, ale też większą stabilizację przy ruchu obrotowym platform względem własnej osi, które dodatkowo nie wystają (stabilizatory typów: 1A i 1B) lub wystają nieznacznie (stabilizatory typów: 2A i 2B) poza dolny obrys platformy 9 i tym samym stanowią minimalny opór aerodynamiczny.

Położenie quasi-horyzontalne platform pedałowych można dostosowywać indywidualnie w zależności od indywidualnych potrzeb użytkownika poprzez zmianę położenia opaski 1 względem ułożyskowanego wałka pedału. Przy odpowiednim położeniu opasek stabilizujących 1 (i właściwie działającym ułożyskowaniu pedałów) pedały samoczynnie będą ustawiały się w pozycji równoległej do stóp rowerzysty - niezależnie od aktualnej fazy ruchu. Tym samym unikniemy stochastycznego rolowania pedałów względem korb w trakcie ruszania i kontynuowania jazdy rowerem lub motorowerem.

W związku ze zróżnicowanymi średnicami obecnie produkowanych platform pedałowych niemożliwe jest zastosowanie jednego uniwersalnego stabilizatora dla wszystkich pedałów rowerowych.

Odpowiednio dobrane, w wyniku przeprowadzonych testów eksperymentalnych, długości i masy montowanych w parach obciążników balastowych 7 (φ8 mm/L = 35 mm/m = ok. 13 g (stal nierdzewna) 15 g (miedź) i φ10 mm/L = 35 mm/m = ok. 21 g (stal nierdzewna) 23 g (miedź) - w przypadku platform niesymetrycznych i 2 x φ8 mm i L = 35 mm lub 2 x φ10 mm/L = 35 mm - w przypadku platform symetrycznych) oraz odpowiednie (jak najbliższe) ich położenie względem osi ułożyskowanego wałka platformy zapewnia rozsądny kompromis pomiędzy uzyskiwanym efektem stabilizacji platform pedałowych przy szybkim obrocie pedałów względem własnej osi (bez ruchu korby) do uzyskiwanej stabilizacji

PL 223 399 B1 przy obrocie pedałów przy normalnym ruchu obrotowym korby (dalszy wzrost mas zapewnia lepszą stabilizację przy ruchu obrotowym korby, zmniejsza jednakże skuteczność stabilizacji platform przy szybkim ruchu obrotowym względem własnej osi - tzw. efekt wahadła). Zamontowany stabilizator praktycznie nie wystaje poza obrys platformy pedałowej 9, nie stanowi więc dodatkowego oporu dla powietrza i w ten sposób nie pogarsza warunków aerodynamicznych platform pedałowych. Takie a nie inne rozwiązanie quasi-horyzontalnego stabilizatora platform pedałowych nie spowoduje uszkodzenia stabilizatora, jeśli przypadkowo przeniesiony zostanie nacisk na platformę obróconą o 180°. Odpowiednie ułożenie zróżnicowanych balastów w przypadku platform niesymetrycznych ułatwia również dokręcanie śruby zaciskowej 8 (φ3 mm), której oś w docelowym położeniu jest przesunięta o kilka stopni w dół w stosunku do płaszczyzny platformy 9.

Stosunkowo niewielka masa balastowa 7 praktycznie nie wpływa na przyspieszenie zużycia ułożyskowania platform pedałowych. Całkowity wzrost masy roweru również jest mniejszy od 1%.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Stabilizator quasi-horyzontalny położenia platform pedałów rowerowych, znamienny tym, że jest wykonany z elastycznej opaski metalowej (1 o prostokątnym kształcie z symetrycznymi, zarówno względem osi podłużnej jak i osi poprzecznej opaski, krzywoliniowymi wycięciami w części środkowej (2) i odpowiadającymi im bocznymi obustronnymi podcięciami (3) z czterema kolistymi lub owalnymi otworami (4) - rozlokowanymi wzdłuż osi podłużnej opaski i jednocześnie sym etrycznie położonymi względem osi symetrii dwóch najszerszych prostokątnych fragmentów op aski, która po odpowiednim wygięciu i połączeniu w części środkowej (5) umożliwia zamontowanie mas balastowych (7) w obejmach (6) uformowanych na obu końcach opaski (1).
2. 2. Stabilizator według zastrz. 1, znamienny tym, że masy balastowe (7) wykonane ze stali nierdzewnej lub ciężkich metali kolorowych w kształcie wydłużonych walców o średnicy 8 ± 0,1 mm lub 10 ± 0,1 mm, długości nie większej niż 35 ± 1,0 mm i łącznej masie nieprzekraczającej od 30 gram (masy balastowe ze stali nierdzewnej; 2 x φ8 mm) do 50 gram (masy balastowe z miedzi: 2 x φ10 mm) posiadają poprzecznie nawiercone otwory - w tym jeden otwór gwintowany.
3. 3. Stabilizator według zastrz. 1, znamienny tym, że opaska metalowa (1) wraz z masami balastowymi (7) założona jest na ułożyskowany wałek typowej platformy pedałowej i mocowana za pom ocą śruby (8) przechodzącej przez otwory (4) w opasce (1) oraz otwory w obu masach balastowych (7), a śruba (8) umożliwia zaciśnięcie opaski (1) na ułożyskowanym wałku platformy pedałowej w taki sposób, aby możliwe było uzyskanie indywidualnie dobieranego przez użytkownika stabilizowanego, horyzontalnego lub quasi-horyzontalnego położenia platformy.
4. 4. Stabilizator według zastrz. 1, znamienny tym, że jego konstrukcja w przypadku profilowanych platform niesymetrycznych nie wystaje poza obrys platformy pedałowej (9), na której jest montowana i tym samym nie stanowi dodatkowego oporu aerodynamicznego.