Устройство для закрепления велосипеда на транспортном средстве

Полезная модель относится к области опорных устройств для транспортировки велосипедов транспортными средствами и хранения на них, а именно к устройствам для транспортировки велосипедов, размещаемых автомобилях. Так же полезная модель может использоваться как устройство для временного хранения велосипеда за счет прикрепления его, например, к автомобилю.
Настоящая полезная модель рассматривает предлагаемое устройство на примере его прикрепления к автомобилю с целью транспортировки велосипеда. При этом речь идет о наружном прикреплении велосипеда.
В настоящее время, для перевозки велосипеда применяют средства или устройства его закрепления на крыше автомобиля (велосипед монтируется в стоячем положении продольно автомобилю) или сзади автомобиля за счет прикрепления стойки или рамы, на которой велосипед располагается поперечно автомобилю. Оба технических приема имеют серьезные недостатки. Прежде всего, велосипед обладает весом и для его прикрепления на крыше автомобиля или на раме сзади автомобиля пользователь должен этот велосипед поднять на заданную высоту, удержать его в нужном положении на этой высоте и произвести закрепление велосипеда. Велосипед представляет собой плоскостную развитую конструкцию с неустойчивым положением переднего колеса и руля, что, естественно, создает неудобство в его прикреплении на высоте. Для такой операции так же требуется достаточно физических усилий, что, например, будет затруднительно для женщин. Кроме того, при закреплении велосипеда в стоячем положении на крыше автомобиля у последнего серьезно повышается парусность и центр тяжести. Это сказывается на маневренности и, в целом, на безопасность транспортировки. А при закреплении велосипеда поперек автомобиля концевые части велосипеда выходят за поперечные габариты автомобиля и представляют собой помеху как автомобилю (например, ухудшается обзор через заднее остекление автомобиля), так и другим участникам дородного движения (за счет наличия выступающих частей велосипеда - негабаритный груз).
Более перспективным и безопасным является закрепление велосипеда в задней части автомобиля в вертикальном положении с совпадением плоскости велосипеда с продольной осью автомобиля. В этом случае сохраняется обзор через заднее остекление и нет выступающих частей, которые другие водители могли бы рассматривать как помеху.
Так, например, известно устройство для закрепления велосипеда на транспортном средстве, содержащее опорную стойку, которая закреплена на сходе крыши к двери заднего багажника и которая используется для закрепления на ней переднего колеса велосипеда, и опорный элемент, который закреплен под дверью заднего багажника и который используется для закрепления заднего колеса велосипеда (US 2018126917, B60R 9/048, B60R 9/10, опубл. 10.05.2018 г. ).
Это решение принято в качестве прототипа.
При таком закреплении велосипед находится практически в вертикальном положении с небольшим наклоном в сторону капота автомобиля и его плоскость распложена в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось автомобиля. В этом решении нет выступающих за поперечные габариты автомобиля частей, а сам велосипед выполняет функцию крыла для повышения курсовой устойчивости автомобиля.
Недостаток данного решения заключается в том, что для его закрепления необходимо этот велосипед поднять на заданную высоту, уложить его переднее колесо (а оно не закреплено и поэтому может поворачиваться) в ложемент опорной стойки и зафиксировать переднее колесо в этом ложементе. После этого производят фиксацию заднего колеса велосипеда. Так как велосипед имеет развитую пространственную конструкцию и обладает весом, то такие операции может произвести только здоровый и сильный пользователь. Это ограничивает круг пользователей (женщины, подростки, люди с ограниченной способностью к движению руками и т.д.) и создает неудобства в осуществлении процесса прикрепления.
