Втулка велосипедного колеса со встроенным механизмом переключения передач (варианты)

 

Изобретение относится к трансмиссиям с планетарными колесами, встроенными или примыкающими к ступице колеса, с автоматическим переключением передач посредством центробежной силы. Втулка содержит втулочную ось, ведущий узел 22 с ведомой цепной звездочкой, ведомый узел 23 со втулочным корпусом 60, являющимся ступицей колеса. Обеспечивается возможность следующих передач. В одной - планетарный механизм изменяет скорость вращения ведущего узла 22, связанного с ведомой звездочкой цепи, при передаче на ведомый узел 23, связанный с втулочным корпусом 60, являющимся ступицей колеса. В другой - собачки 71 напрямую связывают ведущий узел 22 и ведомый узел 23. Качающиеся грузы 77 связаны шарнирной тягой 78 с управляющей пластиной 75 для увеличения ее поворота при управлении собачками 71. Для увеличения чувствительности качающиеся грузы 77 могут быть расположены на внешней поверхности ведомого узла 23. Предлагаемое техническое решение направлено на увеличение угла поворота управляющего элемента по отношению к углу поворота качающегося груза и достижение плавности переключения передач. 4 с. и 37 з.п.ф-лы, 21 ил.

Тест описания в факсимильном виде (см. графическую часть).

Формула изобретения

1. Втулка велосипедного колеса со встроенным механизмом автоматического переключения передач посредством центробежной силы, содержащая втулочную ось, неподвижно закрепляемую на раме велосипеда, ведущий узел, установленный на втулочной оси с возможностью вращения от привода, ведомый узел, установленный на втулочной оси с возможностью вращения и связанный с узлом передачи крутящего момента на велосипедное колесо, механизм передачи вращения с ведущего узла на ведомый узел с изменением скорости вращения, сцепную муфту соединения и разъединения ведомого и ведущего узлов и механизм управления сцепной муфтой, содержащий качающийся груз, расположенный с возможностью поворота вокруг одного своего конца из первого положения, в котором он расположен ближе ко втулочной оси, во второе положение, в котором он расположен дальше от втулочной оси, под действием центробежной силы, возникающей при вращении вокруг втулочной оси, и управляющий элемент, установленный с возможностью поворота вокруг втулочной оси между положениями замыкания и размыкания сцепной муфты и связанный с качающимся грузом, отличающаяся тем, что качающийся груз и управляющий элемент связаны между собой посредством шарнирно сочлененного с ними соединительного звена.

2. Втулка по п.1, отличающаяся тем, что соединительное звено выполнено в виде тяги, соединяющей управляющий элемент и второй конец качающегося груза и устанавливающей их на заданном расстоянии друг от друга.

3. Втулка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что механизм управления сцепной муфтой снабжен первым смещающим элементом для поджатия управляющего элемента по направлению к положениям размыкания или замыкания сцепной муфты.

4. Втулка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что ведомый узел расположен частично внутри ведущего узла, а сцепная муфта содержит собачку, установленную на внешней окружной поверхности ведомого узла с возможностью поворота из положения замыкания сцепной муфты в положение размыкания сцепной муфты и наоборот посредством управляющего элемента, зуб, расположенный на внутренней окружной поверхности ведущего узла с возможностью сцепления с собачкой, когда та находится в положении замыкания сцепной муфты, и второй смещающий элемент, поджимающий собачку в положение замыкания сцепной муфты.

5. Втулка по п.4, отличающаяся тем, что зуб ведущего узла выполнен с возможностью несцепления с собачкой, находящейся в положении замыкания сцепной муфты при направлении вращения упомянутого ведущего узла противоположно направлению вращения, соответствующему движению велосипеда вперед.

