RU180694U1

RU180694U1 - MANUAL BICYCLE

Info

Publication number: RU180694U1
Application number: RU2017137032U
Authority: RU
Inventors: Данил Андреевич Соколов
Original assignee: Гвоздев Сергей Валентинович; Данил Андреевич Соколов
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2018-06-21

Abstract

Полезная модель относится к области велостроения, а более конкретно к конструкциям велосипедов с ручным приводом.Технический результат, достигаемый при использовании заявленного устройства, заключается в обеспечении возможности изменения в процессе езды передаточного отношения передачи с гибкой связью.Указанный технический результат достигается тем, что в велосипеде с ручным приводом, содержащем раму с закрепленными на ней опорной площадкой и опорной системой и задним колесным узлом, на раме с возможностью поворота относительно нее установлена полая рулевая колонка, на которой в опорах вращения закреплены ведущий вал, снабженный шатунами с приводными ручками и ведущим звеном передачи с гибкой связью, а также ведомый вал с установленным на нем ведомым звеном передачи с гибкой связью и передним колесным узлом, при этом указанная гибкая связь пропущена через полость рулевой колонки, в качестве передачи с гибкой связью применен снабженный фиксатором передач клиноременной вариатор, ведущее и ведомое звенья которого выполнены в виде установленных на валах пар обращенных друг к другу вершинами конусных полушкивов, находящихся в зацеплении с валом, на котором он установлен, один полушкив в каждой паре подвижен на валу относительно другого полушкива этой пары в осевом направлении, в ведущем звене передачи с гибкой связью подвижный в осевом направлении конусный полушкив жестко связан с одним из шатунов, а в ведомом звене подвижный в осевом направлении конусный полушкив снабжен возвратной пружиной, передний колесный узел оснащен двумя колесами, а полушкивы ведомого звена клиноременного вариатора размещены между указанными колесами, при этом ремень клиноременного вариатора охватывает полушкивы его ведущего и ведомого звеньев.Указанный технический результат достигается также тем, что фиксатор передач включает фрикционную втулку, жестко закрепленную в корпусе ведущего звена клиноременного вариатора, а также находящийся с ней в постоянной фрикционной связи тормозной диск, установленный на опоре вращения, зафиксированной на ступице подвижного в осевом направлении полушкива ведущего звена клиноременного вариатора. 1 з.п. ф-лы.The invention relates to the field of bicycle building, and more specifically to the construction of hand-driven bicycles. The technical result achieved by using the claimed device is to provide the possibility of changing the gear ratio of the transmission with flexible connection during the ride. The specified technical result is achieved by the fact that in the bicycle with a manual drive containing a frame with a support platform fixed to it and a support system and a rear wheel assembly, on the frame with the possibility of rotation relative to it a hollow steering column is installed on which a drive shaft is provided in the rotation bearings, equipped with connecting rods with drive handles and a drive transmission link with flexible coupling, as well as a driven shaft with a driven transmission link mounted on it with flexible coupling and a front wheel assembly, while said flexible communication is passed through the cavity of the steering column, a V-belt variator equipped with a gear lock is used as a transmission with flexible coupling, the driving and driven links of which are made in the form of pairs of reversed mounted shafts x to each other with the tops of the conical half-cups, which are meshed with the shaft on which it is mounted, one half-cup in each pair is movable on the shaft relative to the other half-cup of this pair in the axial direction, in the driving transmission link with flexible coupling, the axial half-cup movable in the axial direction is rigidly connected to one of the connecting rods, and in the driven link the axial conical half-shell is equipped with a return spring, the front wheel unit is equipped with two wheels, and the half-wheels of the driven link of the V-belt variator are located between the indicated wheels, while the belt of the V-belt variator covers the half-wheels of its driving and driven links. The technical result is also achieved by the fact that the gear lock includes a friction sleeve rigidly fixed in the housing of the driving link of the V-belt variator, as well as being in constant friction connection with it a brake disc mounted on a rotation support fixed on the hub of a axially movable half-shaft of a driving link of a V-belt variator. 1 s.p. f-ly.

Description

Полезная модель относится к области велостроения, а более конкретно к конструкциям велосипедов с ручным приводом. Велосипед с ручным приводом, предназначен для физического развития и отдыха. Он может использоваться в качестве транспортного средства, а также в лечебно-профилактических целях, в том числе, некоторыми группами людей с ограниченными физическими возможностями. Велосипед может быть масштабирован для использования лицами разных возрастных групп.The invention relates to the field of bicycle construction, and more particularly to the construction of hand-driven bicycles. Hand-driven bike designed for physical development and relaxation. It can be used as a vehicle, as well as for medical and preventive purposes, including by some groups of people with disabilities. The bike can be scaled for use by people of different age groups.

