ВЕЛОСИПЕД Российский патент 1994 года по МПК B62K3/00 

Изобретение относится к велотранспортному машиностроению, в частности, к велосипедам с двухступенчатой коробкой передач, и может быть использовано в целях как массового, так и специального, например спортивного, культурно-оздоровительного, аварийно-спасательного и прочего назначения.

Известна двухступенчатая передача для велосипеда, содержащая ведущую звездочку, установленную на оси педалей, ведомые звездочки разных диаметров, расположенные на оси втулки заднего колеса велосипеда, охватывающую их бесконечную цепь, механизм переключения, выполненный в виде муфт свободного хода, размещенных на оси втулки заднего колеса, пустотелый валик, жестко связанный с втулкой, выполненной с поводковой вилкой, контактирующий с муфтой свободного хода, установленной в ведомой звездочке меньшего диаметра, при этом ступицы муфт свободного хода выполнены за одно целое и подпружинены относительно втулки [1].

Недостатком ее является низкая эксплуатационная эффективность, связанная с ограниченностью в автоматизме переключения передач, вызванной подпружиненностью поводковой вилки.

Известен велосипед, содержащий раму с колесами, руль, седло, ножной привод с ведущей и ведомой звездочками, охваченной гибким органом привода, шатуны с педалями, установленными на оси ведущей звездочки, а также П-образную тягу, установленную одним концом с возможностью переключения и поворота [2].

Недостатком его является низкая эффективность эксплуатации, обусловленная жесткостью автоматизма управления переключением передачи, связанной с необходимостью ручного манипулирования П-образной тягой.

Технический результат изобретения - повышение эффективности эксплуатации за счет обеспечения возможности полной автоматизации управления переключением передач.

Это достигается тем, что предлагаемый велосипед имеет кинематическую пару в составе двух, снабженных муфтами свободного хода, звездочек, охваченных гибким органом переключения передач, причем одна из звездочек кинематической пары содержит второй ряд зубьев, контактирующих с гибким органом привода, а другая звездочка кинематической пары связана через втулку колеса с ведомой звездочкой, при этом ось названной двухрядной звездочки является средней частью П-образной тяги, которая своими концами шарнирно связана с осью ведущей звездочки.

На фиг.1 изображен велосипед, общий вид; на фиг.2 - то же, план.

Велосипед содержит раму 1 с колесами, руль 2, седло 3, ведущую 4 и ведомую 5 звездочки, гибкий орган привода 6, шатуны 7 с педалями 8, П-образную тягу 9 со своей средней частью 10, второй ряд зубьев 11 первой звездочки 12 кинематической пары, первую обгонную муфту 13, гибкий орган 14 переключения передач, вторую звездочку 15 кинематической пары и вторую обгонную муфту 16.

Велосипед работает следующим образом.

В начале рабочего цикла силой тяготения нагружают руль 2, седло 3, педали 8 и ноги велосипедиста так, чтобы неподвижные колеса рамы были нагружены примерно равномерно. Затем путем смещения центра тяжести, например, вправо осуществляют в режиме балансирования волновое нагружение педали 8 усилием, достаточным для приведения в движение шатуна 7 с ведущей звездочкой 4 и органом 6 со звездочкой 5, например, против хода часовой (фиг.1) стрелки.

При этом второй ряд зубьев 11 звездочки 12 приводят во вращение по ходу часовой стрелки, в результате чего путем автоматического включения обгонной муфты 13 приводят во вращательное движение того же направления звездочку 12, которая своим вращением вокруг средней части 10 П-образной тяги 9 приводит верхнюю ветвь органа переключения 14 в движение по направлению вперед.

Сцепленная с органом 14 звездочка 15, в свою очередь, своим вращением по ходу часовой стрелки вокруг совмещенной с рамой 1, рабочим органом 14 и муфтами 16 осью колеса (не обозначена) и звездочки 5 осуществляет также автоматическое включение тяговой передачи путем срабатывания обгонной муфты 16 и замыкание крутящего момента процесса вращения педалей 8 на заднее ведущее колесо (не обозначено) велосипеда.

В результате управляемый приводом крутящий момент педалей 8, вращаемых против часовой стрелки, передается по каналу тяговой передачи ведущему колесу, движение которого приобретает ускорение, осуществляя разгон велосипеда до заданной скорости.

Новым качеством велосипеда является тот факт, что его крутящий момент как действующий равномерно, так и осуществляющий разгон эксплуатируемого как в данной дорожно-транспортной ситуации, так и при прочих равных как нормальных, так и экстремальных условиях текущей реалии, является также существенно двояко усиленным, а именно: с одной стороны упомянутое усиление достигается за счет удлинения эффективно действующей длины плеча приложения силы вращения путем векторного сложения на одной прямой как длины шатуна, так и длины действующей упруго ступни ноги, тогда как с другой - упомянутое усиление достигается за счет использования увеличенного значения отношения числа зубьев, работающих на тяговой передаче звездочек.

После разгона на тяговой передаче осуществляют полностью автоматизированный переход режима работы привода на скоростную передачу путем одновременного как прекращения вращения педалей 8 против хода часовой стрелки, так и начинания их же реверсного вращения по направлению часовой стрелки. При этом второй ряд зубьев 11 переводят в режим вращения в направлении против хода часовой стрелки, при котором обгонные муфты 13 и 15 вводят в режим свободного хода, а орган 14 сохраняют в состоянии покоя.

В момент достижения скоростью движения органа 6 значений, превышающих скорость вращения звездочки 5 относительно скорости вращения ступицы колеса, через обгонную муфту ведомой звездочки 5 осуществляют автоматическое замыкание привода крутящего момента педалей 8 на ведущее колесо велосипеда. При этом крутящий момент привода от педалей 8 через шатуны 7 с ведущей звездочкой 4 передают через гибкий орган привода 6 и звездочку 5 на ведущее колесо путем традиционного велосипедного мониторингирования.

Повышение эффективности эксплуатации достигается за счет удлинения действующей длины шатуна, а также за счет различия передаточных отношений тяговой и скоростной передач, реализуемых в режиме полностью автоматизированного управления переключением передач.

Использование: велотранспортное машиностроение, в частности велосипеды с двухступенчатой передачей. Сущность изобретения: велосипед содержит раму 1 с колесами, руль 2, седло 3, первую кинематическую пару, включающую пару, включающую ведущую 4 и ведомую 5 звездочки, связанные гибким органом 6 привода, вторую кинематическую пару, включающую двухрядную звездочку 12 со вторым рядом 11 зубьев и звездочку 15, связанные гибким органом 14 переключения передач. Во второй кинематической цепи установлена муфта свободного хода и двухрядная звездочка 12, связывающая упомянутые пары. 2 ил.

ВЕЛОСИПЕД, содержащий раму с колесами, руль, седло, ножной привод с ведущей и ведомой звездочками, охваченными гибким органом привода, шатуны с педалями, установленными на оси ведущей звездочки, а также П-образную тягу, отличающийся тем, что велосипед снабжен кинематической парой в составе двух снабженных муфтами свободного хода звездочек, охваченных гибким органом переключения передач, причем одна из звездочек кинематической пары содержит второй ряд зубьев, контактирующих с гибким органом привода, а другая звездочка кинематической пары связана через втулку колеса с ведомой звездочкой, при этом ось двухрядной звездочки является средней частью П-образной тяги, которая своими концами шарнирно связана с осью ведущей звездочки.