RU2069634C1 - Bicycle variable speed drive - Google Patents
Bicycle variable speed drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069634C1 RU2069634C1 SU4701147A RU2069634C1 RU 2069634 C1 RU2069634 C1 RU 2069634C1 SU 4701147 A SU4701147 A SU 4701147A RU 2069634 C1 RU2069634 C1 RU 2069634C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sprocket
- teeth
- pedals
- gear
- drive sprocket
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmissions By Endless Flexible Members (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, в частности в велосипедах, велотренажерах и других подобных устройствах. The invention relates to mechanical engineering and can be used, in particular in bicycles, exercise bikes and other similar devices.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является передача для велосипеда, содержащая ведущую овальную звездочку, соединенную с шатунами педалей при помощи промежуточного устройства, позволяющего регулировать угловое положение между осями овальной звездочки и линией шатунов в пределах ±40o и, следовательно, подстpаивать передачу в соответствии со вкусом и желаниями велосипедиста.Closest to the proposed technical essence is a gear for a bicycle containing a leading oval sprocket connected to the connecting rods of the pedals using an intermediate device that allows you to adjust the angular position between the axes of the oval sprocket and the line of the rods within ± 40 o and, therefore, adjust the gear in accordance with the taste and desires of a cyclist.
Ведущая овальная звездочка может быть установлена эксцентрично по отношению к оси педалей, что позволяет регулировать нагрузку между левой и правой ногами велосипедиста. Фиксация шатунов относительно овальной звездочки осуществляется при помощи болтов и шайб с эксцентрическими отверстиями (патент Франции N 2371906, кл. 5 B 62 M 3/46, 1979). The leading oval sprocket can be set eccentrically relative to the axis of the pedals, which allows you to adjust the load between the left and right legs of the cyclist. The connecting rods are fixed relative to the oval sprocket using bolts and washers with eccentric holes (French patent N 2371906, CL 5 B 62
Недостатками такой передачи являются:
ограниченность области изменения передаточного числа (в пределах ± 40o);
невозможность оперативного изменения передаточного числа;
компенсация удлинения цепи требует дополнительного устройства (например, суппера) и, следовательно, не позволяет использовать данную передачу для дорожных велосипедов с ножным тормозом.The disadvantages of such a transfer are:
the limited area of change of the gear ratio (within ± 40 o );
the impossibility of promptly changing the gear ratio;
Compensation of chain extension requires an additional device (for example, a supper) and, therefore, does not allow the use of this gear for road bikes with a foot brake.
Цель изобретения повышение надежности передачи и удобства в эксплуатации. The purpose of the invention is improving the reliability of transmission and ease of use.
Для этого в передаче для велосипеда, содержащей ведомую звездочку, ведущую звездочку переменного диаметра, связанную с педалями, шатуны с педалями, цепь, обхватывающую ведомую и ведущую звездочки, и элементы переключения передачи, механизм переключения выполнен в виде муфты, размещенной на шатуне. Муфта может быть выполнена в виде подпружиненного пальца, а в ведущей звездочке выполнены по окружности отверстия для фиксации указанного пальца. To do this, in a gear for a bicycle containing a driven sprocket, a driving sprocket of variable diameter connected to the pedals, connecting rods with pedals, a chain clutching the driven and driving sprockets, and gear shifting elements, the switching mechanism is made in the form of a clutch located on the connecting rod. The coupling can be made in the form of a spring-loaded finger, and in the drive sprocket are made around the circumference of the hole for fixing the specified finger.
Для компенсации удлинения цепи во всех положениях шатунов педалей ведомая звездочка имеет число зубьев, равное половине числа зубьев ведущей звездочки, и выполнена с эксцентриситетом, равным половине максимального удлинения цепи. To compensate for chain elongation in all positions of the pedal connecting rods, the driven sprocket has a number of teeth equal to half the number of teeth of the drive sprocket and is made with an eccentricity equal to half the maximum chain elongation.
