Изобретение относится к устройству переднего привода для велосипеда, обеспечивающему вращательное движение в переднем направлении или в холостом режиме при соответствующем выборе рычага во время обратного хода педалей велосипеда, что позволяет уменьшить усталость велосипедиста, не допускает потерь физической энергии и способствует укреплению мышц ног в повседневной жизни.
Как правило, в конструкции велосипеда имеется устройство переднего привода для передачи усилия нажатия на педаль к колесу, включающее ведущую звездочку, приводимую в движение вращением оси педали, и ведомую звездочку, соединенную посредством цепи с ведущей звездочкой, для передачи усилия вращения ведущей звездочки на заднее колесо.
Устройство переднего привода конструктивно оформлено таким образом, чтобы обеспечивать вращение ведущей звездочки, так называемое вращательное движение вперед, при движении велосипедиста вперед, и тогда ведомая звездочка вращается в переднем направлении при передаче усилия цепью, а задняя осевая втулка, соединенная при помощи муфты (одностороннего) вращения с ведомой звездочкой, вызывает вращение заднего колеса, обеспечивающее перемещение велосипеда в переднем направлении. В то же время при нажатии на педаль в обратном направлении ведущая звездочка находится в состоянии так называемого реверсивного вращения, а на ведомую звездочку усилие реверсивного вращения передается посредством цепи. В этот период втулка находится в режиме холостого хода, приведенная в это состояние муфтой одностороннего вращения, а приводное усилие ведущей звездочки не передается на заднее колесо, и при этом утрачивается толкающее усилие велосипеда.
Однако в силу того, что устройство переднего привода построено исключительно на функциональном принципе поддержания движения велосипеда вперед при нормальной работе педалями, велосипедист быстро почувствует усталость ног при езде по покатым дорогам или во время многочасовой поездки. Во время езды велосипедист вращает педали в обратном направлении, стремясь сам преодолеть усталость, сознательно или бессознательно. Поскольку муфта одностороннего вращения заставляет колесо работать в режиме холостого хода, снижается толкающее усилие велосипеда. В этой связи можно отметить, что устройство переднего привода имеет недостаток, который заключается в том, что теряется толкающее усилие велосипеда.
Публикация Корейской усовершенствованной модели N 92-1405 характеризует поступательное движение велосипеда как при работе педалями вперед, так и при работе педалями назад, когда цепная передача впереди известной малой цепной передачи и простая (неуниверсальная) передача с большим диаметром смонтированы на одной и той же оси, и простая передача малого диаметра, сцепленная с известной малой цепной передачей, соединена с большой простой передачей, вследствие чего малая цепная передача функционирует при нажатии на педаль для перемещения велосипеда в переднем направлении, и, следовательно, малая цепная передача, большая простая передача и малая простая передача используются при обратном ходе педалей для перемещения велосипеда в переднем направлении.
Механизм движения вперед реверсивного привода имеет недостатки, в частности, в том, что отдельные цепная передача, малая простая передача и большая простая передача смонтированы с выносом наружу, что вызывает необходимость в отдельном монтажном пространстве и повышает общий вес велосипеда. Далее, в велосипеде не предусматривается вращение в холостом режиме заднего колеса при обратном ходе педалей. Это приводит к усталости велосипедиста при длительном путешествии в связи с отсутствием вращательного движения в режиме холостого хода.
Другой предшествующий тип конструкции описан в публикации Корейской усовершенствованной модели N 91- 3786, которая относится к реверсивному механизму переднего привода для велосипеда. В конструкции реверсивного механизма переднего привода предусмотрено, что кольцевая передача и ведущий механизм смонтированы на главной оси шлицевого колеса, к которой крепятся педали, а отдельная передача с опорой на главную ось сцеплена с кольцевой передачей и ведущим механизмом, в силу чего нажатие на педали в рабочем и обратном направлениях вызывает вращение шлицевого колеса в переднем направлении. В реверсивном механизме переднего привода достигнута возможность миниатюризации деталей и снижения числа деталей по сравнению с предшествующим механизмом движения вперед реверсивного привода, что позволило снизить общий вес велосипеда. Однако в нем также имеется недостаток, состоящий в том, что велосипедист, как правило, устает в течение длительной поездки из-за отсутствия вращательного движения в холостом режиме.
Для устранения этих недостатков и дефектов, в соответствии с изобретением, сконструировано устройство переднего привода для велосипеда, представляющее собой единый узел, включающий в себя передаточную часть привода, переключающий участок привода и соединяющий участок привода, на который переносится приводное усилие оси педали, что позволяет уменьшить общий вес велосипеда и обеспечивает движение велосипеда вперед при работе педалями вперед или обратно по выбору велосипедиста, переключение устройства с рабочего хода на вращение в холостом режиме заднего колеса, по выбору велосипедиста. В этом случае велосипедисту предоставляется более широкая возможность выбора вариантов езды в течение его поездки, и он долго не чувствует усталости во время длительного путешествия.
В соответствии с этим первый вариант исполнения изобретения относится к устройству переднего привода для велосипеда, включающему передаточную часть привода, закрепленную на оси педали велосипеда для передачи приводного усилия на ведущую звездочку, соединенную с помощью цепи с задним колесом; переключающий участок привода для обеспечения преобразования вращательного движения в переднем направлении или вращении в холостом режиме заднего колеса посредством приводного усилия, возникающего на передаточной части привода; и соединяющий участок привода для обеспечения вращения ведущей звездочки в переднем направлении или в холостом режиме в соответствии с функциональным режимом переключающего участка привода.
Второй вариант осуществления изобретения относится к устройству переднего привода для велосипеда, включающему в себя передаточную часть привода, снабженную вращающимся колесом, закрепленным на оси педали велосипеда и приходящим во вращательное движение при воздействии на педаль, и первой (низшей) конической зубчатой передачей, для передачи приводного усилия на ведущую звездочку, соединенную при помощи цепи с задним колесом; переключающий участок привода, снабженный храповым зубчатым элементом, выполненным вокруг наружной стороны передаточного участка привода, и храповым цилиндром с выполненной на нем второй конической зубчатой передачей, которые соединены с вращающимся колесом и первой конической зубчатой передачей, для обеспечения передачи вращения в переднем направлении или в режиме холостого хода заднего колеса посредством приводного усилия, создаваемого передаточной частью привода; и соединяющий участок привода, сцепленный с второй конической зубчатой передачей храпового цилиндра переключающего участка привода и третьей конической зубчатой передачей, и содержащий переключающий стопор для поддержания вращательного движения или остановки храпового цилиндра и для обеспечения рабочего или холостого вращательного движения ведущей звездочки в соответствии с функцией переключающего участка привода.
В соответствии с третьим вариантом изобретения характеризуется устройство переднего привода для велосипеда, включающее передаточную часть привода, снабженную ведущей звездочкой, закрепленной на оси педали велосипеда, и ведомой звездочкой, соединенной при помощи цепи с ведущей звездочкой, которая смонтирована на вращающемся на задней оси колесе, для передачи приводного усилия ведомой звездочки на заднее колесо; переключающий участок привода для передачи приводного усилия с храпового колеса передаточного участка привода на храповой цилиндр для передачи вращения в переднем направлении или в холостом режиме или стопорного усилия переключения заднего колеса; и соединяющий участок привода для обеспечения вращательного движения в переднем направлении или в холостом режиме заднего колеса в соответствии с функцией переключающего участка привода.
В соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения характеризуется устройство переднего привода для велосипеда, включающее в себя передаточную часть привода, закрепленную на оси педали велосипеда и служащую для передачи рабочего усилия в переднем или заднем направлениях на заднее колесо; переключающий участок привода для переключения приводного усилия, создаваемого в передаточной части привода, во вращательное движение в переднем направлении, реверсивное или в холостом режиме; участок поддержания вращающего момента для сохранения вращательного движения в переднем направлении или в холостом режиме оси педали в соответствии с функцией переключающего участка привода; и соединяющий участок привода, упруго соединенный с участком поддержания вращающего момента для передачи приводного усилия на ведущую звездочку.
В пятом варианте осуществления изобретения рассматривается устройство переднего привода для велосипеда, включающее в себя передаточную часть привода, закрепленную на оси педали велосипеда, и служащее для передачи рабочего усилия педали в переднем или обратном направлениях на заднее колесо; участок поддержания вращающего момента, упруго сцепленный с передаточным участком привода; переключающий участок привода для переключения приводного усилия, передаваемого с участка поддержания вращающего момента, на вращательное движение в переднем направлении, реверсионное или в холостом режиме; и соединяющий участок привода для обеспечения вращательного движения в переднем направлении или в холостом режиме ведущей звездочки в соответствии с функцией переключающего участка привода.
Шестой вариант осуществления изобретения предусматривает использование устройства переднего привода для велосипеда, включающего в себя передаточную часть привода, которая функционирует с возвратно-поступательным движением на оси педали велосипеда; переключающий участок привода, содержащий первую коническую зубчатую передачу, вторую коническую зубчатую передачу и третью коническую зубчатую передачу для переключения приводного усилия, передаваемого с передаточной части привода, на вращательное движение в переднем направлении или в холостом режиме; соединяющий участок привода для передачи переключенного приводного усилия с переключающего участка привода на ведущую звездочку.
