RO138540A2 - Lanţ bicicletă - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un lanţ de bicicletă pentru transmisie cu o singură viteză şi la lanţurile de transmisie folosite la bicicletele cu mai multe viteze. Lanţul de bicicletă, conform invenţiei, este compus din nişte eclise (1) exterioare rigidizate cu nişte bolţuri (2), nişte eclise (3) interioare montate pe bolţuri (2) pe care se mişcă libere, distanţate între ele de nişte role (4) având teşite eclisele (3) interioare şi eclisele (1) exterioare la extremităţi cu unghiul (α), iar forma ambutisării găurii eclisei (3) interioare în partea exterioară are acelaşi diametru, iar partea interioară pe o porţiune este cilindrică şi pe porţiunea (M1) este o suprafaţă neriglată cu generatoarea de o rază (r), şi pasul ecliselor modificat de forma: Pe=P-2c, Pi=P-2a+2c, sau; Pe=P+2s, Pi=P-2a-2s, astfel încât lanţul în funcţionare să aibă suma a doi paşi consecutivi egală cu 2P, iar valoarea minimă a jocului dintre bolţ (2) şi interiorul ambutisării eclisei (3) să aibă valoarea minimă a=N1*(sin α)/2.

Description

Invenția se refera la lanțurile de transmisie folosite la bicicletele cu o singura viteza si la lanțurile de transmisie folosite la bicicletele cu mai multe viteze.

Sunt cunoscute invențiile aplicate lanțurile de biciclete US20180017131A si US4265134A, unde hoiturile sunt găurite, iar eclisele au diferite deformări si tesiri.

Toate lanțurile din invențiile citate au înlocuita bucșa cu abutisari ale găurilor ecliselor interioare.

In desenele din invențiile prezentate forma găurii ambutisate a eclisei interioare este prezentata cu grosimi egale a peretului ambutisarii (Fig. 6), dar in realitate grosimea variaza pe porțiunea M (Fig. 5), datorita efectului ambutisarii (fiind mai groasa la baza si mai subțire la vârf). Datorita conicitatii exteriorului găurii ambutisate a eclisei interioare pe porțiunea M forța cu care actioneaz rola asupra exteriorului ambutisarii va avea un efect de pana (Fig. 14) producând frecări intre eclise.

Prin construcție eclisele lanțului au o distanta intre găuri egala cu P (P - pasul lanțului). După montajul lanțului datorita jocului dintre axa de simetrie a interiorului găurii ambutisate din eclisa interioara si axa de simetrie a boitului cat si tensiunii din lanț in timpul funcționarii acesta va avea pasul de forma P, P+2a, P, P+2a, iar suma a doi pași consecutive (masurata intre centrele de simeirie a trei bolturi succesive) va fi 2P+2a (Fig. 4) S -P+a+P +a=2P+2a

La bicicletele cu mai multe viteze lanțul in timpul funcționarii nu este paralel cu planul rotiilor de lanț cu care actioneaza (Fig. 11).

Datorita devierii lanțului la intrarea si ieșirea de pe rotile de lanț eclisa interioara va acționa asupra eclisei exterioare producând forța de frecare.

Problemele pe care le rezolva invventia:

- Eliminarea efectului de pana dintre rola si ambutisarea eclisei interioare.

- Eliminarea forței de frecare intre eclise datorita devierii lanțului.

- Modificarea pasului, astfel incat suma a doi pași consecutivi sa fie 2P.

- Reducerea forței de frecare dintre boit si găurile ambutisate alegaurilor ecliselor interioare cu care interactioneaza.

Se da in continuare un exemplu de realizare a invenției in legătură cu Fig. 1-19

Figura 1 - desenul de ansamblu al lanțului de bicicleta;

Figura 2 - desenul eclisei exterioare;

Figura 3 - desenul elisei interioare;

Figura 4 - desenul explicativ a alungirii lanțului in timpul funcționarii;

Figura 5 - desenul cu forma reala a ambutisarii eclisei interioare;

Figura 6 - desenul cu forma desenata a ambutisarii găurii eclisei interioare in invențiile menționate;

Figura 7 - desenul cu forma ambutisarii eclisei interioare conform inventive;

Figura 8 - desenul cu angrenarea lant-roata de lanț conform inventive;

