CZ2003610A3

CZ2003610A3 - Nábojový převod pro jízdní kolo

Info

Publication number: CZ2003610A3
Application number: CZ2003610A
Authority: CZ
Inventors: Aikihiko Shohe
Original assignee: Shimano Inc.
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2003-10-15
Also published as: EP1344714A1; DE60224919T2; EP1344714B1; CN1445136A; TWI221134B; EP1344714B2; CZ298101B6; DE60224919T3; DE60224919D1; CN1248906C; TW200303841A

Description

Nábojový převod pro jízdní kolo

Oblast techniky

Vynález se vztahuje k převodům jízdního kola a konkrétně k převodům jízdního kola uvnitř náboje kola, kde je planetové kolo s dvěma nebo více částmi různého průměru.

Dosavadní stav techniky

Evropský patent EP 0 531 608 zveřejňuje vícerychlostní nábojový převod až do sedmi rychlostí, kteiý je zajištěn dvěma planetovými soukolími, z nichž každé obsahuje sadu planetových kol a odpovídajících ozubených věnců. Se zvýšením počtu rychlostních převodů je také nezbytné zvýšit počet spojek pro přenos hnací síly příslušnými centrálními ozubenými koly, planetovými koly a ozubenými věnci až nakonec k tělesu náboje.

Dále planetová kola výrazně zvětšují svoji konstrukci, mají-h splnit požadavek dvou nebo někdy více převodových poměrů. Planetová kola mají následně dvě nebo více částí různých průměrů a mechanické zatížení v různých částech planetového kola se může lišit. Například část planetového kola s větším průměrem, používaná pro převod do pomala, může být vystavena mnohem většímu koulícímu momentu než další část planetového kola v částí s menším průměrem. To může vést k příčným silám, stejně jako ke kroucení uvnitř planetového kola, které nemusí být adekvátně vyztuženo unášecím čepem, na nějž je planetové kolo namontováno. Takové unášecí čepy jsou běžné lineární čepy a nepočítá se s tím, že by byly namáhány více než jiné částí planetového kola.

Je proto předmětem uváděného vynálezu zajistit zlepšený vícerychlostní nábojový převod, ve kterém je unášecí čep vyztužen podle různého zatížení uvnitř planetového kola, které nese.

• ·

•···· · ·

Podstata vynálezu

Podle uváděného vynálezu ie náboiovv převod pro jízdní kolo vybaven hnacím článkem a tělesem náboie, oba namontovány tak, aby se mohly otáčet kolem náboiového hřídele. Nejméně jedno planetové soukolí zajišťuje přenos kroutícího momentu z hnacího článku k tělesu náboje převodovými drahami násobené rotační sily. Planetové soukolí obsahuje nejméně jedno planetově kolo namontované na unášecí Cep, klep/ je připojen k unašeči. Ovládací mechanizmus změny rychlosti obsahuie nejméně jednu spojku pro wběr jedné z převodových drah rotační síly. Planetové kolo se skládá nejméně z jedné části s větším průměrem a nejméně jedné části s menším průměrem, každá část určuje jmý převodový poměr. Dále unášecí čep má nejméně jednu část s větším průměrem čepu a nejméně jednu část s menším průměrem čepu.

Za předpokladu, že průměry části unášecího čepu jsou v odpovídajícím vzájemném vztahu s ozubenými částmi planetového kola, je potom mechanická pevnost unášecího čepu vyztužena nebo posílena v místech, kde dochází k zvýšenému mechanickému namáhání, způsobovaném planetovým kolem v části s větším průměrem.

V jednom provedení část čepu s větším průměrem nese část planetového kola s větším průměrem více než 5U% axiální šířky části ozubeného koia s větším průměrem. V dalším provedeni část čepu s menším průměrem nese část planetového kola menšího průměru více než jeho axiální šířky. Postavení unášecího čepu v takové sestavě zaručí, že část ozubeného kola většího průměru, která je předmětem největšího mechanického namáhání, je vždy podstatně nesena vyztuženou části unášecího čepu.

Podstata uváděného vynálezu je přizpůsobovat nosnost unášecího čepu skutečnému zatížení, které vzniká v různých částech planetového kola. Vynález má konkrétní výhodu , je-li aplikován u vícerychlostnich nábojových převodů, • · · ·

kde planetová kola mají často dvě nebo tři části s nižnými průměry , kterým odpovídají různé převodové poměry.