На фиг. 1 показан вид в поперечном разрезе, характеризующий первый вариант устройства переднего привода велосипеда в соответствии с изобретением;
на фиг. 2 - частичный увеличенный вид в поперечном разрезе, характеризующий важный участок по первому варианту устройства переднего привода для велосипеда в соответствии с изобретением;
на фиг. 3 - вид в поперечном разрезе, характеризующий другой пример первого варианта устройства переднего привода для велосипеда в соответствии с изобретением;
на фиг. 4 - вид в поперечном разрезе, характеризующий еще один пример первого варианта устройства переднего привода для велосипеда в соответствии с изобретением;
на фиг. 5 - вид в поперечном разрезе, характеризующий второй вариант устройства переднего привода для велосипеда в соответствии с изобретением;
на фиг. 6, 7, 8 - вид в перспективе отдельных деталей с использованием метода произвольного вычленения и вид в плоскости, характеризующие важные участки конструкции по фиг. 5;
на фиг. 9 - вид в поперечном разрезе, характеризующий третий вариант устройства переднего привода для велосипеда в соответствии с изобретением;
на фиг. 10 - вид в поперечном разрезе, характеризующий другой пример третьего варианта устройства переднего привода для велосипеда в соответствии с изобретением;
на фиг. 11 и 12 - вид отдельных деталей в увеличенном масштабе и в перспективе, вид в поперечном разрезе в увеличенном масштабе, характеризующий важный участок конструкции по фиг. 10;
на фиг. 13 - вид в поперечном разрезе, характеризующий другой пример третьего варианта устройства переднего привода для велосипеда в соответствии с изобретением;
на фиг. 14 - крупномасштабный вид в поперечном разрезе, характеризующий важный участок по фиг. 13;
на фиг. 15 - вид в поперечном разрезе, характеризующий еще один пример третьего варианта устройства переднего привода для велосипеда в соответствии с изобретением;
на фиг. 16 - вид в поперечном разрезе, характеризующий четвертый вариант устройства переднего привода для велосипеда в соответствии с изобретением;
на фиг. 17 - вид в поперечном разрезе по линии A-A фиг. 16;
на фиг. 18 - вид в поперечном разрезе по линии B-B фиг. 16;
на фиг. 19 - вид в поперечном разрезе, характеризующий пятый вариант устройства переднего привода для велосипеда в соответствии с изобретением;
на фиг. 20 - увеличенный вид в поперечном разрезе, характеризующий важный участок по фиг. 19;
на фиг. 21 - вид в поперечном разрезе, характеризующий шестой вариант устройства переднего привода для велосипеда в соответствии с изобретением;
на фиг. 22 - вид в поперечном разрезе в увеличенном масштабе, характеризующий важный участок фиг. 21.
В соответствии с первым вариантом исполнения изобретения, показанным на фиг. 1, устройство переднего привода для велосипеда включает передаточную часть 40 привода, содержащую педаль 20, вращательно фиксированную при помощи подшипника 23 на оси 22 педали, которая смонтирована на обоих концах трубчатой фиксирующей каретки 10 при помощи крепежного винта 21, причем фиксирующая каретка 10 соединена с передним и задним участками трубчатой рамы велосипеда и обеспечивает передачу приводного усилия, возникающего в процессе работы педалями, на ведущую звездочку 30, соединенную посредством цепи с задним колесом (не показано); переключающий участок привода 50 для преобразования приводного усилия с передаточного участка привода во вращательное движение в переднем направлении или в холостом режиме заднего колеса; и соединяющий участок привода 60 для обеспечения вращательного движения в переднем направлении или в холостом режиме ведущей звездочки 30 в соответствии с функцией переключающего участка 50 привода, на котором расположена ведущая звездочка 30 с внутренней передачей 31, установленной с одной стороны этого узла для осуществления свободного вращательного движения при помощи подшипника 24.
Передаточная часть 40 привода включает ось 22 педали и вращающееся колесо 41 и вращающуюся передачу 42, которые закреплены на оси 22 педали. Вращающееся колесо 41 включает однонаправленный стопор 41-1, закрепленный на его периферическом участке, который взаимодействует с храповым колесом 51 переключающего участка 50 привода для обеспечения вращательного движения храпового колеса 51 только в переднем направлении, как это показано на фиг. 2. Вращающееся колесо 41 и вращающаяся передача 42, смонтированные на одной оси с осью 22 педали, взаимодействуют также с холостой передачей 61 соединяющего участка 60 привода.
Таким образом ось 22 педали вращается в переднем направлении, вращающееся колесо 41 осуществляет переднее вращательное движение в том же направлении, как и ось 22 педали, в силу чего однонаправленный стопор 41-1 вызывает вращение вперед храпового колеса 51 переключающего участка 50 привода. Вращающаяся передача 42 также сцеплена с промежуточным зубчатым колесом 61 для вращения в переднем направлении вместе с храповым колесом 51. Переключающий стопор 53, способный к изменению своей позиции при регулировке переключающего рычага 52 с наружной стороны, выполнен в такой форме, чтобы иметь возможность поворачиваться вокруг шарнирной оси 54 на фиксирующей кареточной втулке 25, ввинченной в трубчатую фиксирующую каретку 10, и ее нижний конец сцеплен с зубчатым участком 51-1, выполненным на внешнем диске храпового колеса 51, или отделен от него. Иными словами, переключающий рычаг 52 опирается на фиксирующую кареточную втулку (с фланцем) и включает выведенный наружу участок 55 с рукояткой, с подвесной канавкой 56, выполненной на примыкающем внутреннем участке; в силу чего верхний конец переключающего стопора 53 удерживается в подвесной канавке 56 с возможностью вращения вокруг шарнирной оси 54.
Таким образом, переключающий стопор 53 зацепляется или отдаляется от наружного зубчатого участка 51-1 храпового колеса 51 в соответствии с выбором позиции переключающего рычага 52 (как показано сплошной и пунктирной линиями на фиг. 2), чем определяется остановка или вращение храпового колеса 51.
С другой стороны, когда ось 22 педали вращается в обратном направлении, вращающееся колесо 41 переходит в режим обратного хода, т.е. движется в том же направлении, что и ось 22 педали. Однонаправленный стопор 41-1 входит в зацепление с храповым колесом 51, вызывая вращательное движение вращающегося колеса 41 в обратном направлении. В тот период, когда вращающаяся передача 42 находится в реверсивном вращательном движении, она сцепляется с холостой передачей 61 соединяющего участка 60 привода, что побуждает холостую передачу 61 вращаться в переднем направлении.
Переключающий участок 50 привода включает храповое колесо 51, переключающий рычаг 52, расположенный на внешней периферии храпового колеса, и фиксирующую втулку 25 в форме цилиндрического колпака для создания опоры переключающему рычагу 52. Храповое колесо 51 включает зубчатые участки 51-1, выполненные на нем на внутреннем и наружном участках с наличием уклона с одной стороны. Храповое колесо 51 содержит холостые передачи 61, вращательно смонтированные на фиксирующей оси 62. Внутренний зубчатый участок 51-1 храпового колеса 51 предназначен для обеспечения зацепления с ним однонаправленного стопора 41-1 передаточного участка 40 привода в то время, когда он побуждает храповое колесо 51 вращаться в нужном направлении. Во время вращательного движения в переднем направлении вращающегося колеса 41 однонаправленный стопор 41-1 вращающегося колеса 41 сцеплен с храповым колесом 51, что обеспечивает вращение в переднем направлении.
Для поддержания велосипеда в режиме холостого хода при перемещении переключающего рычага 52 не предусматривается перевод переключающего стопора 53 в зацепление с наружным зубчатым участком 51-1 храпового колеса 51 и вращается в обратном направлении, при этом храповое колесо 51 выходит из-под контроля переключающего стопора 53, осуществляя свободное вращательное движение. Холостая передача 61, свободно вращающаяся на фиксирующей оси 62 храпового колеса 51, утрачивает свое контрольное усилие, так как участок 63 малой передачи 61 и вращающаяся передача 42 входят в зацепление друг с другом. Когда вращающаяся передача 42 вращается в обратном направлении, промежуточное зубчатое колесо 61 переводится в холостой режим движения вперед. По этой причине большой участок передачи 64 промежуточного зубчатого колеса 61 сцепляется с внутренней передачей 31 ведущей звездочки 30, но ее вращательное усилие не передается на ведущую звездочку 30. Таким образом, даже при реверсивном режиме вращения педали 20 приводное усилие не передается на ведомую звездочку. Отметим также, что при ведении велосипеда спешившимся велосипедистом педаль 20 остается в состоянии покоя.
Как показано на фиг. 3 и 4, переключающий стопор 53 упруго поддерживается в своей позиции без переключающего рычага 52, и поворотное кольцо 70 с его определенными пределами вращения контактирует с переключающим рычагом 53, ив силу этого храповое колесо 51 останавливается или приводится во вращение посредств ом переключения поворотного кольца 70.
Соединяющий участок 60 привода включает множество спаренных промежуточных зубчатых колес 61, образующих единый блок и вращающихся на каждой фиксирующей оси 62 с одной боковой стороны храпового колеса 51 переключающего участка 50 привода, как это показано на фиг. 1 и 2. Малый участок 63 передачи промежуточного зубчатого колеса 61 сцеплен с вращающейся передачей 42, обеспечивая возможность привода, а большой участок 64 передачи сцеплен с внутренней передачей 31 ведущей звездочкой 30 для обеспечения привода. Таким образом, вращательное движение промежуточного зубчатого колеса 61, смонтированного на фиксирующей оси 62 храпового колеса 51, приводит к вращению ведущей звездочки 30 в переднем направлении или в холостом режиме.
