RU90760U1

RU90760U1 - ALTERNATIVE BIKE DRIVE, INCREASING ITS MOVEMENT SPEED

Info

Publication number: RU90760U1
Application number: RU2009103361/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Андреевич Кулаков; Владимир Кузьмич Фёдоров
Original assignee: Александр Андреевич Кулаков
Priority date: 2009-02-02
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2010-01-20

Abstract

Альтернативный привод велосипеда, увеличивающий скорость его движения, содержащий рычаги педалей, осуществляющие качательные движения относительно горизонтальной плоскости, повышающую прямозубую цилиндрическую передачу с внутренним зацеплением, установленную с каждой стороны каретки, причем ведущим звеном передачи является зубчатый сектор, закрепленный на рычаге педали, при этом шестерня ее также является обоймой роликовой обгонной муфты, закрепленной на валу ведущей звездочки цепной передачи, отличающийся тем, что снабжен шарнирными опорами рычагов педалей, установленными на оси заднего колеса, механизмом кинематической связи рычагов педалей, установленным на раме между кареткой и задним колесом, состоящим из двух конструктивно симметричных и телескопически собранных на общей оси рычажно-педальных узлов, у которых к рычагам закреплены короткие оси с установленными на них роликами, введенные в продольные горизонтальные пазы рычагов педалей привода, причем длины рычагов механизма пропорциональны длинам дуг, на которые перемещаются закрепленные к рычагам оси и установленные на них ролики относительно общей оси узлов механизма, при этом на рычагах педалей закреплены резиновые упоры, ограничивающие ход осей и роликов в пазах рычагов педалей, ограничивая тем самым ход рычагов педалей вниз, а педали шарнирно установлены на рычагах с расположением поперечной оси педали и продольной оси ее рычага в одной вертикальной плоскости.An alternative drive of the bicycle, increasing its speed of movement, containing pedal levers, oscillating relative to the horizontal plane, increasing the spur gear with internal gear installed on each side of the carriage, the gear link being the gear sector mounted on the pedal lever, the gear being the leading link it is also a cage of a roller overrunning clutch mounted on the shaft of the drive chain sprocket, characterized in that it is provided with a hinge with pedal lever supports mounted on the axis of the rear wheel, a kinematic mechanism for linking the pedals mounted on the frame between the carriage and the rear wheel, consisting of two structurally symmetrical and telescopically assembled on the common axis of the lever-pedal assemblies, in which short axes with rollers mounted on them, inserted into the longitudinal horizontal grooves of the levers of the pedals of the drive, and the lengths of the levers of the mechanism are proportional to the lengths of the arcs to which the axes fixed to the levers move and the rollers mounted on them relative to the common axis of the nodes of the mechanism, while the rubber stops are fixed on the pedal levers, restricting the movement of the axles and rollers in the grooves of the pedal levers, thereby limiting the pedal levers down, and the pedals are pivotally mounted on the levers with the transverse axis of the pedal and the longitudinal the axis of its lever in one vertical plane.

Description

Современный привод велосипеда с вращательными движениями рычагов педалей, с простой конструкцией и высокой технологичностью, не имеет альтернативы в широком диапазоне потребительских характеристик. Но он служит ограничителем на пути увеличения скорости движения велосипеда и реализации потенциала силы ног велосипедиста. Оба этих фактора ограничивают кинематика привода и предельная величина скорости движения ног велосипедиста. Изменение этого обстоятельства связывают с изменением вращательного движения рычагов педалей на качательное движение рычагов педалей.A modern bicycle drive with rotational movements of the pedal levers, with a simple design and high technology, has no alternative in a wide range of consumer characteristics. But it serves as a limiter on the way to increase the speed of the bicycle and to realize the potential strength of the legs of the cyclist. Both of these factors limit the kinematics of the drive and the limiting speed of the cyclist's legs. A change in this circumstance is associated with a change in the rotational movement of the pedal levers to the rocking movement of the pedal levers.

