Съемное устройство для качательного движения педальных узлов велосипедов

Заявленная полезная модель относится к велосипедам с мускульным приводом, в частности к съемному устройству для качательного движения педальных узлов велосипедов.
Наиболее близким аналогом заявленного технического решения, выбранного в качестве прототипа, является устройство по патенту на полезную модель РФ 162692, дата публикации: 27.06.2016 г., «Съемное устройство для качательного движения педальных узлов велосипеда», автор Гимпель Е.М. которое выполнено в виде двух одинаковых звездочек на оси одновременного качания каждого педального рычага вокруг оси вращения ведущего вала велосипеда, соединенных попарно двумя велосипедными цепями с пружинами растяжения, соединяющими оба конца цепи, со звездочками, установленными поодиночке на каждом наружном конце реверсируемых редуктором валов, оси вращения которых параллельны оси качания педалей, при этом верхнее и нижние звездочки вращаются попарно в одной из плоскостей, перпендикулярных к оси вращения ведущего вала велосипеда. Во втором варианте устройства на левой стороне велосипеда вместо звездочек устанавливаются гладкие диски, соединенные гибкой связью, например, стальным тросиком.
Основным недостатком прототипа является то, что передача рабочего усилия для приведения в колебательного движения педальных рычагов, сидящих на рабочей оси вращения приводного вала велосипеда через одноступенчатый редуктор производится гибкими связями в виде велосипедных цепей. Однако, в процессе рабочей эксплуатации велосипеда под действием растягивающих усилий цепи из-за естественных зазоров и износа отдельных элементов цепи, последняя может соскочить с ведомых звездочек, что требует применения натяжных устройств при движении велосипеда, что усложняет условия его эксплуатации и снижает надежность конструкции.
Техническим результатом заявленной полезной модели является устранение недостатков прототипа: упрощение конструкции вышеуказанного устройства при реализации качательного движения педалей и условий его эксплуатации, а также повышение надежности конструкции.
Достигаемый технический результат реализуется за счет съемного устройства для качательного движения педальных узлов велосипедов состоящего из одноступенчатого редуктора, связанного с педальными рычагами со встроенными муфтами одностороннего движения. При этом часть педального рычага, находящаяся в противоположном направлении от расположения педали после оси его качения, используется как рычаг, соединенным шарнирно с жестким концом ползуна, противоположный конец которого имеет зубчатую часть в зацеплении с шестерней, закрепленной на валу редуктора и приводящее в противоположное вращение шестерню, установленную на выходном валу и реверсирующую через зубчатую часть второй ползун, который в своей противоположной части соединен шарнирно с аналогичной частью второго педального рычага и перемещающий его в противоположное положение.
При этом в реверсивном узле установлена шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатой частью штока, противоположный конец которого имеет зубчатую часть и находится в зацеплении с шестерней снизу, а с другой стороны вала второй шток своей зубчатой частью соприкасается сверху с закрепленной на этом же валу шестерне, которая приводит в противоположное движение шток и педальный рычаг велосипеда.
При этом привод штоков осуществляется от шестерен, установленных как в корпусе педального узла, так и на валу реверсивного узла, соединенных штоками с каждым из его двух зубчатых частей.
Предложенное к патентованию техническое решение характеризуется чертежами.
Фиг. 1 показан- Велосипед в сборе.
Фиг. 2 - Сечение по ведущему валу 3 велосипеда 1.
Фиг. 3 - Устройство в сборе (вар. 1;2).
Фиг. 4 - Сечение ведомого узла (вар. 1;2).
Фиг. 5 - Одномодовый реверсивный редуктор 9.
Фиг. 6 - Реверсивное устройство (вар. 2;3).
Фиг. 7 - Приводной узел (вар. 3).
Фиг. 8 - Шток 14 (вар. 3).
Фиг. 9 - Шестерня привода.
Фиг. 10 - Корпус устройства привода.
Фиг. 11 - Крышка устройства привода.
Фиг. 12 - Шток 14* (вар. 3).
На Фиг 1-12 отражены следующие детали:
1-Рама велосипеда; 2-комплект звездочек; 3-ведущий вал велосипеда; 4-удленитель ведущего вала; 5-Корпус съемного педального узла; 6-6*-педаль: 7-внутреннее кольцо односторонней муфты;
8-наружное кольцо односторонней муфты; 9-корпус редуктора;
10-гайка; 11-11*-вал редуктора; 12-12*-стопор: 13-корпус узла привода
14-14*-шток; 15-15*-педальный рычаг; 16-упор; 17-крышка узла привода; 18-шпонка; 19-шестерня; 20-корпус реверсивного устройства;
21-вал реверсивного устройства.