Ниже описан общий принцип действия первого варианта устройства в соответствии с изобретением.
В тот период, когда педаль 20 находится в нормальном рабочем состоянии, вращающееся колесо 41 и вращающаяся передача 42, закрепленные на оси 22 педали, находятся в совместном вращательном движении в переднем направлении. В этот период промежуточное зубчатое колесо 61 располагается в такой позиции, при которой малая передача 63 сцеплена с вращающимся колесом 42, а большая передача сцеплена со внутренней передачей 31 ведущей звездочки 30. В этом случае вращательное усилие вращающегося колеса 42 будет приложено к промежуточному зубчатому колесу 61, но приводное усилие педали 20 (вращательное усилие в переднем направлении храпового колеса 51) вызывает вращение ведущей звездочки 30 в переднем направлении независимо от промежуточного зубчатого колеса 61, так как зубчатое колесо 61 вращается на фиксирующей оси 62 храпового колеса 51, но задерживается при вхождении в зацепление с вращающейся передачей 42 и внутренней передачей 31 ведущей звездочки 30.
Когда ведущая звездочка 30 вращается в переднем направлении, ведомая звездочка, соединенная посредством цепи с ведущей звездочкой 30, вызывает вращение заднего колеса в переднем направлении, способствуя обеспечению рабочего хода велосипеда. В этой связи необходимо отметить, что заднее колесо снабжено ведомой звездочкой, избирательно вращаемой муфтой одностороннего движения.
С другой стороны, если переключающий рычаг 53 сцеплен с наружным зубчатым участком 51-1 храпового колеса 51, как это показано сплошной линией на фиг. 2, а педаль 20 перемещается в обратном направлении, то вращающееся колесо 41 и вращающаяся передача 42, закрепленные на оси 22 педали находятся в совместном режиме реверсивного вращения. Таким образом, однонаправленный стопор 41-1 вращающегося колеса 41 переводится посредством внутреннего зубчатого участка 51- 1 храпового колеса 51 в режим обратного хода, а храповое колесо 51 входит в зацепление с переключающим стопором 53 с прекращением вращательного движения. В то время, когда вращающаяся передача 42 вращается в обратном направлении, промежуточное зубчатое колесо 61 вращается в переднем направлении посредством малого участка 63 передачи, входящего в зацепление с вращающейся передачей 42. В этом случае зубчатое колесо 61 побуждает ведущую звездочку 30 вращаться в переднем направлении при помощи большого участка 64 передачи с осуществлением зацепления с внутренней передачей 31 ведущей звездочки 30. Следовательно, как и при нормальном рабочем ходе педали 20, вращательное усилие ведущей звездочки обеспечивает вращение в переднем направлении ведомой звездочки, соединенной при помощи цепи с ведущей звездочкой 30, вызывая движение велосипеда вперед.
Как уже указано выше, при использовании велосипедистом функции переключающего рычага велосипед передвигается в переднем направлении при работе педалями вперед или назад, но при этом может столь же эффективно поддерживаться режим холостого хода, как в велосипеде обычного типа. В соответствии с изобретением велосипедисту предоставляются широкие возможности в выборе способов езды и обеспечивается снятие усталости.
Ниже будут пояснены особенности второго варианта осуществления изобретения в подробном плане.
Как показано на фиг. 5, педаль 120 смонтирована при помощи фиксирующего винта 121 на обоих концах трубчатой каретки 110, которая соединена с передним или задним участком трубчатой рамы 111 при обеспечении вращательного движения при помощи подшипника 123. Передаточный участок 140 привода выполнен в такой форме, чтобы при воздействии на педаль 120 усилие могло передаваться на ведущую звездочку 130, а затем на заднее колесо и цепь (не показаны). Передаточный 140 участок привода включает в себя вращающееся колесо 141 и первую коническую зубчатую передачу 142, которые закреплены на оси 122 педали таким образом, чтобы педаль 120 могла вращаться. Переключающий участок 150 привода содержит храповой цилиндр 154, снабженный храповым зубчатым участком 151, вторую коническую зубчатую передачу 152 и боковой храповой зубчатый участок 153, которые сформированы по внешней периферии передаточного участка 140 привода. Здесь возникает приводное усилие, передаваемое с передаточного участка 140 привода, с последующим его преобразованием во вращательное движение вперед или в холостом режиме ведомой звездочки, поскольку вращающееся колесо 141 взаимодействует с первой конической зубчатой передачей 142.
Соединяющий участок 160 привода соединен с второй конической зубчатой передачей 512 и третьей конической зубчатой передачей 163 храпового цилиндра 154 для осуществления совместной функции, и включает в себя переключающий стопор 162 для приведения в действие или остановки храпового цилиндра 154, чем обеспечивается вращательное движение ведущей звездочки 130 в переднем направлении или в холостом режиме. Иными словами, ведущая звездочка 130 сцеплена с вращающимся цилиндром 131, вращательно смонтированным на оси 122 педали, и, следовательно, осуществляется его вращение вокруг оси 122 педали.
С другой стороны, вращающееся колесо 141 включает в себя однонаправленный стопор 141-1, закрепленный на его периферийном участке, который взаимодействует с храповым цилиндром 154 переключающего участка 150 привода для обеспечения вращения храпового цилиндра 154 в переднем направлении. Вращающееся колесо 141 и первая коническая зубчатая передача 142, смонтированные на одной оси с осью 122 педали, сцеплены также с второй конической зубчатой передачей 152 переключающего участка 150 привода.
Таким образом, когда ось педали 122 вращается в переднем направлении, вращающееся колесо 141 находится в режиме реверсивного вращения, но фактически в том же направлении, что и ось 122 педали, в силу чего однонаправленный стопор 141-1 побуждает храповой цилиндр 154 переключающего участка 150 привода вращаться в переднем направлении. Первая коническая зубчатая передача 142 сцеплена с второй конической зубчатой передачей 152 также и для совместного вращательного движения в переднем направлении с храповым цилиндром 154.
Наряду с этим, в то время, когда ось 122 педали вращается в обратном направлении, вращающееся колесо 141 находится в реверсивном режиме вращения, - в том же направлении, как и ось 122 педали, в силу чего однонаправленный стопор 141-1 проскальзывает в зону храпового цилиндра 154 переключающего участка привода 150, и вследствие этого только вращающееся колесо 141 вращается в режиме обратного хода. В силу того, что первая коническая зубчатая передача 142 также сцеплена с второй конической зубчатой передачей 152, это обуславливает вращение в переднем направлении второй конической зубчатой передачи 152.
Как показано на фиг. 5, переключающий участок 150 привода включает в себя храповой цилиндр 154, вращательно смонтированный в трубчатой фиксирующей каретке 110, и множество вторых конических зубчатых передач 152, вращательно установленных на вертикальной фиксирующей оси 155 в храповом цилиндре 154. Храповой цилиндр 154 включает в себя зубчатый участок 151, образованный с его внутренней стороны при наличии одной наклонной боковой поверхности. Внутренний зубчатый участок 151 храпового цилиндра 154 сформирован с целью воздействия на однонаправленный стопор 141-1 вращающегося колеса 141 для обеспечения зацепления с ним при параллельном его воздействии на храповой цилиндр 154 для обеспечения вращательного движения последнего в переднем направлении. Во время переднего вращения вращающегося колеса 141 однонаправленный (фиксирующий) стопор 141-1 вращающегося колеса 141 сцеплен с храповым цилиндром 154 для обеспечения его вращения в переднем направлении. Кроме того, на боковой поверхности храпового цилиндра 154 сформирован боковой храповой зубчатый участок 153 для осуществления зацепления с переключающим стопором 153 соединяющего участка 160 привода.
Соединяющий участок 160 привода включает вращающийся цилиндр 131, сцепленный при помощи второй конической зубчатой передачи 152 переключающего участка 150 привода с третьей конической зубчатой передачей 161 и фиксирующим цилиндром 163, причем фиксирующий цилиндр 163 расположен по периферии вращающегося цилиндра 131 для приведения в действие или остановки храпового цилиндра 154, как это показано на фиг. 6. Вращающийся цилиндр 131 смонтирован вращательно на оси 122 педали и включает в себя ведущую звездочку 130, фиксированную в этой зоне. Вращающийся цилиндр 131 включает в себя третью коническую зубчатую передачу 162, сформированную на его боковой поверхности, и сцеплен с второй передачей 152 для обеспечения совместного параллельного вращения. Часть конической зубчатой передачи 161 сцеплена с вращающимся цилиндром 131 при помощи соединительной муфты 132 для обеспечения вращательного движения ведущей звездочки 130 в переднем направлении или в холостом режиме.
