RU2592972C1

RU2592972C1 - Bicycle

Info

Publication number: RU2592972C1
Application number: RU2015110872/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Геннадьевич Нюркин
Original assignee: Александр Геннадьевич Нюркин
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-07-27
Also published as: CN107249974A; CN107249974B; WO2016159822A1

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to bicycle. Bicycle comprises frame, wheels, seat, steering wheel, fork steering wheel gearbox compound steering shaft front wheel fork shaft transmitting torque to steering wheel fork of steering wheel. Transmission of torque at steering wheel fork of steering wheel is made through system of gears. Shaft axis of plug and gears of steering wheel are not parallel to axis of rotation of steering wheel. Steering wheel fork shaft rests against part of discharge cavity of frame, which is made at an angle to axis of steering shaft.

EFFECT: providing easier control and adjustment in wide range of height of steering wheel.

4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к велосипедам и может найти применение для создания велосипедов с большим диапазоном изменения высоты руля.The invention relates to bicycles and may find application for creating bicycles with a large range of changes in the height of the steering wheel.

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.Known folding bike (RU 108405 U, publ. 09/20/2011), including a frame, a steering wheel connected to a steering wheel extension, front and rear forks of the front and rear wheels, a seat, pedals, a chain transmission connecting the pedals to the rear wheel, and a unit carriages, characterized in that the frame is made of fixed and movable parts, while the movable part contains a traverse and a tightening pipe connected at one end through the rotation sleeves of the head bracket with the steering wheel and front wheel fork, the other end of the tightening pipe through the bushings in The rotation of the support bracket, the lower and middle pipes, as well as the support of the traverse, are fixed to the seat tube connected to the fixed part of the frame through the support pipe and the rear fork pipe with the rear wheel fork.

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.Known bicycle (RU 2391244, publ. 10.06.2010), including a frame with a seat mounted on the rear drive wheel and front swivel wheel, the sleeve of which is equipped with a bearing mounted on an axis with a through hole, which is fixed in a rotary fork, the axis of which is fixed in the bearings of the frame and is equipped with a steering wheel at the end, while a shaft with connecting rods and pedals at the ends is attached to the frame in the bearings so that the shaft passes through the hole of the wheel axis, while the shaft is connected by a chain drive and a freewheel with rear wheel rotation CA, characterized in that the fork is equipped with two feathers, covering the wheel on both sides, one feather of which is attached with a detachable connection, for example a screw, to a nut screwed onto an axis with a hole, and the other feather of the fork is attached with a detachable connection, for example a screw, to an eye with a hole threaded on an axis with a hole and having a shoulder at the end, while the nut presses the bearing mounted on the axis with the hole to the eye and through it to the shoulder at the end of the axis.

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.Known UNIVERSAL FOLDING BIKE (RU 2264945, publ. 27.11.2005). The front and rear wheels, cantilever mounted on one side on the swinging levers, in the folded state of the bicycle are located opposite each other. To do this, when folding, disconnect the front suspension from the front pillar, and the rear suspension is disconnected from the end of the frame. Then the front swing arm with the front wheel is rotated relative to the hinge on the front strut to the center of the frame. Then the rear swing arm with the rear wheel is rotated relative to the central assembly to the center of the frame. Freely adjustable steering wheel and seat also have the ability to fold. The technical solution is aimed at ensuring the size of the folded bicycle corresponding to a square with sides equal to the diameter of the wheels.

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.The closest analogue is Japanese application JP 2007091198 (publ. 2007). It claims a bicycle containing a frame, seat, steering wheel, steering wheel plug, gear connection of the front wheel rudder bush to the plug hub, transmitting the moment of rotation of the steering wheel to the steering wheel fork.

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.The difference from the prototype is that the reducer connection of the front wheel rudder bush with the forks plug is straight (i.e. parallel), does not fulfill those functions and does not solve the tasks that are implemented in the claimed invention.

Недостатками прототипа и всех известных решений являются:The disadvantages of the prototype and all known solutions are:

- отсутствие регулировки в большом диапазоне высоты у руля;- lack of adjustment in a wide range of heights at the helm;

- отсутствие возможности менять высоту руля более простым и быстрым способом без использования стопорных хомутов;- the inability to change the height of the steering wheel in a simpler and faster way without the use of locking clamps;

- отсутствие возможности укладки проводов и тросов для тормозов полностью внутрь полости рамы вплоть до ручек руля;- the inability to lay wires and cables for the brakes completely inside the cavity of the frame up to the handles of the steering wheel;

- отсутствие возможности установки амортизатора на основание вилки рулевого колеса;- the inability to install a shock absorber on the base of the steering wheel plug;

- отсутствие возможности упростить амортизацию руля;- lack of ability to simplify depreciation of the steering wheel;

- отсутствие возможности более легкого управления поворотом руля.- the lack of the ability to more easily control steering.

