PL196301B1 - Urządzenie do zmiany prędkości roweru - Google Patents

Abstract

1. Urz adzenie do zmiany pr edko sci roweru obejmuj ace nap edza- ne ko lo la ncuchowe przejmuj ace si le nap edow a od nap edzaj acego ko la la ncuchowego, zespó l zmiany pr edko sci zawieraj acy: korpus przymocowany do jednej strony nap edzanego ko la la ncuchowego i wiele zainstalowanych w nim z ebatych kó l planetarnych, oraz sprz e- g lo, steruj acy zapadkami pier scie n i tarcz e piasty, znamienny tym, ze zespó l zmiany pr edko sci posiada co najmniej dwa z ebate ko la s loneczne (231, 232) zaz ebione ze stopniami kó l planetarnych (220) z z ebami zapadkowymi (231a, 232a) na ich wewn etrznych powierzch- niach obwodowych wraz z pier scieniem z ebatym (240) zaz ebionym z drugiej strony z ko lami planetarnymi (220), oraz obejmuje zespó l wyj scia, który zawiera skorup e piasty (310) przekazuj ac a si le nap edow a na tylne ko lo za pomoc a korpusu (210) i pier scienia z ebatego (240) oraz sprz eg lo (320), zamontowane pomi edzy pier scieniem z ebatym (240) i skorup a piasty (310), oraz zespó l steruj acy zmianami pr edko sci zawieraj acy: wa lek piasty (410) posiadaj acy sekcj e ustawienia zapa- dek (411), co najmniej dwa zestawy zapadek (421, 422), które blokuj a si e lub odblokowuj a si e na z ebach zapadkowych (231a, 232a) co najmniej dwóch kó l s lonecznych (231, 232), przy czym steruj acy zapadkami pier scie n (430) steruje po lo zeniem co najmniej dwóch zestawów zapadek (421, 422), a tarcza przekazuj aca (450) posiada rowek (451) wzd lu z zewn etrznego swojego obwodu, przy czym na jej zewn etrznym obwodzie ukszta ltowane jest wybranie zaczepowe (452), w celu przekazywania po lo zenia steruj acego zapadkami pier scie- nia (430) poprzez zespó l po sredni (440), spr ezyn e (460) do przywraca- nia pierwotnego po lo zenia tarczy przekazuj acej (450), oraz zespó l dystan- sowy (470) umo zliwiaj acy swobodny obrót tarczy przekazuj acej (450). PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotowy wynalazek dotyczy urządzenia do zmiany prędkości roweru, a precyzyjniej, urządzenia przekładniowego do rowerów i innych urządzeń z zastosowaniem kół łańcuchowych i łańcuchów, tj. urządzenia do zmiany prędkości roweru, które zmienia prędkość roweru za pomocą wewnętrznych kół zębatych wewnątrz piasty tylnego koła, i do sterowania tymi wewnętrznymi kołami za pomocą sterowników zamontowanych na wałku piasty tak, że rower zachowuje dobry wygląd, a operowanie zmianą prędkości jest wygodne, zmiana prędkości w wyniku operacji jest natychmiastowa, ponadto zmiana prędkości jest słabo słyszalna, a stopniowanie prędkości można z łatwością rozbudowywać.

Na ogół urządzenia do zmiany prędkości (przekładniowe) instaluje się na pedały w rowerach, oraz czasami w wózkach inwalidzkich i samochodach-zabawkach.

W konwencjonalnych przekładniach rowerowych z boku środkowej części ramy i tylnego koła montowane są o różnych średnicach koła łańcuchowe oraz łańcuch, który łączy przednie i tylne koła łańcuchowe. Prędkość jest zmienna, uzyskiwana poprzez zmianę sprzężenia pomiędzy kołami łańcuchowymi.

Konwencjonalne przekładnie rowerowe mają jednak kilka niedogodności. Posiadają zbyt duże gabaryty wskutek dużej liczby zamontowanych dużych kół łańcuchowych. Ponadto zmianie prędkości w rowerze towarzyszy hał as i zderzenia części rowerowych.

W związku z powyższymi wadami opracowano przekładnię, opartą na wewnętrznych kołach zębatych, która jest zainstalowana w piaście tylnego koła. Przekładnia taka wraz z kołami wewnętrznymi stanowi urządzenie, w którym małe koła zębate i środki do ich sterowania rozmieszczone są w skorupie piasty tak, że dla zmiany prędkości roweru zmienia się zazębienie tych kół.

W szczególności z amerykańskich opisów patentowych US 6.010 425 i US 6 039 671 znane są tego rodzaju urządzenia do zmiany prędkości roweru, posiadające napędzane koło łańcuchowe przejmujące siłę napędową od napędzającego koła łańcuchowego, zespół zmiany prędkości zawierający: korpus przymocowany do jednej strony napędzanego koła łańcuchowego i wiele zainstalowanych w nim zębatych kół planetarnych, oraz sprzęgło, sterujący zapadkami pierścień i tarczę piasty.

Przykładem przekładni, opartej na wewnętrznych kołach zębatych, jest też piasta z przekładnią z wewnę trznymi koł ami zę batymi stosowana do rowerów i przedstawiona w japoń skiej publikacji wył ożeniowego opisu patentowego No Hei 7-10069.