Известен велосипед с ручным приводом, содержащий раму в виде опорной площадки с закрепленной на ней опорной системой и задним колесным узлом. На раме с возможностью поворота относительно нее установлена полая рулевая колонка, на которой в опорах (подшипниках) закреплены ведущий вал, снабженный шатунами с приводными ручками и ведущим звеном передачи с гибкой связью, а также ведомый вал с установленным на нем передним колесным узлом и ведомым звеном передачи с гибкой связью, выполненной в виде цепи, которая проходит в полости рулевой колонки (патент РФ на полезную модель №28350, кл. B62K 9/02, оп. 20.03.2003).A bicycle with a manual drive is known, comprising a frame in the form of a support platform with a support system fixed to it and a rear wheel assembly. A hollow steering column is mounted on the frame with the possibility of rotation relative to it, on which in the bearings (bearings) a drive shaft is fixed, equipped with connecting rods with drive handles and a drive transmission link with flexible coupling, as well as a driven shaft with a front wheel assembly and a driven link mounted on it transmission with a flexible connection, made in the form of a chain, which runs in the cavity of the steering column (RF patent for utility model No. 28350, class B62K 9/02, op. 20.03.2003).

Недостатком известного велосипеда с ручным приводом является невозможность изменения в процессе езды передаточного отношения передачи с гибкой связью. Необходимость этого, как правило, возникает во время езды на велосипеде при преодолении подъемов (особенно, затяжных), когда возникает повышенное усилие на колесе, приводящее к необходимости передавать больше крутящего момента с приводных ручек или на протяженных спусках, когда появляется необходимость в пониженном усилии на колесах.A disadvantage of the known bicycle with manual transmission is the impossibility of changing the gear ratio of the transmission with a flexible connection during the ride. The need for this, as a rule, arises when riding a bicycle when overcoming climbs (especially prolonged ones), when there is an increased force on the wheel, which leads to the need to transmit more torque from the drive handles or on long descents, when there is a need for a lower force on wheels.

Полезная модель решает задачу расширения возможностей управления тягово-скоростными свойствами велосипеда при езде на местности с переменным рельефом.The utility model solves the problem of expanding the ability to control the traction and speed properties of a bicycle when riding on terrain with variable terrain.

Технический результат, достигаемый при использовании заявленного устройства заключается в обеспечении возможности изменения в процессе езды передаточного отношения передачи с гибкой связью.The technical result achieved when using the claimed device is to provide the possibility of changing during the ride the gear ratio of the transmission with a flexible connection.

Указанный технический результат достигается тем, что в велосипеде с ручным приводом, содержащем раму с закрепленными на ней опорной площадкой и опорной системой и задним колесным узлом, на раме с возможностью поворота относительно нее установлена полая рулевая колонка, на которой в опорах вращения закреплены ведущий вал, снабженный шатунами с приводными ручками и ведущим звеном передачи с гибкой связью, а также ведомый вал с установленным на нем ведомым звеном передачи с гибкой связью и передним колесным узлом, при этом указанная гибкая связь пропущена через полость рулевой колонки, в качестве передачи с гибкой связью применен снабженный фиксатором передач клиноременной вариатор, ведущее и ведомое звенья которого выполнены в виде установленных на валах пар обращенных друг к другу вершинами конусных полушкивов, находящихся в зацеплении с валом, на котором он установлен, один полушкив в каждой паре подвижен на валу относительно другого полушкива этой пары в осевом направлении, в ведущем звене передачи с гибкой связью подвижный в осевом направлении конусный полушкив жестко связан с одним из шатунов, а в ведомом звене подвижный в осевом направлении конусный полушкив снабжен пружиной, передний колесный узел оснащен двумя колесами, а полушкивы ведомого звена клиноременного вариатора размещены между указанными колесами, при этом, ремень клиноременного вариатора охватывает полушкивы его ведущего и ведомого звеньев.The specified technical result is achieved by the fact that in a bicycle with a manual drive containing a frame with a support platform and a support system fixed to it and a rear wheel assembly, a hollow steering column is mounted on the frame with the possibility of rotation relative to it, on which a drive shaft is fixed in the rotation supports, equipped with connecting rods with drive handles and a drive transmission link with flexible coupling, as well as a driven shaft with a driven transmission link with flexible coupling and a front wheel assembly mounted on it, while this flexible communication is passed through the steering column cavity, a V-belt variator equipped with a gear lock is used as a transmission with flexible coupling, the driving and driven links of which are made in the form of pairs of conical half-cups facing each other that are engaged with the shaft on which it is mounted , one half-cup in each pair is movable on the shaft relative to the other half-cup of this pair in the axial direction, in the drive link with flexible coupling, the axial conical half-cup is movable it is connected to one of the connecting rods, and in the driven link the axial conical half-pulley is equipped with a spring, the front wheel unit is equipped with two wheels, and the half-pulleys of the driven link of the V-belt variator are located between these wheels, while the belt of the V-belt variator covers the half-wheels of its drive and driven links.