Ко всему прочему, крепление переднего колеса велосипеда осуществляется хомутами, что не придает такому закреплению гарантию его надежности. При отсутствии навыков вязать узлы и при неправильном выборе хомутов появляется опасность самопроизвольного развязывания крепежа или его ослабления. Другой особенностью является то, что место закрепления опорной стойки находится на крыше автомобиля, что априори предусматривает, что пользователь должен быть выше высоты автомобиля настолько, чтобы мог уложить поднятое над крышей колесо велосипеда в этот ложемент и его закрепить.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в надежности закрепления велосипеда на автомобиле пользователем любого роста и любых физических возможностей за счет крепления переднего колеса при горизонтальном положении велосипеда и его подъеме упругими средствами.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для закрепления велосипеда, содержащем закрепляемую на опорной поверхности ориентируемую в вертикальном направлении стойку, несущую узел для закрепления переднего колеса велосипеда, стойка выполнена в виде ориентируемого в вертикальном направлении удлиненного профиля, а узел для закрепления переднего колеса велосипеда выполнен в виде каретки, расположенной в направляющих профиля с возможностью перемещения по длине последнего и подпружиненной относительно профиля для ее принудительного перемещения из нижнего положения в верхнее, каретка выполнена с пластиной, установленной шарнирно с возможностью качания корпусе каретки, верхний конец которой расположен напротив одних плеч двух угловых рычагов, другие плечи которых, оснащенные упорами, расположены перпендикулярно пластине и корпусу каретки и на расстоянии друг относительно друга для образования зазора для ввода между ними переднего колеса велосипеда и перемещения навстречу друг другу при давлении пластины на первые из упомянутых плечи угловых рычагов, на другом нижнем конце пластины закреплен узел ее фиксации относительно профиля при нижнем положении каретки и расположении верхнего конца пластины на расстоянии от первых из упомянутых плеч угловых рычагов, причем каретка в нижней части выполнена с рамочной формы удлинением со сквозным продольным проемом для фиксации положения переднего колеса велосипеда, несущем выдвигаемую аппарель для закатывания колеса велосипеда на это удлинение, и оснащена в верхней части шарнирно закрепленным рычагом, одно плечо которого оснащено средствами контактного взаимодействия с профилем для стопорения каретки от перемещения по профилю, а другое выполнено удлиненным и расположенным перед верхним концом пластины для размыкания контактного взаимодействия с профилем при давлении на него передним колесом велосипеда.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - общий вид устройства в исходном положении;
фиг. 2 - тележка устройства, увеличенный фрагмент, положение элементов тележки перед началом закрепления переднего колеса велосипеда;
фиг. 3 - общий вид устройства в положении закрепления переднего колеса велосипеда;
фиг. 4 - тележка устройства, увеличенный фрагмент, положение элементов тележки после закрепления переднего колеса велосипеда;
фиг 5 - общий вид устройства в исходном положении с выдвинутой аппарелью для закатывания переднего колеса велосипеда;
фиг. 6 - тележка устройства, увеличенный фрагмент, положение элементов тележки и аппарели перед началом закрепления переднего колеса велосипеда.
Согласно настоящего изобретения, рассматривается конструкция устройства для закрепления велосипеда, преимущественно на задней поверхности кузова автомобиля. При этом это устройство рассматривается не только как устройство для транспортировки велосипеда, но и как средство хранения велосипеда (при длительной стоянке автомобиля, например, в гараже). Особенностью заявленного устройства является то, что он закрепляется в вертикальном направлении передним колесом вверх и с расположением плоскости велосипеда (плоскость, проходящая через выпрямленные колеса) в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось автомобиля или параллельно ей. При таком расположении сохраняется задний обзор для водителя через остекление и зеркало заднего обзора (вида), практически не повышается положение центра тяжести автомобиля и повышается курсовая устойчивость за счет работы конструкции велосипеда в качестве килевого оперения. Заявленное изобретение позволяет пользователю любого возраста и любых физических возможностей закатить велосипед на стойку и выставить его в вертикальном направлении за счет того, что в момент постановки переднего колеса велосипеда на стойку каретка начинает поднимать колесо вверх до момента, пока заднее колесо велосипеда не встанет на стойку.