Jednakże powyżej opisana przekładnia (podobnie jak przekładnie ujawnione w amerykańskich opisach patentowych US 6 010 425 i US 6 039 671) odznacza się niedogodnością, która jest następstwem zainstalowania zapadek parami naprzeciwko siebie. Z tego względu, kiedy rowerzysta operuje dźwignią w celu zmiany prędkości roweru, efekt tej operacji jest opóźniony aż do chwili zadziałania jednej z zapadek. W najgorszym przypadku efekt tej operacji wystąpi dopiero po półobrocie koła.

Jakkolwiek powyższa wada może zostać trochę złagodzona przy zastosowaniu większej liczby zapadek, to wymaga to jednak zmiany kształtu tulei sterującej, a także kształtu występu do unieruchamiania kół, co znacznie ogranicza z kolei zwiększanie liczby zapadek.

Nawet wtedy, kiedy zapadki nie pracują, pomiędzy zapadkami i tuleją sterującą występuje tarcie. Tarcie to wywołuje hałas i ścieranie powierzchni, co także jest słabością tej przekładni.

Co więcej, przy uzyskiwaniu większej liczby stopni zmiany prędkości poprzez umieszczenie w tej przekł adni wię kszej liczby przekładni planetarnych, powy ż sze wady stają się jeszcze bardziej znaczące.

Celem przedmiotowego wynalazku jest wykonanie urządzenia do zmiany prędkości roweru, które zmienia prędkość roweru za pomocą wewnętrznych kół zębatych wewnątrz piasty tylnego koła, zapewnienie sterowania tymi wewnętrznymi kołami zębatymi za pomocą sterowników zamontowanych na wałku piasty w sposób zapewniający dobry wygląd roweru, wygodne operowanie zmianą prędkości, natychmiastową zmianę prędkości w rezultacie wykonania czynności w tym zakresie, słaby odgłos przy zmianie prędkości roweru, a nadto łatwość uzyskiwania stopniowania prędkości poprzez jego rozbudowywanie.

Zgodnie z pierwszym z powyższych celów, urządzenie do zmiany prędkości roweru obejmujące napędzane koło łańcuchowe przejmujące siłę napędową od napędzającego koła łańcuchowego, zespół zmiany prędkości zawierający: korpus przymocowany do jednej strony napędzanego koła łańcuchowego i wiele zainstalowanych w nim zębatych kół planetarnych, oraz sprzęgło, sterujący zapadkami pierścień i tarczę piasty, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zespół zmiany prędkości

PL 196 301 B1 posiada co najmniej dwa zębate koła słoneczne, zazębione ze stopniami kół planetarnych z zębami zapadkowymi na ich wewnętrznych powierzchniach obwodowych wraz z pierścieniem zębatym zazębionym z drugiej strony z kołami planetarnymi, oraz obejmuje zespół wyjścia, który zawiera skorupę piasty przekazującą siłę napędową na tylne koło za pomocą korpusu i pierścienia zębatego oraz sprzęgło, zamontowane pomiędzy pierścieniem zębatym i skorupą piasty, oraz zespół sterujący zmianami prędkości zawierający: wałek piasty posiadający sekcję ustawienia zapadek, co najmniej dwa zestawy zapadek, które blokują się lub odblokowują się na zębach zapadkowych co najmniej dwóch kół słonecznych, przy czym sterujący zapadkami pierścień steruje położeniem co najmniej dwóch zestawów zapadek, a tarcza przekazująca posiada rowek wzdłuż zewnętrznego swojego obwodu, przy czym na jej zewnętrznym obwodzie ukształtowane jest wybranie zaczepowe, w celu przekazywania położenia sterującego zapadkami pierścienia poprzez zespół pośredni, sprężynę do przywracania pierwotnego położenia tarczy przekazującej, oraz zespół dystansowy umożliwiający swobodny obrót tarczy przekazującej.

Korzystnie na wewnętrznej powierzchni sterującego zapadkami pierścienia ukształtowane są rowki, przeważnie ukształtowane w różnych odstępach kątowych względem osi środkowej, korzystnie symetryczne względem osi środkowej.

Korzystnie rowki te składają się naprzemian z uskoków ukośnych i uskoków kątowych.

Zapadki są korzystnie zamontowane w sekcji ustawienia zapadek wałka piasty, w równych odstępach kątowych i zawierają część cofniętą umieszczoną wewnątrz sterującego zapadkami pierścienia, oraz część wysuniętą, która blokuje się i odblokowuje się na zębach zapadkowych ukształtowanych na wewnętrznych powierzchniach obwodowych kół słonecznych.

Zapadki, które blokują względnie daleko od sterującego zapadkami pierścienia, korzystnie zawierają także część wydłużoną, cieńszą od pozostałej części zapadki, co zapobiega zaczepianiu zapadki o inne elementy.

Zespół pośredni korzystnie zawiera wielowypust, ukształtowany na jednej stronie sterującego zapadkami pierścienia, element łączący współpracujący z wielowypustem, w którym znajduje się rowek sprzęgowy i pierścień palcowy umieszczony w rowku sprzęgowym, przekazujący moment obrotowy we współpracy z wielowypustem tarczy, ukształtowanym w tarczy przekazującej.