6. Втулка по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что механизмом передачи вращения является планетарный механизм, содержащий корончатое зубчатое колесо, расположенное с возможностью соединения с ведущим узлом, центральное зубчатое колесо, установленное на внешней окружной поверхности втулочной оси, группу сателлитов, находящихся в зацеплении с корончатым зубчатым колесом и центральным зубчатым колесом, и водило, которое установлено с возможностью вращения вокруг втулочной оси и соединения с ведомым узлом, и на котором с возможностью вращения вокруг собственных осей закреплены упомянутые сателлиты.

7. Втулка по п.6, отличающаяся тем, что корончатое зубчатое колесо выполнено за одно целое с ведущим узлом и расположено на его внутренней окружной поверхности, а центральное зубчатое колесо выполнено за одно целое со втулочной осью и расположено на ее внешней окружной поверхности.

8. Втулка по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что механизмом передачи вращения является планетарный механизм, содержащий корончатое зубчатое колесо, расположенное с возможностью соединения с ведомым узлом, центральное зубчатое колесо, расположенное на внешней окружной поверхности втулочной оси, группу сателлитов, находящихся в зацеплении с корончатым зубчатым колесом и центральным зубчатым колесом, и водило, которое установлено с возможностью вращения на втулочной оси и соединения с ведущим узлом, на котором с возможностью вращения вокруг собственных осей закреплены сателлиты.

9. Втулка по любому из пп.6-8, отличающаяся тем, что каждый из упомянутых сателлитов состоит из первого зубчатого колеса меньшего диаметра, находящегося в зацеплении с корончатым зубчатым колесом, и второго зубчатого колеса большего диаметра, расположенного соосно и рядом с первым зубчатым колесом и находящегося в зацеплении с центральным зубчатым колесом.

10. Втулка по любому из пп.6-8, отличающаяся тем, что каждый из сателлитов состоит из первого зубчатого колеса меньшего диаметра, находящегося в зацеплении с центральным зубчатым колесом, и второго зубчатого колеса большего диаметра, расположенного соосно и рядом с первым зубчатым колесом и находящегося в зацеплении с корончатым зубчатым колесом.

11. Втулка по любому из пп.6-10, отличающаяся тем, что она снабжена муфтой одностороннего действия, расположенной между планетарным механизмом и ведомым узлом, для передачи вращения от планетарного механизма на ведомый узел при направлении этого вращения, соответствующем движению велосипеда вперед.

12. Втулка по п.11, отличающаяся тем, что муфта одностороннего действия расположена между ведомым узлом и водилом планетарного механизма.

13. Втулка велосипедного колеса со встроенным механизмом автоматического переключения передач посредством центробежной силы, содержащая втулочную ось, неподвижно закрепляемую на раме велосипеда, ведущий узел, установленный на втулочной оси с возможностью вращения от привода, ведомый узел, установленный на втулочной оси с возможностью вращения и связанный с узлом передачи крутящего момента на велосипедное колесо, механизм передачи вращения с ведущего узла на ведомый узел с изменением скорости вращения, сцепную муфту соединения и разъединения ведомого и ведущего узлов и механизм управления сцепной муфтой, содержащий качающийся груз, шарнирно закрепленный одним своим концом на ведомом узле с возможностью поворота под действием центробежной силы, возникающей при вращении упомянутого ведомого узла, из первого положения, в котором он расположен ближе ко втулочной оси, во второе положение, в котором он расположен дальше от втулочной оси, и управляющий элемент, установленный с возможностью поворота вокруг втулочной оси между положениями замыкания и размыкания сцепной муфты и связанный с качающимся грузом, отличающаяся тем, что качающийся груз и управляющий элемент связаны между собой посредством шарнирно сочлененного с ними соединительного звена.

14. Втулка по п.13, отличающаяся тем, что соединительное звено выполнено в виде тяги, соединяющей управляющий элемент и второй конец качающегося груза и устанавливающей их на заданном расстоянии друг от друга.

15. Втулка по п.13 или 14, отличающаяся тем, что механизм управления сцепной муфтой снабжен первым смещающим элементом для поджатия управляющего элемента по направлению к положениям размыкания или замыкания сцепной муфты.