В общем случае, устройство для закрепления велосипеда содержит закрепляемую на опорной поверхности ориентируемую в вертикальном направлении стойку, несущую узел для закрепления переднего колеса велосипеда. Стойка выполнена в виде ориентируемого в вертикальном направлении удлиненного профиля, а узел для закрепления переднего колеса велосипеда выполнен в виде каретки, расположенной в направляющих профиля с возможностью перемещения по длине последнего и подпружиненной относительно профиля для ее принудительного перемещения из нижнего положения в верхнее. Стойка выполнена в нижней части с опорной пластиной, отходящей в поперечном направлении от профиля и оснащенной выдвигаемой аппарелью для закатывания колеса велосипеда на опорную пластину. Каретка выполнена с пластиной, установленной шарнирно с возможностью качания на корпусе каретки, верхний конец которой расположен напротив одних плеч двух угловых рычагов, другие плечи которых, оснащенные упорами, расположены перпендикулярно пластине и корпусу каретки и на расстоянии относительно друг друга для образования зазора для ввода между ними переднего колеса велосипеда и перемещения навстречу друг другу при давлении пластины на первые из упомянутых плечи угловых рычагов. На другом нижнем конце пластины закреплен узел ее фиксации относительно профиля при нижнем положении каретки и расположении верхнего конца пластины на расстоянии от первых из упомянутых плеч угловых рычагов. Каретка в нижней части выполнена с рамочной формы удлинением со сквозным продольным проемом для фиксации положения переднего колеса велосипеда, несущем выдвигаемую аппарель для закатывания колеса велосипеда на это удлинение, и оснащена в верхней части шарнирно закрепленным рычагом, одно плечо которого оснащено средствами контактного взаимодействия с профилем для стопорения каретки от перемещения по профилю, а другое выполнено удлиненным и расположенным перед верхним концом пластины для размыкания контактного взаимодействия с профилем при давлении на него передним колесом велосипеда.
Ниже рассматривает конкретный пример исполнения полезной модели.
Устройство включает в себя закрепляемую на опорной поверхности ориентируемую в вертикальном направлении стойку 1, несущую узел для закрепления переднего колеса велосипеда (фиг. 1).
Стойка 1 выполнена в виде ориентируемого в вертикальном направлении удлиненного профиля, например, прямоугольного в поперечном сечении профиля (из алюминия или из содержащих алюминий сплавов, можно использовать стальной прокат). С тыльной стороны стойка оснащена элементами 2, используемыми для двухточечного (как минимум) закрепления стойки 1, например, на кузове автомобиля. Положение точек крепления на кузове автомобиля зависит от формы задней части автомобиля. Стойка может быть прикреплена как  вертикально, так и в вертикальном направлении, например, под некоторым углом в сторону капота автомобиля. Тип и вид крепления и конструкция элементов 2 не является главным для заявленного изобретения. В настоящее время существует большое количество разнообразных по конструкции элементов, позволяющих на кузове автомобиля закреплять различные аксессуары от багажника до крыльев или спойлеров.
В стойке 1 выполнены направляющие 3 (фиг. 2) для перемещения по длине стойки от нижнего положения в верхнее узла для закрепления переднего колеса велосипеда. Внутри полости стойки размещены упругие элементы 4, например, в виде резиновых жгутов, или лент, или пружин, один конец которых закреплен в верхней части стойки, а с другими концами которых связан узел для закрепления переднего колеса велосипеда. При этом исходным, ненатянутым или нерастянутым состоянием упругих элементов считается нахождение узла для закрепления переднего колеса велосипеда в верхней части стойки, а при опускании этого узла в нижнюю часть стойки упругие элементы 4 растягиваются. В нижней части стойки узел для закрепления переднего колеса велосипеда фиксируется от перемещения вверх узлом фиксации относительно профиля, в состав которого входит выступ или стопор 5 (фиг. 2 и 3), закрепленный на профиле стойки 1.
Узел для закрепления переднего колеса велосипеда (фиг. 2) выполнен в виде каретки, расположенной в направляющих 3 профиля стойки 1 с возможностью перемещения по длине последнего и подпружиненной относительно профиля для ее принудительного перемещения из нижнего положения в верхнее.
Корпус каретки выполнен с боковыми ограничителями 6 (для исключения поперечного смещения переднего колеса велосипеда), а в нижней части - с рамочной формы удлинением 7 типа подошвы со сквозным продольным проемом 8 для фиксации положения переднего колеса велосипеда. Удлинитель 7 выполнен с выдвигаемой аппарелью 9 для закатывания колеса велосипеда на это удлинение (фиг. 5 и 6).
