ТОРМОЗ ВЕЛОСИПЕДА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к велостроению, а именно, к тормозным устройствам велосипедов.
В настоящее время известны различные устройства тормозов велосипедов: ободные, дисковые, барабанные, роллерные (см. Википедию, http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%E5%EB%EE%F1%E8%EF%E5%E4%ED%FB%E9_%F2%EE%F0%EC%EE%E7).
Недостатками ободных тормозов является применение в конструкции таких элементов, как ручки размещаемых на руле, что в определенной степени создает неудобства при управлении велосипедом. Помимо этого сжимающее усилие от руки, передаваемое при помощи тросика на тормозные колодки, меньше ножного усилия, а тросик имеет тенденцию к некоторому растяжению, что в совокупности снижает надежность торможения.
Недостатками дисковых тормозов являются сложное обслуживание таких тормозов, утяжеление конструкции велосипеда, снижение эффективности торможения при попадания масла на диск.
Недостатками барабанных тормозов являются сложность конструкции, невысокая мощность торможения, сложность обслуживания, перегрев при спуске с горы.
Недостатками роллерных тормозов являются большая масса, высокая стоимость, невозможность установки на некоторые амортизационные рамы, вероятность прокручивания колеса назад при нажатом тормозе.
Известна конструкция тормоза велосипеда, которая содержит установленные на оси с возможностью поворота относительно нее две дугообразные скобы, каждая из которых выполнена с упорами для нижних концов упругого элемента и на концах каждой из которых закреплены тормозные колодки, при этом упругий элемент представляет собой две выполненные с односторонней навивкой пружины кручения, нижние концы каждой из которых расположены в одной вертикальной плоскости, а верхние концы пружин размещены в поперечных пазах, выполненных в установленной на оси втулке и расположенных друг от друга на расстоянии, равном h - d, причем длина каждого паза превышает половину диаметра втулки, упор одной скобы выполнен с отверстием, а упор другой скобы выполнен с пазом, при этом h - высота пружины, d - диаметр проволоки пружины (патент РФ №2025387, опубликован 30.12.1994).
Также из описания к авторскому свидетельству СССР №1530524 (опубликовано 23.12.1989) известна конструкция тормоза велосипеда, содержащая два рычага, один из концов которых снабжен тормозной колодкой, взаимодействующей с ободом колеса, а другой конец взаимодействует с шатуном. Рычаги установлены с возможностью вращения и связаны друг с другом посредством зубчатых секторов, предназначенных для передачи вращения на рычаг при торможении.
Известная конструкция принята в качестве наиболее близкого аналога к патентуемому решению.
Недостатками вышеописанной конструкции является отсутствие гарантированного контакта шатуна с рычагом в момент торможения, т.е. возможна задержка контакта при повороте шатуна с рычагом при торможении до 180°, что снижает надежность тормозов.
Задачей изобретения является создание устройства с ножным приводом ободных, дисковых и барабанных тормозов велосипеда совместимого с внешним «классическим» переключением скоростей велосипеда, создающим большее сжимающее усилие при торможении на колесе, и формируя систему педалирования и торможения, контролируемую через педали, и не требующую применения каких-либо других органов управления.
Техническим результатом патентуемого решения является упрощение конструкции тормоза и повышение эффективности торможения за счет большего усилия создаваемого ногой по сравнению с рукой, а также исключения из процесса торможения цепи, в случае спадания которой может возникнуть аварийная ситуация при торможении.
Заявленный технический результат достигается, согласно первому варианту, за счет конструкции тормоза велосипеда, содержащего обгонную муфту с закрепленным на ней одним концом рычагом, на другом конце которого расположено средство, выполненное с возможностью взаимодействия с двумя подпружиненными плечами, на свободном конце которых находятся тормозные колодки с возможностью вхождения в контакт с ободом или диском колеса велосипеда.
Также технический результат достигается, согласно второму варианту исполнения конструкции тормоза велосипеда, который содержит храповый механизм с закрепленным на нем одним концом рычагом, на другом конце которого расположено средство, выполненное с возможностью взаимодействия с двумя подпружиненными плечами, на свободном конце которых находятся тормозные колодки с возможностью вхождения в контакт с ободом или диском колеса велосипеда.
Средство предназначено для передачи движения через два подпружиненных плеча тормозным колодкам.
Средство взаимодействует с двумя подпружиненными плечами через валики, а само средство представляет собой толкатель, либо тросик, либо гидравлический канал.
При этом рычаг может содержать упор с возвратной пружиной, ограничивающий ход рычага относительно его оси.
Толкатель может выполняться либо клинообразной формы либо конусообразным.
Связь рычага и тормозов может осуществляется посредством тросика в оплетке или посредством гидравлического канала.
Сопоставительный анализ с аналогом показал, что оригинальная конструкция предлагаемого устройства с ножным приводом ободных, дисковых и барабанных тормозов позволяет размещать его на велосипеде с внешним «классическим» переключением скоростей, причем система педалирования и торможения контролируется через педали и не требует применения каких-либо других органов управления, а усилие от ноги гораздо выше, что определяет надежность торможения.
Далее полезная модель поясняется ссылками на фигуры, на которых изображено следующее.
