Передача с изменяемым передаточным отношением со звездочкой переменного диаметра

 

Изобретение относится к передаче с изменяемым передаточным отношением. Цель изобретения - повышение плавности работы. Передача с изменяемым передаточным отношением, снабженная изменяемой цепной звездочкой, предназначена ,в частности, для цепной передачи велосипеда и включает измеменяемую звездочку, имеющую ведущий фланец 12 и поворотный фланец 22, установленный на оси, с двумя зубчатыми сегментами и по крайней мере двумя промежуточными гладкими сегментами 20,21, расположенными между этими фланцами и образующими относительно жесткую изменяемую звездочку. Сегменты могут расходиться и сходиться при повороте одного фланца относительно другого с сопутствующим изменением эффективного диаметра изменяемой звездочки. 2 з.п. ф-лы,11 фиг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЭМЛИСТ МЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

APH ГКНТ СССР (21) 3615548/27- 1 (22) 10.06 . 83 (31) 387618 (32) 11.06.82 (33) 118 (46) 23.05.89. Бюл. и !9 (71) Ройс Х.Хастед и Самуэль Шайбер (US) (72) Ройс Х.Хастед (uS) (53) 629. 113(088,8) (56) Патент Великобритании В 453712, 1936. (54) ПЕРЕДАЧА С ИЗМЕНЯЕМЬП4 ПЕРЕДАТОЧНЫМ ОТНОШЕНИЕМ СО ЗВЕЗДОЧКОЙ ПЕРЕМЕННОГО ДИАМЕТРА (57) Изобретение относится к передаче с изменяемым передаточным отношением. Цель изобретения — повьппение. 80„„1482515 (51)4 В 62 М 9/08 плавности работы. Передача с изменяемым передаточным отношением, снабженная изменяемой цепной звездочкой, предназначена„.в частности, для цепной передачи велосипеда и включает изменяемую звездочку, имеющую ведущий фланец 12 и поворотный фланец

22, установленный на оси, с двумя эубчатымн сегментами и по крайней мере двумя прем!ежуточными гладкими сегментами 20, 21, расположенными между этими фланцами и образующими относительно жесткую изменяемую звездочку. Сегменты могут расходиться и сходиться при повороте одного фланца относительно другого с сопутствующим изменением эффективного диаметра изменяемой звездочки. 2 s.п. ф-лы, 11 фиг.

1482515

Изобретение относится к передаче с изменяемым передаточным отношением, которая может быть использована, в частности, в велосипеде. 5

Цель изобретения — повышение плавности работы.

На фиг.1 — велосипед, оборудованНый изменяемой: звездочкой, вид сбоку; на фиг.2 — вид А на фиг.1; на 10 фиг.3 — изменяемая звездочка, вид спереди с частичным разрезом; на фиг.4 — то же, вид сзади (из шести запирающих средств три удалены); на фиг.5 — зубчатый сегмент звездочки 15 вид спереди; на фиг.б — то же, вид

:сбоку; на фиг.7 — то же, вид сзади; на фиг.8 — промежуточный сегмент вид спереди; на фиг.9 — то же, вид сбоку; на фиг.10 - то же, вид сзади; на 20

:;фиг.11 - зона изменяемой звездочки, содержащей зубчатый сегмент звездочки поперечное сечение.

Велосипед (фиг.1) содержит раму 1 и стойку 2 для седла, педали 3 и 4, прикрепленные болтами 5 к оси 6. Последняя установлена в раме в подшипниках с возможностью вращения. Колесо 7 также, с возможностью вращения обычным способом крепится к раме 1, 30

Велосипед оборудован передачей с изменяемым передаточным отношением, включающей изменяемую звездочку 8, соединенную обычной. роликовой цепью

9 со звездочкой 10, которая в свою очередь через обгонную муфту 11 соединена известным способом с колесом 7.

Изменяемая звездочка 8 (фиг. 2

4) содержит ось б, ведущий фланец 40

12 с квадратным отверстием 13, надетый на квадратный участок 14 оси 6, поворотный фланец с круглым отверстием 15, установленный с возможностью вращения на круглом участке 16 на противоположной стороне оси 6 и имеющий множество спиральных волнообразных пазов 17, два зубчатых сегмента 18 и 19 звездочки и по крайней мере два гладких сегмента 20 и 21 звездочки, продолженных между фланцами 12 и 22 и образующих относительно жесткую конструкцию (по сравнению с устройством, в котором сегменты располагаются не между фланцами, а крепятся консольно на одной их стороне, создавая напряжение на фланцы с сопутствующей их деформацией), средство сцепления в виде шпонок 23 и соответствующих радиальных шпоночных канавок 24 для обеспечения связи указанных сегментов с указанным ведущим фпанцем 12 в тангенциапъном направлении, толкатели кулачка 25, прикрепленные к сегментам 18 — 21 для взаимодействия с соответствующим спиральным волнообразным паэам

17, который имеет последовательность чередующихся углублений 26 и выступов 27, обеспечивающих перемещение сегмента, а толкатель кулачка 25 этого сегмента взаимодействует со спиральным волнообразным пазом 17, приближаясь и удаляясь от оси 6 при скольжении указанного сегмента вдоль спирального волнообразного паза 17.

