Ременная приводная система
Группа изобретений относится к системе из шкива и приводного ремня, самовыравнивающейся системе из шкива и приводного ремня, велосипеду и шкиву. Система из шкива и приводного ремня содержит приводной ремень и, по меньшей мере, один шкив, выполненный с возможностью зацепления с поверхностью приводного ремня. Велосипед содержит кривошипную систему, ступицу заднего колеса и систему из шкива и приводного ремня. Шкив используется с приводным ремнем. Приводной ремень содержит множество разнесенных в продольном направлении выступов, каждый из которых имеет канавку для выравнивания, делящую каждый выступ на первый и второй сегменты выступа. Шкив содержит корпус, множество окружных зубьев, элемент для выравнивания в форме проволоки. Обеспечивается повышение точности выравнивания шкивов и предотвращение загрязнения шкивов. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 10 ил.
Область техники
Ременные приводные системы и, в частности, ременные приводные системы для велосипедов и мотоциклов.
Уровень техники
В подавляющем большинстве велосипедов и мотоциклов, изготавливаемых, продаваемых и используемых по всему миру, используется трансмиссия с обычной цепью, обеспечивающей передачу энергии между первым шкивом, функционально связанным с приводным валом, и вторым шкивом, функционально связанным со ступицей заднего колеса. В применениях, связанных с велосипедами, первый шкив функционально связан с кривошипной системой. Такие цепи относительно эффективны для передачи энергии между первым и вторым шкивами, но не лишены недостатков. Недостатки включают в себя необходимость периодической смазки, тот факт, что по мере износа цепи становятся менее эффективными в передаче энергии, мусор может застревать между звеньями цепи, снижая эффективность, цепи растягиваются при длительном использовании и нуждаются в периодической замене, и могут также изнашивать зубья первого или второго шкивов, в результате чего требуется и их замена тоже, и цепи могут быть шумными; но не ограничиваются перечисленными фактами.
Одной из известных альтернатив трансмиссионным системам с приводами на основе цепей являются трансмиссионные системы с ременными приводами. Ременные приводные системы позволяют преодолеть множество проблем, обсуждаемых выше, но не лишены своих собственных проблем. Например, ременные приводные системы обычно требуют относительно точного выравнивания между первым и вторым шкивами ременной приводной системы. Обеспечение такого выравнивания может быть затруднительно, особенно в велосипедах, где кривошипные системы и ступицы различных изготовителей могут быть смешаны и сопряжены в собранном велосипеде, что приводит к неточному выравниванию. Кроме того, во время использования велосипеда или мотоцикла могут происходить инциденты, которые ухудшают выравнивание. В результате потери точного выравнивания ремни известных ременных приводных систем могут смещаться относительно шкива и спадать со шкива. Эта проблема усугубляется из-за того, что ремни и шкивы относительно узкие по отношению к длине ремня. Одним из известных способов решения проблемы, связанной с этим смещением относительно заданного положения, является обеспечение одного или более продолжающихся в радиальном направлении боковых элементов вокруг окружности шкива, чтобы предотвратить сдвиг ремня относительно шкива. Однако такие боковые элементы, в частности, когда обеспечены два боковых элемента, усложняет изготовление шкива, увеличивает вес, делает шкив шире и увеличивает стоимость шкивов. Еще одной проблемой, связанной с известными ременными приводными системами, является скапливание мусора между зубьями шкивов, который может мешать эффективной передаче силы, а в экстремальных случаях вызывать соскальзывание ремня со шкива. Каждый из этих недостатков значителен для применений, связанных с велосипедами и мотоциклами, а в частности - для применений, связанных с велосипедами.
Различные варианты осуществления, описанные в данном документе, предназначены для преодоления одной или более проблем, обсуждаемых выше.
Сущность изобретения
Первым объектом изобретения является система из шкива и приводного ремня, содержащая приводной ремень, приводной ремень, содержащий множество разнесенных в продольном направлении выступов, каждый из которых содержит канавку для выравнивания, которая делит выступ на первый и второй сегменты выступа, при этом канавка для выравнивания имеет глубину канавки для выравнивания, и, по меньшей мере, один шкив, конструкция которого позволяет зацепляться с поверхностью приводного ремня, при этом упомянутый, по меньшей мере, один шкив содержит корпус, конструкция которого позволяет вращаться вокруг оси вращения, при этом корпус имеет круглый наружный обод с противолежащими сторонами, множество окружных зубьев, продолжающихся в радиальном и осевом направлениях обода, причем каждый зуб имеет ширину зуба и имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться между соседними выступами приводного ремня, и элемент для выравнивания, имеющий продолговатую непрерывную форму и продолжающийся между вершинами соседних окружных зубьев, при этом элемент для выравнивания имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться в канавке для выравнивания, и элемент для выравнивания не продолжается в радиальном направлении от оси вращения дальше окружных зубьев, при этом отверстие для выброса мусора расположено радиально внутри относительно элемента для выравнивания, между окружными зубьями, причем окружные зубья, элемент для выравнивания и канавка для выравнивания имеют такую конструкцию, что, когда элемент для выравнивания размещен в канавке для выравнивания, приводной ремень перемещается по окружным зубьям.