Další účel a výhody uváděného vynálezu vyplývají z následujícího popisu a výkresů.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 ukazuje první provedení 7-mi rychlostního nábojového převodu podle vynálezu, kde planetová kola mají dvě části s různými průměry a unášecí čep má dvě části různého průměru.

Obr. 2 ukazuje zvětšení planetového soukolí z obr. 1.

Obr. 3 ukazuje druhé provedení uváděného vynálezu, kde je obměněno uspořádání unášeciho čepu.

Příklady provedení vynálezu

Provedení uváděného vynálezu jsou více objasněna v následujícím spojení s výkresy.

Obr. 1 ukazuje 7-mi rychlostní nábojový převod prvního provedení, kde hnací článek 2 převádí otáčivou sílu na těleso náboje 3 otočně uložené na nábojovém hřídeli 1. Dráha hnacího převodu z hnacího článku 2 na těleso náboje zahrnuje první planetové soukolí 4 včetně ozubeného věnce 15. Druhé planetové soukolí 5 je také opatřeno druhým ozubeným věncem 16. V závislosti na vybrané převodové eestě rotační síly, nebo přesněji vybrané rychlosti, ozubené věnce 15 a 16 jednotlivě zabírají s planetovými koly 13 a 14 v uvedeném pořadí. Unášecí čepy 40 a 40a prvního a druhého planetového soukolí a 5 jsou uloženy v unašeěích 4a a 5 a v uvedeném pořadí. Planetová kola 13 a 14 jsou uložena na unášecíeh čepech 40 a 40a v uvedeném pořadí a zapadají do centrálních kol na nábojovém hřídeli 1, která jsou vybrána ovládacím článkem spojky 8.

·« ····

Ovládací článek spojky 8 a spouštěcí mechanizmus spojky 7 tvoří zařízení pro změnu rychlostí, které nastavuje poloha centrálních kol a spojek během nábojového převodu. Například nastavení nejnižší rychlosti zařízením pro změnu tychlosti stanoví převodovou dráhu kroutícího momentu z hnacího článku 2 k tělesu náboje 3 přes převodovou spojku 20, druhý ozubený věnec 16, unašeč 5a, utiašeč 4a, první ozubený věnec 15 a druhou převodovou spojku 18.

Obr. 2 představuje zvětšenou ilustraci prvního planetového soukolí 4, která nejlépe zobrazuje detaily uvedeného provedení. Unášecí čep 40 je uložen v unašeči 4a a zahrnuje část čepu s větším průměrem 9 a část čepu s menším průměrem 10 . Planetové kolo 13 je uloženo na unášecím čepu 40 a má část ozubeného kola s větším průměrem ii a část ozubeného kola s menším průměrem 12. Část ozubeného kola s větším průměrem ii zabírá s centrálním kolem 11a a část ozubeného kola s menším průměrem 12 zabírá s jiným centrálním kolem 12a. Část kola s menším průměrem 12 také zabírá s ozubeným věncem 15.

V uvedeném provedení jsou dvě části ozubeného kola 11 a 12 planetového kola 13 tvořeny jako jeden celistvý kus. Avšak je také možné, že planetové kolo 13 je utvořeno ze dvou částí kola, zhotoveného ze dvou kusů, a spojených dohromady. U dalších provedení je také možné, že planetové kolo 13 může mít tří části různých průměrů.

Jak lze vidět na obr. 2, část ozubeného kola s větším průměrem 11 planetového kola 13 má šířku wl, zasahující z levé strany částí ozubeného kola ii k dělící přímce c. Osa a části ozubeného kola s větším průměrem il je také vyznačena . Část čepu s větším průměrem 9 unášecího čepu 40 má průměr dl, zatímco část čepu s menším průměrem 10 má průměr d2.

