CZ282190B6

CZ282190B6 - Šlapací klikový pohon pro jízdní kolo

Info

Publication number: CZ282190B6
Application number: CZ93318A
Authority: CZ
Inventors: Gerhard Hilber
Original assignee: Gerhard Hilber
Priority date: 1990-09-04
Filing date: 1991-09-02
Publication date: 1997-05-14
Also published as: ATE113914T1; JPH06500287A; EP0546004A1; DE59103514D1; HU9300503D0; CZ31893A3; HUT68603A; WO1992004230A1; ES2066465T3; DK0546004T3; AU8425291A; EP0546004B1; US5279524A

Abstract

Šlapací klikový pohon pro jízdní kolo, opatřený dvěma klikami (4a, 4b) navzájem propojenými hřídelem klik (3), dále převodníkem (5) s aspoň jedním ozubeným věncem (6), který je vůči hřídeli klik (3) otočně uložen a dále alespoň jednou přenosovou pružinou (10), zatíženou při dopředném pohybu klik (4a, 4b) a upravenou mezi převodníkem (5) a sousedící klikou (4a). Za účelem zlepšení rozdělení otáčivého momentu během jedné otáčky převodníku je místo mezi převodník (5) a sousedící kliku (4a) tlumicí pružina (15), předepnutá ve směru zatěžování přenosové pružiny (10).ŕ

Description

Šlapací klikový pohon pro jízdní kolo

Oblast techniky

Vynález se týká šlapacího klikového pohonu pro jízdní kolo se dvěma šlapacími klikami, které jsou spolu pevně spojeny přes otočně uložený hřídel šlapacích klik, s řetězovým kolem, které má nejméně jeden ozubený věnec a je vzhledem ke hřídeli uloženo otočně, s nejméně jednou přenosovou pružinou, kterou je možno zatížit při dopředném pohybu šlapacích klik, a s tlumicí pružinou, která je upravena mezi řetězovým kolem a s ním sousedící šlapací klikou a předepjata ve směru zatížení přenosové pružiny.

Dosavadní stav techniky

U známých šlapacích klikových pohonů tohoto typu, např. podle CH 539 538, slouží přenosová pružina, která je vytvořena jako tažná a upravena mezi nábojem řetězového kola a ozubeným věncem, otočně uloženým na tomto náboji, k překonání horního a spodního mrtvého bodu šlapacího klikového pohonu. Přenosová pružina, upnutá mezi nábojem řetězového kola, který vyčnívá přes ozubený věnec, se totiž může při dopředném šlápnutí na kliky v oblasti mrtvého bodu šlapacího klikového pohonu při odpovídajícím přenosu otáčivého momentu na ozubený věnec odlehčit. Protože při dopředném šlápnutí na šlapací klikový pohon musí být počítáno se značnými poháněcími silami, je pro zajištění požadovaného účinku třeba přenosovou pružinu příslušně dimenzovat, aby bylo možno na stávající omezené dráze této pružiny vyvodit dostatečnou sílu. Přesto se však ukázalo, že s tvrdšími a tvrdšími pružinami je dosažení žádoucího účinku problematické. Cyklista totiž může se stoupající silou pružiny vykonávat v oblasti mrtvého bodu šlapacího klikového pohonu stále menší opěrný moment pro zamezení zpětného otočení šlapací páky. Při odlehčení přenosové pružiny tedy může docházet ke znatelnému zpožďování a v dalším sledu pak i ke zpětnému otáčení klik, což je nanejvýš rušivé a odporuje požadavku na rovnoměrné otáčení šlapacího klikového pohonu.

Podstata vynálezu

Vynálezu byla stanovena úloha zlepšit šlapací klikový pohon již zmíněného typu jednoduchými konstrukčními prostředky tak, aby bylo možno v průběhu jedné otáčky řetězového kola dosáhnout výhodné rozdělení otáčivého momentu, aniž by se muselo upustit od účinné podpory' překonání mrtvého bodu pomocí přenosové pružiny, umístěné mezi klikovým pohonem a řetězovým kolem.