Еще одним объектом изобретения является система из самовыравнивающегося шкива и приводного ремня, содержащая приводной ремень, приводной ремень, содержащий множество разнесенных в продольном направлении выступов, каждый из которых содержит канавку для выравнивания, которая делит выступ на первый и второй сегменты выступа, при этом канавка для выравнивания имеет глубину канавки для выравнивания, и, по меньшей мере, один шкив, конструкция которого позволяет зацепляться с поверхностью приводного ремня, при этом упомянутый, по меньшей мере, один шкив содержит корпус, конструкция которого позволяет вращаться вокруг оси вращения, при этом корпус имеет круглый наружный обод с противолежащими сторонами, множество окружных зубьев, продолжающихся в радиальном и осевом направлениях обода, причем каждый зуб имеет ширину зуба, параллельную оси вращения, и каждый зуб имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться между соседними выступами приводного ремня, непрерывный элемент для выравнивания, продолжающийся между соседними окружными зубьями, при этом элемент для выравнивания имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться в канавке для выравнивания, и элемент для выравнивания расположен в радиальном направлении на расстоянии, которое позволяет элементу для выравнивания продолжаться в канавку для выравнивания на расстояние не больше глубины канавки для выравнивания, и отверстие для выброса мусора, расположенное радиально внутри относительно элемента для выравнивания, между окружными зубьями.
Еще одним объектом изобретения является велосипед, содержащий кривошипную систему, ступицу заднего колеса и систему из шкива и приводного ремня, функционально связанную с кривошипной системой и ступицей заднего колеса, причем система из шкива и приводного ремня содержит приводной ремень, приводной ремень, причем приводной ремень содержит множество разнесенных в продольном направлении выступов, каждый из которых имеет канавку для выравнивания, делящую каждый выступ на первый и второй сегменты выступа, первый шкив, конструкция которого позволяет зацепляться с поверхностью приводного ремня, при этом первый шкив содержит корпус, конструкция которого позволяет соединение с кривошипной системой велосипеда для вращения вокруг оси вращения, при этом корпус имеет круглый наружный обод с противолежащими сторонами, множество окружных зубьев, продолжающихся в радиальном и осевом направлениях обода, при этом зубья продолжаются в осевом направлении на ширину зуба, по меньшей мере, равную ширине приводного ремня, и каждый зуб имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться между соседними выступами приводного ремня, второй шкив, конструкция которого позволяет зацепляться с поверхностью ступицы ведущего колеса, при этом второй шкив содержит корпус, конструкция которого позволяет соединение со ступицей колеса велосипеда для вращения вокруг оси вращения, при этом корпус имеет круглый наружный обод с противолежащими сторонами, зубья, продолжающиеся в осевом направлении на ширину зуба, по меньшей мере, равную ширине приводного ремня, при этом каждый зуб имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться между соседними выступами приводного ремня, и, по меньшей мере, один из первого и второго шкивов также содержит элемент для выравнивания, имеющий цилиндрическую форму, продолжающуюся между соседними окружными зубьями, при этом элемент для выравнивания имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться в канавке для выравнивания, и элемент для выравнивания расположен в радиальном направлении на расстоянии, которое позволяет элементу для выравнивания продолжаться в канавку для выравнивания на расстояние не больше глубины канавки для выравнивания, отверстие для выброса мусора, расположенное радиально внутри относительно элемента для выравнивания, между о кружными зубьями.
Еще одним объектом изобретения является шкив для использования с приводным ремнем, причем приводной ремень содержит множество разнесенных в продольном направлении выступов, каждый из которых имеет канавку для выравнивания, делящую каждый выступ на первый и второй сегменты выступа, при этом шкив содержит корпус, конструкция которого позволяет вращение вокруг оси вращения, при этом корпус имеет круглый наружный обод с противолежащими сторонами, множество окружных зубьев, продолжающихся в радиальном и осевом направлениях обода, при этом каждый зуб имеет ширину зуба, по меньшей мере, равную ширине приводного ремня, и каждый зуб имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться между соседними выступами приводного ремня; и элемент для выравнивания, имеющий форму проволоки, продолжающейся между соседними окружными зубьями, при этом элемент для выравнивания имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться в канавке для выравнивания, и элемент для выравнивания продолжается в радиальном направлении не дальше, чем окружные зубья от оси вращения, отверстие для выброса мусора, расположенное радиально внутри относительно элемента для выравнивания между окружными зубьями.