На фигуре 1 - общий вид велосипеда с устройством с ножным приводом тормозов.
На фигуре 2 - вид на обгонную муфту с рычагом.
На фигуре 3 - вид на храповый механизм.
На фигуре 4 - вид А фигуры 3.
На фигуре 5 - вид на клиновой толкатель с плечами с тормозными колодками (согласно первому и второму вариантам).
На фигуре 6 - общий вид велосипеда, рычаг и плечи тормозных колодок которого связаны посредством тросика.
На фигуре 7 - вид Б фигуры 6.
На фигуре 8 - общий вид велосипеда, рычаг и плечи тормозных колодок которого связаны посредством гидравлического канала.
На фигуре 9 - вид В фигуры 8.
Тормоз велосипеда, согласно первому варианту воплощения (фиг.1), состоит из обгонной муфты 1, закрепленной на приводной оси педалей велосипеда с одной стороны и на рычаге 2 с другой (фиг.2). В верхней части рычага 2 установлен клиновый толкатель 3, взаимодействующий с плечами тормоза 4 посредством валиков 5. На плечах тормоза, на другом конце, размещены тормозные колодки 6. Плечи тормоза подпружиниваются сжимающей пружиной 7, а рычаг 2 - возвратной пружиной 8, которая одним концом взаимодействует с рычагом, а другим закреплена на раме велосипеда 10. Упор 9 ограничивает вращение рычага 2 и закреплен на раме велосипеда 10.
Конструкция тормоза велосипеда, выполненного в соответствии со вторым вариантом (фиг.3), аналогична конструкции тормоза по первому варианту. Отличие заключается в замене обгонной муфты на храповый механизм.
Тормоз велосипеда (фиг.3) состоит из храпового механизма 11, закрепленного на приводной оси педалей велосипеда с одной стороны и на рычаге 2 с другой. В верхней части рычага 2 установлен клиновый толкатель 3, взаимодействующий с плечами тормоза 4 посредством валиков 5. На плечах тормоза, на другом конце, размещены тормозные колодки 6. Плечи тормоза подпружиниваются сжимающей пружиной 7, а рычаг 2 - возвратной пружиной 8, которая одним концом взаимодействует с рычагом, а другим закреплена на раме велосипеда 10. Упор 9 ограничивает вращение рычага 2 и закреплен на раме велосипеда 10.
Заявленное устройство по первому варианту работает следующим образом.
В процессе движения на велосипеде вращение педалей по ходу и объединяющей их приводной оси, обуславливает отсутствие зацепления элементов конструкции обгонной муфты 1 и, как следствие, рычаг 2 находится в состоянии покоя. При необходимости торможения, вращением педалей в обратную сторону, зубчатая часть муфты 1 расклинивает ролики, приводя их в зацепление с корпусом муфты, который жестко скреплен с рычагом 2, и рычаг 2, поворачиваясь, воздействует закрепленным на нем клиновым толкателем 3 на плечи тормоза 4 посредством валиков 5 на одном конце, поджимая другим концом плечей 4 тормозные колодки 6 к ободу или диску колеса, в результате чего происходит торможение. При возобновлении движения поворотом педалей по ходу, элементы обгонной муфты выходят из зацепления, рычаг 2 под действием возвратной пружины 8 поворачивается до упора 9, плечи тормоза 4 с тормозными колодками 6 на конце, под действием пружины 7, разжимаются и освобождают колесо.
Устройство, выполненное согласно второму варианту, работает следующим образом.
В процессе движения на велосипеде вращение педалей по ходу и объединяющей их приводной оси, обуславливает отсутствие зацепления элементов конструкции храпового механизма 11 и, как следствие, рычаг 2 находится в состоянии покоя. При необходимости торможения, вращением педалей в обратную сторону, подпружиненная собачка храпового (не показана) механизма 11, закрепленная с осью на рычаге 2, входит в зацепление с одним из зубьев храпового колеса, и рычаг 2, поворачиваясь, воздействует закрепленным на нем клиновым толкателем 3 на плечи тормоза 4 посредством валиков 5 на одном конце, поджимая другим концом плечей 4 тормозные колодки 6 к ободу или диску колеса, в результате чего происходит торможение. При возобновлении движения поворотом педалей по ходу, элементы обгонной муфты выходят из зацепления, рычаг 2 под действием возвратной пружины 8 поворачивается до упора 9, плечи тормоза 4 с тормозными колодками 6 на конце, под действием пружины 7, разжимаются и освобождают колесо.
Связь между рычагом и плечами тормозных колодок также может осуществляться посредством тросика в оплетке 12 (фиг.6-7) или же посредством гидравлического канала 13 (фиг.8-9).
Работа устройства с использованием тросика в оплетке (фиг.6-7) аналогична общеизвестным тормозным системам с ручным приводом с тем лишь отличием, что вместо ручки-рычага применяется рычаг с ножным приводом, а именно при торможении рычаг тянет тросик за один конец, а другим - тросик, соответственно, воздействует на плечи с тормозными колодками, поджимая колодки к ободу колеса или к диску.
При использовании гидравлического канала (фиг.8-9) работа осуществляется аналогично тормозным системам с ручным приводом - рычаг давит на поршень и посредством жидкости воздействует на элементы гидравлической системы тормозов.