Известна конструкция привода велосипеда, в котором использованы повышающая прямозубая передача с внутренним зацеплением и увеличенной длины рычаги педалей с возможностью совершать качательные движения, SU 1572914 А1 23.06.90. Ведущим звеном зубчатой передачи, установленной с обоих сторон вала заднего колеса, является зубчатый сектор, закрепленный на рычаге педали. Шестерня передачи, установленная на валу заднего колеса соосно, выполняет и функцию обоймы роликовой обгонной муфты, передающей крутящий момент на вал колеса.A known design of a bicycle drive, in which a spur gear with internal gearing and an increased length of the pedal levers with the ability to make swinging movements, is used SU 1572914 A1 23.06.90. The driving link of the gear set on both sides of the rear wheel shaft is the gear sector, mounted on the pedal lever. The gear gear mounted on the rear wheel shaft coaxially also performs the function of a cage of a roller overrunning clutch transmitting torque to the wheel shaft.

К недостаткам отмеченного привода относятся следующие признаки:The disadvantages of the marked drive include the following symptoms:

1) кинематическую связь между рычагами педалей обеспечивает сложный и габаритный кулисно-коромысловый механизм; 2) отсутствие в нем цепной передачи, нивелирующей дискретный характер работы зубчатой передачи; 3) зацепление элементов зубчатой передачи поддерживают опорные ролики, положение опор которых не определено.1) the kinematic connection between the pedal levers provides a complex and dimensional rocker-beam mechanism; 2) the lack of a chain drive in it, leveling the discrete nature of the gear operation; 3) the engagement of the gear elements is supported by support rollers, the position of the supports of which is not defined.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому приводу является привод, в котором вместе с повышающей прямозубой передачей использована цепная передача, US 5716069 А 10-02-1998. Конструкция зубчатой передачи этого привода аналогична отмеченной выше, но шестерня установлена на валу каретки, со встроенной в соединении этих звеньев роликовой обгонной муфтой. Основным недостатком этого привода является отсутствие в нем механизма, обеспечивающего взаимные противоположно-направленные качательные движения рычагов педалей. Кроме того, в приводе отсутствуют упругие ограничители качательных движений рычагов педалей, исключающих заклинивание зубчатых передач в крайних зонах зацепления их элементов. Эксцентричное приложение силы педалирования к рычагам педалей увеличенной длины приводит к увеличенному изгибу их.The closest in technical essence to the claimed drive is a drive in which, together with a spur gear, a chain gear is used, US 5716069 A 10-02-1998. The gear design of this drive is similar to that noted above, but the gear is mounted on the carriage shaft, with a freewheel clutch integrated in the connection of these links. The main disadvantage of this drive is the lack of a mechanism in it, providing mutual oppositely directed swinging movements of the pedal levers. In addition, the drive lacks elastic limiters of the oscillating movements of the pedal levers, excluding jamming of gears in the extreme zones of engagement of their elements. The eccentric application of pedaling force to levers of pedals of increased length leads to increased bending of them.

Технической задачей полезной модели является улучшение конструкции альтернативного привода велосипеда с обеспечением его необходимыми функциональными признаками.The technical task of the utility model is to improve the design of an alternative bicycle drive with providing it with the necessary functional features.