Как показано на фиг. 6, 7 и 8, переключающий стопор 162 упруго смонтирован на фиксирующем цилиндре 163 при помощи пружин 164. Таким образом, переключающий стопор 162 сцепляется или смещается с бокового храпового зубчатого участка 153 храпового цилиндра 153 посредством фиксирующего шплинта 165-1, имеющегося на подвижном элементе 165 цилиндрической формы. Подвижной элемент 165 смонтирован вращательно по внешней периферии вращающегося цилиндра 131, в котором фиксирующий шплинт 165-1 вставлен в полость гнезда 167 вдоль нарезной канавки 166. Нарезная канавка 166 сообщается с полостью гнезда 167 через шарнирное отверстие 168. Переключающий стопор 162 выполнен в виде символа >, центральный элемент которого прижимается упруго к шарнирному отверстию 168 при помощи пружины 164, один из участков которого упруго вмонтирован в нарезную канавку 166 при помощи пружины 164, а другой участок которого упруго фиксируется в полости гнезда 167 при помощи пружины 164. При этом переключающий стопор 162 выполнен в такой форме, чтобы один из его концевых участков мог упруго перемещаться в центре шарнирного отверстия 168 при помощи пружины 164, а его другой концевой участок мог сцепляться или разъединяться с боковым храповым зубчатым участком 153 храпового цилиндра 154.
В силу этого переключающий стопор 162 сцепляется с боковым храповым зубчатым участком 153 храпового цилиндра 154 при помощи фиксирующего шплинта 165-1 подвижного элемента 165 во время вращения ведущей звездочки 130 в переднем направлении, но отходит от бокового зубчатого участка 153 храпового цилиндра 154 в режиме ее реверсивного или холостого вращения. Сцепление или отдаление переключающего стопора 162 относительно бокового храпового зубчатого участка 153 вызывает остановку или вращательное движение храпового цилиндра 154.
Ниже описан общий принцип действия второго варианта устройства в соответствии с изобретением.
Если педаль 120 находится в нормальном функциональном режиме, вращающееся колесо 141 и первая коническая зубчатая передача 142, закрепленные на оси 122 педали, совместно вращаются в переднем направлении. В это время, поскольку однонаправленный (фиксирующий) стопор 141-1 вращающегося колеса 141 сцеплен с внутренним зубчатым участком 151 храпового цилиндра 154, вращающееся колесо 141 осуществляет вращение храпового цилиндра 154 в переднем направлении. Первая коническая зубчатая передача 142 сцепляется с второй конической зубчатой передачей 152, а вторая коническая зубчатая передача 152 сцепляется с третьей конической зубчатой передачей 161 вращающегося цилиндра 131, на который смонтирована ведущая звездочка 130. Отсюда следует, что вращательное усилие первой конической зубчатой передачи 142 прилагается к второй конической зубчатой передаче 152, и при этом учитывается, что вторая коническая зубчатая передача 152 вращательно смонтирована на вертикальной фиксирующей оси 155 храпового цилиндра 154, но поскольку вторая коническая зубчатая передача 152 сцепляется с любой первой конической зубчатой передачей 142 и третьей конической зубчатой передачей 161 для обеспечения состояния покоя, приводное усилие педали 120 в переднем направлении (направленное вперед вращательное усилие храпового цилиндра 154) не вызывает вращения второй конической зубчатой передачи 152, но побуждает к вращению ведущую звездочку 130 в переднем направлении.
Когда ведущая звездочка 130 вращается в переднем направлении, ведомая звездочка, соединенная при помощи цепи с ведущей звездочкой 130, обеспечивает вращение заднего колеса в переднем направлении, чем обусловлен рабочий ход велосипеда. В этой связи необходимо отметить, что заднее колесо снабжено ведомой звездочкой, избирательно вращаемой муфтой одностороннего вращения.
С другой стороны, когда ведущая звездочка 130 вращается в обратном направлении, вращающееся колесо 141 и коническая зубчатая передача 142, установленная на оси 122 педали, переходят в режим реверсивного вращения, в совместном движении, в соответствии с вращательным движением оси 122 педали. Таким образом, однонаправленный стопор 141-1 вращающегося колеса 141 пропускается через внутренний зубчатый участок 151 храпового цилиндра 154, при вращении в обратном направлении, и храповой цилиндр 154 сцепляется с переключающим стопором 164 при отсутствии побуждения к вращению. Первая коническая зубчатая передача 142 сцеплена с второй конической зубчатой передачей 152 для осуществления совместной функции. Но когда первая коническая зубчатая передача 142 вращается в обратном направлении с второй конической зубчатой передачей 152, сцепленной с третьей конической зубчатой передачей 161, третья коническая зубчатая передача 161 вращается в переднем направлении, и вращающийся цилиндр 131 также вращается в переднем направлении. В этом случае вращающийся цилиндр 131 принуждает ведущую звездочку 130 к вращению вперед. Следовательно, как и при нормальном режиме педали 20 рабочего хода, вращательное усилие ведущей звездочки 130 побуждает ведомую звездочку, соединенную при помощи цепи с ведущей звездочкой 130, к вращению вперед, что обеспечивает перемещение велосипеда в переднем направлении.
При учете иной ситуации, при режиме холостого хода велосипеда, когда педаль 120 вращается в обратном направлении, вращающийся цилиндр 131 находится в режиме реверсивного вращения. Во время перемещения подвижного элемента 165, вращающегося по внешней периферии вращающегося цилиндра 131, в режиме реверсивного вращения, как показано на фиг. 8, фиксирующий шплинт 165-1 подвижного элемента 165 побуждает переключающий стопор 162 к отделению от бокового храпового зубчатого участка 153 храпового цилиндра 154. Таким образом, храповой цилиндр 154 выходит из-под контроля переключающего стопора 162 с обеспечением свободного вращения. А вторая коническая зубчатая передача 152 утрачивает свое контрольное усилие в силу того, что вторая коническая зубчатая передача 152 и третья коническая зубчатая передача 161 находятся в сцеплении друг с другом. Когда третья коническая зубчатая передача 161 вращается в обратном направлении, вторая коническая зубчатая передача 152 вращается в холостом режиме. Поэтому, даже если педаль 120 вращается в обратном направлении, приводное усилие не передается на ведомую звездочку. В случае же ведения велосипеда спешившимся велосипедистом педаль 120 сохраняется в состоянии покоя. Велосипед передвигается на трассе в переднем направлении как при рабочем ходе, так и при работе педалями в обратном направлении, и вместе с тем он поддерживается в режиме холостого хода, подобно велосипеду обычного типа. Он предоставляет велосипедисту широкие возможности в выборе способа езды и снимает усталость.
Ниже подробно поясняются особенности третьего варианта осуществления изобретения.
Как показано на фиг. 9, в соответствии с изобретением, устройство привода в переднем направлении для велосипеда включает в себя передаточный участок 220 привода, содержащий втулку 212, вращательно установленную при помощи подшипника на оси заднего колеса 211 со множеством колесных опорных буртиков 210, фиксированных на смежных участках, ведомую звездочку 221, соединенную при помощи цепи с ведущей звездочкой оси педали, смонтированной на колесе 222, вращающемся относительно оси 211 заднего колеса, при осуществлении передачи приводного усилия, создаваемого ведомой звездочкой 221 на заднем колесе 210; переключающий участок 230 привода для передачи приводного усилия с вращающегося колеса 222 на храповой цилиндр 231 и преобразования приводного усилия во вращательное движение в переднем направлении или в холостом режиме заднего колеса 210; и соединяющий участок 240 привода для обеспечения вращательного движения в переднем направлении или в холостом режиме заднего колеса 210 в соответствии с функцией переключающего участка 230 привода.
Вращающееся колесо 222 включает в себя фиксирующую звездочку 223 одностороннего вращения, сцепленную с храповым цилиндром 231, для осуществления вращательного движения по центру вокруг оси заднего колеса 211 параллельно с ведомой звездочкой 221 в переднем направлении или в холостом режиме, и простую передачу 224, сцепленную со сцепным участком 240 привода для осуществления совместной функции. В этой связи необходимо отметить, что вращающееся колесо 222 вызывает вращение храпового цилиндра 231 в переднем направлении вращательного движения оси педали. Простая передача 224 сцеплена с промежуточным зубчатым колесом 241 соединяющего участка 240 привода для выполнения совместной функции.
Таким образом, если ось педали вращается в переднем направлении, вращающееся колесо 222 осуществляет вращательное движение вперед в том же направлении, что и ось педали, в силу чего однонаправленный стопор 223 побуждает храповой цилиндр 231 переключающего участка привода 230 к вращению в переднем направлении. Простая передача 224 также сцепляется с зубчатым колесом 241 для совместного вращения вперед с храповым цилиндром 231.
Так же и в том случае, если ось педали переходит на реверсивный режим вращения, вращающееся колесо 222 перемещается в обратном направлении, - в одном направлении с осью педали, в силу чего однонаправленный стопор 223 скользит по храповому цилиндру 231 переключающего участка 230 привода, и, следовательно, здесь в режим обратного хода входит только простая передача 224. Простая передача 224 также сцепляется с промежуточным зубчатым колесом 2 41, чем обусловлено вращение зубчатого колеса 241 в переднем направлении.
Как показано на фиг. 9, переключающий участок 23О привода выполнен в такой форме, чтобы стопорный диск 234 мог перемещаться в левую и правую сторону под действием рычага 233 при вхождении в зацепление или разъединении с храповым зубчатым участком 243 храпового цилиндра 231 с одной боковой стороны при опоре на оси заднего колеса 211 с помощью пружины 232, и при этом приводится во вращательное движение храповой цилиндр 231 в переднем направлении или в режиме холостого хода как реакция на приводное усилие ведущего зубчатого барабана 231.