Указанный технический результат достигается также тем, что фиксатор передач включает фрикционную втулку, жестко закрепленную в корпусе ведущего звена клиноременного вариатора, а также находящийся с ней в постоянной фрикционной связи тормозной диск, установленный на опоре вращения, зафиксированной на ступице подвижного в осевом направлении полушкива ведущего звена клиноременного вариатора.The specified technical result is also achieved by the fact that the gear lock includes a friction sleeve rigidly fixed in the housing of the driving link of the V-belt variator, as well as a brake disc mounted with it in constant friction coupling, mounted on a rotation support fixed on the hub of the axle wheel moving in the axial direction V-belt variator.

На фиг. 1 показан общий вид велосипеда с ручным приводом (аксонометрическая проекция).In FIG. 1 shows a general view of a hand-driven bicycle (axonometric view).

На фиг. 2 показана передняя часть рамы велосипеда с рулевой колонкой и передним колесным узлом (в разрезе).In FIG. 2 shows a front part of a bicycle frame with a steering column and a front wheel unit (sectional view).

На фиг. 3 показан укрупненно фиксатор передач, выделенный кружком А на фиг. 2.In FIG. 3 shows an enlarged gear lock highlighted by circle A in FIG. 2.

Велосипед с ручным приводом (фиг. 1) содержит раму 1 с закрепленной на ней опорной системой 2, выполненной, в частном случае, в виде сиденья (на фиг. 1 показано условно) и опор для ног (на фиг. 1 показаны условно). На раме 1 закреплен задний колесный узел, содержащий, например, два (для обеспечения устойчивости велосипеда) колеса 3 на подшипниках. В передней (по ходу движения велосипеда) части рамы 1 закреплена полая рулевая колонка 4 (фиг. 2), которая, благодаря опорам, например, подшипникам 5 качения (преимущественно, шарикоподшипникам), наружная обойма которых закреплена на элементе рамы 1, а внутренняя - на рулевой колонке 4, обладает возможностью поворота относительно рамы 1. В верхней части рулевой колонки 4 на опорах 6 вращения установлен ведущий вал 7, снабженный шатунами 8 и 9 с приводными ручками 10 и 11, выполненными, например, в форме цилиндрических втулок, установленных на подшипниках (подшипники не показаны) на осях шатунов 8 и 9. На валу 7 установлены и находятся с ним в зацеплении, (т.е. могут вращаться только совместно с ним) пара обращенных друг к другу вершинами конусных полушкивов 12 и 13 передачи с гибкой связью, выполненной в виде клиноременного вариатора. Полушкивы 12 и 13 вместе с валом 7 образуют ведущее звено клиноременного вариатора. Один из полушкивов пары 12 и 13 (на фиг. 2 - это полу шкив 13) подвижен на валу 7 относительно другого полушкива этой пары (на фиг. 2 - относительно полушкива 12) в направлении вдоль оси 14 вращения ведущего вала 7 и жестко связан с одним из шатунов 8 или 9 (на фиг. 2-е шатуном 9). Полушкив 13 снабжен удлиненной ступицей 25.A bicycle with a manual drive (Fig. 1) contains a frame 1 with a support system 2 fixed on it, made, in the particular case, in the form of a seat (in Fig. 1 is shown conditionally) and leg supports (in Fig. 1 are shown conditionally). A rear wheel assembly is mounted on the frame 1, containing, for example, two (for ensuring the stability of the bicycle) wheels 3 on bearings. In the front (along the direction of the bicycle) part of the frame 1, a hollow steering column 4 is fixed (Fig. 2), which, thanks to bearings, for example, rolling bearings 5 (mainly ball bearings), the outer cage of which is fixed to the frame element 1, and the inner one on the steering column 4, has the ability to rotate relative to the frame 1. In the upper part of the steering column 4 on the bearings 6 of rotation there is a drive shaft 7 equipped with connecting rods 8 and 9 with drive handles 10 and 11, made, for example, in the form of cylindrical bushings mounted on bearing x (bearings not shown) on the axes of the connecting rods 8 and 9. On the shaft 7 are mounted and engaged with it (that is, they can only rotate together with it) a pair of conical half-gears 12 and 13 facing each other with flexible transmission a bond made in the form of a V-belt variator. Holes 12 and 13 together with the shaft 7 form the leading link of the V-belt variator. One of the half-pulleys of the pair 12 and 13 (in Fig. 2 is the half pulley 13) is movable on the shaft 7 relative to the other half-pulley of this pair (in Fig. 2 - relative to the half-pulley 12) in the direction along the axis of rotation of the drive shaft 7 and is rigidly connected with one of the connecting rods 8 or 9 (Fig. 2 connecting rod 9). Polushkiv 13 is equipped with an elongated hub 25.