16. Втулка по любому из пп.13-15, отличающаяся тем, что ведомый узел расположен частично внутри ведущего узла, а сцепная муфта содержит собачку, установленную на внешней окружной поверхности ведомого узла с возможностью поворота из положения замыкания сцепной муфты в положение размыкания сцепной муфты и наоборот посредством управляющего элемента, зуб, расположенный на внутренней окружной поверхности ведущего узла с возможностью сцепления с собачкой, когда та находится в положении замыкания сцепной муфты, и второй смещающий элемент, поджимающий собачку в положение замыкания сцепной муфты.

17. Втулка по п.16, отличающаяся тем, что зуб ведущего узла выполнен с возможностью несцепления с собачкой, находящейся в положении замыкания сцепной муфты при направлении вращения упомянутого ведущего узла противоположно направлению вращения, соответствующему движению велосипеда вперед.

18. Втулка по любому из пп.13-17, отличающаяся тем, что механизмом передачи вращения является планетарный механизм, содержащий корончатое зубчатое колесо, расположенное с возможностью соединения с ведущим узлом, центральное зубчатое колесо, установленное на внешней окружной поверхности втулочной оси, группу сателлитов, находящихся в зацеплении с корончатым зубчатым колесом и центральным зубчатым колесом, и водило, которое установлено с возможностью вращения вокруг втулочной оси и соединения с ведомым узлом и на котором с возможностью вращения вокруг собственных осей закреплены упомянутые сателлиты.

19. Втулка по п.18, отличающаяся тем, что корончатое зубчатое колесо выполнено за одно целое с ведущим узлом и расположено на его внутренней окружной поверхности, а центральное зубчатое колесо выполнено за одно целое со втулочной осью и расположено на ее внешней окружной поверхности.

20. Втулка по любому из пп.13-17, отличающаяся тем, что механизмом передачи вращения является планетарный механизм, содержащий корончатое зубчатое колесо, расположенное с возможностью соединения с ведомым узлом, центральное зубчатое колесо, расположенное на внешней окружной поверхности втулочной оси, группу сателлитов, находящихся в зацеплении с корончатым зубчатым колесом и центральным зубчатым колесом, и водило, которое установлено с возможностью вращения на втулочной оси и соединения с ведущим узлом и на котором с возможностью вращения вокруг собственных осей закреплены сателлиты.

21. Втулка по любому из пп.18-20, отличающаяся тем, что каждый из упомянутых сателлитов состоит из первого зубчатого колеса меньшего диаметра, находящегося в зацеплении с корончатым зубчатым колесом, и второго зубчатого колеса большего диаметра, расположенного соосно и рядом с первым зубчатым колесом и находящегося в зацеплении с центральным зубчатым колесом.

22. Втулка по любому из пп.18-20, отличающаяся тем, что каждый из сателлитов состоит из первого зубчатого колеса меньшего диаметра, находящегося в зацеплении с центральным зубчатым колесом, и второго зубчатого колеса большего диаметра, расположенного соосно и рядом с первым зубчатым колесом и находящегося в зацеплении с корончатым зубчатым колесом.

23. Втулка по любому из пп.18-22, отличающаяся тем, что она снабжена муфтой одностороннего действия, расположенной между планетарным механизмом и ведомым узлом, для передачи вращения от планетарного механизма на ведомый узел при направлении этого вращения, соответствующем движению велосипеда вперед.

24. Втулка по п.23, отличающаяся тем, что муфта одностороннего действия расположена между ведомым узлом и водилом планетарного механизма.

25. Втулка по п.13, отличающаяся тем, что качающийся груз расположен на внешней окружной поверхности ведомого узла, при этом управляющий элемент расположен внутри ведомого узла, а соединительное звено проходит через ведомый узел и соединяет качающийся груз и управляющий элемент друг с другом.

26. Втулка по п.25, отличающаяся тем, что ведущий узел содержит первый ведущий элемент, соединенный с приводом, и второй ведущий элемент, расположенный соосно с первым относительно втулочной оси и соединенный с первым ведущим элементом с фиксацией от поворота относительно него, а ведомый узел расположен снаружи второго ведущего элемента.