Figura 9 - desenul explicativ al modificării pașilor ecliselor interioare si exterioare;

Figura 10 - desenul cu evidențierea cotei a, b, c, unde c este maxim;

Figura 11- schița a angrenării lanțului cu rotile de lanț la bicicletele cu mai multe viteze;

Figura 12 - desenul cu evidențierea calcului unghiului a;

Figura 13 - desenul cu ansamblu rola si eclisa interioara modificata conform invenției;

Figura 14 - desenul cu forțele ce actioneaza ca urmare a conicitatii ambutisarii eclisei interioare;

Figura 15 - desenul cu acțiunea si reactiunea tensiuni T când actioneaza asupra lanțului când acesta este deviat;

figura 16 - desenul schematic a acțiunii forțelor datorita tensiuni (T) din lanț;

Figura 17 - desenul cu dependenta mărimii jocului (a) funcție de unghiul maxim de deviere a;

Figura 18 - schița cu acțiunea celor doua componente ale tensiunii (T) când boitul are contact numai cu o eclisa interioara;

Figura 19 - desen cu evidențierea compensatorul s;

Lanțul de bicicleta conform invenției este compus dintr-o înșiruire de legaturi articulate formate din perechi de eclise exterioare (1), rigidizate prin bolturi (2) si perechi de eclise interioare (3) ce se mișca liber pe bolturi (2) distanțate intre ele prin role (4).

Execuția celor doua găuri ambutisate ale eclisei interioare se face prin ambutisare plus decupare, rezultând o forma aproape conica (datorita efectului ambutisarii) in exteriorul ambutisarii pe porțiunea M (Fig. 5). Datorita existentei acestei conicitati in timpul funcționarii forța care actioneaza asupra rolei (FI) va acționa asupra conicitatii unde se descompune iar una dintre componente(F2) actioneaza asupra eclisei interioare (Fig. 14), care va presa eclisa exterioara cu aceiași forța (F2) (F2<F1) producând frecare in timpul mișcării relative dintre cele doua eclise. Eliminarea acestui neajuns se face prin modificarea formei geometrice a ambutisarii găurii eclisei interioare (Fig. 3) astfel incat forma ambutisarii este cilindrica pe exterior iar pe partea interioara are o porțiune cilindrica si o porțiunea Ml care este o suprafața neriglata (14) cu generatoarea de raza r (Fig. 3). Exteriorul ambutisarii va fi de același diametru pe toata lungimea (Fig. 3), deci sprefata de contact dintra interiorul rolei si exteriorul ambutisarii va fi mai mare.

La bicicletele cu mai multe viteze direcția de mișcare a lanțului (in zona libera unde nu actioneaza pe rotile de lanț) nu este întotdeauna paralela cu planul roților de lanț cu care actioneaza (Fig 11). Unghiul maxim de deviere se realizează atunci când lanțul actioneaza cu prima si ultima roata de lanț a casetei de roti de lanț (Fig 11), si este al si a2. Devierea la ieșirea si intrarea pe rotile de lanț a lanțului face ca eclisele sa aiba o mișcare relativa perpendicular pe direcția mișcării lanțului. Marimea devierii este data de apropierea rotii (cu care lanțul actioneaza) de lanț din caseta de mijlocul casetei (cu cat este mai aproape cu atat unghiul de deviere este mai mic) (Fig. 11). Marimea forțelor de presare ce actioneaza in timpul devierii lanțului asupra eclisei exterioare depinde de marimea unghiul de deviere a si tensiunea (T) din lanț.

Pentru eliminarea forțelor care actioneaza asupra ecliseloe in timpul devierii lanțului eclisele se vor teși la capete sub un unghi a (Fig. 2, Fig. 3).

Prin realizarea acestor tesiri la capetele ecliselor acestea se pot mișca lateral fara a produce frecare, întrucât lungimile E, V, K, sunt aproximativ egale si ținând cont de jocul existent intre eclise care permite o toleranta a unghiului a iar al = a2 avem a = al = a2. Unghiul a = arctg H/E (Fig. 11,

1?

Fig. 12), unde H este jumatatea grosimii casetei de roti de lanț (Fig. 11), iar E este distanta dintre axa de simetrie a casetei de roti de lanț si axa de simetrie a rotii de acționare a lanțului (Fig. 11).

