ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ РУЧНОЙ ПРИВОД ДЛЯ ВЕЛОСИПЕДОВ Российский патент 2001 года по МПК B62M1/12 

Изобретение относится к области велосипедной техники, в частности к дополнительным устройствам ручного привода велосипедов.

Известны устройства в технике велосипедов с использованием ручного привода на переднее колесо. К ним относятся А.С. N 647170 (B 62 M 1/12) от 18.02.79 г. , патент Германии DE 3113806 C2 от 24.10.85 г. (B 62 M 1/12), европатент EP 0541136 B1 от 25.03.92 г. (B 62 M 1/16), патент Германии DE 19603199 C2 от 16.07.98 г. (B 62 M 1/14).

Общим принципиальным недостатком их является разделение потоков энергии от усилий ног и рук на задние и передние колеса соответственно. При этом, например, если крутящий момент, передаваемый на вал заднего колеса, больше крутящего момента вращения переднего колеса, то неизбежно возникает тормозящее усилие от переднего колеса.

Известны также устройства дополнительного ручного привода на вал каретки, т.е. усилия от ручного привода складываются с усилиями ног на педалях. К ним относится устройство по патенту GB 2196586 A от 05.05.1988 г. (B 62 M 1/12), содержащее механизм возвратно-поступательных движений руля с рычажной системой передачи их на вал каретки. Недостатками его являются отсутствие компенсаторов при работе только ногами и затруднительность работы устройства при высокой частоте педалирования и связанных с педалями рычагов и руля. Известно также устройство по патенту Германии DE 3239548 C2 от 04.02.1988 (B 62 M 1/12), содержащее механизм возвратно-поступательных движений обеих половин руля с рычажной системой, связанной с промежуточным колесом, кинематически соединенным с валом каретки. Недостатками этого устройства являются большие габариты и конструктивные неудобства, связанные с исполнением выноса руля при работе руками. Это в первую очередь относится к гоночным велосипедам, где положение тела велосипедиста приближается к горизонтальному при высоких скоростях в интересах уменьшения аэродинамического сопротивления. В предложенном устройстве этого сделать нельзя вследствие конструктивных особенностей привода руля.

Ближайшим по технической сущности является ручной привод для велосипедов (патент Японии 09020279 A от 21.01.1997 г., B 62 M 1/12, автор Коросуе Акира), содержащий устройство выноса руля с установленными на нем двумя цепями на каждой половине руля и через соответствующие звездочки, соединенные другими концами с цевочными колесами на ведущем валу каретки через односторонние муфты сцепления, а также устройство переключения муфт сцепления с одного положения колебательного движения на противоположное.

Недостатками такого устройства являются необходимость синхронизации переключения муфт сцепления с одного положения на другое и обратно, что соответствует прерывности передачи потока движения и нарушает его устойчивость, а также связанная с ее реализацией большая сложность узла муфт сцепления.

Другим недостатком является геометрически неоднозначное положение транслирующих звездочек на передней части рамы, что неизбежно приводит к преждевременному их износу или поломке.

Целью предложенного устройства является устранение этих недостатков. Достигается это тем, что предлагаемый ручной привод снабжен шарниром Гука и поводком рулевого вала, а также шатуном, установленным эксцентрично на дополнительном колесе, содержащим обгонную муфту и цепь, связывающую дополнительное колесо с валом каретки велосипеда.

Таким образом, дополнительный ручной привод для велосипедов содержит руль, шарнирно установленный на опоре руля, имеющий две шарнирные рукоятки, цепной привод на ведущий вал велосипеда, и характеризуется тем, что рулевой вал через шарнир Гука соединен с поводком рулевого вала, который через сферический подшипник, установленный на конце поводка, взаимодействует с шатуном, установленным на опоре вращения, эксцентрично расположенной на дополнительном колесе, посредством цепного привода связанным с ведущим валом велосипеда.

В дополнительном приводе шатун может быть выполнен в форме прямолинейного рычага с проушинами, имеющего возможность поворота относительно эксцентрично расположенной опоры вращения на дополнительном колесе посредством поворотных осей.

На фиг. 1 изображено устройство дополнительного ручного привода на велосипеде в исходном горизонтальном положении руля; на фиг. 2 - узел опоры руля; на фиг. 3 - шарнир Гука; на фиг. 4 - поводок рулевого вала со сферическим подшипником; на фиг. 5 - узел соединения шатуна с дополнительным колесом в двух проекциях; на фиг. 6 - обгонная муфта дополнительного цевочного колеса; на фиг. 7 и 8 - устройство в крайнем правом и в крайнем левом положениях руля.

Рулевой вал 1 (см. фиг. 1, фиг. 2), жестко соединенный с рулем 2, шарнирно установлен на поворотной части рулевой колонки 3, при этом рулевой вал руля жестко соединен с одной частью 4 (см. фиг. 3) шарнира Гука, которая через промежуточный элемент 5 входит во взаимодействие с ответной частью 6 шарнира, соединенной с поводком рулевого вала 7 (фиг. 4).