Так как стойка 1 прикрепляется к кузову автомобиля и ее нижний конец расположен на некотором расстоянии от земли (не ниже клиренса), то для удобства закатывания колеса велосипеда пользователь опускает аппарель 9, закатывает на нее колесо и проталкивает его на удлинение 7 каретки. На удлинении 7 колесо укладывается в продольный проем 8 (за счет округлой наружной поверхности шины), где, утапливаясь, фиксируется от отката и боковых смещений (работают боковые ограничители 6).
В корпусе каретка установлена продольно по высоте каретки пластина 10 или пластинчатый элемент. Эта пластина 10 установлена шарнирно с возможностью качания на оси 11, закрепленной в корпусе каретки. Таким образом, пластина представляет собой двуплечий рычаг. В верхней части каретки смонтированы два угловых двуплечих рычага, первые плечи 12 которых расположены поперек корпуса каретки и в пространстве (на расстоянии) между корпусом каретки и верхним концом пластины 10. Другие плечи 13 угловых рычагов, оснащенные упорами 14, расположены по бокам верхнего конца пластины 10 и выступают вперед (перпендикулярно пластине 10) от пластины 10 и на расстоянии друг относительно друга для образования зазора для ввода между ними переднего колеса велосипеда. Когда пластина 10 поворачивается в сторону плеч 12, то она оказывает давление на эти плечи и утапливает их в сторону корпуса каретки или профиля стойки. Другие плечи 13 угловых рычагов при этом перемещаются навстречу друг другу. Когда переднее колесо заводится на удлинение 7, то оно начинает давить на верхнюю часть пластины 10 и разворачивает ее в сторону оказания давления на плечи 12. При этом другие плечи 13 начинают смыкаться и упорами фиксируются на шине или на ободе переднего колеса велосипеда. Таким образом происходит фиксация колеса велосипеда в каретке (фиг. 3 и 4).
В нижней части стойки закреплен стопор 5 или выступ, который применяется для стопорения каретки в нижнем ее положении на стойке 1 (фиг. 1). Этот стопор входит в состав узла фиксации каретки относительно профиля стойки 1. В этот узел входит защелка, которая представляет собой удлиненный ролик или скобу, смонтированную свободно на оси на пластине 10 в нижней ее части с возможностью качания и подпружиненную в сторону пластины 10 так, что при нижнем положении каретки пластина 10 нижним концом прижата к корпусу каретки (верхний конец пластины 10 при этом находится в отведенном от плеч 12 положении) и скоба входит за выступ 5 за счет поджатая ее пружинами. При давлении на верхний конец пластины 10 происходит угловое перемещение ее нижнего конца, приводящее к тому, что скоба выходит из зацепления с стопором 5. Стопор 5, как выступ, имеет наклонные грани, что позволяет при отводе верхнего конца пластины от плеч 13 приблизить ее нижний конец и дать возможность скобе по наклонной грани попасть во впадину стопора 5. Поэтому при перемещении каретки вниз каретка автоматически фиксируется от перемещений в нижнем положении на стойке.
В нижнем положении на стойке 1 каретка дополнительно фиксируется. Эта дополнительная фиксация осуществляется тормозным узлом. Этот тормозной узел так же используется для фиксации от перемещений каретки в верхнем положении на стойке при закреплении велосипеда в вертикальном положении.
Ниже приводится пример исполнения тормозного узла. Пластина в верхней части оснащена шарнирно закрепленным на ней двуплечим рычагом, одно плечо 15 которого оснащено средствами 16 контактного взаимодействия с профилем стойки для стопорения каретки от перемещения по профилю, а другое плечо 17 выполнено удлиненным и расположенным перед верхним концом пластины 10. При постановке переднего колеса в каретке пользователь шиной этого колеса надавливает на плечо 17, заставляя его сдвинуться вокруг оси его качания в сторону верхнего конца пластины 10. Плечо 15 с элементом контактного взаимодействия (резиновая накладка или тормозной башмак), поворачиваясь, отходит от поверхности профиля стойки и освобождает каретку. При извлечении колеса при снятии велосипеда со стойки колесо отодвигается от плеча 17, которое при этом под действием собственной пружины возвращает другое плечо 15 в положение его прижатия к поверхности профиля стойки 1.
