CZ2003109A3

CZ2003109A3 - Oval-shaped bicycle transmission

Info

Publication number: CZ2003109A3
Application number: CZ2003109A
Authority: CZ
Inventors: Čmuhařápavel
Original assignee: Čmuhařápavel
Priority date: 2003-01-13
Filing date: 2003-01-13
Publication date: 2004-08-18
Also published as: WO2004062997A1; AU2003285263A1

Abstract

Oval-shaped bicycle transmissionThe invention involves the oval-shaped bicycle transmission (1) with the major axis (2) and the minor axis (3), fitted with a handle (4) and a pedal (5). The axis of the handle (4) is located in the direction of the minor axis (3) of the transmission (1) and contains the angle alpha of -15 to +15 degrees with this minor axis (3). The ratio of the length of the radius of the major axis (2) to the length of the radius of the minor axis (3) is 1 : 0.97 to 0.80.

Description

Převodník jízdního kola ve tvaru elipsy.Ellipse-shaped bicycle chainring.

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká převodníku jízdního kola ve tvaru elipsy opatřeného klikou a pedálem jízdního kola.The invention relates to an elliptical bicycle chainring provided with a bicycle crank and pedal.

Dosavadní stav technikyState of the art

Z dosavadní praxe je známo velké množství různých řešení převodníků jízdních kol. Ve většině případů se jedná o převodníky ve tvaru pravidelného kruhu. V případě takovéhoto kulatého převodníku probíhá zátěž nejvýhodnějších svalů tak, že v horní úvrati klade pedál největší odpor díky nepříznivému úhlu nohy vůči klice a v průběhu sešlápnutí odpor pedálu rychle klesá a následně opět stoupá. Účinnost přenosu síly tedy rychle stoupá a rychle klesá. Při jízdě na kole, ale člověk dokáže nohou vyvinout největší sílu při stejném pohybu, který vykonává například při běhu ve fázi odrazu. Z dosavadních poznatků vyplývá, že lidské svaly dokáží pracovat nejlépe, jestliže jejich zátěž rovnoměrně roste, popřípadě je zátěž rovnoměrná, to znamená, že potřebují určitý rozmach k vyvinutí maximálního výkonu.A large number of different solutions for bicycle chainrings are known from previous practice. In most cases, these are chainrings in the shape of a regular circle. In the case of such a round chainring, the load on the most advantageous muscles is such that at the top dead center the pedal offers the greatest resistance due to the unfavorable angle of the foot to the crank and during the pedaling the resistance of the pedal drops rapidly and then rises again. The efficiency of power transmission therefore rises rapidly and then falls rapidly. When riding a bicycle, however, a person can develop the greatest force with his leg during the same movement that he performs, for example, when running in the take-off phase. From the previous knowledge it follows that human muscles can work best if their load increases evenly, or if the load is even, i.e. they need a certain momentum to develop maximum power.

Nevýhoda běžných stávajících kulatých převodníků tedy spočívá hlavně v nepřirozeném průběhu zátěže nejúčinnějších svalových skupin které jezdec na kole používá a tím omezují možnost využití jejich síly. Při použití kruhového převodníku se rovněž nepřiměřeně namáhají svalové skupiny, které při jízdě na kole pomáhají překonat mrtvý bod v horní a dolní úvrati. Jedná se zejména o svaly na přední straně stehna.The disadvantage of conventional round chainrings is mainly in the unnatural load distribution of the most effective muscle groups that the cyclist uses on the bike, thus limiting the possibility of using their strength. When using a round chainring, the muscle groups that help to overcome the dead center in the upper and lower dead center when riding a bike are also disproportionately strained. This is especially the muscles on the front of the thigh.

-2Z praxe jsou rovněž známy oválné převodníky u kterých je osa kliky umístěna ve směru delší osy oválu. Takovéto převodníky usnadní sešlápnutí pedálu v první čtvrtině otáčky kdy dosedá řetěz na obvod v místě menšího průměr převodníku, přičemž v mrtvých bodech v horní i dolní úvrati dosedá řetěz na největší průměr převodníku. Tím jsou ještě zvýrazněny nevýhody, známé z kulatých převodníků.-2 Oval chainrings are also known in practice in which the crank axis is located in the direction of the longer axis of the oval. Such chainrings make it easier to pedal in the first quarter of a turn when the chain rests on the circumference at the point of the smaller diameter of the chainring, while at the dead points at the top and bottom dead centers the chain rests on the largest diameter of the chainring. This further accentuates the disadvantages known from round chainrings.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny převodníkem jízdního kola ve tvaru elipsy s hlavní osou a vedlejší osou, opatřeným klikou a pedálem jízdního kola, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že osa kliky je umístěna ve směru vedlejší osy převodníku a svírá s touto vedlejší osou úhel a o velikosti - 15 až + 15 stupňů.The above-mentioned shortcomings are largely eliminated by the bicycle chainring in the shape of an ellipse with a major axis and a minor axis, provided with a crank and a bicycle pedal, according to the present invention. Its essence is that the crank axis is located in the direction of the minor axis of the chainring and forms an angle α of -15 to +15 degrees with this minor axis.

