ВЕЛОСИПЕД
BICYCLE

Изобретение относится к велосипедам и может найти применение для создания велосипедов с большим диапазоном изменения высоты руля.
Известен складной велосипед (RU 108405 U, опубл. 20.09.2011), включающий раму, руль, соединенный с удлинителем руля, переднюю и заднюю вилки соответственно переднего и заднего колес, сиденье, педали, цепную передачу, соединяющую педали с задним колесом, и узел каретки, отличающийся тем, что рама выполнена из неподвижной и подвижной частей, при этом подвижная часть содержит траверсу и стягивающую трубу, соединенные одними концами через втулки вращения головного кронштейна с рулем и вилкой переднего колеса, другой конец стягивающей трубы через втулки вращения опорного кронштейна, нижнюю и среднюю трубы, а также опора траверсы закреплены на подседельной трубе, соединенной с неподвижной частью рамы через опорную трубу и трубу задней вилки с вилкой заднего колеса.
Известен велосипед (RU 2391244, опубл. 10.06.2010), включающий раму с сиденьем, установленную на заднем приводном колесе и переднем поворотном колесе, втулка которого снабжена подшипником, установленным на оси со сквозным отверстием, которая закреплена в поворотной вилке, ось которой закреплена в подшипниках рамы и снабжена рулем на конце, при этом к раме в подшипниках прикреплен вал с шатунами и педалями на концах так, что вал проходит сквозь отверстие оси колеса, при этом вал связан цепной передачей и муфтой свободного хода с вращением заднего колеса, отличающийся тем, что вилка снабжена двумя перьями, охватывающими колесо с двух сторон, одно перо которой прикреплено разъемным соединением, например винтом, к гайке, накрученной на ось с отверстием, а другое перо вилки прикреплено разъемным соединением, например винтом, к проушине с отверстием, накинутой на ось с отверстием, и имеющим на конце буртик, при этом гайка прижимает подшипник, установленный на оси с отверстием, к проушине и через нее к буртику на конце оси.
Известен УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СКЛАДНОЙ ВЕЛОСИПЕД (RU 2264945, опубл. 27.11.2005). Переднее и заднее колеса, консольно установленные с одной стороны на качающихся рычагах, в сложенном состоянии велосипеда расположены напротив друг друга. Для этого при складывании отсоединяют переднюю подвеску от передней стойки, а заднюю подвеску отсоединяют от конца рамы. Затем передний качающийся рычаг с передним колесом поворачивают относительно шарнира на передней стойке к центру рамы. Потом задний качающийся рычаг с задним колесом поворачивают относительно центрального узла к центру рамы. Свободно регулируемый руль и сиденье также имеют возможность складывания. Техническое решение направлено на обеспечение размера сложенного велосипеда, соответствующего квадрату со сторонами, равными диаметру колес.
Наиболее близким аналогом является японская заявка JP 2007091198 (опубл. 2007). В ней заявлен велосипед, содержащий раму, сиденье, руль, вилку рулевого колеса, редукторное соединение втулки руля переднего колеса с втулкой вилки, передающее момент вращения руля на вилку рулевого колеса.
Отличием от прототипа является то, что применяемое в нем редукторное соединение втулки руля переднего колеса с втулкой вилки выполнено прямым (т.е. параллельное), не выполняет тех функций и не решает тех задач, что реализуются в заявленном изобретении.
Недостатками прототипа и всех известных решений являются:
- отсутствие регулировки в большом диапазоне высоты у руля;
- отсутствие возможности менять высоту руля более простым и быстрым способом без использования стопорных хомутов;
- отсутствие возможности укладки проводов и тросов для тормозов полностью внутрь полости рамы вплоть до ручек руля;
- отсутствие возможности установки амортизатора на основание вилки рулевого колеса;
- отсутствие возможности упростить амортизацию руля;
- отсутствие возможности более легкого управления поворотом руля.
Задачей изобретения является устранения недостатков, присущих известным решениям.