Храповой цилиндр 231 смонтирован вращательно по внешней периферии вращающегося колеса 222 и стопорного диска 234, и включает в себя храповые зубчатые участки 242 и 243, сформированные на его левых и правых внутренних поверхностях. Вращающееся колесо 222 и стопорный диск 234, каждый в особых функциях, сцепляются с храповыми зубчатыми участками 242 и 243. В храповом цилиндре 231 промежуточное зубчатое колесо 241 соединяющего участка 240 привода выполнено вращательно с установкой на фиксирующей оси 244. Таким образом, храповой зубчатый участок 243 храпового цилиндра 231 служит для воздействия на однонаправленный стопор 233 вращающегося колеса 222, целью которого является зацепление с ним, причем он побуждает храповой цилиндр 231 к вращению в переднем направлении. Во время переднего вращательного движения вращающегося колеса 231 однонаправленный стопор 223 вращающегося колеса 222 сцепляется с храповым цилиндром 231 для обеспечения вращения в переднем направлении. Наряду с этим стопорный диск 234, изменяющий свою позицию посредством рычага 233, регулируемого с наружной стороны, перемещается налево и направо по оси 211 заднего колеса при вхождении в зацепление или разъединении с храповым зубчатым участком 243. Таким образом, стопорный диск 234 сцепляется или отходит от храпового зубчатого участка 243 для принуждения храпового цилиндра 231 к остановке или вращению.
На фиг. 10-13 приведены примеры, за исключением рычага. Стопорный диск 234 смонтирован на храповом цилиндре 231 на оси заднего колеса, который содержит упругий стопор 234-2 с центрованным вращением вокруг шарнирной оси 234-1 при посредстве подвижного цилиндрического элемента 250, в силу чего упругий стопор 234-2 входит в зацепление или разъединяется с храповым зубчатым участком 243 для остановки или вращения в переднем направлении храпового цилиндра 231 как реакция на воздействие приводного усилия ведомой звездочки 221.
Как показано на фиг. 10, 11, 12, фиксирующий шплинт 251 помещен на боковой поверхности подвижного цилиндрического элемента 250 при вставлении его в боковой паз 234-3 стопорного диска 234 с обеспечением контакта с упругим стопором 234-2. Далее, стопорный диск 234 включает в себя удлиненную полость 234-4, образованную с боковой стороны, для обеспечения свободного вращения на шарнирной оси 234-1. Упругий стопор 234-2 сцепляется или разъединяется с храповым зубчатым участком 243 в соответствии с вращательным движением подвижного цилиндрического элемента 250.
Как показано на фиг. 13 и 14, подвижной цилиндрический элемент 250 включает в себя нарезную канавку 252, образованную на его периферическом участке, в которую вставляется шплинт 253, фиксируемый на втулке 212 заднего колеса, для перемещения подвижного цилиндрического элемента 250 в левую и правую сторону. Подвижной цилиндрический элемент 250 включает в себя также наклонную поверхность, образованную по его внутренней периферии, при обеспечении контакта с упругим стопором 234-2.
В соответствии с фиг. 14, храповой цилиндр 231 включает в себя удлиненную полость 234-4, образованную по его периферии для обеспечения свободного вращения упругого стопора 234-2 вокруг шарнирной оси 234-1, в силу чего наклонная поверхность 254 подвижного цилиндрического элемента 250 может контактировать с упругим стопором 234-2 при вхождении в зацепление или разъединении с храповым зубчатым участком 234 храпового колеса 234.
Как показано на фиг. 9-15, соединяющий участок 240 привода включает в себя множество спаренных промежуточных зубчатых колес 241, образующих единый блок и вращающихся на каждой фиксирующей оси 244 в храповом цилиндре 231 переключающего участка 230 привода, как это показано на фиг. 9. Один участок промежуточного зубчатого колеса 241 сцеплен с простой передачей 224 передаточного участка 220 привода для осуществления приводной функции, а другой участок сцеплен с внутренней передачей 230, образованной на втулке 212 для осуществления привода, в силу чего заднее колесо 210 вращается в переднем направлении или в холостом режиме. Иными словами, малый участок 241-1 передачи зубчатого колеса 241 сцепляется с простой передачей 224 передаточного участка 220 и соответствующий большой участок 241-2 передачи сцепляется с внутренней передачей 230, образованной на втулке 212. Таким образом, вращательное движение холостой передачи 241, вращательно смонтированной на фиксирующей оси 244, побуждает заднее колесо 210 к вращению в переднем направлении или в холостом режиме.
Ниже описан общий принцип действия третьего варианта устройства в соответствии с изобретением.
Во-первых, рычаг 233 перемещается в направлении налево, а стопорный диск 234 разъединяется с храповым зубчатым участком 234 храпового цилиндра 231. В это время, когда педаль выполняет нормальную рабочую функцию, ведомая звездочка 221, соединенная при помощи цепи с ведущей звездочкой, вращается в переднем направлении. В этом случае, поскольку однонаправленный фиксирующий стопор 223 вращающегося колеса 222 сцеплен с внутренним зубчатым участком 243 храпового цилиндра 231, вращающееся колесо 222 принуждает храповой цилиндр 231 к вращению в переднем направлении. Промежуточное зубчатое колесо 241 храпового цилиндра 231 сцепляется с малым участком передачи 241-2 зубчатого колеса 241, а большой участок передачи 241-1 зубчатого колеса 241 сцепляется с внутренней передачей 260 втулки 212. Отсюда следует, что вращательное усилие простой передачи (колеса) 224 прилагается к промежуточному зубчатому колесу 241, но, поскольку зубчатое колесо 241 вращается на фиксирующей оси 244 храпового цилиндра 231 и также сцепляется с каждой простой передачей 224 и внутренней передачей 260 втулки 212 для поддержания состояния покоя, переднее приводное усилие педали (направленное вперед вращательное усилие храпового цилиндра 231) не вызывает вращения зубчатого колеса 241, но вращает втулку 212 заднего колеса 210 в переднем направлении. В этой связи вращательное усилие ведомой звездочки 221 воздействует на заднее колесо 210 в переднем направлении, чем обусловлено движение велосипеда вперед.
С другой стороны, если рычаг 233 сдвигается направо, а стопорный диск 234 сцепляется с храповым зубчатым участком 234 храпового цилиндра 231, в то время, когда педаль вращается в обратном направлении, ведомая звездочка 221 находится в режиме реверсивного вращения совместно с вращающимся колесом 222 и ее простой передачей 224. В этом случае однонаправленный (фиксирующий) стопор 223 вращающегося колеса 222 пропускается через внутренний зубчатый участок 243 храпового цилиндра 231 для обеспечения реверсивного вращения, храповой цилиндр 231 сцепляется со стопорным диском 234 для приведения храпового цилиндра 231 в состояние покоя. Но поскольку промежуточное зубчатое колесо 241 храпового цилиндра 231 сцепляется с малым участком передачи 241-1 зубчатого колеса 241, зубчатое колесо 241 вращается в переднем направлении, и также, поскольку большой участок передачи 241-1 зубчатого колеса 241 сцепляется с внутренней передачей 260 втулки 212, заднее колесо 210 вращается в переднем направлении, обеспечивая движение велосипеда вперед.
Так, при обратном ходе педалей велосипед перемещается в переднем направлении в результате вращения заднего колеса вперед, т.е. как при обычной работе педалями.
С другой стороны, в случае режима холостого хода велосипеда рычаг 233 меняет свое положение прежде всего для предотвращения вхождения стопорного диска 234 в зацепление с храповым зубчатым участком 234 храпового цилиндра 231. Затем, когда педаль функционирует в режиме реверсивного вращения, однонаправленный стопор 223 вращающегося колеса 222 пропускается по внутреннему зубчатому участку 243 храпового цилиндра 231 для осуществления обратного вращения, и храповой цилиндр 231, свободно вращаясь, не контролируется стопорным диском 231. Таким образом, промежуточное зубчатое колесо 241, вращающееся на фиксирующей оси 244 храпового цилиндра 231, утрачивает свое контрольное усилие в отношении малого участка 241-2 передачи зубчатого колеса 241, сцепляющейся с простой передачей 224. Когда простая передача 224 вращается в обратном направлении, зубчатое колесо 241 находится в режиме холостого вращения в переднем направлении. Так как большой участок 241-1 передачи зубчатого колеса 241 сцепляется с внутренней передачей 260 втулки 212, он не может передать приводное усилие на заднее колесо 210. Поэтому, даже если педаль вращается в режиме обратного хода, приводное усилие не передается на ведомую звездочку. В случае ведения велосипеда спешившимся велосипедистом педаль сохраняется в состоянии покоя. Велосипед перемещается в переднем направлении как в режиме рабочего хода, так и при обратном ходе педалей, но он осуществляет также режим холостого хода, подобно велосипеду обычного типа.
Ниже подробно поясняются особенности четвертого варианта осуществления изобретения.