Zespół dystansowy korzystnie zawiera element utrzymujący pierścień łożyskowy zamontowany pomiędzy korpusem i elementem osadczym, stałą tarczę zamocowaną do wałka piasty oraz wiele kołków dystansowych przymocowanych do stałej tarczy i stykających się z elementem osadczym przez przelotowe rowki łukowe w tarczy przekazującej, przy czym element osadczy jest zamontowany obrotowo i posiada otwór przelotowy.

Przy więcej niż dwóch zestawach zapadek, urządzenie korzystnie posiada wiele sterujących zapadkami pierścieni, usytuowanych pomiędzy poszczególnymi zestawami zapadek.

Sprzęgło zawiera korzystnie pierścień sprzęgłowy, zawierający grupę wałeczków oraz skośne wybrania, ukształtowane na zewnętrznym obwodzie korpusu i pierścienia zębatego, pierwszą zapadkę, umieszczoną w przestrzeni pomiędzy kołami planetarnymi oraz pierścieniowy uzębiony element, ukształtowany na obwodzie wewnętrznej powierzchni skorupy piasty, drugą zapadkę umieszczoną w przestrzeni pomię dzy koł ami planetarnymi, pierś cień zę baty zazę biony jednocześ nie z koł ami planetarnymi i drugą zapadką, zamontowany na zewnątrz drugiej zapadki, oraz trzecią zapadkę umieszczoną pomiędzy pierścieniem zębatym i skorupą piasty.

Zespół pośredni korzystnie zawiera kołek przymocowany z jednej strony do sterującego zapadkami pierścienia, przy czym kołek połączony jest z tarczą przekazującą poprzez tarczę pośrednią, umieszczoną pomiędzy sterującym zapadkami pierścieniem i tarczą przekazującą.

Wynalazek zostanie bliżej omówiony na podstawie przykładów wykonania, pokazanych na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia częściowy przekrój wzdłużny piasty z przekładnią do rowerów ze stanu techniki, fig. 2A do 2 C przedstawiają schematycznie przekroje poprzeczne części sterującej zmianami prędkości, dla wszystkich, znanych ze stanu techniki, przełożeń przekładni do rowerów, fig. 3 przedstawia przekrój wzdłużny przekładni według przedmiotowego wynalazku, fig. 4 przedstawia przekrój poprzeczny płaszczyzną oznaczoną A-A' na fig. 3, fig. 5 przedstawia przekrój poprzeczny zespołu sterującego zmianami prędkości według przedmiotowego wynalazku, fig. 6 przedstawia widok perspektywiczny zespołu sterującego zmianami prędkości według przedmiotowego wynalazku, fig. 7 przedstawia eksplodujący rysunek w widoku perspektywicznym zespołu sterującego zmianami prędkości według przedmiotowego wynalazku, fig. 8 przedstawia przekrój wzdłużny przekładni według innego wykonania przedmiotowego wynalazku, fig. 9A przedstawia schematycznie przekrój poprzecz4

PL 196 301 B1 ny zespołu sterującego zmianami prędkości według przedmiotowego wynalazku, w położeniu dla niskiej prędkości, fig. 9B przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny zespołu sterującego zmianami prędkości według przedmiotowego wynalazku, w położeniu dla średniej prędkości, fig. 9C przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny zespołu sterującego zmianami prędkości według przedmiotowego wynalazku, w położeniu dla wysokiej prędkości, fig. 10 przedstawia przekrój wzdłużny przekładni według trzeciego wykonania przedmiotowego wynalazku, fig. 11 przedstawia przekrój wzdłużny przekładni według czwartego wykonania przedmiotowego wynalazku.

Jak pokazano na fig. 1, znana przekładnia z wewnętrznymi kołami zębatymi zawiera część 10 do zmiany prędkości, złożoną z wałka piasty 6 korpusu napędzającego 2, swobodnie obracanej piasty 1 i co najmniej dwóch zębatych kół słonecznych 12, 13, które zazębiają się z co najmniej dwoma kołami zębatymi, oraz części sterującej 20, która steruje częścią 10 do zmiany prędkości poprzez przekazywanie ruchu obrotowego wielu zębatych kół słonecznych 12, 13, która składa się z jednokierunkowego środka napędzającego 7, zainstalowanego pomiędzy korpusem napędzającym 2 i piastą 1 umożliwiając obrót piasty 1 wokół korpusu napędzającego 2, przy czym pierścieniowy element zębaty 1c zamocowany do piasty 1 zazębia się z planetarnymi kołami zębatymi.

Przekładnia ta może zmieniać prędkość roweru w trzech położeniach. W położeniu dla niskiej prędkości siła napędzająca z korpusu napędzającego 2 przekazywana jest za pomocą sterowania częścią sterującą 20 na piastę 1 poprzez jednokierunkowy środek napędzający 7. Ponadto, w co najmniej dwóch położeniach dla wysokiej prędkości siła napędzająca z korpusu napędzającego 2 przekazywana jest wraz ze zwiększeniem prędkości na pierścieniowy element zębaty 1c poprzez planetarne koła zębate 11.