В нижней части рулевой колонки 4 на опорах 15 вращения установлен ведомый вал 16 с закрепленными на нем передним колесным узлом и ведомым звеном клиноременного вариатора. Ведомое звено клиноременного вариатора включает в себя пару обращенных друг к другу вершинами конусных полу шкивов 17 и 18. Один из полушкивов в этой паре (на фигуре 2 - это полушкив 17) подвижен на ведомом валу 16 относительно другого полушкива 18 этой пары в направлении вдоль оси 19 вращения вала 16 и снабжен пружиной 20. Подвижность полушкива 17 в указанном направлении может быть обеспечена за счет подвижного шлицевого соединения (шлицевое соединение не показано) полушкива 17 с валом 16 (например, на посадке Н7).In the lower part of the steering column 4, on the bearings 15 of rotation, a driven shaft 16 is installed with a front wheel assembly and a driven link of a V-belt variator mounted on it. The driven link of the V-belt variator includes a pair of conical semi-pulleys 17 and 18 facing each other with their vertices. One of the half-pulleys in this pair (in figure 2 this is half-pulley 17) is movable on the driven shaft 16 relative to the other half-pulley 18 of this pair in the direction along the axis 19 of the rotation of the shaft 16 and is equipped with a spring 20. The mobility of the half-shell 17 in the indicated direction can be ensured by a movable spline connection (spline connection not shown) of the half-shaft 17 with the shaft 16 (for example, at landing H7).

Полушкивы 17 и 18 находятся в зацеплении с ведомым валом 16, т.е. могут вращаться только совместно с ним. Передний колесный узел оснащен двумя колесами 21 на подшипниках (второе колесо 21 не показано для экономии места на чертеже). Полушкивы 17 и 18 ведомого звена клиноременного вариатора размещены между указанными колесами. Колеса 21 переднего колесного узла жестко закреплены на ведомом валу 16 и могут поворачиваться относительно рамы 1 вокруг продольной оси рулевой колонки совместно с передним колесный узлом. В качестве колес 21 могут быть выбраны колеса любой известной конструкции.The half-cows 17 and 18 are engaged with the driven shaft 16, i.e. can only rotate with it. The front wheel assembly is equipped with two wheels 21 on bearings (second wheel 21 is not shown to save space in the drawing). Huskies 17 and 18 of the driven link of a V-belt variator are located between the indicated wheels. The wheels 21 of the front wheel assembly are rigidly fixed to the driven shaft 16 and can rotate relative to the frame 1 around the longitudinal axis of the steering column together with the front wheel assembly. As wheels 21, wheels of any known design may be selected.

Ремень 22 клиноременного вариатора (например, вариаторный клиновой ремень), являющийся элементом передачи с гибкой связью установлен между его ведущим и ведомым звеньями и пропущен через полость рулевой колонки 4, т.е. проходит внутри нее. В ведущем звене клиноременного вариатора ремень охватывает конусные поверхности полу шкивов 12 и 13, а в ведомом - конусные поверхности полу шкивов 17 и 18.The belt 22 of a V-belt variator (for example, a variator V-belt), which is a flexible coupling transmission element, is installed between its leading and driven links and passed through the cavity of the steering column 4, i.e. passes inside her. In the leading link of the V-belt variator, the belt covers the conical surfaces of the floor of the pulleys 12 and 13, and in the driven one, the conical surfaces of the floor of the pulleys 17 and 18.

Подвижность в осевом направлении полушкива 13 относительно полушкива 12, в частном случае, может быть обеспечена следующим образом. Ведущий вал 7 может быть выполнен состоящим из двух полувалов 23 и 24 (как показано на фиг. 2 и 3). На полувалу 23 закреплен полушкив 12, а на полувалу 24 жестко закреплена удлиненная ступица 25 полушкива 13, которая благодаря шлицевому соединению (шлицевое соединение не показано) с полувалом 23 на соответствующей посадке (в частном случае, на посадке Н7) обладает возможностью перемещения относительно последнего. Подвижный в осевом направлении полушкив 13 жестко связан с шатуном 9 через свою ступицу 25 и полувал 24.Mobility in the axial direction of the pulley 13 relative to the pulley 12, in the particular case, can be achieved as follows. The drive shaft 7 can be made up of two half-shafts 23 and 24 (as shown in Figs. 2 and 3). Half shaft 12 is fixed to half shaft 23, and elongated hub 25 of half shaft 13 is rigidly fixed to half shaft 24, which, thanks to a spline connection (splined connection not shown) with half shaft 23 at the corresponding fit (in particular, landing H7), can move relative to the latter. Axially movable half-shell 13 is rigidly connected to the connecting rod 9 through its hub 25 and half-shaft 24.