Решение технической задачи достигается за счет того, что альтернативный привод велосипеда, увеличивающий скорость его движения, содержащий увеличенной длины рычаги педалей с возможностью совершать качательные движения относительно горизонтальной плоскости в пределах рационально-малых углов поворота, повышающую прямозубую цилиндрическую передачу с внутренним зацеплением, установленную с каждой стороны каретки, ведущим звеном передачи является зубчатый сектор, закрепленный на рычаге педали, а шестерня ее является и обоймой роликовой обгонной муфты, закрепленной на валу ведущей звездочки цепной передачи, тормоза ручные, согласно полезной модели имеет шарнирные опоры рычагов, установленные на оси заднего колеса, снабжен механизмом кинематической связи рычагов педалей, установленным на раме между кареткой и задним колесом, состоящим из двух конструктивно симметричных и телескопически собранных на общей оси рычажно-педальных узлов, у которых к рычагам закреплены короткие оси с установленными на них роликами, введенными в продольные горизонтальные пазы рычагов педалей привода, длины рычагов механизма пропорциональны длинам дуг, на которые перемещаются закрепленные к рычагам оси и установленные на них ролики относительно общей оси узлов механизма, кроме того, на рычагах педалей закреплены резиновые упоры, ограничивающие ход осей и роликов в пазах рычагов педалей, ограничивая тем самым ход рычагов педалей вниз, педали шарнирно установлены на рычагах педалей с расположением поперечной оси педали и продольной оси ее рычага в одной вертикальной плоскости.The solution to the technical problem is achieved due to the fact that an alternative bicycle drive, increasing its speed of movement, containing increased pedal levers with the ability to make rocking movements relative to the horizontal plane within rationally small rotation angles, increases the spur gear with internal gear installed with each side of the carriage, the leading link of the transmission is the gear sector, mounted on the pedal lever, and its gear is also a roller clip of the freewheel clutch mounted on the shaft of the drive sprocket of the chain drive, hand brakes, according to the utility model, has articulated lever supports mounted on the axis of the rear wheel, equipped with a kinematic mechanism for connecting the pedal levers mounted on the frame between the carriage and the rear wheel, consisting of two structurally symmetrical and telescopically assembled on the common axis of the lever-pedal assemblies, which have short axes fixed to the levers with rollers mounted on them, inserted into the longitudinal horizontal grooves of the pedal levers of the drive, the lengths of the mechanism levers are proportional to the lengths of the arcs to which the axles fixed to the levers and the rollers mounted on them move relative to the common axis of the mechanism nodes, in addition, rubber stops are fixed on the pedal levers, restricting the axes and rollers in the grooves of the pedal levers, limiting the course of the pedal levers down, the pedals are pivotally mounted on the pedal levers with the transverse axis of the pedal and the longitudinal axis of its lever in the same vertical plane.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема велосипеда с альтернативным приводом, увеличивающим скорость его движения; на фиг.2 сечение А-А фиг.1; на фиг.3 схема механизма кинематической связи рычагов педалей; на фиг.4 вид Б фиг.2; на фиг.5 схемы современного и альтернативного приводов велосипедов.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of a bicycle with an alternative drive that increases its speed; figure 2 section aa figure 1; figure 3 diagram of the mechanism of kinematic communication of the pedal levers; figure 4 view B of figure 2; figure 5 schemes of modern and alternative bicycle drives.

Альтернативный привод велосипеда, увеличивающий скорость его движения, содержит увеличенной длины рычаги педалей 1 и 2 с шарнирными опорами, установленными на оси заднего колеса, с возможностью совершать рационально-ограниченные качательные движения относительно горизонтальной плоскости. На каждом рычаге педали 1 и 2 шарнирно установлена педаль 3, с расположением ее поперечной оси и продольной оси рычага педали в одной вертикальной плоскости, жестко закреплен зубчатый сектор 4 с внутренними зубьями. На концах вала 5 каретки 6 установлены шестерни 7, со встроенными в соединения этих звеньев роликовыми обгонными муфтами 8. Зубчатый сектор 4 каждого рычага педалей 1 и 2 находится в постоянном зацеплении с шестерней 7, образуя повышающую прямозубую цилиндрическую передачу. На валу 5 каретки 6 жестко закреплена ведущая звездочка 9 повышающей цепной передачи 10. Необходимую кинематическую связь рычагов педалей 1 и 2 обеспечивает механизм 11, расположенный на раме между кареткой 6 и задним колесом. Механизм 11 состоит из двух конструктивно симметричных и телескопически собранных на общей оси рычажно-педальных узлов 12 и 13, к рычагам которых 14 и 15 закреплены короткие оси 16 и 17 с установленными на них роликами 18 и 19.An alternative bicycle drive, increasing the speed of its movement, contains an increased length of the levers of the pedals 1 and 2 with articulated supports mounted on the axis of the rear wheel, with the ability to make rationally limited swinging movements relative to the horizontal plane. On each pedal lever 1 and 2, pedal 3 is pivotally mounted, with its transverse axis and the longitudinal axis of the pedal lever in the same vertical plane, the toothed sector 4 with internal teeth is rigidly fixed. At the ends of the shaft 5 of the carriage 6, gears 7 are installed, with roller overrunning clutches 8. The gear sector 4 of each lever of the pedals 1 and 2 is constantly engaged with the gear 7, forming a spur gear. On the shaft 5 of the carriage 6 the drive sprocket 9 of the chain-raising gear 10 is rigidly fixed. The necessary kinematic connection of the levers of the pedals 1 and 2 is provided by the mechanism 11 located on the frame between the carriage 6 and the rear wheel. The mechanism 11 consists of two structurally symmetrical and telescopically assembled on the common axis of the lever-pedal assemblies 12 and 13, to the levers of which 14 and 15 short axles 16 and 17 are fixed with rollers 18 and 19 mounted on them.