Выполненные на конце толкателей кулачка 25 запирающие средства 28 скользят по наружной поверхности поворотного .фланца 22, При рабочих нагрузках, которые могут приводить к небольшой деформации поворотного фланца 22, запирающее средство 28 захватывает наружную поверхность поворотного фланца 22, предупреждая отделение от него сегментов 18 — 21 (удлиненная форма запирающего средства 28 обеспечивает их сборку с поворотным фланцем 22). Зубчатые сегменты 18 и 19 звездочки снабжены дополнительным запирающим средством 29, скользящим вдоль наружной поверхности 30 ведущего фланца 12, предупреж дая отделение от него. Причина того, что только зубчатые сегменты 18 и 19 звездочки снабжены дополнительными запирающими средствами 29 состоит в том, что на эти зубчатые сегменты действует тангенциальная сила, стремящаяся повернуть их вокруг шпонки

23. Эта проблема не возникает в связи с гладкими сегментами 20 и 21.

Небольшая консольная пружина 31 выполнена в виде элемента шпонки 23 и должна создавать предварительный натяг между шпонкой 23 и шпоночной канавкой 24, предупреждая неприятное дребезжание сегмента в том промежуток времени, когда он не охвачен цепью 9.

Цепь 9 (фиг.4) охватывает примерно половину изменяемой звездочки 8 и взаимодействует с зубьями 32, выполненными на скругленных участках зубчатых сегментов 18 и 19 (передние зубья 33 частично срезаны, чтобы не создавать помех для цепи 9 при увелиз 14825 чении передаточного отношения). Цепь

9 состоит из звеньев, а размер ее шага равен длине цепи, поделенной на число имеющихся в цепи звеньев. Для сборки системы могут быть использова- ны и другие типы цепи, а также зубчатые цепи.

При работе педалей велосипеда создаваемое в цепи 9 натяжение создает тангенциальную и радиальную нагрузку на сегменты. Тангенциальные нагрузки воспринимаются зубчатыми сегментами

18 и 19 и передаются к шпонкам 23, имеющимся на боковой стороне каждо- 15 го иэ зубчатых сегментов 18 и 19, которые сходят со скольжением в радиальные шпоночные канавки 23, передавая эти нагрузки на ведущий фланец

12 звездочки. Возникающие в сегмен- 2(1 тах 18 — 21, охваченных цепью 9, радиальные нагрузки передаются к спиральным волнообразным пазом 17, через толкатели кулачка 25, имеющиеся на боковой стороне сегментов 18 — 21. 25

Радиальная нагрузка толкает сегменты

18 — 21 в углубление и удерживает их в этом положении. Расположение спиральных волнообразных пазов 17 таково, что при установке сегментов 18 — ЗО

21 в углублениях при охвате обоих зубчатых сегментов (фиг.4 ) цепью, надетой на изменяемую звездочку, отрезок цепи, удерживаемый между зубчатыми сегментами, не имеет черезмерного провисания. Неверно выбранное расстояние между спиральными волнообразными пазами 17 приводит к провисанию этого отрезка цепи или препятствует надлежащему сцеплению с одним иэ зуб- 40 чатых сегментов; в любом случае это мешает эффективной работе изменяемой звездочки.

Сформованный в виде цельного элемента тормоз 34 (фиг.3} содержит лап-45 ки 35 и 36, гибко связанные со стержнем 37, прикрепленным с помощью винтов 38 к элементу рамы 39. Лапки 35 и 36 предназначены для фрикционного взаимодействия с поворотным фланцем

22 и торможения его, когда они сближаются под действием тросика, прикрепленного к одной из лапок с помощью наконечника 40, и наружной оболочки 41. Другим cBQHM концом ТросВК

42 и его оболочка 41 соединены с известным узлом с рукояткой 43, на которую велосипедист нажимает для втягивания тросика 42 в оболочку 41, т.е. для включения тормоза 34, При торможении поворотного фланца 22 с одновременным вращением педалей 3 и 4 и ведущего фланца 12 в обоих направлениях (вперед - назад) точки пересечения шпоночных канавок 24 со спиральными волнообразными пазами

l7 расходятся и сходятся вместе с сегментами 18 — 21 соответственно, изменяя при этом передаточное отношение в сторону увеличения и уменьшения соответственно (меньшим значением передаточного отношения является отношение, при котором имеет место меньшее число оборотов колеса 7 на один оборот изменяемой звездочки 8).