Еще одним объектом изобретения является комплект для велосипеда, содержащий приводной ремень, причем приводной ремень содержит множество разнесенных в продольном направлении внутренних выступов, каждый из которых содержит канавку для выравнивания, делящую каждый выступ на первый и второй сегменты выступа, при этом канавка для выравнивания имеет глубину канавки для выравнивания, и первый и второй шкивы, при этом каждый из первого и второго шкивов имеет конструкцию, позволяющую зацепляться с поверхностью приводного ремня, при этом, по меньшей мере, один из первого и второго шкивов содержит корпус, имеющий круглый наружный обод с противолежащими сторонами, множество окружных зубьев, продолжающихся в радиальном и осевом направлениях обода, причем каждый зуб имеет ширину, параллельную оси вращения, и каждый зуб имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться между соседними выступами приводного ремня, и цилиндрический элемент для выравнивания, продолжающийся между соседними окружными зубьями, при этом элемент для выравнивания имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться в канавке для выравнивания, и элемент для выравнивания не продолжается в радиальном направлении от оси вращения дальше окружных зубьев, при этом окружные зубья, элемент для выравнивания и канавка для выравнивания имеют такую конструкцию, что, когда элемент для выравнивания размещен в канавке для выравнивания, приводной ремень перемещается по окружным зубьям.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематичный вид в плане велосипеда, включающего в себя систему из шкива и приводного ремня;
Фиг. 2 - вид в перспективе второго шкива, представленного на Фиг. 1;
Фиг. 3 - вид в разрезе второго шкива, представленного на Фиг. 2, по линии 3-3;
Фиг. 4 - вид в перспективе разреза, представленного на Фиг. 3;
Фиг. 5 - вид в перспективе первого и второго шкивов, представленных на Фиг. 1, в зацеплении с приводным ремнем;
Фиг. 6 - вид сбоку системы из шкива и приводного ремня, представленной на Фиг. 5;
Фиг. 7 - вид в разрезе второго шкива, представленного на Фиг. 6, по линии 7-7 на Фиг. 6;
Фиг. 8 - вид в разрезе сегмента шкива, иллюстрирующий осевое смещение; и
Фиг. 9 - вид в разрезе зацепления выступа ремня и зуба шкива;
Фиг. 10 - вид в перспективе альтернативного варианта осуществления.
Подробное описание изобретения
Если не указано иное, все числа, обозначающие размеры и так далее, используемые в спецификации и формуле изобретения, следует понимать как модифицируемые во всех случаях термином "приблизительно".
В данной заявке и формуле изобретения использование единственного числа включает в себя и множественное число, если не указано иное. Кроме того, использование слова "или" означает "и/или", если не указано иное. Кроме того, использование термина "включая", а также других форм, таких как "включает в себя" и "включенный в состав", не носит ограничительного характера. Также такие термины, как "элемент" или "компонент", охватывают как элементы и компоненты, содержащие одну единицу, так и элементы и компоненты, которые содержат более одной единицы, если особо не указано иное.
Ременная приводная система, раскрытая в данном документе, может применяться в широком спектре устройств, в которых используются ременные приводы, включая мотоциклы и велосипеды, но не ограничиваясь ими. Из-за особых преимуществ ременной приводной системы при ее использовании в велосипедах ременная приводная система проиллюстрирована как используемая в велосипеде. Данный конкретный вариант осуществления не носит ограничительного характера, если только он явным образом не ограничен объемом прилагаемой формулы изобретения.
Велосипед 10, имеющий ременную приводную систему 12, схематично проиллюстрирован на Фиг. 1. Велосипед 10 включает в себя раму 14 с задним колесом 16, имеющим ступицу 18, прикрепленную к раме задним дропаутом (не показанным на чертеже). Велосипед 10 дополнительно включает в себя кривошипную систему 20. Ременная приводная система 12 включает в себя первый шкив 22, который функционально связан с кривошипной системой 20, чтобы вращаться вокруг общей оси вращения с кривошипной системой 20. Второй шкив 24 функционально связан со ступицей 18 заднего колеса, чтобы вращаться вокруг общей оси вращения. Синхронный приводной ремень 26 продолжается между первым шкивом 22 и вторым шкивом 24. Как проиллюстрировано на Фиг. 1, первый шкив 22 может иметь больший диаметр, чем второй шкив. В других вариантах осуществления шкивы могут иметь одинаковый размер, или второй шкив может иметь больший диаметр, чем первый шкив. Кроме того, один или более соосных шкивов могут быть обеспечены в непосредственной близости от первого или второго шкива, чтобы обеспечить различные передаточные отношения. Такой вариант осуществления может дополнительно включать в себя передний или задний переключатель, дающий возможность переключения между соседними шкивами. Или переключение может быть обеспечено посредством снабженной механизмом переключения задней втулки известного в данной области техники типа.