Опоры вращения 6 ведущего вала 7 (например, шариковые подшипники) закреплены в корпусе 26 ведущего звена клиноременного вариатора. Корпус 26 может быть выполнен как единое целое с рулевой колонкой 4, например, путем их совместной отливки из алюминиевого сплава. Он может быть также изготовлен отдельно, состоящим, например из двух частей, как показано на фиг. 1. Указанные части корпуса 26 могут быть жестко связаны между собой затем, а также с рулевой колонкой 4, например, путем приваривания с использованием промежуточной пластины 27.The rotation bearings 6 of the drive shaft 7 (for example, ball bearings) are fixed in the housing 26 of the drive link of the V-belt variator. The housing 26 can be made integrally with the steering column 4, for example, by co-casting it from an aluminum alloy. It can also be manufactured separately, for example consisting of two parts, as shown in FIG. 1. These parts of the housing 26 can be rigidly interconnected then, as well as with the steering column 4, for example, by welding using an intermediate plate 27.

Аналогичным образом может быть выполнен корпус 28 ведомого звена клиноременного вариатора, в котором закреплены опоры вращения 15 ведомого вала 16. Жесткое соединение корпуса 28 с рулевой колонкой 4 может быть осуществлено, например, путем приваривания его элементов к рулевой колонке 4 с использованием промежуточной пластины 29.In a similar way, the housing 28 of the driven link of the V-belt variator can be made, in which the bearings 15 of the driven shaft 16 are fixed. The housing 28 can be rigidly connected to the steering column 4, for example, by welding its elements to the steering column 4 using an intermediate plate 29.

Пружина 20 с заданным предварительным усилием сжатия упирается одним своим торцем в корпус 28, а другим своим торцем - в полушкив 17 ведомого звена клиноременного вариатора.A spring 20 with a predetermined preliminary compression force abuts one of its ends against the housing 28, and the other with its end against half-shaft 17 of the driven link of the V-belt variator.

Клиноременный вариатор велосипеда с ручным приводом оснащен фиксатором передач.The V-belt variator of a bicycle with a manual drive is equipped with a gear lock.

В частной форме исполнения фиксатор передач включает в себя фрикционную втулку 30 (например, из износостойкой резины), жестко закрепленную в корпусе 26 (фиг. 3 и 4), а также тормозной диск 31, закрепленный на ступице 25 подвижного в осевом направлении полушкива 13 с возможностью вращения.In a particular embodiment, the transmission lock includes a friction sleeve 30 (for example, made of wear-resistant rubber), rigidly fixed in the housing 26 (Figs. 3 and 4), as well as a brake disc 31, mounted on the hub 25 of the axially movable pulley 13 sec the possibility of rotation.

Возможность вращения тормозного диска 31 обеспечивается, в частности тем, что он установлен на опоре 32 вращения (в частности, на подшипнике качения), зафиксированной при этом в осевом направлении при помощи стопорного кольца 35 и буртика 36.The possibility of rotation of the brake disk 31 is ensured, in particular by the fact that it is mounted on a support 32 of rotation (in particular, on a rolling bearing), which is fixed in the axial direction by means of a retaining ring 35 and a shoulder 36.

Боковая цилиндрическая поверхность тормозного диска 31 находится в постоянном фрикционном контакте (в постоянной фрикционной связи) с цилиндрической внутренней поверхностью фрикционной втулки 30. Силу прижатия друг к другу указанных поверхностей подбирают большей, чем осевая составляющая от действия силы предварительного сжатия пружины 20, передаваемая на полушкив 13 через элементы клиноременного вариатора.The lateral cylindrical surface of the brake disc 31 is in constant frictional contact (in constant frictional connection) with the cylindrical inner surface of the friction sleeve 30. The pressing force of these surfaces against each other is selected greater than the axial component from the action of the pre-compression force of the spring 20, transmitted to the pulley 13 through the elements of a V-belt variator.

Тормозной диск 31 может быть конструктивно выполнен цельным (например, выточенным из металлической заготовки) и закрепленным на опоре 32 вращения путем напрессовывания (запрессовки).The brake disk 31 can be structurally made integral (for example, machined from a metal billet) and mounted on the support 32 of rotation by pressing (pressing).

Предпочтительным является исполнение тормозного диска 31 в виде двух полудисков 33 (как показано на фиг. 3) стянутых один с другим посредством необходимого количества винтов 34 (на фиг. 3 условно показан только один винт 34). Тем самым, может быть обеспечена фиксация полудисков 33 (составляющих тормозной диск 31) на наружном (вращающемся) кольце опоры 32 вращения.It is preferable to design the brake disc 31 in the form of two half-disks 33 (as shown in Fig. 3) tightened one by the other by the required number of screws 34 (in Fig. 3 only one screw 34 is conventionally shown). Thereby, fixing of the half-disks 33 (constituting the brake disc 31) on the outer (rotating) ring of the rotation support 32 can be ensured.

При использовании велосипеда с ручным приводом велосипедист располагается на элементах опорной системы 2, в частности, на сиденье, например, велосипедного типа, ступни пользователя при этом размещаются на опорах для ног (фиг. 1).When using a bicycle with a manual drive, the cyclist is located on the elements of the support system 2, in particular, on a seat, for example, a bicycle type, while the user's feet are placed on the leg supports (Fig. 1).