Výše uvedená úloha je vyřešena šlapacím klikovým pohonem pro jízdní kolo se dvěma šlapacími klikami, které jsou spolu otočně pevně spojeny přes hřídel šlapacích klik, s řetězovým kolem, které má nejméně jeden ozubený věnec a je vzhledem ke hřídeli uloženo otočně, s nejméně jednou přenosovou pružinou, kterou je možno zatížit při dopředném pohybu šlapacích klik, a s tlumicí pružinou, která je upravena mezi řetězovým kolem a s ním sousedící šlapací klikou a předepjata ve směru zatížení přenosové pružiny, u kterého je tlumicí pružina podle vynálezu opatřena alespoň jedním prostředkem pro nastavení jejího předepnutí v závislosti na dráze pružení přenosové pružiny.

Pomocí tlumicí pružiny, předepnuté ve směru zatěžování přenosové pružiny, se přenosová pružina může odlehčit pouze proti síle této tlumicí pružiny, přičemž se tlumicí síla tlumicí pružiny s narůstajícím odlehčením přenosové pružiny zvětšuje. Tím se zatěžovací poměry šlapacího pohonu v oblasti mrtvého bodu změní tak, že otáčivý moment vyvozovaný cyklistou i v oblasti mrtvého bodu bez dalšího postačuje k tomu, aby se v důsledku odlehčení přenosové

- 1 CZ 282190 B6 pružiny zabránilo znatelnému zpožďování při otáčení klik.

Tím se dosáhne rovnoměrnějšího rozdělení otáčivého momentu během jedné otáčky řetězového kola, což se projeví obzvláště výhodně při větších zatíženích klik, ke kterému zpravidla dochází při jízdě do kopce.

Aby se vyhovělo požadavkům tlumení, musí být tlumicí pružina v porovnání s přenosovou pružinou měkká. Tlumicí pružina by tedy měla mít pouze poloviční sílu přenosové pružiny. Přizpůsobení příslušné tlumicí síly vůči zatížení přenosové pružiny, může být provedeno předepnutím tlumicí pružiny, přičemž se předepnutím tlumicí pružiny změní přirozeně i předepnutí přenosové pružiny. Vzhledem k tomu, že se zatížením přenosové pružiny má zvětšit i tlumicí síla, jsou pro pohon získány zvláště výhodné podmínky, může-li být předepnutí tlumicí pružiny přestaveno v závislosti na dráze pružení přenosové pružiny. V takovém případě se vlivem větších poháněčích sil při jízdě do kopce nejen zvětšuje dráha přenosové pružiny, ale i předepnutí tlumicí pružiny. Proto se dostatečně utlumí zpětný otáčivý moment, který by jinak účinně působil při odlehčení přenosové pružiny.

Výhodně je prostředek pro nastavení předepnutí tlumicí pružiny tvořen výkyvnou opěrkou a západkou, přičemž tlumicí pružina se opírá o výkyvnou opěrku, která je zatížena zatěžovací pružinou ve směru tlumicí pružiny, západka je zatížena vratnou pružinou a má nejméně jedno západkové vy brání pro výkyvnou opěrku, a zatěžovací pružina je podepřena proti řetězovému kolu.

Když se v důsledku vzniklého zatížení zvětší dráha přenosové pružiny na míru, která způsobuje přestavení výkyvné opěrky do dalšího západkového vybrání, zvětši se tak odpovídajícím způsobem předepnutí tlumicí pružiny, čímž se dosáhne žádoucího přizpůsobení tlumicí síly na zvětšující se zatížení šlapacího klikového pohonu.