Фиг. 2 - вид в перспективе второго шкива 24, отделенного от ступицы 18 и ременной приводной системы 12. Второй шкив 24 содержит корпус 28, предназначенный для соединения со ступицей 18 заднего колеса 16 и включающий в себя круглый наружный обод 30 с противолежащими сторонами 32, 34, соединительное кольцо 36 для соединения со ступицей и множество спиц 37, продолжающихся между кольцом 36 для соединения со ступицей и круглым наружным ободом 30. Второй шкив 24 дополнительно содержит множество окружных зубьев 38. Как проиллюстрировано, окружные зубья равномерно разнесены на шаг РР шкива и продолжаются в радиальном и осевом направлениях обода. В других вариантах осуществления зубья могут иметь переменное расстояние между ними, чтобы сопрягаться с приводным ремнем, имеющим выступы с переменным расстоянием между ними.
Каждый зуб также имеет ширину (W), параллельную оси вращения. Ширина W, по меньшей мере, равна ширине приводного ремня 26, хотя в некоторых вариантах осуществления она может быть равна ширине приводного ремня, больше или меньше ширины приводного ремня. Если ширина зуба и ширина ремня, по существу, равны, чтобы довести до максимума величину силы, передаваемой между ремнем и зубом, сводя при этом к минимуму соответствующую ширину ремня и зуба, это может обеспечить преимущества. Каждый зуб 38 имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться в пространстве между соседними внутренними выступами 42 приводного ремня 26, как проиллюстрировано на Фиг. 5 и 6. В некоторых вариантах осуществления, как проиллюстрировано на Фиг. 5 и 6, зубья, по существу, заполняют пространство между соседними выступами. Этот признак может быть полезен для сведения к минимуму проскальзывания между ремнем и шкивом, если направление вращения шкива меняется на противоположное. Эти внутренние выступы разнесены на шаг ремня BP.
Второй шкив 24 включает в себя элемент 44 для выравнивания, имеющий продолговатую непрерывную форму и продолжающийся между соседними окружными зубьями. Элемент 44 для выравнивания имеет конструкцию, позволяющую ему размещаться в канавке 46 для выравнивания приводного ремня 26, которая делит каждый выступ на первый и второй сегменты выступа. Элемент 44 для выравнивания обычно содержит длинную, тонкую цилиндрическую форму, например, такую, как кусок стальной проволоки номер 19. Элемент для выравнивания предпочтительно продолжается между верхними частями соседних зубьев звездочки, на расстояние радиуса от оси вращения, который, по существу, равен радиусу вершин зубьев звездочек. Однако элемент для выравнивания также может продолжаться между соседними зубьями на радиус, который меньше радиуса вершин зубьев, но в общем случае больше, чем радиус, который составляет, по меньшей мере, половину высоты зуба. См. Фиг. 5-7. Элемент 44 размещается в канавке 76 зуба. В конкретном варианте осуществления элемент 44 для выравнивания содержит непрерывную петлю из стальной проволоки, которую "накладывают" на зубья во время изготовления. Элемент 44 можно нагревать для расширения диаметра, чтобы облегчить установку на зубья. Петлю формируют, например, с помощью точечной сварки концов отрезка проволоки. Согласно другому варианту осуществления, элемент 44 для выравнивания содержит отрезок проволоки, который зацепляется с канавками 76. "Свободные" концы проволоки заделаны в канавку 76 таким образом, что они не выступают так, чтобы это заставляло их сталкиваться с ремнем. Концы могут быть прикреплены к канавке звездочки точечным сварным швом, клеящим веществом или запрессовыванием в посадку с натягом. Проволока может иметь размеры в диапазоне от номера 14 (диаметр 2,032 мм) до номера 25 (диаметр 0,5182 мм), хотя это предложено только в качестве примеров и не имеет целью ограничить объем изобретения. Кроме того, проволока может содержать нержавеющую сталь, сталь, композиционные материалы или пластик. Элемент 44 может также содержать любое подходящее сечение, помимо цилиндрического, включая квадратное, овальное, шестиугольное, треугольное и прямоугольное, но не ограничиваясь ими. Кроме того, элемент для выравнивания не обязательно содержит проволоку, но вместо этого может содержать круглый пруток, цилиндрический пруток, квадратный пруток или другие виды металлического прутка.
Если обратиться к Фиг. 7, канавка 46 для выравнивания может иметь параллельные боковые стенки. В других вариантах осуществления боковые стенки могут быть скошенными, что облегчает размещение в них элемента 44 для выравнивания. В проиллюстрированном варианте осуществления, и как видно на Фиг. 7, канавка 46 для выравнивания делит выступы 42 на соседние и равные первый и второй сегменты выступа. Однако, первый и второй сегменты выступа могут иметь различную ширину в других вариантах осуществления. В проиллюстрированном варианте осуществления каждый зуб второго шкива 24 продолжается в направлении длины на равное расстояние от каждой стороны обода. В вариантах осуществления, где первый и второй сегменты выступа имеют разную ширину, зубья могут в общем случае иметь соответствующую разную ширину.