27. Втулка по п.26, отличающаяся тем, что механизм передачи вращения расположен снаружи втулочной оси и внутри второго ведущего элемента.

28. Втулка по п.27, отличающаяся тем, что механизмом передачи вращения является планетарный механизм, содержащий корончатое зубчатое колесо, расположенное на внутренней окружной поверхности второго ведущего элемента, центральное зубчатое колесо, расположенное на внешней окружной поверхности втулочной оси, несколько сателлитов, находящихся в зацеплении с корончатым зубчатым колесом и центральным зубчатым колесом, и водило, которое расположено с возможностью вращения вокруг упомянутой втулочной оси и с возможностью соединения с ведомым узлом и на котором с возможностью вращения вокруг собственных осей закреплены сателлиты.

29. Втулка велосипедного колеса со встроенным механизмом автоматического переключения передач посредством центробежной силы, содержащая втулочную ось, неподвижно закрепляемую на раме велосипеда, ведущий узел, установленный на втулочной оси с возможностью вращения от привода, ведомый узел, установленный на втулочной оси с возможностью вращения и связанный с узлом передачи крутящего момента на велосипедное колесо, механизм передачи вращения с ведущего узла на ведомый узел с изменением скорости вращения, сцепную муфту для соединения и разъединения ведомого и ведущего узлов и механизм управления сцепной муфтой, содержащий качающийся груз, шарнирно закрепленный одним своим концом на ведущем узле с возможностью поворота под действием центробежной силы, возникающей при вращении ведущего узла, из первого положения, в котором он расположен ближе ко втулочной оси, во второе положение, в котором он расположен дальше от втулочной оси, и управляющий элемент, установленный с возможностью поворота вокруг втулочной оси между положениями замыкания и размыкания сцепной муфты и связанный с качающимся грузом, отличающаяся тем, что качающийся груз и управляющий элемент связаны между собой посредством шарнирно сочлененного с ними соединительного звена.

30. Втулка по п.29, отличающаяся тем, что соединительное звено выполнено в виде тяги, соединяющей управляющий элемент и второй конец качающегося груза и устанавливающей их на заданном расстоянии друг от друга.

31. Втулка по п.29 или 30, отличающаяся тем, что механизм управления сцепной муфтой снабжен первым смещающим элементом для поджатия управляющего элемента по направлению к положениям размыкания или замыкания сцепной муфты.

32. Втулка по любому из пп.29-31, отличающаяся тем, что ведомый узел расположен частично внутри ведущего узла, а сцепная муфта содержит собачку, установленную на внешней окружной поверхности ведомого узла с возможностью поворота из положения замыкания сцепной муфты в положение размыкания сцепной муфты и наоборот посредством управляющего элемента, зуб, расположенный на внутренней окружной поверхности ведущего узла с возможностью сцепления с собачкой, когда та находится в положении замыкания сцепной муфты, и второй смещающий элемент, поджимающий собачку в положение замыкания сцепной муфты.

33. Втулка по п.32, отличающаяся тем, что зуб ведущего узла выполнен с возможностью несцепления с собачкой, находящейся в положении замыкания сцепной муфты при направлении вращения упомянутого ведущего узла противоположно направлению вращения, соответствующему движению велосипеда вперед.

34. Втулка по любому из пп.29-33, отличающаяся тем, что механизмом передачи вращения является планетарный механизм, содержащий корончатое зубчатое колесо, расположенное с возможностью соединения с ведущим узлом, центральное зубчатое колесо, установленное на внешней окружной поверхности втулочной оси, группу сателлитов, находящихся в зацеплении с корончатым зубчатым колесом и центральным зубчатым колесом, и водило, которое установлено с возможностью вращения вокруг втулочной оси и соединения с ведомым узлом и на котором с возможностью вращения вокруг собственных осей закреплены упомянутые сателлиты.

