RO109178B1 - Mecanism de acționare cu cablu - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la un mecanism de acționare cu cablu, care transformă mișcarea rotativ-oscilantă, a unor pedale în mișcare de rotație continuă, a unei roți motoare, destinat acționării vehiculelor de tipul bicicletelor, pedicarelor, ambarcațiunilor, vehiculelor ușoare de transport și de ridicat mărfuri și similare. Mecanismul este constituit din niște cabluri de tracțiune (1 și 7), fixate, cu un capăt, de niște pedale oscilante (2 și 8) și, cu celălalt capăt, pe niște tamburure cilindrice (5 și 11). Tamburele cilindrice (5 și 11) sunt coaxiale cu o roată motoare și legate de aceasta printr-un cuplaj unisens bilateral. Readucerea în poziția de lucru a tamburelor (5 și 11), respectiv a pedalelor (2 și 7), se realizează de un alt cablu (12) înfășurat, în sens invers, pe niște degajări cilindrice și acționat de pedala complementară.

Description

Invenția se referă la un mecanism de acționare cu cablu, care transformă mișcarea rotativ-oscilantă a unor pedale, în mișcare de rotație continuă, a unei roți motoare, destinat acționării vehiculelor de tipul bicicletelor, pedicarelor, ambarcațiunilor, vehiculelor ușoare de transport și ridicat mărfuri și similare.

Sunt cunoscute mecanisme de acționare cu cablu, antrenate de niște pedale oscilante, de fiecare pedală fiind fixat capătul câte unui cablu, cablurile fiind solidare cu câte o porțiune de lanț Gali, care se înfășoară pe câte o roată de lanț, roțile de lanț asigurând antrenarea unei roți motoare, printr-un cuplaj unisens.

Dezavantajul acestora constă în aceea că nu pot asigura variația turației la roata motoare.

Problema pe care o rezolvă invenția este de a realiza un mecanism de acționare cu cablu prevăzut cu pedale oscilante care să asigure și variația turației la roata motoare.

Mecanismul conform invenției înlătură dezavantajele de mai sus, prin aceea că este constituit din niște cabluri de tracțiune, fixate la extremitatea unor pedale oscilante și cu celălalt capăt pe niște tamburi cilindrici, cu un număr de trepte prevăzute cu niște degajări cilindrice de lățime egală cu grosimea cablurilor și cu niște fante pe care se înfășoară cablurile, tamburii fiind coaxiali cu o roată motoare, și legați de aceasta printr-un cuplaj unisens bilateral, readucerea în poziția de lucru atamburilor, respectiv a pedalelor, realizânduse de către un alt cablu înfășurat, în sens invers, pe niște degajări cilindrice și acționat de către pedala complementară.

Mecanismul conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- cuplul motor constant la valoare maximă;

- posibilitatea de variație a turației la roata motoare.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig.

1...3, care reprezintă:

- fig. 1, vedere laterală, a mecanismului;

- fig. 2, vedere de sus, a mecanismului;

- fig. 3, diagrama cuplului motor, funcție de forța de acționare.

Mecanismul conform invenției este constituit dintr-un cablu de tracțiune 1, fixat, cu un capăt, la extremitatea unei pedale oscilante 2 și care trece peste un derivor 3, și o rolă 4. Celălalt capăt al cablului 1 este fixat într-o degajare cilindrică, de lățime egală cu grosimea cablului, degajare care se află pe treapta cu diametrul cel mai mic al unui tambur cilindric 5, corespunzătoare vitezei unghiulare, maxime, ce poate fi obținută de la o roată motoare 6 legată de tambur printr-un cuplaj unisens bilateral, nefigurat în desen. Un alt cablu 7, identic cu primul, este fixat cu un capăt de extremitatea unei pedale oscilante complementare 8, trece peste un derivor 9, o rolă 10 și se înfășoară după o spirală, spiră peste spiră, pe un tambur cilindric 11, identic cu primul astfel că atunci când pedala 2 se află în punctul mort inferior - P.M.I. - cablul 1 este complet desfășurat, iar cablul 7 este complet înfășurat, deci pedala 8 ocupă poziția corespunzătoare punctului mort superior - P.M.S. -. Sincronizarea dintre mișcările pedalelor 2 și 8 se realizează printr-un cablu de tracțiune 12 fixat cu extremitățile de tamburii 5 și 11 și trecut peste niște role de deviere 13, cablu care, în poziția P.M.I. a pedalei 2, va fi complet înfășurat pe tamburul 5 într-o degajare de diametrul minim și constant, și complet desfășurat de pe tamburul

11.

Pedalele 2 și 8 sunt așezate pe lagărele 14 fixate pe cadrul vehicolului 15. Atunci când pedala 8 este acționată în sensul prezentat pe figură, cablul 7 se desfășoară după o spirală antrenând, în mișcare de rotație, tamburul 11 și deci și roata motoare 6.

Totodată cablul 12 se desfășoară de pe tamburul 5 antrenându-1 pe acesta în mișcare de rotație și odată cu el urcă și pedala 2 din poziția P.M.I. în P.M.S. La coborârea pedalei 2, ciclul se repetă.