Оси 16 и 17 и ролики 18 и 19, введенные в продольные горизонтальные пазы 20 и 21 рычагов педалей 1 и 2, замыкают кинематическую связь рычагов педалей 1 и 2. Закрепленные на рычагах педалей 1 и 2 резиновые упоры 22 и 23 ограничивают ход осей 16 и 17 и роликов 18 и 19 в их пазах 20 и 21, ограничивая тем самым ход рычагов педалей 1 и 2 вниз.Axes 16 and 17 and rollers 18 and 19, inserted into the longitudinal horizontal grooves 20 and 21 of the pedal levers 1 and 2, close the kinematic connection of the pedal levers 1 and 2. The rubber stops 22 and 23 fixed to the pedal levers 1 and 2 limit the stroke of the axles 16 and 17 and rollers 18 and 19 in their grooves 20 and 21, thereby limiting the movement of the levers of the pedals 1 and 2 down.

Альтернативный привод велосипеда, увеличивающий скорость его движения, работает следующим образом. После посадки велосипедиста на седло, один из рычагов педалей 1(2) с педалью 3 окажется в верхнем положении. От воздействия силы педалирования велосипедиста на поднятую педаль 3 поворачиваются с направлением вниз все звенья, связанные с рычагом педали 1 (2). При этом, зубчатый сектор 4 вращает шестерню 7, которая с помощью роликовой обгонной муфты 8 предает крутящий момент на вал 5 к ведущей звездочке 9 цепной передачи 10. От воздействия контактирующих с роликами 18 и 19 поверхностей пазов 20 и 21 рычага педали 1 (2), ролики 18 и 19 перемещаются по пазам и вместе с рычагами 14 и 15 совершают вращательное движение относительно общей оси механизма 11. При этом, все детали правой части механизма 11 с рычагом педали 2 совершают противоположно-направленные движения его левой части с рычагом педали 1, поднимая рычаг педали 2 верх, если рычаг педали 1 опускается вниз. Упругий контакт роликов 18 и 19 с резиновыми упорами 22 и 23 ограничивает ход рычага педали 1 (2) вниз и в верхнем положении оказывается рычаг педали 2(1). Последовательные работы ног велосипедиста и активные фазы движения рычагов педалей 1 и 2 обеспечивают движение велосипеда вперед.An alternative drive bicycle, increasing its speed, works as follows. After the cyclist lands on the saddle, one of the levers of pedals 1 (2) with pedal 3 will be in the upper position. From the influence of the pedal force of the cyclist on the raised pedal 3, all links connected to the pedal lever 1 (2) are turned downward. In this case, the gear sector 4 rotates the gear 7, which with the help of a roller overrunning clutch 8 delivers torque to the shaft 5 to the drive sprocket 9 of the chain drive 10. From the action of the surfaces of the grooves 20 and 21 of the pedal lever 1 (2) in contact with the rollers 18 and 19 (2) , the rollers 18 and 19 move along the grooves and together with the levers 14 and 15 rotate relative to the common axis of the mechanism 11. Moreover, all the details of the right side of the mechanism 11 with the pedal lever 2 make opposite movements of its left part with the pedal lever 1, raising the ped lever If 2 is up, if the pedal 1 lever is lowered. The elastic contact of the rollers 18 and 19 with the rubber stops 22 and 23 limits the stroke of the pedal lever 1 (2) downward and the pedal lever 2 (1) is in the upper position. The sequential work of the cyclist's legs and the active phases of the movement of the levers of the pedals 1 and 2 provide the bicycle to move forward.