Ve výhodném provedení je délka poloměru hlavní osy k délce poloměru vedlejší osy v poměru 1 : 0,98 až 0,80.In a preferred embodiment, the length of the radius of the major axis to the length of the radius of the minor axis is in the ratio 1:0.98 to 0.80.

Rovněž může být použit převodník, který bude mít jednu část menší než druhou, neboť většina lidí má jednu nohu o něco slabší, než druhou.A converter can also be used that has one part smaller than the other, as most people have one leg slightly weaker than the other.

Převodník podle tohoto vynálezu odstraňuje nevýhody, které přináší použití kruhových převodníků. Převodník ve tvaru elipsy s klikou ve směru vedlejší osy usnadňuje překonání mrtvých bodů v horní a dolní úvrati a zvyšuje využití síly nejsilnějších svalů. Šlapání na kole je takto plynulejší a úspornější. Hlavní práci při jízdě na takovémto kole vykonávají svalové skupiny, které ke své práci využívají hmotnosti jezdcova těla aThe chainring according to the invention eliminates the disadvantages of using circular chainrings. The chainring in the shape of an ellipse with a crank in the direction of the minor axis makes it easier to overcome dead spots in the upper and lower dead centers and increases the use of the strength of the strongest muscles. Pedaling on a bicycle is thus smoother and more economical. The main work when riding such a bicycle is performed by muscle groups that use the weight of the rider's body for their work and

-3nezatěžují tak horní polovinu těla. Tím se usnadňuje i dýchání. Při sešlápnutí pedálu se zátěž plynule zvyšuje a to je pro svaly přirozený způsob zátěže. Při použití tohoto tvaru a nastavení převodníku dochází k výraznému poklesu zatížení svalů na přední straně stehna.-3does not burden the upper half of the body. This also makes breathing easier. When you press the pedal, the load increases continuously and this is a natural way for the muscles to work. When using this shape and setting of the converter, there is a significant decrease in the load on the muscles on the front of the thigh.

Nastavení převodníku vůči klice je možné měnit v rozsahu ± 15 stupňů od vedlejší osy podle toho, zda jezdec preferuje jízdu v sedle či vstoje.The chainring's adjustment relative to the crank can be changed within a range of ± 15 degrees from the minor axis, depending on whether the rider prefers riding in the saddle or standing.

Menší průměr převodníku ve směru vedlejší osy umožňuje v mrtvých bodech snadnější a rychlejší překlenutí polohy, ve které je končetina, vzhledem ke kruhovému pohybu, v nepříznivém postavení a nedokáže vyvinout dostatečnou sílu.The smaller diameter of the transducer in the direction of the minor axis allows for easier and faster bridging of dead spots, where the limb is in an unfavorable position due to circular movement and is unable to develop sufficient force.

Díky tomu se snižuje hlavně zatížení svalu na přední straně stehna a jejich úponů v oblasti kolena - právě tyto svaly pracují při překonávání bodu v horní úvrati nejvíce. Větší průměr ve směru hlavní osy v kolmé poloze kliky umožňuje to, že končetina se postupně dostává od horního mrtvého bodu, směrem ke kolmé poloze vzhledem ke kruhovému pohybu, do ideální polohy, ve které dokáže vyvinout největší sílu a je tedy schopna zvládnout i současně zvětšování průměru převodníku. Je tím lépe využita práce nejsilnějších svalových skupin dolních končetin.This reduces the load on the muscles on the front of the thigh and their attachments in the knee area - these are the muscles that work the most when overcoming the top dead center. The larger diameter in the direction of the main axis in the perpendicular position of the crank allows the limb to gradually move from the top dead center, towards the perpendicular position relative to the circular movement, to the ideal position in which it can develop the greatest force and is therefore able to handle the simultaneous increase in the diameter of the converter. This makes better use of the work of the strongest muscle groups of the lower limbs.

Jízda s převodníkem ve tvaru elipsy se více podobá zatížení, kterému jsou končetiny vystaveny při běhu. Výrazně se snižuje potřeba pomáhat si při šlapání rukama a celou horní polovinou těla. To usnadňuje dýchání a snižuje zátěž zádových svalů. Je to dané tím, že hlavní práci jsou nuceny odvádět ty svalové skupiny, které pohybují při šlapání končetinou ve vertikálním směru a využívají při tom hmotnosti těla.Riding with an elliptical-shaped chainring is more similar to the load that the limbs are exposed to when running. The need to help yourself with your hands and the entire upper half of your body when pedaling is significantly reduced. This makes breathing easier and reduces the load on the back muscles. This is due to the fact that the main work is forced to be done by those muscle groups that move the limb in the vertical direction when pedaling, using the body weight.