В проиллюстрированном варианте осуществления каждый зуб второго шкива 24 продолжается в радиальном направлении за пределы элемента 44 для выравнивания от оси 40 вращения (см. Фиг. 6); хотя в других вариантах осуществления они могут продолжаться на одинаковое расстояние, или элемент 44 для выравнивания может продолжаться дальше. В некоторых вариантах осуществления окружные зубья, элемент для выравнивания и канавка для выравнивания имеют такую конструкцию, что с элементом для выравнивания, размещенным в канавке для выравнивания, приводной ремень перемещается по окружным зубьям. В качестве альтернативы, окружные зубья, элемент для выравнивания и канавка для выравнивания могут иметь конструкцию, позволяющую им также перемещаться по элементу для выравнивания.
Фиг. 9 иллюстрирует вариант осуществления, в котором элемент для выравнивания содержит цилиндрическую проволоку, продолжающуюся между соседними зубьями 38. В этом варианте осуществления шкив имеет ширину H около 11 мм, а зубья имеют ширину около 11 мм. В некоторых вариантах осуществления ширина зубьев, по меньшей мере, равна ширине ремня на Фиг. 9, канавка имеет ширину I около 1,5 мм, и элемент для выравнивания имеет ширину J около 1,0 мм. В общем случае ширина канавки для выравнивания немного больше, чем ширина (J), чтобы обеспечить определенный зазор зацепления, но она не должна быть настолько больше, чтобы позволить ремню сдвигаться на нежелательное расстояние по ширине зуба. В общем случае, ширину канавки для выравнивания (I) сводят к минимуму, чтобы максимально увеличить часть поверхности ремня, доступную для зацепления с зубьями, и максимально увеличить поверхность для передачи сил между ними. Сведение к минимуму ширины канавки для выравнивания также сводит к минимуму вероятность попадания мусора в канавку для выравнивания. Если принять, что ширина ремня составляет около 11 мм, в некоторых вариантах осуществления ширина канавки для выравнивания (I) может составлять около 1-3 мм, в других вариантах осуществления - около 1-2 мм или около 1-1,5 мм. Элемент для выравнивания в общем случае имеет ширину примерно на 0,5 мм меньше, чем канавка для выравнивания, но это предлагается исключительно в качестве примера и не имеет целью ограничение объема изобретения.
В некоторых вариантах осуществления отношение ширины канавки для выравнивания к ширине ремня может быть равно 1:3. В других вариантах осуществления оно может составлять 1:4. В других вариантах осуществлениях оно может составлять 1:8, 1:10 или даже меньше, до предела, основанного на диаметре элемента 44 для выравнивания. Отношение ширины элемента для выравнивания к ширине зубьев может также составлять 1:3, 1:4, 1:10 или даже меньше.
Как видно на Фиг. 9, элемент 44 для выравнивания имеет такую конструкцию, что он не продолжается до дна канавки для выравнивания. В варианте осуществления, представленном на Фиг. 9, имеется расстояние (k), составляющее около 0,75 мм, между элементом для выравнивания и дном канавки для выравнивания. Данная конструкция применима, когда приводная система из ремня и шкива используется в среде, где может присутствовать мусор, такой как катание на велосипеде или мотоцикле по горам. Этот промежуток обеспечивает аккумулирование некоторого количества мусора без заполнения канавки для выравнивания, и, следовательно, без возможного сталкивания ремня со шкива. В других применениях, где аккумулирование мусора менее важно, элемент для выравнивания может быть расположен между вершинами зубьев звездочки, таким образом, что она зацепляется с канавкой для выравнивания по всей ее глубине. Однако в некоторых вариантах осуществления желательно, чтобы элемент для выравнивания не продолжался в канавку для выравнивания настолько далеко, чтобы ремень перемещался по элементу для выравнивания, а не по поверхности зуба шкива.
Если обратиться к Фиг. 8, осевое смещение 48 на выбранное расстояние (например, на 2 мм) обеспечено между соединительным кольцом 36 и ободом 30. Согласно одному из вариантов осуществления, смещение 48 обеспечено между соединительным кольцом 36 и множеством спиц 37 с помощью ступеньки, как проиллюстрировано на Фиг. 8. В качестве альтернативы, смещение может обеспечено с помощью углового смещения или любым другим способом. Назначение данного смещения таково, что при креплении соединительного кольца к ступице положение обода вдоль оси вращения может варьироваться в зависимости от того, какая из противолежащих сторон обода находится впереди во время крепления.