Расположение спиральных волнооб" разных пазов 17 таково, что зубчатые сегменты 18 и 19 звездочки остаются практически симметричными относительно оси 6, т.е. воображаемая линия, проведенная через зубчатые сегменты

18 и 19 звездочки, проходит через ось 6. По крайней мере поэтому один зубчатый сегмент (18 или 19 ) звездочки постоянно взаимодействует с цепью

9, обеспечивая передачу энергии между звездочками 10 и 8, а большую часть времени с цепью взаимодействует только один зубчатый сегмент 18 звездочки, что позволяет повысить передаточное отношение до высокого значения. Если зубчатые сегменты звездочки расположены вплотную друг к другу, в определенной точке поворота изменяемой звездочки 8 ни один из них не взаимодействует с цепью 9, охватывающей примерно только половину изменяемых звездочек 8. Следовательно, при вращении изменяемой звездочки 8 цепь 9 взаимодействует попеременно то с одним, то с другим зубчатым сегментом 18 звездочки с кратковременным перекрытием, в течение которого цепь охватывает оба зубчатых сегмента 13 и 19 звездочки. Для реализации как можно более плавного перехода с одного зубчатого сегмента звездочки на другой рекомендуется этот переход осуществлять в момент передачи по цепи 9 минимальной мощности. Так. как переход имеет место в момент, когда зубчатые сегменты 18 и 19 занимают верхнее (нижнее)положение, а велосипедист обычно нажимает на педали с наименьшей силой, именно в этом положении, установка педалей

3 и 4 и зубчатых сегментов звездочки на одной воображаемой линии позволяет реализовать зто условие.

Каждый сегмент 18 — 21 взаимодей5 ствует со своей шпоночной канавкой и, соответствующим спиральным волнооб-! разным кулачком управляющим положе, нием соответствующего сегмента. Сле1 довательно можно по желанию либо рас- !и полагать все сегменты 18 — 21 íà ðàâном расстоянии от оси 6, либо сдви, нуть одну противолежащую пару сегментов, например, дальше от оси 6 с тем

1 чтобы проведенная через сегменты 18 — 15

: 21 воображаемая линия имела форму элипса. Такое расположение сегментов

,относительно педалей соответствует законам бионики и значительно улучшает возможности велосипедиста. Один 2О из сегментов 18 и !9 может быть сдвинут несколько дальше другого, что позволяет получить при надлежащей ориентации звездочки 8 и педалей 3 и 4 несколько повышенное передаточ- 25 ное отношение в момент нажатия на педаль более сильной ногой велосипедиста, например правой. При этом сегменты 18 и 19 звездочки все же сохраняют практически симметричное относи- 30 тельно оси 6 положение, Тем не менее такого рода незначительная специальная модификация может быть целесообразной для гонщиков, участвующих в соревнованиях, Велосипед с усовершенствованием используется как обычный, при этом понижение передаточного отношения обеспечивается за счет обратного движения педали с одновременным включе- щ нием тормоза 34 и замедлением вращения поворотного фланца 22 относительно ведущего фланца 12, что приводит к перемещению внутрь точек пересечения шпоночных канавок 24 со спиральными волнообразными пазами 17 со смещением сегментов 18 — 21 звездочки к оси 6. Обгонная муфта допускает поворот педали назад даже в неподвижном состоянии велосипеда. При схожде- 50 нии сегментов уменьшается отрезок цепи, охватывающий звездочку 8, и ход цепи на один оборот звездочки 8.

Переключение на более высокое. передаточное отношение осуществляется за счет торможения и замедления поворотного фланца относительно ведущего фланца 12 при вращении педалей вперед эа счет увеличения расстояния

5 6 между сегментами !8,19 и 20,21. Поскол ьку снл а натяжения цепи толкает сегменты углубления 26 и удерживает их в таком положении, облегчается переключение на более высокое передаточное отношение при натяжении цепи

8 только за счет обычного натяжного устройства. Это натяжное устройство обеспечивает минимальный натяг цепи

9 для удержания сегментов 18 — 21 звездочки в углублениях 26 в то вре" мя, когда велосипедист слабо работает педалями, и предупреждает провисание цепи, формула изобретения

1 . Передача с иэ меня ежам пер едаточным отношением со звездочкой переменного диаметра, содержащая установленную на оси педаль, ведущий фланец, поворотный фланец, зубчатые сегменты и по крайней мере два гладких сегмента звездочки переменного диаметра, средство сцепления, связанное с фланцами и расположенное между зубчатыми сегментами звездочки и ведущим флаицем, толкатели кулачка с запорным средством, прикрепленные к сегментам для взаимодействия со спиральными волнообразными пазами, выполненными на поворотном фланце с чередующимися углублениями и выступами, а звездочка выполнена с возможностью взаимодействия со звеньями цели, охватывающей ее и связанной через зубчатые сегменты звездочки и средство сцепления с ведущим фланцем, а также через зубчатые сегменты и толкатели кулачка — с поворотным фланцем, о т л и— чающая с я тем, что, с целью повышения плавности в работе, педаль расположена радиально по линии, проходящей через зубчатые сегменты, звездочки переменного диаметра.

2. Передача по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что между сегментами и ведущим фланцем расположены пружины для поджатия сегментов к ведущему фланцу, 3. Передача по п.1, о т.л и ч а ющ а я с я тем, что средство сцепления выполнено со шпоночными канавками на ведущем Фланце, а зубчатые и гладкие сегменты имеют шпонки, расположенные с возможностью скольжения в шпоночных канавках для соосного расположения указанных сегментов, 1482515

14825 l5

1482515

ЗО О

22

ФЬ2. 11

Составитель Н. Николаева

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Пожо

Редактор Н.Яцола

Заказ 2703/58

Тираж 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101