Применение в приводе велосипеда с двумя повышающими передачами, зубчатой и цепной, рычагов педалей увеличенной длины с шарнирными опорами на оси заднего колеса обеспечивает значительное увеличение скорости движения велосипеда и возможность приложить максимальную силу педалирования на педали велосипеда. Разработанный механизм кинематической связи рычагов педалей обеспечивает их взаимные ограниченные возвратно-вращательные движения.The use in a bicycle drive with two overdrive gears, a gear and a chain, extended pedal levers with articulated bearings on the rear axle provides a significant increase in the speed of the bicycle and the ability to apply maximum pedaling force to the bicycle pedals. The developed mechanism of kinematic connection of pedal levers provides their mutual limited reciprocating movements.

Показателем альтернативности предлагаемого привода велосипеда, увеличивающего скорость его движения, современному приводу может служить величина отношения чисел оборотов их ведущих звездочек цепных передач, при равных скоростях движений ног велосипедистов. Необходимый расчет выполнен с учетом реальных размеров элементов сравниваемых приводов и в соответствии со схемами, см. фиг.5.An indicator of the alternativeness of the proposed bicycle drive that increases its speed to a modern drive can be the ratio of the speed numbers of their leading chain sprockets, with equal speeds of movement of the feet of cyclists. The necessary calculation is made taking into account the actual dimensions of the elements of the compared drives and in accordance with the schemes, see figure 5.

При скорости движения ног велосипедистов V_н, м/с, числа оборотов ведущих звездочек приводов будут следующими:When the speed of movement of the feet of cyclists V _n , m / s, the number of revolutions of the drive sprockets will be as follows:

а) в современном приводе велосипеда,a) in a modern bicycle drive,

б) в альтернативном приводе велосипеда,b) in an alternative bicycle drive,

Отношение чисел оборотов ведущих звездочек приводов велосипедов получим следующее,The ratio of the revolutions of the leading sprockets of bicycle drives will be

Скорости движения велосипедов будут соответственно отличаться в такое же число раз, Bicycle speeds will accordingly differ by the same number of times,

Источники информации:Information sources:

1. SU 1572914 A1 23.06.90;1. SU 1572914 A1 06.23.90;

2. US 5716069 А 10-02-1998.2. US 5716069 A 10-02-1998.

Claims

An alternative drive of the bicycle, increasing its speed of movement, containing pedal levers, oscillating relative to the horizontal plane, increasing the spur gear with internal gear installed on each side of the carriage, the gear link being the gear sector mounted on the pedal lever, the gear being the leading link it is also a cage of a roller overrunning clutch mounted on the shaft of the drive chain sprocket, characterized in that it is provided with a hinge with pedal lever supports mounted on the axis of the rear wheel, a kinematic mechanism for linking the pedals mounted on the frame between the carriage and the rear wheel, consisting of two structurally symmetrical and telescopically assembled on the common axis of the lever-pedal assemblies, in which short axes with rollers mounted on them, inserted into the longitudinal horizontal grooves of the levers of the pedals of the drive, and the lengths of the levers of the mechanism are proportional to the lengths of the arcs to which the axes fixed to the levers move and the rollers mounted on them relative to the common axis of the nodes of the mechanism, while the rubber stops are fixed on the pedal levers, restricting the movement of the axles and rollers in the grooves of the pedal levers, thereby limiting the pedal levers down, and the pedals are pivotally mounted on the levers with the transverse axis of the pedal and the longitudinal the axis of its lever in one vertical plane.