В нижней части стойка оснащена или выполнена с опорной площадкой (башмаком) 18, который используется в качестве ложемента для размещения каретки и в качестве опоры под заднее колесо велосипеда при расположении каретки в верхней части стойки 1.
Используется устройство по настоящему изобретению следующим образом.
Пользователь прикрепляет стойку 1 с размещенной на нем кареткой на, например, задней части автомобиля любым способом, позволяющим стойку надежно закрепить и исключить ее срыв во время движения автомобиля. Нижний конец стойки 1 укрепляют на расстоянии от дороги, не меньшем чем клиренс автомобиля.
Исходное положение каретки - либо в верхней части стойки 1, либо в нижней части стойки 1. Если каретка находится в верхней части стойки 1, то необходимо расфиксировать ее блокировку на профиле за счет нажатия на удлиненное плечо 17 тормозного узла и усилием переместить каретку в нижнее положение (растягивая упругие элементы 4) до защелкивании ее на стопоре 5. Если каретка находится в нижнем положении (в нижней части стойки 1), то она готова к приему переднего колеса велосипеда.
Пользователь подводит велосипед к стойке, опускает аппарель 9, и закатывает переднее колесо в каретку до его посадки в проем 8 на нижнем удлинении 7 каретки. При этом переднее колесо велосипеда давит на верхнюю часть пластины 10, которая поворачиваясь, оказывает давление на плечи 12 угловых рычагов, что приводит к смыканию других плеч 13 этих рычагов, захватывающих шину или обод колеса. При этом из-за поворота пластины 10 происходит расфиксация нижнего конца пластины и ее высвобождение от зацепления со стопором 5. При дальнейшем давлении на переднее колесо в сторону профиля стойки 1 происходит надавливание шиной на удлиненное плечо 17 рычага тормозного узла, что приводит к разблокировки каретки с профилем стойки 1. Под действием упругих элементов 4 каретка начинает подниматься вместе с передним колесом велосипеда.
Пользователь подтягивает заднее колесо по мере того, как велосипед выходит в вертикально ориентированное положение. Заднее колесо укладывается в башмак стойки. Это происходит пор тех пор, пока пользователь не закатит заднее колесо велосипеда в башмак стойки 1. В это момент переднее колесо отходит под весом велосипеда от удлиненного плеча 17 тормозного узла и это плечо под действием пружины возвращается в исходное положение, при котором второе плечо 15 этого рычага повернется в сторону контакта с профилем стойки 1. Происходит стопорение каретки, и ее перемещение под действием упругих элементов 4 прекращается.
Снятие велосипеда со стойки производят следующим образом. Пользователь надавливает на переднее колесо велосипеда и прижимает удлиненное плечо 17 к пластине 10. Происходит расфиксация каретки относительно стойки. Пользователь тянет велосипед на себя и опускает его, при этом каретки перемещается в сторону башмака стойки. Сначала с башмака стойки снимается заднее колесо, а затем велосипед разворачивают по мере его перемещения вниз в горизонтальном направлении. В нижнем положении каретки пользователь чуть смещает переднее колесо на себя, что приводит к высвобождению верхнего конца пластины 10, в результате чего плечи угловых рычагов расходятся в стороны. При высвобождении пластина поворачивается, и ее нижний конец блокируется скобой на стопоре 5 под действием пружин этой скобы. Велосипед полностью извлекается из каретки.
Настоящая полезная модель промышленно применима и может быть изготовлена с использованием стандартных технологий металлообработки и машиностроения. Полезная модель позволяет надежно транспортировать и хранить велосипед в подвешенном положении. При этом полезная модель позволяет закреплять велосипед на автомобиле или в ином месте пользователем любого роста и любых физических возможностей за счет крепления переднего колеса при горизонтальном положении велосипеда и его подъеме упругими средствами.