Část čepu s větším průměrem 9, která představuje vyztuženou část unášecího čepu 40, pokrývá více než 50% axiální šířky n7 části ozubeného kola s větším průměrem Π. Jakje vidět na obrázku 2, část čepu s větším průměrem 9 ·· ····

se táhne zleva doprava za osu a až k radiálnímu schodu 20, který reprezentuje přechod z Části Cepu s větším průměrem 9 k části čepu s menším průměrem JO. V provedeni na obr. 2 je kolem 70% axiální šířky Části ozubeného kola s větším průměrem _M uloženo na Částí části čepu s větším průměrem 9. Všeobecně íze říci, že 50% nebo více šířky wl bude neseno částí čepu s větším průměrem 9 a nejspíš 70% nebo více je neseno části čepu s větším průměrem 9.

V jiných provedeních je vhodné protáhnout část čepu s větším průměrem 9 do oblasti části ozubeného kola s menším průměrem 12. Avšak v každém případě část čepu s menším průměrem 10, který má průměr d2, ponese část ozubeného kola s menším průměrem J2 více než 50% jeho axiální šířky w2. Nejspíš více než 80% axiální šířky w2 části ozubeného kola s menším průměrem 12 je neseno částí čepu s menším průměrem 10.

Poměr mezi průměrem dl části čepu s větším průměrem 9 a průměrem d2 části čepu s menším průměrem JO bude záviset na konkrétních použitích, totiž na různých průměrech částí ozubeného kola 11 a 12 planetového kola 13. Může také záviset na tom, má-li planetové kolo 13 třetí Část kola nebo ne. Avšak průměr dl části čepu s větším průměrem 9, který zajišťuje zesílení podpěry části ozubeného kola s větším průměrem 11, bude normálně nejméně o 10% větší než průměr d2 části čepu s menším průměrem 10. V dalších provedeních průměr dl Částí čepu s větším průměrem 9 může být o 20% větší než průměr d2 Části čepu s menším průměrem 10.

Jak bylo uvedeno výše, přechod z části čepu s větším průměrem 9 k částí čepu s menším průměrem 10 v provedení na obr. 2 je tvořen radiálním schodem 20. Radiální schod 20 je vytvořen v axiální poloze h, umístěné mezi osou a axiální šířky wl části ozubeného kola s větším průměrem 11 a dělící přímkou c mezi částmi ozubeného kola s větším a menším průměrem liai2. Poloha tohoto radiálního schodu 20 určuje rozšíření nosné části zatížení části čepu s větším průměrem 9. Ve většině případů bude axiální poloha b umístěna mezi osou a a ·♦

•β* dělící přímkou c, ale u některých provedení může poloha b radiálního schodu 20 přejít až do oblasti Části čepu s menším průměrem 10.

Obr. 3 zobrazuje jiné provedení unášecího čepu 40. Přechod z části čepu s větším průměrem 9 k části čepu s menším průměrem 10 je tvořen kuželem 30, který rozšiřuje obvod unášecího čepu 40. Kužel 30 začíná v axiální poloze b\ umístěné mezi osou a axiální šířky části ozubeného kola s větším průměrem H a dělící přímkou c mezi částmi ozubeného kola s větším a menším průměrem li a 12. Kužel 30 konči v axiální poloze/mezi dělící přímkou c a osou e axiální šířky w2 části ozubeného kola s menším průměrem 12. U tohoto provedení nosná část části čepu s větším průměrem 9 přesahuje nejméně 50% axiální šířky w/ části ozubeného kola s větším průměrem l i. Nosná část části čepu s menším průměrem 10 je o něco menší než 100% axiální Šířky w2 Části ozubeného koia s menším průměrem 12. Nosná část části čepu s menším průměrem 10 je však určitě přes 50% axiální šířky w2 části ozubeného kola s menším průměrem 12.

Jak ukazuje obr. 3, může mezi kužeiem 30, vytvořeným na planetovém kole 13, a kuželem 30'. vytvořeným na unášecim čepu 40 , zůstat malý prostor. V tomto případě by oblast kužele sama nepředstavovala nosnou část zatížení unášecího čepu 40. V dalších provedeních mohou být díly obrobeny s vysokou přesností tak, že nezůstane žádný prostor mezi kuželi 30 a 30\ Axiální prodloužení kužele mezi přímkami b^r a f na obr. 3 by pak byl nosnou Částí zatížení.

Alternativou k provedení na obr. 3 může být kužel 30 tvarovaný zakřiveně při pohledu v řezu. U obou podob , ať je kužel lineární nebo zakřivený, zúžení přenosové části zajišťuje rovnoměrnější rozloženi mechanické síly způsobené planetovým kolem 13, které má být neseno zesíleným unášecim čepem 40.