Mianowicie, w położeniu niskiej prędkości, siła napędzająca z korpusu napędzającego 2 jest przenoszona bezpośrednio na piastę 1 poprzez jednokierunkowy środek napędzający 7. Kiedy jednak rowerzysta steruje częścią sterującą 20, jedno z zębatych kół słonecznych 12, 13 unieruchamia się selektywnie. Korpus napędzający 2 w tym położeniu obraca się, a pierścieniowy element zębaty 1c obraca się wraz z planetarnymi kołami zębatymi 11, zazębionymi z selektywnie unieruchomionym kołem słonecznym.

W takim przypadku prędkość zależ y od przełożenia zębatego pomiędzy unieruchomionym zębatym kołem słonecznym, planetarnymi kołami zębatymi 11 i pierścieniowym elementem zębatym 1c. Ponieważ unieruchomione zębate koło słoneczne ma dużo więcej zębów, niż planetarne koła zębate 11, prędkość planetarnych kół zębatych 11, które obiegają nieruchome koło słoneczne, przewyższa prędkość jednokierunkowego środka napędzającego 7 i wobec tego możliwe staje się podwyższenie prędkości.

Działanie części sterującej 20, pokazane na fig. 2A do 2C, wynika z współpracy zapadek 12a, 13a, które są zamontowane z boków kół słonecznych 12, 13, występu 6a do unieruchamiania kół, i tulei sterującej 21. Każdy krok przy zmianie prędkości dokonuje się poprzez unieruchomienie koła słonecznego za pomocą zapadek 12a, 13a, blokowanych w tulei sterującej 21, lub poprzez uwalnianie od zapadek 12a, 13a koła słonecznego.

W położeniu niskiej prędkości, jak pokazano na fig. 2A, obie zapadki 12a, 13a są wypchnięte z tulei sterującej 2 i za pomocą występu 6a unieruchamiającego koła.

Jednak w pierwszym położeniu dla wysokiej prędkości, jak pokazano na fig. 2B, koło słoneczne 13 obraca się, ponieważ zapadka 12a blokuje tuleję sterującą 21. Tak więc części planetarnych kół zębatych 11 o większej średnicy zazębiają się z unieruchomionym kołem słonecznym 12.

Natomiast kiedy druga zapadka 13a blokuje tuleję sterującą 21, drugie koło słoneczne 12 obraca się tak, że części o mniejszej średnicy w planetarnych kołach zębatych 11 zazębiają się z unieruchomionym kołem słonecznym 13, jak pokazano na fig. 2C. Stanowi to drugie położenie dla wysokiej prędkości.

Jak pokazano na rysunku fig. 3 i fig. 4 urządzenie do zmiany prędkości roweru według przedmiotowego wynalazku obejmuje, głównie, napędzane koło łańcuchowe 100 otrzymujące siłę napędzającą od napędzającego koła łańcuchowego (nie pokazanego na rysunku), zespół zmiany prędkości, zespół wyjścia i zespół sterujący zmianami prędkości.

Zespół zmiany prędkości zawiera korpus 210, przymocowany do jednej strony napędzanego koła łańcuchowego 100, ma wiele zainstalowanych na nim zębatych kół planetarnych 220, posiada co najmniej dwa zębate koła słoneczne 231, 232, (z wewnętrznymi zębami zapadkowymi 231a, 232a ukształtowanymi na obwodzie ich wewnętrznych powierzchni), zazębione odpowiednio ze stopniowaPL 196 301 B1 nymi kołami planetarnymi 220 oraz ma pierścień zębaty 240 zazębiony z drugimi stronami kół planetarnych 220.

Zespół wyjścia zawiera skorupę piasty 310, która przekazuje siłę napędzającą za pośrednictwem korpusu 210 i pierścienia zębatego 240 oraz sprzęgło 320, które pośredniczy w selektywnym przekazywaniu siły napędzającej i jest zamontowane pomiędzy korpusem 210 i skorupą piasty 310 oraz pomiędzy pierścieniem zębatym 240 i skorupą pasty 310.

Zespół sterujący zmianami prędkości zawiera wałek piasty 410, który posiada sekcję ustawienia zapadek 411, ma co najmniej dwa zestawy zapadek 421, 422, które blokują się lub odblokowują na zębach zapadkowych 231a i 232a kół słonecznych, sterujący zapadkami pierścień 430, który steruje położeniem zestawów zapadek 421, 422, tarczą przekazującą 450 z rowkiem 451 wzdłuż jej zewnętrznego obwodu i wybraniem zaczepowym 452 (fig. 5) ukształtowanym w określonym miejscu na jej zewnętrznym obwodzie, w celu zmiany położenia sterującego zapadkami pierścienia 430 za pomocą zespołu pośredniego 440, sprężynę 460 do przywracania położenia tarczy przekazującej 450 do położenia pierwotnego oraz zespół dystansowy 470, który umożliwia swobodny obrót tarczy przekazującej 450.

W tym przykładowym wykonaniu wynalazku sprzęgło 320 zawiera pierścień sprzęgła, w którym rozmieszczone są wałeczki, a na zewnętrznej powierzchni korpusu 210 i pierścienia zębatego 240 wykonane są ukośne wgłębienia 241. Tak więc korpus 210 (lub pierścień zębaty 240) i skorupa piasty 310 obracają się jako jeden element po zablokowaniu poprzez względne przemieszczenie pierścienia sprzęgła.