Техническим результатом данного решения является возможность регулировать в большом диапазоне высоту руля, возможность менять высоту руля более простым и быстрым способом без использования стопорных хомутов, возможность укладки проводов и тросов для тормозов полностью внутрь полости рамы вплоть до ручек руля, возможность установки амортизатора на основание вилки рулевого колеса и упростить амортизацию, возможность более легкого управления рулем.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен велосипед, содержащий раму, колеса, сиденье, руль, вилку рулевого колеса, редукторное соединение втулки руля переднего колеса с втулкой вилки, передающее момент вращения руля на вилку рулевого колеса, отличающийся тем, что передача момента вращения руля на вилку рулевого колеса выполнена через систему шестеренок, причем оси вала вилки и шестеренок рулевого колеса расположены не параллельно оси вращения рулевого колеса, а сам вал вилки рулевого колеса упирается в часть полости отвода рамы, который выполнен под углом по отношению к оси рулевого вала. Предпочтительно отвод рамы, служащий упором для вилки рулевого колеса, выполнен горизонтально, а полость, куда упирается вал вилки рулевого колеса, расположена вертикально, причем передача момента вращения руля на вилку рулевого колеса выполнена через шестерни, установленные на валу руля и валу вилки рулевого колеса, между которыми расположена промежуточная шестерня.
Предпочтительно рулевой вал выполнен состоящим из телескопических труб, в которых выполнены отверстия для фиксации уровня высоты выдвижения труб посредством шпильки.
Предпочтительно в качестве шестерен использованы конусные шестерни.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показан пример велосипеда, где вал вилки рулевого колеса упирается в часть полости отвода рамы, который выполнен под углом по отношению к оси рулевого вала.
На Фиг. 2 показан тот же велосипед, что и на Фиг. 1, но вид в разрезе.
На Фиг. 3 показан пример велосипеда, где отвод рамы, служащий упором для вилки рулевого колеса, выполнен горизонтально, а полость, куда упирается вал вилки рулевого колеса, расположена вертикально.
На Фиг. 4 показан тот же велосипед, что и на Фиг. 3, но вид в разрезе.
На Фиг. 5 показан принцип возможного сложения телескопического руля.
Осуществление изобретения
Велосипед имеет колеса 1, опорную раму 4 и сиденье 7. Сиденье 7 предпочтительно выполнять с использованием подседельных 5 или телескопических труб с целью возможной регулировки высоты сиденья в большом диапазоне. Это рационально делать исходя из того, чтобы зубчатое колесо 2 с педалями 3 находилось всегда в одной зоне по отношению к телу пользователя, когда одновременно меняются руль и сиденье по высоте. Соединение труб 5 возможно посредством стопорных хомутов 6. Однако регулировка высоты сиденья не является предметом охраны настоящего решения. Основой решения является новый принцип устройства конструкции руля, где вилка 11 рулевого колеса имеет редукторное соединение втулки руля переднего колеса с втулкой вилки, передающее момент вращения руля на вилку рулевого колеса.