Má-li být přitom zabráněno zrušení nebo výraznému zmenšení tlumicí síly v oblasti přestavení výkyvné opěrky mezi dvěmi západkovými vybráními, musí být odpovídajícím způsobem podle tlumicí pružiny změněno nastavení pružiny ovlivňující výkyvnou opěrku.

Za účelem odlehčení tlumicí pružiny musí být pouze uvolněna západka pro výkyvnou opěrku. Toho může být dosaženo různými způsoby. Obzvláště jednoduché manipulační poměry se dosáhnou tak, že je západka opatřena první náběhovou drahou pro odblokovací díl, kolem něhož prochází západka při jedné otáčce řetězového kola. Odblokovací díl, nabíhající na odpovídající dráhu západky, uvolní západku proti zatížení její vratné pružiny, což má za následek zpětné vrácení výkyvné opěrky zatížené přenosovou pružinou do její výchozí polohy. Aby bylo možno během jízdy provést jednoduše odblokování výkyvné opěrky, může být odblokovací díl prostřednictvím bowdenového lanka nebo pod. natočen do a z oběžné dráhy západky, tzn. obecně, že odblokovací díl je upraven s možností natočení do oběžné dráhy západky.

Za účelem zachycení vznikajících pohonných a tlumicích sil jsou při dodržení omezených drah pružení pružin přenosová pružina i tlumicí pružina vytvořeny jako tlačné a upínají mezi sebou pravou šlapací kliku, přičemž v oblasti od pravé šlapací kliky odvrácených konců pružin jsou pro pružiny upraveny opěrky, které jsou tvořeny rameny držáku ve tvaru U, který je uchycen na vnější straně řetězového kola. Takovéto provedení v široké míře umožňuje použití stávajícího provedení řetězového kola, které může být pro vícenásobné řazení převodů opatřeno dvěmi nebo třemi ozubenými věnci. Držák může být dostatečně dimenzován ktomu, aby mohl zachytit vznikající síly, aniž by byla ohrožena schopnost otáčení řetězového kola vzhledem ke klikám. Provedení držáku ve tvaru U totiž umožňuje oboustranné uchycení kliky sousedící s řetězovým kolem s dostatečnou vůlí pro otáčení řetězového kola vzhledem ke klice.

-2CZ 282190 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 šlapací klikový pohon pro jízdní kolo podle vynálezu v bokoryse, obr. 2 stejný šlapací klikový pohon v řezu podél roviny II-II z obr. 1 a obr. 3 variantu provedení ve znázornění odpovídajícím obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Šlapací klikový pohon podle obr. 1 a 2 sestává v podstatě z hřídele 3 šlapacích klik 4a, 4b, který je otočně uložen v rámu 2 jízdního kola, navzájem otočně pevně propojuje šlapací kliky 4a, 4b 15 opatřené běžným způsobem na stranách rámu 2 pedály a nese řetězové kolo 5 se třemi vyměnitelnými ozubenými věnci 6, na nichž je podle volby veden čerchovaně naznačený poháněči řetěz 7. Na rozdíl od stávajících pohonů šlapacími klikami není řetězové kolo 5 s ozubenými věnci 6 pevně otočně propojeno s hřídelem 3, ale je pomocí valivého ložiska 8 uloženo na hřídeli 3, resp. náboji 9 šlapacích klik 4a, 4b. Pro přenos síly mezi šlapacími klikami 20 4a, 4b a řetězovým kolem 5 slouží přenosová pružina 10, která leží na vnější straně řetězového kola 5 ve směru jeho obvodu aje upnuta mezi opěrným ložiskem 11 pravé šlapací kliky 4a sousedící s řetězovým kolem 5 a první opěrkou 12 držáku 13 ve tvaru U, který je upevněn na vnější straně řetězového kola 5 upevňovacími šrouby 14. Pravá šlapací klika 4a sousedící s řetězovým kolem 5 je obklopena držákem 13 s dostatečnou vůlí, aby se mezi ní a řetězovým 25 kolem 5 umožnilo natáčení, odpovídající velikosti odpružení přenosové pružiny 10. která je vytvořena jako tlačná. Na straně pravé šlapací kliky 4a, která je protilehlá k přenosové pružině 10, je umístěna tlumicí pružina L5, která je upnuta mezi opěrné ložisko 11 a druhou opěrku 16 na druhém rameni držáku 13 tvaru U, takže klidová poloha pravé šlapací kliky 4a je určena rovnováhou kroutících momentů vyvozených oběmi pružinami 10, 15, které na ni působí. 30 Předepnutí obou těchto pružin 10, 15 může být měněno stavěcím šroubem 17. který je opatřen stavěcím dorazem 18 pro tlumicí pružinu 15.