Zależnie od okoliczności, pierścień sprzęgła i ukośne wgłębienia 241 można zastąpić zębami zapadkowymi i zapadkami.

Jak pokazano na rysunku fig. 5 i fig. 6, na wewnętrznej powierzchni pierścienia 430, sterującego zapadkami, są wykonane symetrycznie względem osi środkowej rowki, wykonane w celu sterowania położeniem zapadek 421, 422.

Rowki te posiadają uskoki ukośne 431 i uskoki kątowe 432, przy czym uskoki ukośne 431 i uskoki ką towe 432 są wykonane naprzemiennie na wewnę trznej powierzchni pierś cienia 430.

Jakkolwiek rowki te ukształtowane są w różnych odstępach, to zapadki 421, 422 zamontowane są w takich samych odstępach względem siebie w sekcji ustanowienia zapadek 411 tak, że tylko jeden zestaw jest, jednorazowo, selektywnie sterowany.

Zapadki 421, 422, jak pokazano na fig. 7, składają się z części cofniętych 421a, 422a, umieszczonych wewnątrz sterującego zapadkami pierścienia 430, oraz z części wysuniętych 421b, 422b, które blokują się lub odblokowują się na zębach zapadkowych 231a, 232a, ukształtowanych na wewnętrznych powierzchniach kół słonecznych 231, 232.

Zapadka 422, umieszczona względnie daleko od pierścienia 430, zawiera ponadto część wydłużoną 422c, która jest cieńsza od korpusu zapadki i zapobiega blokowaniu się zapadki 422 na innych elementach.

Odtąd pierwsza zapadka 421 oznacza zapadkę 421, która współpracuje z pierwszym kołem słonecznym 231, umieszczonym bliżej sterującego zapadkami pierścienia 430, a druga zapadka 422 oznacza zapadkę 422, która współpracuje z drugim kołem słonecznym 232, dla udogodnienia dalszego objaśnienia wynalazku.

Zespół pośredni 440 obejmuje: wielowypust 433, utworzony po jednej stronie pierścienia 430, element łączący 441 współpracujący z wielowypustem 433, wykonany w tym elemencie łączącym 441 rowek sprzęgowy 441a oraz obejmuje pierścień palcowy 442, umieszczony w rowku sprzęgowym 441 a, który pośredniczy w przekazywaniu momentu obrotowego po sprzęgnięciu z wielowypustem 453, wykonanym w tarczy przekazującej 450.

Zespół dystansowy 470 obejmuje element osadczy 471, który utrzymuje w stanie zamontowanym łożysko usytuowane pomiędzy korpusem 210 i elementem osadczym 471, obejmuje stałą tarczę 472 umocowaną do wałka piasty 410 oraz wiele kołków dystansowych 473 zamocowanych do stałej tarczy 472 i stykających się z elementem osadczym 471 poprzez ł ukowe rowki przelotowe 454, wykonane w tarczy przekazującej 450.

Element osadczy 471 jest obrotowy i posiada otwór przelotowy 471 a, wykonany w celu usprawnienia ruchu obrotowego zespołu pośredniego 440.

PL 196 301 B1

Figura 8 przedstawia przekrój wzdłużny przekładni według innego wykonania przedmiotowego wynalazku. Urządzenie to zawiera koła planetarne 220 o konstrukcji trójstopniowej, trzy koła słoneczne 231, 232, 233 zazębione odpowiednio z różnymi stopniami kół planetarnych 220 oraz ma rozbudowany zespół sterujący zmianami prędkości do sterowania zmianami prędkości w czterech położeniach.

W przypadku wystę powania wię cej niż dwóch zestawów zapadek, pomię dzy zestawami zapadek jest zainstalowanych wiele pierścieni, które sterują tymi zapadkami.

Inne elementy są takie same, jak w uprzednio opisanym wykonaniu, niezależnie od ewentualnych zmian ich kształtów.

Jak opisano powyżej, według przedmiotowego wynalazku, możliwa jest rozbudowa ilości przełożeń. Ponadto, ponieważ właściwe sterowanie zmianami prędkości ma miejsce w zespole sterującym zapadkami, praktycznie nie ma ograniczeń przy zwiększaniu ilości stopni zmiany prędkości.

Wobec powyższego możliwe są więcej, niż cztery stopnie zmiany prędkości.

Działanie i efekty urządzenia do zmiany prędkości roweru, o powyżej opisanej budowie, według przedmiotowego wynalazku, zostaną opisane poniżej.

Wszystkie stopnie przełożenia prędkości, a mianowicie położenia dla niskiej prędkości, średniej prędkości i wysokiej prędkości zostaną opisane w odniesieniu do pierwszego wykonania przedmiotowego wynalazku przedstawionego na fig. 3 do 7 oraz fig. 9A do 9C.

1. Położenie dla niskiej prędkości.

W poło ż eniu dla niskiej prę dkości, jak pokazano na fig. 9A, zarówno pierwsze zapadki 421 jak i drugie zapadki 422 znajdują się poza rowkami 431, 432 sterują cego zapadkami pierś cienia 430, tj. nie są zazębione ani z pierwszym kołem słonecznym 231 ani z drugim kołem słonecznym 232.