Derivoarele 3 și 9 au rolul de a apropia cât mai mult deplasarea reală a cablului de valoare teoretică, egală cu (R x/3), unde β este amplitudinea unghiulară a mișcării oscilante și R este lungimea brațului pedalei.

Schimbarea vitezei unghiulare a elementului motor 6, între anumite limite, se face astfel: când pedala 2 ajunge în punctul P.M.I., se rotește rola 4 cu un anumit unghi γ în jurul unei axe perpendiculare pe planul desenului (fig. 2) și se fixeaxă în această poziție, printr-un sistem oarecare astfel încât cablul 1 să treacă prin niște fante f practicate în tamburul 5 corespunzător celor k trepte de viteză k<n, până la treapta dorită k. Eventualele modificări ale deplasării cablului sunt preluate prin mici oscilații ale pedalei. Dacă inițial, cablul 1 ocupă treapta cu diametrul cel mai mic 2xRo pentru o amplitudine unghiulară egală cu β a mișcării oscilante, roata motoare este rotită cu un unghi α_ο, a_o>360°, astfel încât Rx/3 = RoXa₀. Așezând cablu pe treapta cu diametrul 2 xR_k , roata 6 se va roti cu un unghi a_k astfel încât RX(8=R_kXa_k. Dar schimbarea vitezei nu se face simultan cu ambele cabluri 1 și 7, ci pe rând, atunci când respectiv fiecare din ele este desfășurat complet. Pentru ca, prin acționare, pedala 8 să aibă amplitudinea unghiulară, egală cu β trebuie ca cablul 12 să se desfășoare complet de pe tamburul 5, deci să se înfășoare complet pe tamburul 11 și acest lucru este posibil doar pentru un același unghi de rotire egal cu a_o. Deci, prin acționarea pedalei 8, cablul 1 trece prin fanta treptei de viteză k și se înfășoară pe noul diametru cu un unghi α_θ antrenând pedala 2 într-o mișcare cu amplitudinea unghilară, egală cu β'>β, din P.M.I. în P.M.S. astfel încât Rx/3' = R_kXa₀. în această poziție, are loc și înclinarea rolei 10, cu aceeași valoare a unghiului, egală cu γ în sens opus rolei 4 astfel încât și cablul 7 va trece prin acționarea pedalei 2 pe treapta k realizându-se amplitudinea unghiulară egală cu β' și a acestei pedale. Procesul se repetă în sens invers, la trecerea cablului, respectiv la schimbarea vitezei, de pe o treaptă de diametru mai mare pe o treaptă de diametru mai mic, caz în care unghiul β va scădea.

Schimbarea vitezei are loc prin modificarea intervalului de timp, în care cablurile 2 și 7, pentru același ritm de deplasare rotesc roata motoare 6 cu unghiul constant a_o. Modificarea intervalului de timp se produce prin variația lungimii cursei pedalelor, în cazul de mai sus de la Rx/î la Rx/3', cu β’>β. Un raport ridicat de transmitere se poate obține pentru un unghi β scăzut, deci cu efort redus și cu posibilitatea realizării unei frecvențe ridicate a mișcărilor de pedalare. La fel, în cazul în care se cere un raport scăzut de transmitere, amplitudinea unghiulară β a mișcării oscilante crește contribuind în mod mult mai eficient la utilizarea integrală a posibilităților mușchilor, picioarelor sau a brațelor.

Prin utilizarea tamburului cilindric cu înfășurarea cablului, sub forma unei spirale, spiră peste spiră, se realizează și o echilibrare a posibilităților minime ale mușchilor în poziția superioară - P.M.S. -, și maximă în cea inferioară - P.M.I. -. Mecanismul realizează un cuplu M=Xț„„xL„ la începutul cursei și M=R_kmilxT_max la sfârșitul cursei. Astefl pe durata unei curse se realizează un cuplu constant unde T_min și sunt tensiunile transmise prin cablu de către forța mușchilor la începutul și respectiv sfârșitul cursei pedalei, iar R^k și R^^ sunt razele de înfășurare extreme, ale cablului pe treapta k a tamburului cilindric.

Claims (1)

1. Revendicare

   Mecanismul de acționare prin cablu, destinat transformării unei mișcări rotativ-oscilante, într-o mișcare de rotație continuă, cu posibilitatea de variație a turației de ieșire la același ritm al mișcării oscilante și realizării unui cuplu constant și maxim, caracterizat prin aceea că este constituit din niște cabluri de tracțiune (1 și 7), fixate, cu un capăt, la extremitatea unor pedale oscilante (2 și 8) și cu celălalt, pe niște tamburi cilindrici (5 și 11), cu un număr (n) de trepte prevăzute cu niște degajări cilindrice de lățime egală cu grosimea cablurilor și cu niște fante (k), pe care se înfășoară cablurile (1 și 7), tamburii (5 și 11) fiind coaxiali cu o roată motoare (6) și legați de aceasta printr-un cuplaj unisens, bilateral, nereprezentat, readucerea în poziția de lucru a tamburilor (5 și 11), respectiv a pedalelor (2 și 5) realizându-se de către un alt cablu (12) înfășurat în sens invers, pe niște degajări cilindrice și acționat de către pedala complementară.