На фиг.1 представлена переменная передача для велосипеда; на фиг.2 - кинематическая схема для расчета максимального удлинения цепи; на фиг.3 - график локальных передаточных чисел передачи для велосипеда в зависимости от углового положения ведущей звездочки; на фиг.4 кинематическая схема компенсации удлинения цепи при помощи паразитной звездочки с половинным числом зубьев, установленной с эксцентриситетом; на фиг.5 конструкция муфты. 1 shows a variable gear for a bicycle; figure 2 is a kinematic diagram for calculating the maximum chain elongation; figure 3 is a graph of the local gear ratios for a bicycle depending on the angular position of the drive sprocket; figure 4, the kinematic scheme of compensating for chain elongation using a spurious sprocket with half the number of teeth mounted with eccentricity; figure 5 coupling design.
Передача для велосипеда (фиг. 3) содержит бесконечную цепь 1, ведомую звездочку 2, овальную (эллиптическую) ведущую звездочку 3, педали 4, шатуны 5, ось 6 педалей, ось 7 втулки ведущего колеса и муфту 8. The bicycle gear (Fig. 3) contains an
Передача для велосипеда работает следующим образом. Gear for a bicycle works as follows.
Сила F, действующая на педаль 4, создает через шатун 5 вращающий момент на оси 6 педалей, который передается через муфту 8 на овальную ведущую звездочку 3, создающую натяжение бесконечной цепи 1, передающей усилие на ведомую звездочку 2, расположенную на оси 7 втулки ведущего колеса велосипеда, что в конечном счете вызывает движение велосипеда. The force F acting on the pedal 4 generates a torque through the connecting rod 5 on the axis 6 of the pedals, which is transmitted through the clutch 8 to the
Диапазон локальных передаточных чисел (i) передачи велосипеда лежит в пределах от 2r/d до 2R/d (фиг.2). Реально передаточное число ощущается велосипедистом в течение рабочего (с усилием) хода педали 4, поэтому переключение передач можно осуществлять изменением ориентации овала ведущей звездочки 3 относительно шатунов 5 с помощью муфты 8. The range of local gear ratios (i) of the bicycle’s transmission lies in the range from 2r / d to 2R / d (FIG. 2). Actually, the gear ratio is felt by the cyclist during the working (with force) stroke of the pedal 4, therefore, gear shifting can be carried out by changing the orientation of the oval of the drive sprocket 3 relative to the connecting rods 5 using the clutch 8.
Реальное передаточное число (фиг.3) будет получаться как среднее в течение рабочего хода педалей, так для положения А (взаимное расположение овала ведущей звездочки и шатунов педалей изображено рядом) среднее передаточное число большое, а для положения В малое (заштрихованные прямоугольники с буквами "л" и "п" на фиг.3 обозначают рабочих ход левой и правой педалей соответственно). Кроме того, для положения А передаваемое на цепь тяговое усилие оказывается более равномерным, чем для обычной круглой ведущей звездочки, и, следовательно, это даст увеличение скорости, что важно для гоночных велосипедов. Таким образом, возможно применение предложенной передачи и без муфты 8. The actual gear ratio (Fig. 3) will be obtained as the average during the working stroke of the pedals, so for position A (the relative position of the oval of the drive sprocket and the connecting rods of the pedals is shown next), the average gear ratio is large, and for position B it is small (shaded rectangles with letters " l "and" p "in figure 3 denote the working stroke of the left and right pedals, respectively). In addition, for position A, the traction transmitted to the chain is more uniform than for a regular round drive sprocket, and therefore this will give an increase in speed, which is important for racing bicycles. Thus, it is possible to use the proposed gear without clutch 8.
Овальность ведущей звездочки приводит к необходимости иметь запас длины (удлинение) бесконечной цепи 1, который можно приближенно определить для симметричного овала (эллипса) по формуле, непосредственно следующей на фиг.2:
где: l расстояние между осями педалей и заднего колеса;
d диаметр звездочки заднего колеса;
r малая полуось эллипса ведущей звездочки;
R большая полуось эллипса ведущей звездочки.The ovality of the leading sprocket makes it necessary to have a length margin (elongation) of the
where: l is the distance between the axles of the pedals and the rear wheel;
d diameter of the rear wheel sprocket;
r minor axis of the ellipse of the drive sprocket;
R major axis of the ellipse of the drive sprocket.