Kiedy obraca się przy pedałowaniu napędzane koło łańcuchowe 100, następuje także obrót przymocowanego do niego korpusu 210. Siła napędzająca z korpusem 210 przekazywana jest za pośrednictwem sprzęgła 320 na skorupę piasty 310.

W tym stanie koł a planetarne 220 zazę bione z koł ami s ł onecznymi 231, 232, obracaj ą się swobodnie tj. „na luzie z korpusem 210, gdyż koła słoneczne 231, 232 znajdują się w stanie wolnym.

2. Położenie dla średniej prędkości.

W położeniu dla średniej prędkości zespół sterujący zmianami prędkości jest ustawiony tak, jak pokazano na fig. 9B. Kiedy rowerzysta operuje dźwignią (nie pokazaną) tarcza przekazująca 450 obraca się o pewien kąt, ze względu na jej połączenie z dźwignią za pomocą środków łączących, takich jak drut.

Kiedy tarcza przekazująca 450 obraca się o pewien kąt, pierścień palcowy 442 połączony z wielowypustem tarczy 453 w tarczy przekazującej 450, takż e obraca się i powoduje obrót pierścienia 430, który steruje zapadkami.

Pierwsza zapadka 421 układa się na uskoku ukośnym 431 i wystaje na zewnątrz. W rezultacie pierwsza zapadka 421 zazębia się z zębami zapadkowymi 231a pierwszego koła słonecznego 231.

W tym czasie druga zapadka 422 wystaje trochę , ale nie cał kowicie, co jest korzystne przy dalszym obrocie sterującego zapadkami pierścienia 430, gdyż wytwarza mało hałasu.

W powyż ej opisanym położeniu dla średniej prędkości, kiedy napę dzane koło łańcuchowe 100 obraca się na skutek pedałowania, korpus 210 połączony z kołem łańcuchowym 100 także obraca się. Obracają się także koła planetarne 220, ale ponieważ w tym przypadku zazębione części o dużej średnicy (pierwszy stopień) kół planetarnych 220 są zazębione z unieruchomionym przez pierwsze zapadki 421 pierwszym kołem słonecznym 231, koła planetarne 220 obracają się szybciej, aniżeli korpus 210.

Przełożenie prędkości (obliczane według liczby zębów) dla średniej prędkości jest następujące, w przypadku, gdy prędkość obrotowa korpusu 210 wynosi 1:

pierwszy stopień kół zębatych przełożenie prędkości = 1 + -------—-—x pierścień zębaty pierwsze koło słoneczne = 1 + pierwsze koło słoneczne pierwszy stopień kół planetarnych pierścień zębaty

W tym wykonaniu, podwyższenie prę dkości wynosi około jeden i pół razy w stosunku do położenia niskiej prędkości.

PL 196 301 B1

W rezultacie, prędkość obrotowa pier ścienia zębatego 240 uzyskana od obrotów kół planetarnych 220 przewyższa prędkość korpusu 210 i sprzęgło 320 wykorzystuje szybszy element dla przekazywania obrotów na skorupę piasty 310.

3. Położenie dla wysokiej prędkości.

Kiedy rowerzysta przemieszcza dźwignię dalej z położenia dla średniej prędkości, tarcza przekazująca 450 obraca się do położenia dla wysokiej prędkości, jak pokazano na fig. 9C.

Kiedy tarcza przekazująca 450 obraca się o określony kąt, podobnie jak w położeniu dla średniej prędkości, pierścień palcowy 442, który jest połączony z wielowypustem tarczy 453 tarczy przekazującej 450, obraca się i sterujący zapadkami pierścień 430 obraca się dalej w tym samym kierunku.

Pierwsza zapadka 421 przemieszcza się do położenia wewnętrznego w sekcji ustawienia zapadek 411 wałka piasty 410, a druga zapadka 422 zostaje umieszczona w uskoku kątowym 432 i wystaje na zewnątrz. W rezultacie, druga zapadka 422 zazębia się z zębami zapadkowymi 232a drugiego koła słonecznego.

W powyż ej opisanym położeniu dla wysokiej prędkości, kiedy napędzane koło łańcuchowe 100 obraca się na skutek pedałowania, korpus 210 przymocowany do tego koła także obraca się. Wtedy obracają się koła planetarne 220, ale, w tym przypadku, ponieważ zębate ich części o małej średnicy (drugi stopień) kół planetarnych 220 są zazębione z unieruchomionym drugim kołem słonecznym 232 zablokowanym za pomocą drugiej zapadki 422, koła planetarne 220 obracają się szybciej od korpusu 210, podobnie jak w położeniu dla średniej prędkości.

Przełożenie prędkości (obliczane na podstawie ilości zębów) w położeniu dla wysokiej prędkości, przy założeniu, że prędkość obrotowa korpusu 210 wynosi 1, jest następujące:

pierwszy stopień kół zębatych przełożenie prędkości = 1 + -------—-—x pierścień zębaty drugie koło słoneczne drugi stopień kół planetarnych

W tym wykonaniu, podwyższenie prę dkoś ci jest w przybliż eniu dwukrotne w stosunku do poł ożenia dla niskiej prędkości.