Как показано на фиг. 16, в соответствии с изобретением, втулка 309 подогнана изнутри к трубчатой фиксирующей каретке 310, к переднему и заднему участкам которой подведены трубчатые рамы 311. Педали 320 закреплены при помощи фиксирующих винтов 321 на оси 322 педалей, которая вращается во втулке 309 при помощи подшипников 323. При детальном рассмотрении устройство привода в переднем направлении включает в себя передаточный участок 340 привода, содержащий педаль 320, вращающуюся при помощи подшипников 323 на оси 322 педали, и служащий для передачи приводного усилия педали 320 во время работы педалями вперед или назад на ведущую звездочку; переключающий участок 350 привода для преобразования приводного усилия с передаточного участка 340 привода во вращательное движение в переднем направлении, обратного хода или в холостом режиме заднего колеса; участок 360 поддержания вращающего момента, вращающийся в переднем направлении или в холостом режиме с концентрацией вокруг оси 322 педали в соответствии с функцией переключающего участка 350 привода; и соединяющий участок 370 привода, упруго сцепленный с участком поддержания вращающего момента 360, для передачи приводного усилия на ведущую звездочку 371.
Передаточный участок 340 привода имеет определенную конфигурацию, в соответствии с которой ведущий механизм 341, имеющий два передаточных участка, смонтирован при помощи шлицев и других приемов на оси 322 педали для обеспечения совместного вращательного движения с осью 322 педали и сцеплен с храповым колесом 351 промежуточным зубчатым колесом 352 и ведущим механизмом 341 переключающего участка 350 привода (подробнее описаны ниже) для передачи вращательного усилия в переднем направлении, обратного направления и в холостом режиме на переключающий участок 350 привода.
Как показано на фиг. 17, переключающий участок 350 привода включает в себя храповое колесо 351, контролируемое переключающим рычагом 353 и промежуточными зубчатыми колесами 352, установленными воедино на оси храпового колеса 351. Как уже описано выше, храповое колесо 351 и зубчатые колеса 352 преобразуют поступательное или реверсивное вращательное движение ведущего механизма 341 передаточного участка 340 привода для передачи вращательного усилия при посредстве участка 360 поддержания вращающего момента на соединяющий участок 370 привода.
Как показано на фиг. 16 и 18, храповое колесо 351 включает в себя храповый зубчатый участок 351-1, сформированный по его внешней периферии, и храповый зубчатый участок 351-2, сформированный по его внутренней периферии. Переключающий рычаг 353 упруго опирается на внешний храповой зубчатый участок 351-1 при регулировке с наружной стороны, в силу чего храповое колесо 351 фиксируется в соответствующей позиции или вращается в холостом режиме. Ведущий механизм 341 также смонтирован на внутреннем храповом зубчатом участке 351-2 для вращения в одном направлении посредством храпового шплинта, и поэтому храповое колесо 351 вращается в одном направлении или в режиме холостого хода. Холостая фиксирующая ось 352-1 закреплена на боковой поверхности храпового колеса 352, а промежуточные зубчатые колеса 352 вращаются на холостых фиксирующих осях 352-1 для обеспечения сцепления с ведущим механизмом 341. Как показано на фиг. 16, участок 360 поддержания вращающего момента имеет такую форму, при которой колесо для поддержания вращающего момента 361 вращается на оси 322 педали посредством подшипников 362 и включает в себя внутренние передачи 361-3, образованные по его внутренней периферии, для обеспечения сцепления с промежуточным зубчатым колесом 352. Колесо 361 для поддержания вращающего момента содержит наклонные неровные поверхности 361-1, сформированные в постоянном интервале по его внутренней левой и правой периферии, и резьбовые участки 361-2, сформированные по его внешней периферии. Наклонные неровные поверхности 361-1 и резьбовые участки 361-2 упруго сцеплены с втулкой 372 ведущей звездочки и фиксирующим колесом 373 сцепного участка 370 привода для осуществления передачи приводного усилия вращательного движения в переднем направлении, обратного хода и в холостом режиме на ведущую звездочку 371.
Соединяющий участок привода 370 включает в себя втулку 372 ведущей звездочки, имеющую наклонную неровную поверхность 372-1, которая сцеплена с колесом 361 для поддержания вращающего момента; фиксирующее колесо 373, плотно сцепленное с колесом 361 для поддержания вращающего момента при помощи пружины 374 между ним и втулкой 372 ведущей звездочки; и множество ведущих звездочек 371, объединенных или отделенных друг от друга по внешней периферии втулки 372 ведущей звездочки. Сочетание втулки 372 ведущей звездочки, пружины 374, фиксирующего колеса 373 и ведущей звездочки 371 с колесом 361 для поддержания вращающего момента имеет следующие особенности.
После того как наклонные неровные поверхности 361-1 сцепляются с наклонной неровной поверхностью 372-1, пружина 374 направляется к втулке 372 ведущей звездочки, а фиксирующее колесо 373 сцепляется с резьбовым участком 361-2 колеса 361 для поддержания вращающего момента. Таким образом, когда пружина 374 упруго сжимается, колесо 361 для поддержания вращающего момента и втулка 372 ведущей звездочки плотно сцепляются друг с другом, так как наклонные неровные поверхности 361-1 и 372-1 входят в зацепление друг с другом.
Как показано на фиг. 18, ведущая звездочка 371 сцепляется с неровной поверхностью 375, образованной по периферии втулки 372 ведущей звездочки для составления конструктивного единства с втулкой 372 ведущей звездочки. Мульти-ведущая звездочка 371 также может сцепляться с втулкой 372 ведущей звездочки, и ведущая звездочка 371, в конечном итоге устанавливаемая снаружи, навинчивается на втулку 372 ведущей звездочки (это показано на левом участке - фиг. 16).
Таким образом, когда ось 322 педали вращается в переднем направлении, ведущий механизм 322 также имеет переднее вращение, - в том же направлении, что и ось 322 педали, для того чтобы побудить храповое колесо 351 к вращению в переднем направлении. Когда ведущий механизм 341 сцепляется с промежуточным зубчатым колесом 352, а зубчатое колесо 352 сцепляется с колесом 361 для поддержания вращающего момента, и вращательное усилие в переднем направлении храпового колеса 351 передается на ведущую звездочку 371.
Аналогичным образом, когда ось 322 педали вращается в обратном направлении, ведущий механизм 322 также имеет реверсивное вращение, - в том же направлении, что и ось 322 педали, для того чтобы обеспечить остановку храпового колеса 351 посредством переключающего рычага 353. Когда ведущий механизм 341 находится в режиме реверсивного вращения, ведущий механизм 341 сцепляется с промежуточным зубчатым колесом 352 для осуществления вращательного движения в переднем направлении.
Если велосипед находится в режиме холостого вращения, когда педаль 320 вращается в обратном направлении при условии, что переключающий рычаг 353 не сцеплен с наружным зубчатым участком 351-1 храпового колеса 351, храповое колесо 351 имеет свободное вращение. Промежуточное зубчатое колесо 352, вращающееся на холостой фиксирующей оси 352-1 храпового колеса 351, сцепляется с ведущим механизмом 341, в силу чего утрачивается ее контрольное усилие. В это время ведущий механизм 341 вращается в реверсивном режиме, промежуточное зубчатое колесо 352 вращается в холостом режиме в переднем направлении. Поэтому вращательное усилие не передается на зубчатое колесо 352 и внутреннюю передачу 361-3 колеса 361 для поддержания вращающего момента, а также на ведущую звездочку 371 втулки 372 ведущей звездочки, сцепленной с колесом 361 для поддержания вращающего момента. Таким образом, даже если педаль 320 находится в режиме реверсивного вращения, приводное усилие не передается на ведомую звездочку заднего колеса; необходимо также учитывать, что при ведении велосипеда спешившимся велосипедистом педаль 320 поддерживается в состоянии покоя.
Ниже описан общий принцип действия четвертого варианта устройства в соответствии с изобретением.
Во-первых, когда педаль 320 вращается в переднем направлении, ведущий механизм 341, установленный на оси 322 педали, вращается в переднем направлении. В этой связи, судя по фиг. 17, ведущий механизм 341 приводит во вращение зубчатый участок 351-2 храпового колеса 351 в переднем направлении, так как переключающий рычаг 353 не сцепляется с зубчатым участком 351-1 храпового колеса 351 в функции направленного вперед вращения храпового колеса 351. При этом зубчатое колесо 352 сцепляется с ведущим механизмом 341, после чего следует зацепление внутренней передачи 361-3 колеса 352 для поддержания вращающего момента для обеспечения состояния покоя. В этом случае приводное усилие в переднем направлении педали 320 (направленное вперед вращательное усилие храпового колеса 351) не вызывает вращения зубчатого колеса 352, но обеспечивает вращение колеса 361, для поддержания вращающего момента, в силу чего ведущая звездочка 371 вращается в переднем направлении. Так, когда ведущая звездочка 371 вращается вперед, ведомая звездочка, сцепленная при помощи цепи с ведущей звездочкой 371, обеспечивает вращение заднего колеса в переднем направлении, чем обусловлено перемещение велосипеда вперед.