Při šlápnutí na pravou šlapací kliku 4a směrem dolů ve smyslu šipky 19 se poháněči moment přenáší na řetězové kolo 5 pomocí přenosové pružiny 10, která se podle velikosti použité nožní 35 síly za současného odlehčení tlumicí pružiny 15 stlačí, až dosáhne polohy spodního mrtvého bodu, ve které poháněči moment na šlapacích klikách 4a, 4b dosáhne nejmenší hodnoty. Přenosová pružina 10 se však odlehčí, takže nashromážděná pružinová síla může byt využita k překonání tohoto mrtvého bodu.

Aby nedocházelo k nárazovitému odlehčování přenosové pružiny 10, a v důsledku toho k rázům na šlapací kliky 4a, 4b v opačném smyslu otáčení, je odlehčení přenosové pružiny 10 tlumeno tlumicí pružinou 15, proti jejíž vzrůstající pružinové síle se musí přenosová pružina 10 odlehčit. Díky tomuto tlumení mohou být pro zachycení poháněčích sil použity dostatečně silné přenosové pružiny 10, aniž by vznikla obava z ovlivnění rovnoměrnosti otáčecího pohonu. Tlumicí síla 45 nemusí být nutně vyvozována tlumicí pružinou 15, ale může být rovněž zajištěna např. vhodným tlumičem.

Aby bylo možno zvýšit předepnutí tlumicí pružiny 15 v závislosti na dráze pružení přenosové pružiny 10, která odpovídá zatížení, je druhá opěrka 16 podle obr. 3 vytvořena jako přestavitelná 50 výkyvná opěrka 20, se kterou spolupůsobí západka 21. která má dvě západková vybrání 22 pro výkyvnou opěrku 20. Výkyvná opěrka 20, která je otočně uložená vzhledem k držáku 13 kolem druhé osy 23, může být zatěžovací pružinou 24 působící ve směru tlumicí pružiny 15 přestavena v dopředném směru otáčení šlapacího klikového pohonu, pokud přenosová pružina 10 další takové nastavení připustí. Zatěžovací pružina 24, která je s výhodou dimenzována podle

-3 CZ 282190 B6 tlumicí pružiny 15. přejímá část přiváděných tlumicích sil pro případ, že výkyvná opěrka 20 v důsledku zapružení přenosové pružiny 10 vystoupí ve směru šipky 19 ze západkového vybrání 22 aniž by zaskočila do následujícího západkového vybrání 22.

Pro odblokování výkyvné opěrky 20 je západka 21, která je ve směru zablokování zatížená čtvrtou pružinou 25. opatřena první náběhovou drahou 26 pro odblokovací díl 27, který musí byt natočen bowdenovým lankem nebo pod., které není z důvodu přehlednosti znázorněno, do oběhové dráhy západky 21, takže přes odblokovací díl 27 vykývne západka 21 kolem první osy 28 proti síle čtvrté pružiny 25 a uvolní výkyvnou opěrku 20, která je při odpovídající malé dráze zapružení přenosové pružiny 10 touto přenosovou pružinou 10 natočena zpět. Pro omezení maximální možné dráhy přenosové pružiny 10 může byt přídavně navržen i odpovídající doraz.