Задачей изобретения является устранения недостатков, присущих известным решениям.The objective of the invention is to eliminate the disadvantages inherent in known solutions.

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.The technical result of this solution is the ability to adjust the height of the steering wheel in a wide range, the ability to change the height of the steering wheel in a simpler and faster way without the use of locking clamps, the ability to lay wires and cables for the brakes completely inside the cavity of the frame up to the handles of the steering wheel, the ability to install a shock absorber on the base of the steering fork wheels and simplify cushioning, the possibility of easier steering.

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.The specified technical result is achieved due to the fact that the claimed bicycle, containing the frame, wheels, seat, steering wheel, steering wheel plug, gear connection of the front wheel steering sleeve with the plug of the wheel, transmitting the moment of rotation of the steering wheel to the steering wheel fork, characterized in that the transmission of torque the rotation of the steering wheel on the steering wheel fork is made through a system of gears, moreover, the axis of the fork shaft and the steering gears are not parallel to the axis of rotation of the steering wheel, and the steering fork shaft abuts against cavity removal frame, which is made at an angle with respect to the axis of the steering shaft. Preferably, the frame retraction, which serves as an abutment for the steering wheel fork, is horizontal and the cavity where the steering wheel fork shaft abuts is arranged vertically, wherein the transmission of the steering torque to the steering wheel fork is made through gears mounted on the steering shaft and the steering shaft shaft, between which the intermediate gear is located.

Предпочтительно рулевой вал выполнен состоящим из телескопических труб, в которых выполнены отверстия для фиксации уровня высоты выдвижения труб посредством шпильки.Preferably, the steering shaft is made up of telescopic pipes in which holes are made to fix the level of the height of the extension of the pipes by means of a stud.

Предпочтительно в качестве шестерен использованы конусные шестерни.Preferably, bevel gears are used as gears.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

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.In FIG. 1 shows an example of a bicycle where the steering fork shaft abuts against a portion of the frame retraction cavity, which is angled with respect to the axis of the steering shaft.

На Фиг. 2 показан тот же велосипед, что и на Фиг. 1, но вид в разрезе.In FIG. 2 shows the same bike as in FIG. 1, but a sectional view.

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.In FIG. Figure 3 shows an example of a bicycle where the frame retraction, which serves as a stop for the steering wheel fork, is horizontal and the cavity where the steering wheel fork shaft abuts is located vertically.

На Фиг. 4 показан тот же велосипед, что и на Фиг. 3, но вид в разрезе.In FIG. 4 shows the same bike as in FIG. 3, but a sectional view.

На Фиг. 5 показан принцип возможного сложения телескопического руля.In FIG. 5 shows the principle of possible folding of the telescopic steering wheel.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

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.The bicycle has wheels 1, a supporting frame 4 and a seat 7. The seat 7 is preferably performed using seatposts 5 or telescopic tubes in order to possibly adjust the height of the seat in a wide range. It is rational to do this on the basis that the gear 2 with pedals 3 is always in the same zone with respect to the user's body, when the steering wheel and seat are altered simultaneously. The connection of the pipes 5 is possible by means of the locking collars 6. However, the adjustment of the seat height is not the subject of protection of this decision. The basis of the solution is a new principle of the design of the steering wheel, where the steering wheel plug 11 has a gearbox connecting the front wheel rudder bush to the plug hub, transmitting the moment of rotation of the steering wheel to the steering wheel fork.

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).The novelty of the solution is that the moment of rotation of the steering wheel 12 to the steering wheel plug 11 is transmitted through the gear system 19, 20. As the gears, for example, bevel gears can be used. In this case, the axis of the shaft of the fork 11 and the gears 19 of the steering wheel are not parallel to the axis of rotation of the steering wheel, but at an angle to it. The shaft of the steering wheel plug 11 abuts against a portion of the frame exhaust cavity, which is also made at an angle with respect to the axis of the steering shaft. Another emphasis of the fork shaft is a gear 20 in contact with the steering wheel shaft gear 19. This design allows you to adjust the height of the rudder in a wide range, since the height of the sleeves 16, 17, 18 of the rudder 12 is not limited, as in the known solutions, by focusing on the plug 11. Since the plug 11 has its own separate socket in which the axis of the plug is located under at a different angle than the axis of the steering shaft 8, the steering bushings 16, 17, 18 abut only at the base of the frame 4 and can have a large range of heights at which the steering wheel can be pulled out of the frame. For example, see FIG. 5 - minimum rudder height, and see FIG. 1 - average rudder height. With the maximum extension of the steering wheel from the frame, the locking pins are inserted into the holes 9 (as in Fig. 2) on the steering bushes. Also, the claimed solution allows you to change the height of the steering wheel in a simpler and faster way without the use of locking clamps, since a rigid clamp connection of the shaft of the steering wheel 8 and the shaft of the yoke 11 is not required, which was first required to be loosened with a key, then pulled out or inserted deep into the steering tube and again secured with a key to the clamp. Thus, the steering shaft can be made, for example, consisting of telescopic pipes 16, 17, 18, in which holes 9 are made to fix the level of the height of the extension of the pipes by means of the pin 10. And to change the level of the height of the steering wheel it is enough to pull the pin, change the height of the steering wheel to new matching holes and insert it again. There are other options for changing the height of the steering wheel (screw and hydraulic - not shown in the drawings, because they are not the subject of protection of this solution).