Во-вторых, если педаль 320 используется в режиме реверсивного вращения, при условии, что переключающий рычаг 353 сцепляется с храповым зубчатым участком 353-2 храпового колеса 351, ведущий механизм 341, закрепленный на оси 2 педали, вращается в обратном направлении. Но когда ведущий механизм 341 вращается в режиме обратного хода, при условии, что зубчатое колесо 352 сцепляется с ведущим механизмом 341, зубчатое колесо 352 имеет переднее вращение, и тогда ведущая звездочка 371 вращается в переднем направлении, так как зубчатое колесо 352 и внутренняя передача 361-3 сцепляются друг с другом. Следовательно, как и при рабочем ходе педали 320, ведущая звездочка 371 вращается в переднем направлении для обеспечения соответствующей функции ведомой звездочки, связанной с ней при помощи цепи. Ведомая звездочка вращает заднее колесо в переднем направлении, что необходимо для перемещения велосипеда вперед.
Как дополнительную особенность изобретения отметим способность поглощения ударных воздействий для предотвращения их передачи на передаточный участок 340 привода и переключающий участок 350 привода, даже если сильнейший удар приходится на ведущий механизм 371, поскольку колесо 361 для поддержания вращающего момента и втулка 372 ведущей звездочки упруго сцеплены друг с другом при фронтальной позиции их наклонных неровных поверхностей 361-1 и 371-1 и при создании опоры посредством пружины 374.
Как уже указано выше, в соответствии с изобретением, велосипед движется вперед как при работе педалями вперед, так и при работе педалями назад, в зависимости от выбора позиции рычага, но он поддерживается также и в режиме холостого хода, подобно велосипеду обычного типа. Велосипед предоставляет велосипедисту большие возможности в выборе способов езды и снимает усталость даже при длительной поездке.
Ниже подробно поясняются особенности пятого варианта осуществления изобретения.
Как показано на фиг. 19, в соответствии с изобретением, патрон 409 подогнан к трубчатой фиксирующей каретке 410, к переднему и заднему участкам которой подведены трубчатые рамы 411. Педали 420 закреплены при помощи фиксирующих винтов 421 на оси 422 педали, которая смонтирована вращательно в патроне 409 при помощи подшипников 423. При детальном рассмотрении устройство переднего привода включает передаточный участок 44О привода, содержащий педаль 420, вращательно установленную при помощи подшипников 423 на оси 422 педали, и служащий для передачи приводного усилия педали 420 при поступательном и обратном нажатии педалями на ведущую звездочку; участок 460 поддержания вращающего момента, упруго сцепленный с передаточным участком 440 привода; переключающий участок 450 привода для преобразования приводного усилия с участка 460 поддержания вращающего момента во вращательное движение в переднем направлении, обратного хода или в холостом режиме заднего колеса; и соединяющий участок 470 привода для приведения во вращение ведущей звездочки 471 в переднем направлении или в холостом режиме посредством переключаемого приводного усилия переключающего участка 450 привода.
Передаточный участок 440 привода имеет такую форму, при которой ведущий механизм 441, имеющий два передаточных участка, монтируется при помощи шлицев и других приемов на ось 422 педали для обеспечения совместного вращения с осью 322 педали и сцепляется с холостой передачей 452 с последующим подключением участка 460 поддержания вращающего момента (как это детально описывается ниже) для передачи вращательного усилия в переднем направлении, обратного хода и в холостом режиме на участок 460 поддержания вращающего момента. Участок 460 поддержания вращающего момента передает приводное усилие с передаточного участка 440 привода на первое храповое колесо 455, которое сцепляется с ним при помощи шлицев и других средств.
Переключающий участок 450 привода включает второе храповое колесо 451, контролируемое переключающим рычагом 453 и промежуточными зубчатыми колесами 452, образующими единый блок на оси второго храпового колеса 451. Второе храповое колесо 451 и зубчатые колеса 452 преобразуют вращательное движение в переднем направлении или обратного хода ведущего механизма 441 передаточного участка 440 привода для передачи вращательного усилия на сцепной участок 470 привода.
Второе храповое колесо 451 включает в себя храповой зубчатый участок 451-1, образованный по внешней периферии колеса 451, и храповой зубчатый участок 451-2, образованный по его внутренней периферии. Переключающий рычаг 453 упруго поддерживается храповым зубчатым участком 451-1 при проведении регулировки с наружной стороны, в силу чего второе храповое колесо 451 может фиксироваться или вращаться в холостом режиме. При этом храповой зубчатый участок 451-2 побуждает первое храповое колесо 455 к вращению в одном направлении или в холостом режиме. Вращение в одну сторону храпового зубчатого участка 451-2 вызывает вращение второго храпового колеса 451. Холостая фиксирующая ось 452-1 закреплена на боковой поверхности второго храпового колеса 451, а зубчатые колеса вращаются на холостых фиксирующих осях 452-1 для обеспечения зацепления с ведущим механизмом 441.
Участок 460 поддержания вращающего момента сцеплен при помощи шлицев и других средств с первым храповиком 455 и включает наклонные неровные поверхности 460-1, образованные с постоянными интервалами по его левой и правой боковым периферическим поверхностям, для обеспечения зацепления с ведущим механизмом 441. Наклонные неровные поверхности 460-1 упруго сцеплены с первым храповым колесом 455 для передачи приводного усилия вращения в переднем направлении, обратного хода и в холостом режиме на первое храповое колесо 455. При этом пружина 464 упруго сжимается, участок поддержания вращающего момента 460 и ведущий механизм 4 41 плотно сцеплены друг с другом, так как наклонные неровные поверхности 441-1 и 460-1 входят в зацепление друг с другом.
Соединяющий участок 470 привода по своей конфигурации имеет возможность сцепляться с зубчатым колесом 452 и включает множество ведущих звездочек 471, образованных по его внешней периферии, при обеспечении их соединения и разъединения друг с другом.
Таким образом, если ось 422 педали вращается в переднем направлении, ведущий механизм 422 имеет переднее вращение, - в том же направлении, что и ось 422 педали, вызывая вращение вперед второго храпового колеса 451. Когда ведущий механизм 441 сцепляется с зубчатым колесом 452, а зубчатое колесо 452 сцепляется с соединяющим ведущим колесом 470, направленное вперед вращательное усилие храпового колеса 451 передается на ведущую звездочку 471.
Аналогичным образом, если ось 422 педали вращается в обратном направлении, ведущий механизм 441 находится в режиме реверсивного вращения, - в том же направлении, что и ось 422 педали. В это время участок 460 поддержания вращающего момента упруго сцеплен с ведущим механизмом 441 посредством переключающего рычага 422 для обеспечения реверсивного вращения, а первое храповое колесо 455 сцеплено при помощи шлицев с участком 460 поддержания вращающего момента для обеспечения реверсивного вращения, в силу чего переключающий рычаг 453 пропускается через храповой зубчатый участок 451-1. Таким образом, первое храповое колесо 455 застопоривается. Когда ведущий механизм 441 имеет реверсивное вращение, он сцеплен с зубчатым колесом 452 для осуществления его вращения в переднем направлении.
Если педали велосипеда вращаются вхолостую, когда педаль 420 имеет реверсивное вращение, при условии, что переключающий рычаг 453 не сцепляется с внешним зубчатым участком 451-1 второго храпового колеса 451, то второе храповое колесо 451 имеет свободное вращение. Промежуточное зубчатое колесо 452, вращающееся на холостой фиксирующей оси 452-1 второго храпового колеса 451, сцепляется с ведущим механизмом 441, в силу чего утрачивается соответствующее контрольное усилие. В это время ведущий механизм 441 находится в режиме реверсивного вращения, зубчатое колесо 452 вращается в холостом режиме в переднем направлении. По этой причине вращательное усилие не передается на зубчатое колесо 452 и соединяющий участок 470 привода, а также на ведущую звездочку 471. Таким образом, даже если педаль 420 вращается в обратном направлении, приводное усилие не передается на ведомую звездочку заднего колеса, и также при ведении велосипеда спешившимся велосипедистом педаль 420 сохраняется в состоянии покоя.
Ниже описан общий принцип действия пятого варианта устройства в соответствии с изобретением.
Во-первых, если педаль 420 вращается в переднем направлении, ведущий механизм 441, закрепленный на оси 422 педали, также вращается в переднем направлении. В этом случае ведущий механизм 441 вращает храповой зубчатый участок 451-2 второго храпового колеса 451 в переднем направлении, так как переключающий рычаг 453 не сцепляется с храповым зубчатым участком 451-2 второго храпового колеса 451 для вращения в переднем направлении второго храпового колеса 451. При этом промежуточное зубчатое колесо 452 сцепляется с ведущим механизмом 441 с последующим подключением внутренней передачи 470-1 соединяющего участка 470 привода для обеспечения состояния покоя. В этой связи направленное вперед приводное усилие педали 420 (вращательное усилие в переднем направлении второго храпового колеса 451) не вызывает вращения промежуточного зубчатого колеса 452, но обеспечивает вращение соединяющего участка 470 привода, в силу чего ведущая звездочка 471 вращается в переднем направлении. Поэтому когда ведущая звездочка 471 перемещается в этом направлении, ведомая звездочка, соединенная при помощи цепи с ведущей звездочкой 471, вызывает вращательное движение заднего колеса в переднем направлении, чем обусловлено движение велосипеда вперед.