Новизной решения является то, что момент вращения руля 12 на вилку рулевого колеса 11 передают через систему шестеренок 19, 20. В качестве шестерен могут быть использованы, например, конусные шестерни. При этом оси вала вилки 11 и шестеренок 19 рулевого колеса расположены не параллельно оси вращения рулевого колеса, а под углом к нему. Сам вал вилки 11 рулевого колеса упирается в часть полости отвода рамы, который также выполнен под углом по отношению к оси рулевого вала. Другим упором вала вилки является шестерня 20, соприкасающаяся с шестерней 19 вала рулевого колеса. Такое конструктивное исполнение позволяет регулировать в большом диапазоне высоту руля, поскольку высота втулок 16, 17, 18 руля 12 не ограничена, как в известных решениях упором в вилку 11. Так как вилка 11 имеет свое отдельное гнездо, в котором установлена и ось вилки расположена под другим углом, чем ось рулевого вала 8, втулки 16, 17, 18 руля упираются только в основание рамы 4 и могут иметь большой диапазон высот, на которые можно выдвигать руль из рамы. Например, см. Фиг. 5 - минимальная высота руля, и см. Фиг. 1 - средняя высота руля. При максимальном выдвижении руля из рамы фиксирующие шпильки вставляют в отверстия 9 (что на Фиг. 2) на рулевых втулках. Также заявленное решение позволяет менять высоту руля более простым и быстрым способом без использования стопорных хомутов, поскольку не требуется жесткое хомутовое соединение вала руля 8 и вала вилки 11, которое требовалось сначала ослабить ключом, затем вытащить или вставить вглубь трубу руля и снова закрепить ключом хомут. Таким образом, рулевой вал может быть выполнен, например, состоящим из телескопических труб 16, 17, 18, в которых выполнены отверстия 9 для фиксации уровня высоты выдвижения труб посредством шпильки 10. И чтобы поменять уровень высоты руля достаточно вытащить шпильку, изменить высоту руля до нового совпадения отверстий и вставить ее снова. Возможны и иные варианты изменения высоты руля (винтовые и гидравлические - на чертежах не показаны, т.к. не являются предметом защиты настоящего решения).
Также заявленное решение позволяет укладывать провода и тросы для тормозов полностью внутрь полости рамы вплоть до ручек руля. Если в известных на сегодня в технике решениях все провода находятся от рулевой трубы до ручек руля снаружи, то благодаря тому, что в заявленном решении вилка 11 теперь не преграждает путь в полости рамы 4 при переходе в рулевую трубу, полость внутри рамы 4 непрерывна вплоть до ручек руля 12. Из Фиг. 2 наглядно видно расположение внутри полости рамы труб руля троса 13 для заднего тормоза 15. Для сравнения на Фиг. 1 трос 13 торчит только у тормоза 15 и у рукоятки 14 тормоза, что закреплена на руле 12.
Обычно амортизаторы на вилку 11 рулевого колеса ставят по бокам вилки и таким образом, что высота вилки имеет запас хода амортизатора, чтобы шина колеса при амортизации не касалась основания вилки. Это создает неудобство короткого диапазона смены высоты руля из-за высоко расположенной вилки. В заявленном решении эта проблема отсутствует, и есть возможность установки амортизатора на вилку рулевого колеса в зону ее основания, а не по бокам. Это дает возможность ограничиться одним амортизатором, а не двумя, и не требует увеличения высоты вилки, поскольку само колесо будет амортизироваться вместе с вилкой.
Также заявленное решение позволяет вести более легкое управление рулем. Это может быть реализовано, например, за счет использования гидравлических усилителей тяги руля (для усиления передачи момента вращения от руля к вилке через редукторы), подобно тому, как они применяются в автомобилях (не показано). Либо более легкое управление рулем реализуют за счет того, что отвод рамы, который служит упором для вилки рулевого колеса, выполняют горизонтально. При этом полость, куда упирается вал вилки рулевого колеса, размещают вертикально. Пример такой конструкции показан на Фиг. 3. Передача момента вращения руля на вилку рулевого колеса может быть при этом выполнена через шестерни 19, 20, установленные на валу руля и валу вилки рулевого колеса, между которыми расположена промежуточная шестерня 21 (см. Фиг. 4). Более легкое управление рулем в таком исполнении отвода обеспечивается тем, что само колесо и вилка вращаются практически вдоль вертикальной оси. В известных в технике велосипедах ось вилки рулевого колеса вращается вдоль оси, отклоненной от отвесной вертикальной линии на некий угол (иначе колесо будет задевать о раму). В результате, переднее колесо создает нагрузку массы от рамы, формируя дополнительную силу сопротивления в ином векторе, плюс к сопротивлению земной поверхности. Возникает параллелограмм сложения сил. В заявленном же решении направление векторов этих сил совпадает и поэтому их силы не складываются. Как результат - сопротивление при таком положении вилки и колеса при повороте руля меньше.