W rezultacie, podobnie jak w poł o ż eniu dla ś redniej prę dkoś ci, prę dkość obrotowa pierś cienia zębatego 240 uzyskana od obrotów kół planetarnych 220 przewyższa prędkość korpusu 210 a sprzęgło 320 wykorzystuje szybszy element do przekazywania obrotów na skorupę pasty 310.

Zgodnie z opisanym powyżej, drugim przykładem wykonania wynalazku, wykonane są trzy zestawy zapadek 421, 422, 423 tak więc położenia wyższej prędkości obejmują niską, średnią i wysoką prędkość.

Figura 10 przedstawia przekrój wzdłużny urządzenia według trzeciego wykonania przedmiotowego wynalazku. Cała konstrukcja jest w przybliżeniu taka sama, jak dla poprzednich wykonań.

Jednakże koła planetarne 220 są zamontowane przeciwnie, niż w poprzednim wykonaniu. Ponadto pierwsza zapadka 321, umieszczona w przestrzeni uzyskanej przy zmianie ustawienia kół planetarnych 220, i pierścieniowy uzębiony element 322 na wewnętrznym obwodzie skorupy piasty 310 zostały zastosowane zamiast sprzęgła 320 (fig. 3 i 8).

Zastosowano tu kołek 444 przymocowany z jednej strony do sterującego zapadkami pierścienia 430, przy czym kołek 444 jest połączony z tarczą przekazującą 450 poprzez tarczę pośrednią 443, zamieszczoną pomiędzy pierścieniem 430 i tarczą przekazującą 450 (ponadto tarcza pośrednia 443 utrzymuje łożysko 50 jak pokazano na fig. 10).

Pierwsza zapadka 321 zazębia się z pierścieniowym uzębionym elementem 322 dzięki działaniu sprężyny 321a, zamontowanej na wałkach kół planetarnych 220.

W związku z powyż szym, moment obrotowy przekazywany jest z napędzanego koła łańcuchowego 100 na skorupę piasty 310 poprzez współpracę pierwszej zapadki 321 i pierścieniowego uzębionego elementu 322, niezależnie od stanu przełożenia.

Figura 11 przedstawia przekrój wzdłużny urządzenia według czwartego wykonania przedmiotowego wynalazku. W tym wykonaniu konstrukcja jest podobna do trzeciego wykonania, gdyż montaż kół planetarnych 220 jest przeciwny niż w pierwszych wykonaniach, a druga zapadka 323, umieszczona w przestrzeni uzyskanej przy zmianie ustawienia kół planetarnych 220 jest zastosowana zamiast sprzęgła 320.

PL 196 301 B1

Pierścień zębaty 242, zazębiony z kołami planetarnymi 220 i drugą zapadką 323 jest zamontowany na zewnątrz drugiej zapadki 323, a ponadto pomiędzy pierścieniem zębatym 242 i skorupą piasty 310 umieszczona została trzecia zapadka 324.

Inne elementy pozostają takie same, jak w trzecim wykonaniu.

Wobec powyższego, w położeniu dla niskiej prędkości, moment obrotowy z napędzanego koła łańcuchowego 100 jest przenoszony na skorupę piasty 310 poprzez zazębienie drugiej zapadki 323 i pierś cienia zę batego 242 za poś rednictwem trzeciej zapadki 324.

W położ eniach dla ś redniej i wysokiej prę dkoś ci, moment obrotowy przekazywany jest z napędzanego koła łańcuchowego 100 na skorupę piasty 310 poprzez koła planetarne 220, pierścień zębaty 242 i trzecią zapadkę 324.

Przy średniej prędkości i wysokiej prędkości druga zapadka 323 jest zazębiona z pierścieniem zębatym 242, ale przełożenie nie jest przez nią realizowane, ponieważ obroty kół planetarnych 220 są szybsze niż napędzanego koła łańcuchowego 100.

Jak opisano powyżej, urządzenie do zmiany prędkości roweru według przedmiotowego wynalazku, w zastosowaniu jako przekładnia do rowerów i innych urządzeń z zastosowaniem kół łańcuchowych i łańcucha, zmienia prędkość roweru za pomocą wewnętrznych kół zębatych wewnątrz piasty tylnego koła i steruje wewnętrznymi kołami zębatymi za pomocą sterowników na wałku piasty, przy czym rower ma estetyczny wygląd, operowanie zmianami prędkości jest wygodne, efekt operacji ma miejsce natychmiast, występuje mało hałasu w czasie zmiany prędkości roweru, a także łatwo można

Claims (15)