Для приведения велосипеда в поступательное движение велосипедист вращает руками приводные ручки 10 и 11 в вертикальной плоскости, что аналогично вращению педалей в велосипеде с ножным приводом (фиг. 2). Указанное вращение посредством шатунов 8 и 9 передается на ведущий вал 7, с которого крутящий момент посредством ремня 22, движущегося в полости рулевой колонки 4, передается на ведомый вал 16 и, соответственно, на колеса 21 переднего колесного узла, что вызывает движение велосипеда. Благодаря тому, что рулевая колонка 4 установлена на раме 1 на подшипниках 5, у велосипедиста имеется возможность управлять направлением движения велосипеда, прилагая к приводным ручкам 10 и 11 усилия, обеспечивающие поворот рулевой колонки 4 в подшипниках 5. Вместе с рулевой колонкой поворачивается в требуемом направлении передний колесный узел с колесами 21, что приводит к изменению направления движения велосипеда.To bring the bicycle into translational motion, the cyclist rotates the drive handles 10 and 11 in a vertical plane with his hands, which is similar to pedaling in a foot-driven bicycle (Fig. 2). The specified rotation by means of the connecting rods 8 and 9 is transmitted to the drive shaft 7, from which the torque is transmitted through the belt 22 moving in the cavity of the steering column 4 to the driven shaft 16 and, accordingly, to the wheels 21 of the front wheel assembly, which causes the bicycle to move. Due to the fact that the steering column 4 is mounted on the frame 1 on bearings 5, the cyclist has the ability to control the direction of movement of the bicycle by applying forces to the drive handles 10 and 11 to rotate the steering column 4 in the bearings 5. Together with the steering column, it rotates in the required direction front wheel assembly with wheels 21, which leads to a change in the direction of movement of the bicycle.

При обычной езде, велосипедист, изменяя усилия, прикладываемые им к приводным ручкам 10 и 11 (вращая их в вертикальной плоскости) от минимальных до максимальных, доступных данному лицу по его физическим возможностям, может таким образом изменять крутящий момент на ведомом валу 16 и, соответственно, изменять скорость движения велосипеда, как транспортного средства. При этом, передаточное отношение клиноременного вариатора остается неизменным.During normal riding, the cyclist, changing the forces exerted by him on the drive handles 10 and 11 (rotating them in a vertical plane) from minimum to maximum, accessible to this person according to his physical capabilities, can thus change the torque on the driven shaft 16 and, accordingly , change the speed of the bike as a vehicle. At the same time, the gear ratio of the V-belt variator remains unchanged.

Для простоты описания предположим, что первоначально указанное передаточное отношение клиноременного вариатора установлено приблизительно равным единице. В этом случае полушкивы 13 и 14 ведущего звена клиноременного вариатора находятся друг от друга на расстоянии H1, приблизительно равном расстоянию Н2 между полушкивами 17 и 18 ведомого звена (фиг. 2).For simplicity of description, suppose that the initially specified gear ratio of a V-belt variator is set to approximately equal to unity. In this case, the half pulleys 13 and 14 of the driving link of the V-belt variator are located at a distance H1 approximately equal to the distance H2 between the half pulleys 17 and 18 of the driven link (Fig. 2).

Для получения дополнительного выигрыша в силе (например, при преодолении подъема) или в скорости (например, при движении на спуске) велосипедисту в процессе езды необходимо изменять передаточное отношение клиноременного вариатора в ту или иную сторону, т.е. оперативно управлять передачами.To obtain additional gain in strength (for example, when climbing) or in speed (for example, when driving downhill), the rider needs to change the gear ratio of the V-belt variator in one direction or another, i.e. manage gears quickly.

Изменение передаточного отношения клиноременного вариатора обеспечивается следующим образом. По-прежнему вращая приводные ручки 10 и 11 в вертикальной плоскости велосипедист одновременно с этим к приводной ручке 11 прикладывает усилие F1 (фиг. 2), направленное вдоль оси 14 вращения полувалов 23 и 24. Под действием указанного усилия F1 полувал 24 со ступицей 25 и полушкивом 13 перемещаются в сторону, соответствующую раздвиганию полушкивов 12 и 13, т.е. их удалению друг от друга. При смещении полушкива 13 увеличивается расстояние H1 (фиг. 2) между полушкивами 12 и 13. Клиновидный ремень 22 в месте, где он огибает конусные поверхности полушкивов 12 и 13 начинает двигаться по дуге окружности меньшего радиуса.Changing the gear ratio of a V-belt variator is provided as follows. Still rotating the drive handles 10 and 11 in a vertical plane, the cyclist simultaneously applies a force F1 (Fig. 2) to the drive handle 11 along the axis of rotation 14 of the half-shafts 23 and 24. Under the action of this force, the F1 half-shaft 24 with a hub 25 and with a half-bolt 13 move in the direction corresponding to the spreading of the half-bolts 12 and 13, their removal from each other. With the displacement of the hemisphere 13, the distance H1 (Fig. 2) between the hemispheres 12 and 13 increases. The V-belt 22 at the place where it bends around the conical surfaces of the hemispheres 12 and 13 begins to move along an arc of a circle of smaller radius.