-4Při šlapáni vznikají u dolních končetin největší setrvační síly ve vertikálním směru. U převodníku ve tvaru elipsy nevzniká v tomto směru tak výrazné zrychlení, jako u převodníku kulatého. Šetří se tím síly, potřebné k překonání této setrvačnosti.-4When pedaling, the greatest inertial forces are generated in the lower limbs in the vertical direction. With an elliptical chainring, the acceleration in this direction is not as significant as with a round chainring. This saves the forces needed to overcome this inertia.

Celkově činí převodník ve tvaru elipsy šlapání plynulejším, svalstvo zatěžuje vyváženě, protože vyrovnává velké výkyvy v účinnosti šlapání, které vznikají při pohybu končetin do kruhu. Převodník ve tvaru elipsy umožňuje plynulý pohyb končetin i při velkém zatížení. Z toho vyplývá, že takovýto převodník umožňuje zvýšení výkonu.Overall, the elliptical chainring makes pedaling smoother and puts more stress on the muscles, as it evens out the large fluctuations in pedaling efficiency that occur when the limbs move in a circle. The elliptical chainring allows for smooth movement of the limbs even under heavy load. This means that such a chainring allows for increased performance.

Přehled obrázků na výkresechOverview of images in drawings

Vynález bude podrobněji popsán s pomocí přiloženého výkresu, kde je zobrazeno schématicky v nárysu příkladné provedení převodníku v nárysu.The invention will be described in more detail with the help of the attached drawing, which shows schematically in elevation an exemplary embodiment of a converter in elevation.

Příklady provedeni vynálezuExamples of embodiments of the invention

Příkladný převodník 1_ jízdního kola ve tvaru elipsy s hlavní osou 2 a vedlejší osou 3 je opatřený klikou 4 a pedálem 5 jízdního kola. Osa kliky 4^ je umístěna ve směru vedlejší osy 3 převodníku _1 a svírá s touto vedlejší osou 3 úhel a o velikosti 5 stupňů. Délka poloměru hlavní osy 2 k délce poloměru vedlejší osy 3 je v poměru 1 : 0,97.An exemplary bicycle chainring 1_ in the shape of an ellipse with a major axis 2 and a minor axis 3 is provided with a crank 4 and a bicycle pedal 5. The crank axis 4^ is located in the direction of the minor axis 3 of the chainring _1 and forms an angle α of 5 degrees with this minor axis 3. The length of the radius of the major axis 2 to the length of the radius of the minor axis 3 is in the ratio 1 : 0.97.

-5V dalším provedeni je délka poloměru hlavni osy 2 k délce poloměru vedlejší osy 3 je v poměru 1 : 0,85, a převodník 1 je rozdělen na dvě části s rozdílnou velikostí.-5In another embodiment, the length of the radius of the major axis 2 to the length of the radius of the minor axis 3 is in the ratio 1:0.85, and the converter 1 is divided into two parts with different sizes.

Na jedné klice může být více převodníků 1, s výhodou tři.There can be multiple chainrings 1 on one crank, preferably three.

Převodník 1 je s klikou _4 spojen pomocí šroubů, nebo tyto součásti mohou být svařeny, snýtovány, slisovány a podobně. Převodníky mohou být zhotoveny z oceli, hliníku, titanu a dalších materiálů a jejich slitin. Povrch převodníků 1_ je chráněn povrchovou úpravou, jako je barva, chromování a podobně.The chainring 1 is connected to the crank _4 by means of screws, or these parts can be welded, riveted, pressed, etc. The chainrings can be made of steel, aluminum, titanium and other materials and their alloys. The surface of the chainrings 1_ is protected by a surface treatment, such as paint, chrome plating, etc.

Převodové poměry jsou voleny podle toho k čemu je kolo určeno a odpovídají běžně známým převodům.Gear ratios are chosen according to what the bike is intended for and correspond to commonly known gears.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Převodník jízdního kola ve tvaru elipsy opatřený klikou a pedálem jízdního kola podle tohoto vynálezu nalezne uplatnění na kolech určených jak pro zábavu, tak pro profesionální sportovce.An elliptical bicycle chainring equipped with a bicycle crank and pedal according to the present invention will find application on bicycles intended for both leisure and professional athletes.

Claims

PATENT CLAIMS

1. A bicycle chainring in the shape of an ellipse with a main axis and a secondary axis, provided with a crank and a bicycle pedal, characterized in that the crank axis (4) is located in the direction of the secondary axis (3) of the chainring (1) and forms an angle with this secondary axis (3) of -15 to +15 degrees.

2. A converter according to claim 1, characterized in that the length of the radius of the major axis (2) to the length of the radius of the minor axis (3) is in the ratio 1 : 0.98 to 0.80.

3. A transducer according to claim 1 or 2, characterized in that it is divided into two parts of different sizes.