35. Втулка по п.34, отличающаяся тем, что корончатое зубчатое колесо выполнено за одно целое с ведущим узлом и расположено на его внутренней окружной поверхности, а центральное зубчатое колесо выполнено за одно целое со втулочной осью и расположено на ее внешней окружной поверхности.

36. Втулка по любому из пп.29-33, отличающаяся тем, что механизмом передачи вращения является планетарный механизм, содержащий корончатое зубчатое колесо, расположенное с возможностью соединения с ведомым узлом, центральное зубчатое колесо, расположенное на внешней окружной поверхности втулочной оси, группу сателлитов, находящихся в зацеплении с корончатым зубчатым колесом и центральным зубчатым колесом, и водило, которое установлено с возможностью вращения на втулочной оси и соединения с ведущим узлом и на котором с возможностью вращения вокруг собственных осей закреплены сателлиты.

37. Втулка по любому из пп.34-36, отличающаяся тем, что каждый из упомянутых сателлитов состоит из первого зубчатого колеса меньшего диаметра, находящегося в зацеплении с корончатым зубчатым колесом, и второго зубчатого колеса большего диаметра, расположенного соосно и рядом с первым зубчатым колесом и находящегося в зацеплении с центральным зубчатым колесом.

38. Втулка по любому из пп.34-36, отличающаяся тем, что каждый из сателлитов состоит из первого зубчатого колеса меньшего диаметра, находящегося в зацеплении с центральным зубчатым колесом, и второго зубчатого колеса большего диаметра, расположенного соосно и рядом с первым зубчатым колесом и находящегося в зацеплении с корончатым зубчатым колесом.

39. Втулка по любому из пп.34-38, отличающаяся тем, что она снабжена муфтой одностороннего действия, расположенной между планетарным механизмом и ведомым узлом, для передачи вращения от планетарного механизма на ведомый узел при направлении этого вращения, соответствующем движению велосипеда вперед.

40. Втулка по п.39, отличающаяся тем, что муфта одностороннего действия расположена между ведомым узлом и водилом планетарного механизма.

41. Втулка велосипедного колеса со встроенным механизмом автоматического переключения передач посредством центробежной силы, содержащая втулочную ось, неподвижно закрепляемую на раме велосипеда, ведущий узел, установленный на втулочной оси с возможностью вращения от привода, ведомый узел, установленный на втулочной оси с возможностью вращения и связанный с узлом передачи крутящего момента на велосипедное колесо, механизм передачи вращения с ведущего узла на ведомый узел с изменением скорости вращения, сцепную муфту соединения и разъединения ведомого и ведущего узлов и механизм управления сцепной муфтой, содержащий качающийся груз, шарнирно закрепленный на ведомом узле с возможностью поворота из первого положения, в котором он расположен ближе ко втулочной оси, во второе положение, в котором он расположен дальше от втулочной оси, под действием центробежной силы, возникающей при вращении ведомого узла, и управляющий элемент, установленный с возможностью поворота на втулочной оси между положениями замыкания и размыкания сцепной муфты и связанный с качающимся грузом, отличающаяся тем, что качающийся груз расположен снаружи ведомого узла и связан с управляющим элементом посредством соединительного звена, шарнирно сочлененного с качающимся грузом и управляющим элементом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50, Рисунок 51, Рисунок 52, Рисунок 53, Рисунок 54, Рисунок 55, Рисунок 56, Рисунок 57, Рисунок 58, Рисунок 59, Рисунок 60, Рисунок 61, Рисунок 62, Рисунок 63, Рисунок 64, Рисунок 65, Рисунок 66, Рисунок 67, Рисунок 68, Рисунок 69, Рисунок 70, Рисунок 71, Рисунок 72, Рисунок 73, Рисунок 74, Рисунок 75, Рисунок 76, Рисунок 77, Рисунок 78, Рисунок 79, Рисунок 80, Рисунок 81, Рисунок 82, Рисунок 83, Рисунок 84, Рисунок 85, Рисунок 86, Рисунок 87