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.Also, the claimed solution allows you to lay the wires and cables for the brakes completely inside the cavity of the frame up to the handles of the steering wheel. If in the solutions known today in technology, all the wires are from the steering pipe to the steering knobs from the outside, then due to the fact that in the claimed solution, the plug 11 now does not block the path in the cavity of the frame 4 when moving into the steering pipe, the cavity inside the frame 4 is continuous up to steering knobs 12. From FIG. 2 clearly shows the location inside the cavity of the tube frame of the steering wheel cable 13 for the rear brake 15. For comparison, in FIG. 1 cable 13 sticks out only at the brake 15 and at the brake handle 14, which is mounted on the steering wheel 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.Usually, shock absorbers are placed on the steering wheel plug 11 on the sides of the fork and so that the fork height has a power reserve of the shock absorber so that the tire does not touch the base of the fork during depreciation. This creates the inconvenience of a short range of changing the height of the steering wheel due to the high fork. In the claimed solution, this problem is absent, and it is possible to install a shock absorber on the steering wheel plug in the zone of its base, and not on the sides. This makes it possible to limit oneself to one shock absorber, and not two, and does not require an increase in the fork height, since the wheel itself will be amortized with the fork.

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.Also, the claimed solution allows for easier steering. This can be realized, for example, through the use of hydraulic power steering traction (to enhance the transmission of torque from the steering wheel to the fork through gears), similar to how they are used in cars (not shown). Or easier steering is realized due to the fact that the frame retraction, which serves as a stop for the steering wheel fork, is performed horizontally. In this case, the cavity where the steering wheel fork shaft abuts is placed vertically. An example of such a construction is shown in FIG. 3. The transmission of the moment of rotation of the steering wheel to the steering wheel fork can be done through gears 19, 20 mounted on the steering shaft and steering shaft of the steering wheel, between which the intermediate gear 21 is located (see Fig. 4). Lighter steering in this version of the retraction is ensured by the fact that the wheel itself and the fork rotate almost along the vertical axis. In the bikes known in the art, the axis of the steering wheel fork rotates along an axis deviated from the vertical vertical line by a certain angle (otherwise the wheel will touch the frame). As a result, the front wheel creates a mass load from the frame, forming an additional resistance force in a different vector, plus the earth's surface resistance. There is a parallelogram of the addition of forces. In the stated decision, the direction of the vectors of these forces coincides and therefore their forces do not add up. As a result, the resistance in this position of the fork and wheel when turning the steering wheel is less.

Claims

1. A bicycle comprising a frame, wheels, a seat, a steering wheel, a fork of the steering wheel, a gearbox connecting the front wheel shaft to the fork shaft, transmitting the moment of rotation of the steering wheel to the steering wheel fork, characterized in that the transmission of the torque of the steering wheel to the steering wheel fork is made through a system of gears, the axis of the fork shaft and the steering gears being located not parallel to the axis of rotation of the steering wheel, and the shaft of the steering wheel fork abuts against a portion of the frame retraction cavity, which is made at an angle with respect to the axis of the steering shaft la

2. The bicycle according to claim 1, characterized in that the frame retraction, which serves as an abutment for the steering wheel fork, is made horizontally, and the cavity where the steering wheel fork shaft abuts is located vertically, and the transmission of the moment of rotation of the steering wheel to the steering wheel fork is made through gears mounted on the shaft of the steering wheel and the shaft of the fork of the steering wheel, between which the intermediate gear is located.

3. The bicycle according to claim 1 or 2, characterized in that the steering shaft is made up of telescopic pipes in which holes are made to fix the level of the height of the extension of the pipes by means of a stud.

4. The bicycle according to claim 1 or 2, characterized in that bevel gears are used as gears.