Съемное устройство для качательного движения педальных узлов велосипеда устанавливается дополнительно к стандартным узлам на раме велосипеда и состоит из двух (фиг. 3) узлов: одноступенчатого редуктора 9 с установленными по обеим сторонам на выходных валах редуктора приводных узлов 13-13* соединенными со съемными узлами 5 жесткими штоками 14-14*, совершающими возвратно-поступательное движение при вращении ведущего вала 3 велосипеда при нажиме силу «Р» и «Р*» поочередно на педали 6-6*. При этом конец педального рычага 15-15* соединен шарнирно в точке «С-С*» с концом жесткого штока, 14-14*, движущегося в одной плоскости с рычагом 15-15* в корпусе 5 в зацеплении с шестерней 19(фиг. 4), находящейся на валу 11 на шпонке 18, проворачивает вал 11 на угол качания педального рычага 15* и вал 11 в противоположном направлении через редуктор 9. При этом шток, установленный на противоположной стороне велосипеда, поворачивает шарнирные соединения «С*», корпус через муфту 8 одностороннего вращения, рычаг в верхнее противоположное положение. При повторном воздействии силы «Р» на педаль процесс периодически повторяется.
Во втором случае реверсивного устройства (фиг 6) зубчатые части ползунов 14-14*, установленных в корпусах, устанавливаются на противоположных частях контакта с шестернями один снизу а другой сверху вала 21 и процесс повторяется аналогично тому, как указано выше
штоками 14-14*.
В третьем случае (фиг. 7) привод штоков осуществляется от шестерен, 19**, установленных в корпусе 5 съемного узла, контактирующего со штоком 14**(фиг. 12) с его второй зубчатой частью.
Желательно представить подробно конструкцию частного случая как в п. 2 иначе могут быть вопросы на предмет ясности.
Установка деталей и узлов на ведущий вал производится в следующем порядке (фиг. 3; 4; 5):
- снимаются с велосипеда педальные рычаги, а их педали устанавливаются на рычаги 15-15* в корпус 5-5*.
- узел Слев, передающий рабочий крутящий момент при вращении против часовой стрелки, устанавливается жестко на валу 3 и закрепляется гайкой.
- аналогично устанавливается на удлинитель 4 узел Спр, передающий рабочий крутящий момент на вал при вращении его по часовой стре
- редуктор устанавливается на раме с соблюдение параллельности осей A1-A1, А2-А2 оси вращения вала O1-O1 и закрепляется жестко хомутом.
- устанавливается на вал 11-11* свободно внутренний упор 12*;
- устанавливается на вал узел так, чтобы соединение штоков с в точке С -С* с рычагом оси 02-02 рычаги и штоки лежали в одной плоскости;
- устанавливается на вал 11 наружный упор;
- подводится правый упор до касания торца узла и жестко закрепляется, при этом соосность осей O1-O1, А1-А1 и А2-А2 не должна быть нарушена и корпус 13-13* легко скользил при покачивании штока 14-14* при покачивании рыча 15-15*
- аналогично устанавливается Спр для вращения рычага по часовой стрелке.
После окончательной установки вышеуказанных деталей и узлов предлагаемое к патентованию устройство работает следующим образом.
При движении левой педали 6 под действием силы Р пользователя вниз и движении штока 14, соединенного с рычагом в точке «С», проворачивается шестерня 19, закрепленная шпонкой 18 на валу 11 и через редуктор проворачивает в противоположную сторону вал 12 и шток 14* поднимает через соединение в точке «С*» рычаг с педалью в верхнее положение. Затем процесс периодически повторяется.
Второй вариант отличается лишь тем, что вместо одноступенчатого редуктора (фиг. 5) устанавливается реверсивное устройство (фиг. 6) с одним валом одинакового диаметра с диаметром валов 11-11*, при этом
зубчатая часть штока 14-14* соприкасается с шестернями реверсного устройства в противоположных частях(один сверху, другой снизу)
В третьем варианте в корпусах 13**(фиг. 7) устанавливается шестерня 19** и используется шток 14** с зубчатыми частями с обеих сторон(фиг 12).Настройка сопряжения при установки узлов на велосипед производится аналогично вышеуказанной, при этом после установки и выверки параллельности осей O1-O1 и А1-А, соединнение двух узлов производится в следующем порядке:
- заводится зубчатая часть штока 14** вначале в ведущий узел (фиг. 7), а затем вводится в зацепление в противоположный узел 13 и закрепляется стопорами 12-12.
Следует учесть, что диаметры шестерен 19, сидящих на одной оси O1-O1, А1-А1 должны быть попарно одинаковы.
Таким образом, проведенный анализ и испытание опытного образца подтверждают поставленный технический результат заявленной полезной модели: упрощение конструкции вышеуказанного устройства при реализации качательного движения педалей и условий его эксплуатации, а также повышение надежности конструкции.
Основными потребителями устройства станут.
1 - собственики велосипедов для поездок на значительные расстояния по пересеченной местности с экономией физических затрат до 30%.
2 - больные после операций на коленных суставах, в том числе использования модернизированного велосипеда в качестве передвижного тренажера.
3 - велорикши при перевозке туристов,
4 - при организации мест проката модернизированных трехколесных велосипедов для проезда по магазинам центральных улиц больших городов, где стоянка машин запрещена,
Также предложенное устройство позволит создать экологически чистый вид транспорта и может быть использовано в инвалидной коляске, лодке, учебном оборудовании, компактное, удобное в применении.
Полезная модель является новой, поскольку вся совокупность признаков не известна из предшествующего уровня техники, приведенной в соответствующем разделе описания, а также промышленно применимой в области техники, относящейся к велосипедным конструкциям с мускульным приводом.