1. Urządzenie do zmiany prędkości roweru obejmujące napędzane koło łańcuchowe przejmujące siłę napędową od napędzającego koła łańcuchowego, zespół zmiany prędkości zawierający: korpus przymocowany do jednej strony napędzanego koła łańcuchowego i wiele zainstalowanych w nim zębatych kół planetarnych, oraz sprzęgło, sterujący zapadkami pierścień i tarczę piasty, znamienne tym, że zespół zmiany prędkości posiada co najmniej dwa zębate koła słoneczne (231, 232) zazębione ze stopniami kół planetarnych (220) z zębami zapadkowymi (231a, 232a) na ich wewnętrznych powierzchniach obwodowych wraz z pierścieniem zębatym (240) zazębionym z drugiej strony z kołami planetarnymi (220), oraz obejmuje zespół wyjścia, który zawiera skorupę piasty (310) przekazującą siłę napędową na tylne koło za pomocą korpusu (210) i pierścienia zębatego (240) oraz sprzęgło (320), zamontowane pomiędzy pierścieniem zębatym (240) i skorupą piasty (310), oraz zespół sterujący zmianami prędkości zawierający: wałek piasty (410) posiadający sekcję ustawienia zapadek (411), co najmniej dwa zestawy zapadek (421, 422), które blokują się lub odblokowują się na zębach zapadkowych (231a, 232a) co najmniej dwóch kół słonecznych (231, 232), przy czym sterujący zapadkami pierścień (430) steruje położeniem co najmniej dwóch zestawów zapadek (421, 422), a tarcza przekazująca (450) posiada rowek (451) wzdłuż zewnętrznego swojego obwodu, przy czym na jej zewnętrznym obwodzie ukształtowane jest wybranie zaczepowe (452), w celu przekazywania poł o ż enia sterują cego zapadkami pierś cienia (430) poprzez zespół poś redni (440), sprężynę (460) do przywracania pierwotnego położenia tarczy przekazującej (450), oraz zespół dystansowy (470) umożliwiający swobodny obrót tarczy przekazującej (450).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na wewnętrznej powierzchni sterującego zapadkami pierścienia (430) ukształtowane są rowki, symetryczne względem osi środkowej.

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że rowki sterującego zapadkami pierścienia (430) są ukształtowane w różnych odstępach kątowych względem osi środkowej.

4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że rowki składają się naprzemian z uskoków ukośnych (431) i uskoków kątowych (432).

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zapadki (421, 422) są zamontowane w sekcji ustawienia zapadek (411) wałka piasty (410), w równych odstępach kątowych.

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zapadki (421, 422) zawierają część cofniętą (421a, 422a) umieszczoną wewnątrz sterującego zapadkami pierścienia (430), oraz część wysuniętą (421b, 422b), która blokuje się i odblokowuje się na zębach zapadkowych (231a, 232a) ukształtowanych na wewnętrznych powierzchniach obwodowych kół słonecznych (231, 232).

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że zapadki (422), które blokują względnie daleko od sterującego zapadkami pierścienia (430), zawierają także część wydłużoną (422c), cieńszą od pozostałej części zapadki, co zapobiega zaczepianiu zapadki (422) o inne elementy.

PL 196 301 B1

8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e zespół pośredni (440) zawiera wielowypust (433), ukształtowany na jednej stronie sterującego zapadkami pierścienia (430), element łączący (441) współpracujący z wielowypustem (433), w którym znajduje się rowek sprzęgowy (441a) i pierścień palcowy (442) umieszczony w rowku sprzę gowym (441a), przekazują cy moment obrotowy we współpracy z wielowypustem tarczy (453), ukształtowanym w tarczy przekazujące (450).

9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół dystansowy (470) zawiera element osadczy (471) utrzymujący pierścień łożyskowy zamontowany pomiędzy korpusem (210) i elementem osadczym (471), stałą tarczę (472) zamocowaną do wałka piasty (410) oraz wiele kołków dystansowych (473) przymocowanych do stałej tarczy (472) i stykających się z elementem osadczym (471) przez przelotowe rowki łukowe (454) w tarczy przekazującej (450).

10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że element osadczy (471) jest zamontowany obrotowo i posiada otwór przelotowy (471 a).

11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przy więcej niż dwóch zestawach zapadek (421, 422, 423), posiada wiele sterujących zapadkami pierścieni, usytuowanych pomiędzy poszczególnymi zestawami zapadek (421, 422, 423).

12. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sprzęgło (320) zawiera pierścień sprzęgłowy, zawierający grupę wałeczków oraz skośne wybrania (241), ukształtowane na zewnętrznym obwodzie korpusu (210) i pierścienia zębatego (240).

13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sprzęgło zawiera pierwszą zapadkę (321), umieszczoną w przestrzeni pomiędzy kołami planetarnymi (220) oraz pierścieniowy uzębiony element (322), ukształtowany na obwodzie wewnętrznej powierzchni skorupy piasty (310).

14. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sprzęgło zawiera drugą zapadkę (323) umieszczoną w przestrzeni pomiędzy kołami planetarnymi (220), pierścień zębaty zazębiony (242) jednocześnie z kołami planetarnymi (220) i drugą zapadką (323), zamontowany na zewnątrz drugiej zapadki (323), oraz trzecią zapadkę (324) umieszczoną pomiędzy pierścieniem zębatym (242) i skorupą piasty (310).

15. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół pośredni (440) zawiera kołek (444) przymocowany z jednej strony do sterującego zapadkami pierścienia (430), przy czym kołek (444) połączony jest z tarczą przekazującą (450) poprzez tarczę pośrednia (443), umieszczoną pomiędzy sterującym zapadkami pierścieniem (430) i tarczą przekazującą (450).