Сила натяжения ветвей ремня 22 уменьшается и, соответственно, уменьшается ее осевая составляющая, действующая на полушкив 17, подвижный в осевом направлении на валу 16. Это дает возможность пружине 20, обладающей усилием F2 предварительного сжатия, сблизить полушкивы 17 и 18, т.е. уменьшить расстояние Н2. Клиновидный ремень 22 при своем движении начинает огибать конусные поверхности полушкивов 17 и 18 по дуге окружности большего радиуса и, в результате, увеличивается передаточное отношение клиноременного вариатора. Таким образом, велосипедист получает возможность двигаться с большей скоростью, т.е. получает выигрыш в скорости движения велосипеда.The tension force of the branches of the belt 22 decreases and, accordingly, its axial component acting on the pulley 17, axially movable on the shaft 16, decreases. This enables the spring 20 having the pre-compression force F2 to pull together the pulleys 17 and 18, i.e. reduce the distance H2. The wedge-shaped belt 22 during its movement begins to bend around the conical surfaces of the half-cows 17 and 18 along an arc of a circle of a larger radius and, as a result, the gear ratio of the V-belt variator increases. Thus, the cyclist is able to move at a higher speed, i.e. gets a gain in the speed of the bike.

При необходимости получения велосипедистом выигрыша в прилагаемой им для движения силе (например, при преодолении подъемов) он, вращая приводные ручки 10 и 11 в вертикальной плоскости, прикладывает к приводной ручке 11 осевое усилие, направленное также вдоль оси 14 вращения полувалов 23 и 24, но в сторону, противоположную направлению действия усилия F1. В соответствии с описанным выше механизмом, под действием этого усилия полушкивы 13 и 14 сближаются (расстояние HI уменьшается) и клиновидный ремень 22 начинает огибать их поверхности по дуге окружности большего радиуса. Увеличение силы натяжения ремня 22 приводит к тому, что ее осевая составляющая, воздействующая на полушкив 17, преодолевает усилие F2 предварительного сжатия пружины 20 и заставляет указанный полушкив 17 переместиться в направлении уменьшения расстояния Н2 между полушкивами 17 и 18. Ремень 22 начинает огибать их поверхности по дуге окружности меньшего радиуса. В результате этого передаточное отношение клиноременного вариатора уменьшается и велосипедист при преодолении подъема прикладывает меньшие, но доступные по его физическим возможностям, усилия.If it is necessary for the cyclist to gain a gain in the force exerted by him for the movement (for example, when climbing), by rotating the drive handles 10 and 11 in a vertical plane, he applies axial force to the drive handle 11, also directed along the axis of rotation of the half-shafts 23 and 24, but in the direction opposite to the direction of force F1. In accordance with the mechanism described above, under the influence of this force, the half-cows 13 and 14 come closer (the distance HI decreases) and the V-belt 22 begins to bend around their surfaces along an arc of a circle of a larger radius. The increase in the tension force of the belt 22 leads to the fact that its axial component acting on the pulley 17 overcomes the pre-compression force F2 of the spring 20 and causes the specified pulley 17 to move in the direction of decreasing the distance H2 between the half pulleys 17 and 18. The belt 22 begins to bend around their surfaces along an arc of a circle of a smaller radius. As a result of this, the gear ratio of the V-belt variator decreases and the cyclist, when overcoming the ascent, applies less effort, but accessible by his physical capabilities.

Описанное перемещение полушкива 13 в направлении действия усилия F1 или в противоположном направлении сопровождается перемещением в том же направлении вместе со ступицей 25 опоры 32 вращения тормозного диска 31. Соответственно, вместе с опорой 32 перемещается, т.е. сдвигается в направлении вдоль оси 14 вращения и сам установленный на указанной опоре тормозной диск 31. После прекращения действия усилия F1 тормозной диск 31 остается в зафиксированном положении благодаря наличию силы трения между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью фрикционной втулки 30. При отсутствии указанного осевого усилия F1, направленного в ту или иную сторону, полушкив 13 остается в выбранном велосипедистом положении до тех пор, пока не будет принято решение вновь изменить передаточное отношение клиноременного вариатора (в сторону его увеличения или в сторону его уменьшения) и не будет приложено к ручке 11 новое осевое усилие. Таким образом, любое новое передаточное отношение клиноременного вариатора, выбранное велосипедистом (и, соответственно, выбранная им скорость движения велосипеда), будет сохранено благодаря описанной работе фиксатора скоростей.The described movement of the half-pulley 13 in the direction of the force F1 or in the opposite direction is accompanied by a movement in the same direction together with the hub 25 of the support 32 of the rotation of the brake disc 31. Accordingly, together with the support 32 is moved, i.e. the brake disk 31 mounted on the indicated support is shifted in the direction along the rotation axis 14. After the force F1 has ceased, the brake disk 31 remains in a fixed position due to the friction force between its outer surface and the inner surface of the friction sleeve 30. In the absence of the specified axial force F1 , directed in one direction or another, the half-bolt 13 remains in the selected cycling position until a decision is made to change the gear ratio of the V-belt belt again Ator (toward its increase or decrease in its side) and is applied to the handle 11, a new thrust. Thus, any new gear ratio of the V-belt variator selected by the cyclist (and, accordingly, his chosen speed of the bicycle) will be saved due to the described operation of the speed lock.