Во-вторых, если педаль 420 вращается в обратном направлении, при условии, что переключающий рычаг 453 сцепляется с храповым зубчатым участком 451-2 второго храпового колеса 451, ведущий механизм 441, закрепленный на оси 422 педали, имеет реверсивное вращательное движение. Храповой зубчатый участок 451-2 второго храпового колеса 451 находится в режиме реверсивного вращения для обеспечения сцепления с ним переключающего рычага 453, в силу чего поддерживается состояние покоя второго храпового колеса 451. Но когда ведущий механизм 441 вращается в реверсивном направлении, при условии, что зубчатое колесо 452 сцепляется с ведущим механизмом 441, зубчатое колесо 452 перемещается в переднем направлении, и ведущая звездочка 471 вращается в переднем направлении, так как зубчатое колесо 452 и ведущий механизм 441 сцепляются друг с другом. Следовательно, как и при работе педалями 420 вперед, ведущая звездочка 471 вращается в переднем направлении, обеспечивая движение велосипеда вперед.
Дополнительной особенностью изобретения является способность устройства гасить ударные воздействия и предотвращать их передачу на переключающий участок 450 привода, даже если велосипед подвергнется сильнейшему удару, так как участок 460 поддержания вращающего момента и ведущий механизм 441 упруго сцеплены друг с другом при взаимной фронтальной позиции их наклонных неровных поверхностей 441-1 и 460-1 и использовании опорных свойств пружины 464.
Как уже указано выше, в соответствии с изобретением, велосипед передвигается в переднем направлении как при работе педалями вперед, так и при работе педалями назад, в зависимости от выбора позиции рычага велосипедистом, но наряду с этим он может поддерживаться в режиме холостого хода, подобно велосипеду обычного типа. Он предоставляет велосипедисту большие возможности в выборе способов езды и снимает усталость даже при длительных поездках.
Ниже подробно описаны особенности шестого варианта осуществления изобретения.
Как показано на фиг. 21, в соответствии с изобретением, устройство привода в переднем направлении для велосипеда включает в себя передаточный участок 551 привода, содержащий фиксирующий цилиндр 570, подогнанный к трубчатой фиксирующей каретке 510, к переднему и заднему участкам которой подведены трубчатые рамы 511, и педали 520, закрепленные при помощи фиксирующего винта 521 на осях 522 педалей, которые вращаются на этих участках при помощи подшипников 523, при этом цилиндр 570 служит для передачи приводного усилия педали 520 при работе педалями вперед или назад на переключающий участок привода, перемещающийся по канавке, которая образована на оси 522 педали. Переключающий участок 560 привода предназначен по своей конфигурации для передачи приводного усилия с передаточного участка 551 привода на первую коническую зубчатую передачу 555 или третью коническую зубчатую передачу 557, смонтированные по его периферии, что позволяет передавать преобразуемое передачами вращательное усилие в переднем или обратном направлениях на ведущую звездочку 530. Соединяющий участок 540 привода предназначен для передачи переключаемого приводного усилия, создаваемого первой конической зубчатой передачей 555, второй конической зубчатой передачей 556 и третьей конической зубчатой передачей 557 на ведущую звездочку 530.
Соединяющий участок 540 привода сцеплен при помощи винтов с третьей конической зубчатой передачей 557 для обеспечения совместного вращательного движения.
Ведущая звездочка 530 соединена с соединяющим участком 540 привода при помощи болта 541 и гайки 542, что обеспечивает передачу переключаемого приводного усилия посредством цепи на ведомую звездочку (не показана).
Передаточный участок 551 привода смонтирован на оси 522 педали для обеспечения возвратно-поступательного движения. Во время вращательного движения в переднем направлении или обратного хода педали 520 зубчатые участки 560-1 и 560-2, выполненные на обеих поверхностях передаточного участка 551 привода, сцепляются друг с другом для передачи приводного усилия на переключающий участок 560 привода.
Переключающий участок 560 привода сцепляется с зубчатыми участками 551-1 и 557-1, образованными на боковой поверхности как первой конической зубчатой передачи 555, так и третьей конической зубчатой передачи 557 для передачи приводного усилия с передаточного участка 551 привода на соединяющий сцепной участок 540 привода.
Таким образом, когда ось 522 педали вращается в переднем направлении, передаточный участок 551 привода перемещается в правую сторону, как показано на фиг. 21. В это время он сцеплен с третьей конической зубчатой передачей 557 для передачи приводного усилия на сцепной участок 540 привода.
Аналогичным образом, когда ось 522 педали вращается в обратном направлении, передаточный участок 551 привода перемещается в левую сторону, как показано на фиг. 21. В это время он сцеплен с первой конической зубчатой передачей 555 для обеспечения реверсивного вращения. В этом случае первая коническая зубчатая передача 555 сцепляется с второй конической зубчатой передачей 556 для осуществления вращательного движения в переднем направлении. И вторая коническая зубчатая передача 556 сцепляется с третьей конической зубчатой передачей 557 для осуществления вращательного движения в переднем направлении. При этом учитывается, что вторая коническая зубчатая передача 556 смонтирована вращательно в фиксирующем цилиндре 570 посредством фиксирующего шплинта 556-1.
Ниже описан общий принцип действия шестого варианта устройства в соответствии с изобретением.
Во-первых, если педаль 520 вращается в переднем направлении, передаточный участок привода 551 перемещается направо на оси 522 педали. В это время, когда зубчатый участок 555-1 первой конической зубчатой передачи 555 и зубчатый участок 557-1 третьей конической зубчатой передачи 557 сцепляются друг с другом для обеспечения вращения в переднем направлении, вызывая при этом вращение соединяющего участка 540 привода, связанного при помощи винтов с третьей конической зубчатой передачей 557, в переднем направлении. В этом случае вторая коническая зубчатая передача 556 сцепляется с третьей конической зубчатой передачей 557 для обеспечения реверсивного вращения. Первая коническая зубчатая передача 555 сцепляется со второй конической зубчатой передачей 556 для обеспечения вращения в переднем направлении по принципу скольжения. Итак, когда соединяющий участок 540 привода вращается в переднем направлении, ведомая звездочка, сцепленная при помощи цепи с ведущей звездочкой 530, воздействует на заднее колесо, заставляя его вращаться в переднем направлении, чем обусловлено движение велосипеда вперед.
Во-вторых, когда ось 522 педали вращается в обратном направлении, передаточный участок 551 привода перемещается в левую сторону по канавке, образованной на оси 522 педали. В это время он сцеплен с первой конической зубчатой передачей 555 для осуществления реверсивного вращения. В этом случае вторая коническая зубчатая передача 556 сцепляется с первой конической зубчатой передачей 555 для обеспечения вращения в переднем направлении. А третья коническая зубчатая передача 557 сцепляется со второй конической зубчатой передачей 556 для обеспечения вращения в переднем направлении, в то время как соединяющий участок 540 привода, вступающий в контакт с третьей конической зубчатой передачей 557, вращается в переднем направлении совместно с ведущей звездочкой 530. Итак, как и при работе педалями 520 вперед, ведомая звездочка, сцепленная при помощи цепи с ведущей звездочкой 530, воздействует на заднее колесо, заставляя его вращаться в переднем направлении, чем обусловлено движение велосипеда вперед. В велосипеде во время его движения имеется также возможность применять режим холостого вращения без нажатия на педали.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| УСТРОЙСТВО ИЗМЕНЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ УСИЛИЯ ДЛЯ ВЕЛОСИПЕДА | 1996 |
|
RU2156204C2 |
| УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МОЩНОСТИ ДЛЯ ВЕЛОСИПЕДНОЙ ВТУЛКИ | 1996 |
|
RU2144480C1 |
| НАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СКОРОСТЕЙ ВЕЛОСИПЕДА | 2011 |
|
RU2463195C1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СКОРОСТЕЙ (ВАРИАНТЫ) | 2004 |
|
RU2364541C2 |
| МЕХАНИЗМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ДЛЯ ПЛАНЕТАРНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ | 2011 |
|
RU2527608C1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ ВЕЛОСИПЕДОВ | 2000 |
|
RU2242397C2 |
| МНОГОСКОРОСТНОЙ БЕССТУПЕНЧАТЫЙ ПРИВОД ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 1993 |
|
RU2048365C1 |
| ПОЛНОПРИВОДНЫЙ ВЕЛОСИПЕД | 1995 |
|
RU2097249C1 |
| МУСКУЛЬНЫЙ ПРИВОД ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 2013 |
|
RU2521469C1 |
| Трансмиссия моторизованного велосипеда (варианты) | 2017 |
|
RU2666622C1 |
Использование изобретения в велосипедах. Сущность: в велосипедах устройство переднего привода для велосипеда включает в себя передаточный участок привода, содержащий педаль, закрепленную на оси педали велосипеда, и служащий для передачи приводного усилия на ведущую звездочку, соединенную при помощи цепи с задним колесом, переключающий участок привода для обеспечения вращения заднего колеса в переднем направлении или в холостом режиме посредством приводного усилия, создаваемого на передаточном участке привода, и соединяющий участок привода для обеспечения вращательного движения в переднем направлении или в холостом режиме ведущей звездочки в соответствии с функцией переключающего участка привода и для обеспечения функции велосипеда, связанной с вращательным движением в переднем направлении или в холостом режиме в соответствии с выбором рычага при обратном ходе педалей велосипеда, что снимает усталость у велосипедиста, не допускает потерь физической энергии и способствует хорошей тренировке мышц ног в повседневной жизни. 6 с. и 21 з.п.ф-лы, 22 ил.
| KR, полезная модель, 91-3786, кл | |||
| Способ крашения тканей | 1922 |
|
SU62A1 |