Je třeba chápat, že výše popsané provedení je uvedeno jen za účelem ilustrace , vynález sám není omezen tímto provedením. Jsou zřejmé další

4444 · 4

-rmodifikace, které spadají do rozsahu uváděného vynálezu, jak je definováno v přiložených patentových nárocích.

Claims

1. Nábojový převod pro jízdní koiOj zahrnuje nábojovoý hřídel (1); hnací Článek (2) a těleso náboje (3), které jsou otočně uložené na uvedeném nábojovém hřídeli (1); nejméně jedno planetové soukolí (4, 5) pro přenos rotační síly z hnacího článku (2) k tělesu náboje (3) převodními cestami násobené rotační síly, uvedené nejméně jedno planetové soukolí obsahující nejméně jedno planetové kolo (11, 12) namontované na planetový unášecl čep (40) unašeče (4a), řídící mechanizmus změny rychlosti (7, 8) obsahující nejméně jednu spojku (17, 18, 19) pro výběr jedné převodní cesty rotační sílyj vyznačující se tím, že planetové kolo sestává nejméně z jedné části ozubeného kola s větším průměrem (11) a nejméně jedné části ozubeného kola s menším průměrem (12), každá část je definována různým převodovým poměrem, a unášecí čep (40) sestávající nejméně z jedné části Čepu s větším průměrem (9) a nejméně jedné části čepu s menším průměrem (10).

2. Nábojový převod podle nároku 1, vyznačující se tím, že část čepu s větším průměrem (9) unášecího čepu (40) nese část ozubeného kola s větším průměrem (11) planetového kola více než 50% axiální šířky (wl) části ozubeného kola s větším průměrem (11).

3. Nábojový převod podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že část Čepu s menším průměrem (10) unášecího čepu (40) nese Část ozubeného kola s menším průměrem (12) planetového kola více než 50% axiální šířky (w2) části ozubeného kola s menším průměrem (12).

4. Nábojový převod podle nároku 1,2 nebo 3 vyznačující se tím, že část čepu s větším průměrem (9) unášecího čepu (40) má průměr (di) který je více než o 10% větší než průměr (d2) části čepu s menším průměrem (10).

5. Nábojový převod podle některého z nároků íaž 4 v y zn a Čují c i se t í m, že přechod mezi částí čepu s větším průměrem (9) na část čepu s menším průměrem (10) unášecího čepu (40) je tvořen radiálním schodem

6. Nábojový převod podle nároku 5^ vyznačuj ící se tím, že radiální schod (20) je vytvořen v axiální poloze (b) mezi osou (a) axiální šířky (wl) části ozubeného kola s větším průměrem (11) a dělící přímkou (c) mezí částmi ozubeného kola s větším a menším průměrem (11,12).

7. Nábojový převod podle některého z nároků laž 4^ vyznačuj ící se t í m, že přechod mezí částí čepu s větším průměrem (9) na část čepu s menším průměrem (10) unášecího čepu (40) je tvořen kuželem (30).

8. Nábojový převod podle nároku 7^ vyznačuj ící se t í m, že kužel (30) začíná v axiální poloze (b) mezi osou (a) axiální šířky (wl) části ozubeného kola s větším průměrem (i i) a dělící přímkou (c) mezi Částmi ozubeného kola s větším a menším průměrem (11,12).

9. Nábojový převod podle nároku 7 nebo 8^v y z n a č u j í c í se t í m, že kužel (30) konči v axiální poloze (f) mezi dělící přímkou (c) mezi částmi ozubeného kola s větším a menším průměrem (11, 12) a osou (e) axiální šířky (w2) Části ozubeného kola s menším průměrem (12).

»· ···· • ···· ·

Nábojový převod podle nároku 7,8 nebo 9^vyznačuj ící se tím, že kužel (30) má v řezu buď rovný nebo zaoblený tvar.

11. Nábojový převod podle některého z předešlých nárokiy v yznačující se t í m, že planetové kolo se skládá ze dvou ozubených částí (11, 12) různého průměru a unášeci čep (40) se skládá ze dvou částí (9, 10) různého průměru.