Например, для эллиптической ведущей звездочки со стандартным для дорожного велосипеда количеством в 48 зубьев с выбранным соотношением R/r 1,5 имеем следующие исходные данные: R 11,5 см, r 7,7 см, d 6 см, l 50 см, тогда. For example, for an elliptical sprocket with a standard number of 48 teeth for a road bike with a selected R / r ratio of 1.5, we have the following initial data: R 11.5 cm, r 7.7 cm, d 6 cm, l 50 cm, then .
Очевидно, что для малых овальностей, т.е. когда удлинение цепи не превышает 2 3 мм, его не требует компенсировать. Большие удлинения (свыше 3 мм) необходимо компенсировать, что может осуществляться:
на гоночных велосипедах (например, типа "Спутник") компенсатором натяжения цепи будет являться натяжной ролик механизма переключения скоростей;
на велосипедах с ножным тормозом (дорожных и др.) компенсатором натяжения цепи может служить круглая (овальная) звездочка заднего колеса с количеством зубьев равным ровно половине числа зубьев ведущей звездочки и установленной с эксцентриситетом, равным половине максимального удлинения цепи, например, для упомянутой эллиптической ведущей звездочки 48 зубьями, звездочка заднего колеса (круглая) с 24 зубьями, установленная на оси заднего колеса с эксцентриситетом 4 мм, компенсирует удлинение цепи до величины 1 мм (измерения с шагом 15o поворота ведущей звездочки проведены на модели передачи в натуральную величину);
на велосипедах с ножным тормозом (дорожных и др.) при обеспечении произвольного передаточного числа компенсатором натяжения цепи может служить дополнительная круглая (овальная) паразитная звездочка 9 (фиг.4) с количеством зубьев равным ровно половине количества зубьев ведущей звездочки 3, установленная с соответствующим эксцентриситетом вблизи звездочки заднего колеса. Проверка проведена на аналогичной модели в натуральную величину и дала такой же результат.
Obviously, for small ovality, i.e. when the chain extension does not exceed 2 3 mm, it does not need to be compensated. Large elongations (over 3 mm) must be compensated, which can be done:
on racing bicycles (for example, like "Sputnik"), the tension roller of the gearshift mechanism will be the chain tension compensator;
on bicycles with a foot brake (road, etc.), the round (oval) sprocket of the rear wheel with the number of teeth equal to half the number of teeth of the drive sprocket and set with an eccentricity equal to half the maximum chain elongation, for example, for the mentioned elliptical guide, can serve as a chain tension compensator sprockets with 48 teeth, a rear wheel sprocket (round) with 24 teeth, mounted on the axis of the rear wheel with an eccentricity of 4 mm, compensates for chain extension to 1 mm (measurements in increments of 15 o turn and the leading sprockets are carried out on a full-size transmission model);
on bicycles with a foot brake (road, etc.), while providing an arbitrary gear ratio, the chain tension can be compensated by an additional round (oval) parasitic sprocket 9 (Fig. 4) with the number of teeth equal to exactly half the number of teeth of the
Конструктивно муфта 8 может быть выполнена различными способами. Одна из возможных конструкций муфты представлена на фиг.5. Муфта состоит из пальца 10, пружины 11, шплинта 12. Палец 10 установлен в приливе шатуна 5 правой педали, пружина 11 удерживает палец в левом крайнем положении, шплинг 12 фиксирует пружина 11. Ведущая звездочка 3 установлена на оси 6 педалей и имеет, например, 16 отверстий, расположенных по окружности на одинаковых расстояниях. Муфта работает следующим образом: при необходимости изменения положения ведущей звездочки 6 относительно шатунов 5 педалей необходимо оттянуть в сторону палец 10 муфты 8 и освободить ведущую звездочку 6, провернуть шатуны 5 педалей на нужный угол и отпустить палец 10 муфты 8, палец 10 фиксируется в соответствующем новом отверстии звездочки 3 и передача с новым средним передаточным числом готова к работе. Structurally, the coupling 8 can be performed in various ways. One of the possible designs of the coupling is presented in figure 5. The clutch consists of a