Первый шкив 22 имеет идентичную конструкцию круглого наружного обода 30, зубьев 38 и элемента 44 для выравнивания, но может иметь, как проиллюстрировано на Фиг. 6, другой диаметр, а также может включать в себя другую конструкцию корпуса.. Если обратиться к Фиг. 5 и 6, корпус 50 первого шкива 22 состоит из некоторого количества разнесенных в радиальном направлении продолжающихся внутрь кронштейнов 52, которые дополнительно образуют средство для функциональной связи с кривошипной системой. Эти кронштейны могут иметь смещение, аналогичное осевому смещению 48, проиллюстрированному на Фиг. 8 в отношении второго шкива 24. Отверстия 54 обеспечивают возможность крепления к кривошипной системе 20.
В некоторых вариантах осуществления приводной системы, раскрытой в данном документе, только первый шкив 22 или второй шкив 24 могут включать в себя элемент 44 для выравнивания. Также в некоторых вариантах осуществления может быть желательно, чтобы элемент для выравнивания не продолжался между всеми соседними зубьями. В некоторых вариантах осуществления с приводным ремнем может использоваться только один шкив.
При использовании в данном конкретном применении велосипеда выступы 46 синхронного приводного ремня 26 размещаются в пространстве между соседними зубьями каждого из шкивов 22, 24 - первого и второго, - при этом заднее колесо может приводиться в движение приложением силы к кривошипной системе. Выравнивание поддерживается на первом и втором шкивах 22, 24 посредством элемента 44 для выравнивания, зацепляющегося с канавкой 46 ремня для выравнивания. Таким образом, боковые элементы, или фланцы, требуемые в обычных шкивах ременных передач, используемых в велосипедах, могут быть устранены. Это дает преимущество, состоящее в уменьшении ширины шкивов, что является критичным, когда в собранном велосипеде доступно лишь малое пространство. Устранение боковых элементов дополнительно уменьшает вес шкивов, что является еще одним критическим фактором в конструкции велосипеда. Элемент для выравнивания позволяет относительное осевое перемещение (смещение) между первым и вторым шкивом, что распространено в велосипедах, рамы которых могут не быть изготовлены в точном соответствии с техническими требованиями, и в которых могут произойти повреждения рамы или шкивов, которые в противном случае заставили бы шкивы выйти из выровненного положения. Кроме того, изготовители велосипедов могут выбрать использование кривошипных систем и колес в сборе различных изготовителей, и соответствующие размеры могут немного различаться, что может вызывать некоторое смещение шкивов. Это потенциальное смещение может быть компенсировано обеспечением осевых смещений в первом и втором шкивах, как описано выше, а также посредством взаимодействия канавок для выравнивания и элементов для выравнивания. Эти преимущества могут быть использованы в других применениях, таких как мотоциклы или другие устройства, в которых используются ременные приводные системы.
Дополнительным преимуществом этой конструкции является способность к задерживанию грязи и мусора в области зубьев. Этот признак дополнительно усиливается дорожкой 56 для эвакуации мусора, которая продолжается между каждой из противолежащих сторон 32, 34 круглого наружного обода 30 и элемента 44 для выравнивания, как лучше всего видно на Фиг. 3 и 4. Отверстие 77 или промежуток для выброса мусора продолжается непосредственно радиально внутрь из элемента для выравнивания между соседними зубьями. Отверстие 77 для выброса мусора продолжается через плоскость звездочки. Плоскость звездочки продолжается по нормали к оси вращения. Отверстие 77 для выброса мусора сообщается с дорожкой 56 для выброса мусора. Дорожка для эвакуации мусора предназначена для устранения препятствий, в результате чего шкив очищается. Тонкая цилиндрическая форма элемента для выравнивания позволяет выполнять функцию выравнивания ремня, оставляя при это максимальное открытое пространство для выброса мусора между соседними зубьями. Как видно на этих чертежах, дорожка 56 для эвакуации мусора наклонена от противолежащей стороны к элементу 44 для выравнивания таким образом, что это способствует очистке от мусора и предотвращает закупоривание закраиной обода шкива. Изогнутая поверхность других конструкций для задерживания мусора также может выполнять эту функцию эвакуации.
Фиг. 10 - вид в перспективе альтернативного варианта осуществления. В альтернативном варианте осуществления выступы 80 продолжаются в радиальном направлении. Выступы 80 продолговатые и могут быть цилиндрическими или иметь любую другую подходящую форму сечения, включая овальную, прямоугольную или квадратную. Радиальное направление может включать в себя любой угол, равный нулю градусов, по отношению к линии, продолжающейся по нормали к оси вращения, до линии, приближающейся к касательной, пересекающей упомянутое радиальное направление, но не параллельной ему. Отсюда, диапазон упомянутого угла составляет до 90 градусов, но не равен 90 градусов. Выступ 80 продолжается между соседними зубьями 38. Выступы 80 продолжаются до высоты, которая, по существу, такая же, как и высота в радиальном направлении элемента 44 для выравнивания от оси вращения 40, см. "L" на Фиг. 9. Выступы 80 совместно зацепляются с канавкой 76 в ремне 26, чтобы удерживать ремень 26 выровненным на звездочке 22 и звездочке 24. Выступы 80 могут быть использованы на обеих звездочках 22 и 24, или только на одной звездочке.