Тормозной диск 31 находится в постоянной фрикционной связи с фрикционной втулкой 30. Между ними реализована фрикционная связь, относящаяся к «упругому оттеснению», т.е. на контактирующих поверхностях тормозного диска 31 и фрикционной втулки 30 осуществляется взаимодействие в условиях упругой деформации фрикционной втулки 30. Поэтому износ фрикционной втулки 30 крайне незначителен. Для еще большего снижения износа фрикционной втулки 30 при ее контакте с тормозным диском 31 его острые кромки в зоне взаимодействия с поверхностью втулки 30 могут быть скруглены.The brake disc 31 is in constant frictional coupling with the friction sleeve 30. Between them, a friction coupling relating to “elastic displacement” is realized, i.e. on the contacting surfaces of the brake disc 31 and the friction sleeve 30, interaction occurs under conditions of elastic deformation of the friction sleeve 30. Therefore, the wear of the friction sleeve 30 is extremely negligible. To further reduce wear of the friction sleeve 30 when it is in contact with the brake disc 31, its sharp edges in the area of interaction with the surface of the sleeve 30 can be rounded.

Силу трения, возникающую между поверхностями тормозного диска 31 и фрикционной втулки 30 регулируют путем подбора как диаметров сопрягаемых поверхностей указанных деталей, так и материалов, из которых они выполнены. Необходимо, чтобы в результате такого подбора, указанная сила трения была выбрана достаточной (несмотря на постоянное действие усилия сжатия пружины 20, передаваемое через элементы клиноременного вариатора на полушкив 13 и ступицу 25) для удержания тормозного диска 31 в положении, установленном велосипедистом в процессе управления скоростным режимом велосипеда путем выбора наиболее комфортного для езды передаточного отношения клиноременного вариатора. Важным преимуществом описанной конструкции фиксатора скоростей является то, что она обеспечивает бесступенчатое изменение передаточного отношения передачи с гибкой связью (клиноременного вариатора) в процессе езды на велосипеде.The friction force arising between the surfaces of the brake disc 31 and the friction sleeve 30 is controlled by selecting both the diameters of the mating surfaces of these parts and the materials from which they are made. It is necessary that, as a result of such a selection, the indicated friction force should be selected sufficient (despite the constant action of the compression force of the spring 20 transmitted through the elements of the V-belt variator to the half pulley 13 and the hub 25) to hold the brake disc 31 in the position set by the cyclist during the speed control mode of the bicycle by choosing the most comfortable gear ratio for the V-belt variator. An important advantage of the described design of the speed lock is that it provides a stepless change in the gear ratio of the transmission with a flexible connection (V-belt variator) during cycling.

Claims

1. A bicycle with a manual drive, comprising a frame with a support platform and a support system and a rear wheel assembly mounted on it, a hollow steering column is mounted on the frame with a possibility of rotation relative to it, on which a drive shaft is provided in the rotation supports, equipped with connecting rods with drive handles and flexible transmission link, as well as a driven shaft with a flexible transmission link mounted on it and a front wheel assembly, while this flexible connection is passed through the steering column cavity, I distinguish which is based on the use of a V-belt variator equipped with a gear lock, the drive and driven links of which are made in the form of pairs of conical half-cups facing each other, engaged with the shaft on which it is mounted, one half-cup mounted on the shafts of the gearbox in each pair it is axially movable on the shaft relative to the other half-shell of this pair in the axle, in the drive link with flexible coupling, the axially movable conical half-shaft is rigidly connected to one of the connecting rods, and in Edom link movable axially tapered polushka provided with a spring, the front wheel assembly has two wheels, and the driven member polushkivy V-belt variator arranged between said wheels, wherein the belt is a V-belt variator polushkivy includes master and slave units.

2. The bicycle according to claim 1, characterized in that the gear lock includes a friction sleeve rigidly fixed in the drive housing of the V-belt variator, as well as a brake disc mounted with it in constant friction, mounted on a rotation support fixed on the axial movable hub the direction of the hemisphere of the leading link of the V-belt variator.