Поводок рулевого вала 7 с установленным на нем сферическим подшипником 8 входит во взаимодействие с шатуном 9, выполненным в форме прямолинейного рычага, оканчивающегося вилкой с проушинами для поворотных осей 10. Шатун 9 установлен на опоре вращения 11, эксцентрично расположенной на дополнительном цевочном колесе 12. Колесо 12 через обгонную муфту 12, содержащую подвижные фиксаторы 14 с пружинами 15 для обеспечения одностороннего вращения дополнительного колеса при передаче крутящего момента, установлено на раме 16 и связано с валом каретки 17 цепью 18 (фиг. 1 и фиг. 6).

Устройство работает следующем образом. При колебаниях руля 2 относительно продольной оси X, например, вправо от горизонтального положения (см. фиг. 1 и 7), рулевой вал 1 поворачивается относительно выноса рулевой колонки 3 вместе с жестко установленной на нем частью 4 шарнира Гука, взаимодействуя с промежуточным элементом 5 шарнира, и поворачивает ответную часть 6 шарнира, при этом вращение передается поводку рулевого вала 7, который через установленный на его конце сферический подшипник 8 взаимодействует с шатуном 9. Шатун 9 через опору вращения 11, эксцентрично расположенную на дополнительно колесе 12, установленном подвижно на раме 16, приводит его во вращение.

На фиг. 7 показано положение частей устройства в крайнем правом положении руля 2 относительно продольной оси X. При реверсировании колебания руля 2 в другое крайнее положение (см. фиг. 8) поводок руля 7 через сферический подшипник 8 взаимодействует с шатуном 9, который через эксцентрично расположенную опору вращения 11 воздействует на дополнительное колесо 12, приводя его к положению, изображенному на фиг. 8.

При повторении колебаний руля 2 цикл передачи движения повторяется в соответствии с описанным выше. Таким образом, колебательное движение руля 2 относительно продольной оси X обеспечивает вращение колеса 12, кинематически связанного с валом каретки 17, например, цепью 18, добавляя к усилию ног на педалях усилие рук на руле.

В связи с тем, что поводок руля 7 в точке взаимодействия сферического подшипника 8 с шатуном 9 совершает движение по окружности с центром на оси вала руля 2, а другой конец шатуна, установленный на эксцентрично расположенной опоре вращения 11, движется строго в плоскости, возникает необходимость компенсации перемещений. С этой целью шатун в точке взаимодействия с опорой вращения выполнен в форме вилки с проушинами под поворотные оси 10. Так обеспечивается независимость перемещений опоры вращения 11 дополнительного колеса 12 от перемещений шатуна в точке взаимодействия поводка рулевого вала 7 со сферическим подшипником 8.

Обгонная муфта-трещотка 13, установленная на оси вращения дополнительного колеса 12, через подвижные фиксаторы 14 вместе с пружинами 15 позволяет работать педалями без использования колебательных движений рулем 2.

Повороты руля 2 по путевому углу относительно оси Y при одновременных колебаниях руля возможны благодаря использованию шарнира Гука, при этом необходимым условием этого является совмещение оси поворотной вилки по путевому углу с плоскостью пересечения осей промежуточного элемента шарнира.

Возможна симметричная схема устройства с расположением элементов по обе стороны рамы велосипеда.

Изобретение относится к приводам велосипедов одновременно ручного и ножного действия. Поперечина 2 руля качательно относительно продольной оси установлена сверху вала вилки колеса посредством продольного вала 1. Вал 1 соединен с поводком 7 посредством универсального шарнира для обеспечения передачи вращения продольного вала 1 при повороте руля относительно вертикальной оси. Поводок 7 через сферический подшипник на своем конце взаимодействует с шатуном 9. Шатун 9 установлен на эксцентрично расположенной на зубчатом колесе 12 опоре. Предлагаемое техническое решение направлено на упрощение конструкции дополнительного ручного привода. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Дополнительный ручной привод для велосипедов, содержащий руль, шарнирно установленный на опоре руля, имеющий две шарнирные рукоятки, цепной привод на ведущий вал велосипеда, отличающийся тем, что рулевой вал через шарнир Гука соединен с поводком рулевого вала, который через сферический подшипник, установленный на конце поводка, взаимодействует с шатуном, установленным на опоре вращения, эксцентрично расположенной на дополнительном колесе, посредством цепного привода связанном с ведущим валом велосипеда. 2. Дополнительный привод по п.1, отличающийся тем, что шатун выполнен в форме прямолинейного рычага с проушинами, имеющего возможность поворота относительно эксцентрично расположенной опоры вращения на дополнительном колесе посредством поворотных осей. 3. Дополнительный привод по п.1, отличающийся тем, что дополнительное колесо содержит обгонную муфту.