Различные варианты осуществления раскрытого изобретения также могут включать в себя сочетания различных элементов, упомянутых в формуле изобретения, как если бы каждый зависимый формулы изобретения представлял собой пункт, зависящий от другого зависимого пункта, включающий в себя ограничения каждого из предшествующих зависимых пунктов формулы изобретения, а также независимых пунктов формулы изобретения. Такие сочетания в явной форме находятся в рамках объема раскрытого изобретения.
В то время как изобретение было, в частности, показано и описано со ссылками на некоторое количество вариантов осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что изменения формы и деталей могут быть выполнены в отношении различных вариантов осуществления, раскрытых в данном документе, без отступления от сущности и объема изобретения, и что различные варианты осуществления, раскрытые в данном документе, не носят ограничительного характера в отношении объема формулы изобретения. Все ссылки, использованные в данном документе, включены полностью посредством ссылок.
1. Система из шкива и приводного ремня, содержащая:
приводной ремень, содержащий множество разнесенных в продольном направлении выступов, каждый из которых имеет канавку для выравнивания, делящую выступ на первый и второй сегменты выступа и имеющую глубину канавки для выравнивания; и
по меньшей мере, один шкив, выполненный с возможностью зацепления с поверхностью приводного ремня и содержащий:
корпус, выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения и имеющий круглый наружный обод с противолежащими сторонами;
множество окружных зубьев, проходящих в радиальном и осевом направлениях обода, причем каждый зуб имеет ширину зуба и выполнен с возможностью размещения между соседними выступами приводного ремня; и
элемент для выравнивания, имеющий удлиненную бесконечную форму и проходящий между вершинами соседних окружных зубьев, при этом элемент выполнен с возможностью его размещения в канавке для выравнивания и проходит в радиальном направлении от оси вращения не дальше окружных зубьев, а по радиусу внутрь элемента для выравнивания между окружными зубьями расположено отверстие для выброса мусора,
при этом окружные зубья, элемент для выравнивания и канавка для выравнивания имеют такую конфигурацию, что, когда элемент для выравнивания размещен в канавке для выравнивания, приводной ремень перемещается по окружным зубьям.
2. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, в которой дополнительно окружные зубья, выравнивающий элемент и канавка для выравнивания имеют такую конфигурацию, что, когда элемент для выравнивания размещен в канавке для выравнивания, приводной ремень также перемещается по элементу для выравнивания.
3. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, дополнительно содержащая дорожку для эвакуации мусора, которая проходит между, по меньшей мере, одной из противолежащих сторон наружного обода и элементом для выравнивания, где дорожка для эвакуации мусора свободна от препятствий.
4. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, в которой дополнительно канавки для выравнивания проходят в продольном направлении приводного ремня и элемент для выравнивания проходит, по существу, перпендикулярно ширине зубьев.
5. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, в которой канавка для выравнивания находится в центре выступа и каждый зуб проходит в направлении ширины на равное расстояние от каждой стороны обода.
6. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, в которой каждый зуб проходит в радиальном направлении за элемент для выравнивания от оси вращения.
7. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, в которой корпус упомянутого, по меньшей мере, одного шкива дополнительно содержит множество спиц между ободом и соединительным кольцом, при этом между соединительным кольцом и ободом имеется осевое смещение на выбранное расстояние, в результате чего после прикрепления соединительного кольца к вращающемуся элементу положение обода вдоль оси вращения может меняться в зависимости от того, какая из противолежащих сторон обода является ведущей.
8. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, содержащая, по меньшей мере, два шкива.
9. Система из шкива и приводного ремня по п. 8, в которой шкивы имеют разные диаметры.
10. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, в которой дополнительно приводной ремень имеет ширину приводного ремня и канавка для выравнивания имеет ширину канавки для выравнивания, которая меньше, чем 1/3 ширины приводного ремня.
11. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, в которой приводной ремень имеет ширину приводного ремня и канавка для выравнивания имеет ширину канавки для выравнивания, которая меньше, чем 1/4 ширины приводного ремня.
12. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, в которой дополнительно приводной ремень имеет ширину приводного ремня и канавка для выравнивания имеет ширину канавки для выравнивания, которая меньше 1/8 ширины приводного ремня.
13. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, в которой дополнительно приводной ремень имеет ширину приводного ремня и канавка для выравнивания имеет ширину канавки для выравнивания, которая меньше, чем 1/10 ширины приводного ремня.
14. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, дополнительно содержащая зазор между шириной канавки для выравнивания и шириной элемента для выравнивания.
15. Система из шкива и приводного ремня по п. 1, в которой ремень имеет ширину около 11 мм.