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4701147 RU2069634C1 (en) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | Bicycle variable speed drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4701147 RU2069634C1 (en) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | Bicycle variable speed drive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2069634C1 true RU2069634C1 (en) | 1996-11-27 |
Family
ID=21452238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4701147 RU2069634C1 (en) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | Bicycle variable speed drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2069634C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009137905A1 (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-19 | Sinilo Alexandr Vasilievich | Bicycle with a sliding seat |
| WO2012118402A1 (en) * | 2011-02-08 | 2012-09-07 | Petrovsky Jury Antonovich | Bicycle bottom bracket |
| WO2024010653A1 (en) * | 2022-07-03 | 2024-01-11 | Heitz Lance A | Crank assembly for a bicycle |
| RU2816373C2 (en) * | 2019-07-02 | 2024-03-28 | Бае Системз Хегглундс Актиеболаг | Design and method for balancing gun barrel of weapon system mounted on vehicle, as well as vehicle comprising such structure |
-
1989
- 1989-05-16 RU SU4701147 patent/RU2069634C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент Франции N 2471906, кл. B 62M 33/46, 1989. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009137905A1 (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-19 | Sinilo Alexandr Vasilievich | Bicycle with a sliding seat |
| WO2012118402A1 (en) * | 2011-02-08 | 2012-09-07 | Petrovsky Jury Antonovich | Bicycle bottom bracket |
| RU2476345C2 (en) * | 2011-02-08 | 2013-02-27 | Юрий Антонович Петровский | Bicycle frame |
| RU2816373C2 (en) * | 2019-07-02 | 2024-03-28 | Бае Системз Хегглундс Актиеболаг | Design and method for balancing gun barrel of weapon system mounted on vehicle, as well as vehicle comprising such structure |
| WO2024010653A1 (en) * | 2022-07-03 | 2024-01-11 | Heitz Lance A | Crank assembly for a bicycle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4666173A (en) | Foot pedal drive for bicycles | |
| US5419572A (en) | Reciprocating bicycle drive | |
| US4657244A (en) | Exercise bicycle | |
| KR930007669B1 (en) | Continuous variable power bicycle transmission device | |
| US5970822A (en) | Unidirectional output from bi-directional inputs bicycle transmission | |
| EP0543527A1 (en) | Bicycle with rhomboidal gear | |
| US5662346A (en) | Pedal mechanism for cycle and exercise equipment | |
| US5765847A (en) | Pedal mechanism for cycle and exercise equipment | |
| GB1581560A (en) | Drive systems for rider-propelled vehicles | |
| US5290054A (en) | Linear drive recumbent cycle | |
| EP1116646B1 (en) | Manually driven mechanism | |
| US5442972A (en) | Variable ratio bicycle drive mechanism | |
| US5378201A (en) | Multi-geared bicycle transmission assembly comprising internal gear sets | |
| US5918894A (en) | Pedal mechanism for cycle and exercise equipment | |
| RU2069634C1 (en) | Bicycle variable speed drive | |
| US5810379A (en) | Freewheeling drivetrain for tandem bicycles | |
| GB2279918A (en) | Treadle-cycle | |
| KR19990046739A (en) | Handle Pedal Cycle System | |
| SU1237075A3 (en) | Bicycle | |
| US3913947A (en) | Vehicle with variable speed transmission | |
| CN105836030A (en) | Double-pendulum-rod drive type labor-saving bicycle | |
| RU46237U1 (en) | BIKE | |
| US5035419A (en) | Exercising mechanism having a selective coupling assembly | |
| DE4237525C2 (en) | Bicycle, especially recumbent | |
| EP4021790B1 (en) | Automatic cyclic transmission |