Odblokovací díl 27 nemusí být samozřejmě ovládán prostřednictvím bowdenového lanka, je-li odblokovací díl 27 při šlápnutí zpět na šlapací klikový pohon tlačen přes druhou náběhovou dráhu 29 západky 21 proti odblokovacímu dorazu 30 a v dalším sleduje západka 21 odblokována proti síle čtvrté pružiny 25. jak je nakresleno na obr. 3. V tomto případě je však třeba vzít v úvahu, že při každém dopředném otočení nadzdvihne krátkodobě první náběhová dráha 26 západky 21 odblokovací díl 27, který je za tímto účelem opatřen náběhovou kladkou 31.

Je třeba zvlášť zdůraznit, že přenosová pružina 10 může být zabudována i odlišně, protože jde pouze o to, přenést šlapací klikové síly přes pružnou součást na řetězové kolo 5. Bylo by tedy např. možné místo znázorněné přenosové pružiny 10 použít těleso, které je elastické jako guma, nebo plynovou pružinu. Další možnost spočívá v tom, že ramena držáku 13 ve tvaru U. tvořícího první opěrku 12, jsou vytvořena jako ploché pružiny, do nichž zabírá pravá šlapací klika 4a buďto přímo, nebo přes díl přenášející tlak. Aby se zohlednily radiální posuvné pohyby, spojené s plochými pružinami a působící mezi pravou šlapací klikou 4a a pružinou, mohou ploché pružiny doléhat na pravou šlapací kliku 4a přes vhodnou kladku.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Šlapací klikový pohon pro jízdní kolo se dvěma šlapacími klikami (4a, 4b), které jsou spolu pevně spojeny přes otočně uložený hřídel (3) šlapacích klik (4a, 4b), s řetězovým kolem (5). které má nejméně jeden ozubený věnec (6) aje vzhledem ke hřídeli (3) uloženo otočně, s nejméně jednou přenosovou pružinou (10), kterou je možno zatížit při dopředném pohybu šlapacích klik (4a, 4b), a s tlumící pružinou (15), která je upravena mezi řetězovým kolem (5) a s ním sousedící šlapací klikou (4a) a předepjata ve směru zatížení přenosové pružiny (10). vyznačující se tím, že tlumící pružina (15) je opatřena alespoň jedním prostředkem pro nastavení jejího předepnutí v závislosti na dráze pružení přenosové pružiny (10).

2. Šlapací klikový pohon podle nároku 1, vyznačující se tím. že prostředek pro nastavení předepnutí tlumící pružiny (15) je tvořen výkyvnou opěrkou (20) a západkou (21). přičemž tlumící pružina (15) se opírá o výkyvnou opěrku (20), která je zatížena zatěžovací pružinou (24) ve směru tlumící pružiny (15) a západka (21) je zatížena vratnou pružinou (25) a má nejméně jedno západkové vybrání (22) pro výkyvnou opěrku (20). přičemž zatěžovací pružina (24) je podepřena proti řetězovému kolu (5).

-4CZ 282190 B6

3. Šlapací klikový pohon podle nároku 2, vyznačující se tím, že západka (21) je opatřena první náběhovou drahou (26) pro odblokovací díl (27).

5

4. Šlapací klikový pohon podle nároku 3, vyznačující se tím, že odblokovací díl (27) je upraven s možností natočení do oběžné dráhy západky (21).

5. Šlapací klikový pohon podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, io že přenosová pružina (10) i tlumící pružina (15) jsou vytvořeny jako tlačné pro upnutí mezi sebou pravé šlapací kliky (4a), přičemž v oblasti od pravé šlapací kliky (4a) odvracených konců pružin (10, 15) jsou pro pružiny (10, 15) upraveny opěrky (12, 16), které jsou tvořeny rameny držáku (13) ve tvaru U, který je uchycen na vnější straně řetězového kola (5).