16. Самовыравнивающаяся система из шкива и приводного ремня, содержащая:
приводной ремень, содержащий множество разнесенных в продольном направлении выступов, каждый из которых имеет канавку для выравнивания, делящую выступ на первый и второй сегменты выступа и имеющую глубину канавки для выравнивания; и,
по меньшей мере, один шкив, выполненный с возможностью зацепления с приводным ремнем и содержащий:
корпус, выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения и имеющий круглый наружный обод с противолежащими сторонами;
множество окружных зубьев, проходящих в радиальном и осевом направлениях от обода, причем каждый зуб имеет ширину зуба, параллельную оси вращения, и выполнен с возможностью размещения между соседними выступами приводного ремня;
элемент для выравнивания, имеющий непрерывную удлиненную форму и проходящий по радиусу между соседними окружными зубьями, при этом элемент для выравнивания выполнен с возможностью размещения в канавке для выравнивания и расположен по радиусу на расстоянии, которое позволяет элементу для выравнивания проходить в канавку для выравнивания на расстояние, которое не превышает глубину канавки для выравнивания; и
отверстие для выброса мусора, расположенное по радиусу внутри элемента для выравнивания между окружными зубьями.
17. Велосипед, содержащий:
кривошипную систему;
ступицу заднего колеса; и
систему из шкива и приводного ремня, функционально связанную с кривошипной системой и ступицей заднего колеса, при этом система из шкива и приводного ремня содержит:
приводной ремень, содержащий множество разнесенных в продольном направлении выступов, каждый из которых имеет канавку для выравнивания, делящую каждый выступ на первый и второй сегменты выступа;
первый шкив, выполненный с возможностью зацепления с поверхностью приводного ремня и содержащий:
корпус, выполненный с возможностью соединения с кривошипной системой велосипеда для вращения вокруг оси вращения, при этом корпус имеет круглый наружный обод с противолежащими сторонами;
множество окружных зубьев, проходящих в радиальном и осевом направлениях обода, причем зубья проходят в осевом направлении на ширину зуба, по меньшей мере, равную ширине приводного ремня, и каждый зуб выполнен с возможностью размещения между соседними выступами приводного ремня;
второй шкив, выполненный с возможностью зацепления с поверхностью приводного ремня и содержащий:
корпус, выполненный с возможностью соединения со ступицей колеса велосипеда для вращения вокруг оси вращения, причем корпус имеет круглый наружный обод с противолежащими сторонами;
множество окружных зубьев, проходящих в радиальном и осевом направлениях обода, причем зубья проходят в осевом направлении на ширину зуба, по меньшей мере, равную ширине приводного ремня, и каждый зуб выполнен с возможностью размещения между соседними выступами приводного ремня; и,
по меньшей мере, один из первого и второго шкивов дополнительно содержит элемент для выравнивания в форме проволоки, проходящей между соседними окружными зубьями, при этом элемент для выравнивания выполнен с возможностью размещения в канавке для выравнивания и по радиусу внутри элемента для выравнивания между окружными зубьями расположено отверстие для выброса мусора.
18. Шкив для использования с приводным ремнем, содержащим множество разнесенных в продольном направлении выступов, каждый из которых имеет канавку для выравнивания, делящую каждый выступ на первый и второй сегменты выступа, причем шкив содержит:
корпус, выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения и имеющий круглый наружный обод с противолежащими сторонами;
множество окружных зубьев, проходящих в радиальном и осевом направлениях обода, причем зубья проходят в осевом направлении на ширину зуба, по меньшей мере, равную ширине приводного ремня, и каждый зуб выполнен с возможностью размещения между соседними выступами приводного ремня; и
элемент для выравнивания в форме проволоки, проходящий между вершинами соседних окружных зубьев и выполненный с возможностью размещения в канавке для выравнивания, причем элемент для выравнивания проходит в радиальном направлении от оси вращения не дальше окружных зубьев, а по радиусу внутри элемента для выравнивания между окружными зубьями расположено отверстие для выброса мусора.
19. Шкив для использования с приводным ремнем по п. 18, который дополнительно содержит дорожку для эвакуации мусора, которая проходит между, по меньшей мере, одной из противолежащих сторон наружного обода и элементом для выравнивания и которая свободна от препятствий.
20. Шкив для использования с приводным ремнем по п. 18, в котором ширина элемента для выравнивания меньше 1/3 ширины зубьев.
21. Шкив для использования с приводным ремнем по п. 18, в котором дополнительно ширина элемента для выравнивания меньше 1/4 ширины зубьев.
22. Шкив для использования с приводным ремнем по п. 18, в котором дополнительно ширина элемента для выравнивания меньше 1/8 ширины зубьев.
23. Шкив для использования с приводным ремнем по п. 18, в котором дополнительно ширина элемента для выравнивания меньше 1/10 ширины зубьев.