Lanțul angrenează cu rotile casetei facand un unghi de deviere cuprins intre zero si maxim arctg H7E. 0< a < arctg H/E.

Lanțurile de biciclete au un pas al lanțului P (in general egal cu 12,7) atat la eclisele interioare cat si la eclisele exterioare (pasul fiind distanta dintre centrele de simetrie a găurilor ecliselor). Prin acțiunea tensiunii din lanț in timpul funcționarii, si datorita jocului dintre centrul de simetrie al boitului si centru de simetrie a găurii ambutisate a eclisei interioare (a) lanțul va avea suma a doi pași consecutivi egala cu 2P+2a (Fig. 4) (masurata intre centrele de simetrie a trei bolturi succesive) S=P+a+P +a=2P+2a.

Pentru aducerea lanțului la forma in care suma a doi pași consecutivi sa fie 2P trebuie ca pasul eclisei interioare sa fie micșorat cu valoarea 2a => Pi=P-2a si atunci suma a doi pași comsecutivi masurata intre centrele de simeirie a trei bolturi succesive va fi S = P+a+(P-2a)+a=2P Totuși prin aceasta modificare nu se reduce complet jocul lanțului pe roata de lanț ( datorita existentei jocului dintre centru de simetrie a rolei si centrul de simetrie a găuri ambutisate a eclisei interioare egal cu b (Fig. 10). Pentru a elimina complet jocul se introduce o cota de compensare 2c care se va scadea din pasul eclisei exterioare si se va adauga pasului eclisei interioare (Fig. 8) si Fig. 9) Pe=P-2c, Pi=P-2a+2c. Evidențierea acestui compensator se vede in (Fig. 9) unde lanțul actioneaza cu o cremaliera care are pasul si forma dinților specifici lanțului de bicicleta si unde valoarea a doi pași consecutivi va fi S=P-2c+a+P-2a+2c+a=2P.

Valoarea maxima a lui c (Fig. 10) este c_max=a+b, unde:

a-jocul dintre axa de simetrie a boitului si axa de simitrie a găurii eclisei interioare, a=(Di-Db)/2 (Fig. 10),

Di - diametrul interior a găurii ambutisate,

Db - diamentru boit, b-jocul dintre centrul de simetrie al găurii ambutisate a eclisei interioare si centrul de simetrie rola, b=(Dir-De)/2 (Fig. 10).

Valoarea lui c nu poate depăși c_max. pentru ca lanțul nu mai intra pe rotile de lanț (Fig. 9), 0 < c < a+b.

Valoarea lui c va fi aleasa si in funcție de condițiile de funcționare a lanțului (noroi, praf, etc). Prin aceasta rigidizate a lanțului cu rotile de lanț se elimina total jocul lanțului pe rotile de lanț facand ca alungirea permisa a lanțului pana la schimbare sa fie mai mare (alungirile nu se cumulează de la un pas la altul)

Pentru rigidizarea lanțului cu rotile de lanț cu care actioneaza se poate folosi si varianta cu folosirea unui alt compensator 2s care se adauga la pasul eclisei exterioare si se scade din pasul eclisei interioare (Fig. 19)

Forma pașilor va fi:

Pi=P-2a-2s

Pe=P+2s

Unde suma a doi pași consecutive va fi egala cu 2P (Fig. 19)

Valoatea lui s nu poate depăși valoarea lui b datorita faptului ca lanțul nu mai intra pe roata de lanț 0<s<b.

In timpul funcționari lanțului la intrarea si ieșirea de pe rotile de lanț care nu sunt in același plan cu lanțul acesta va devia cu un unghi a.

Daca jocul (a) va permite ca boitul sa actionize intr-un singur punct (Rl=0, Fig. 15, Fig. 18) atunci tensiunea (T) este compusa din TI si T2 unde T1+T2=T iar foita de reactiune este R= T deci reactiunea este minima.

. Daca jocu (a) nu permite o deviere de unghi a atunci boitul va interactiona cu ambele eclise interioare corespomdente in doua puncta de contac rezultând doua reactiuni (Fig. 15, Fig. 16) R1 si R2. Pentru ca forța care actioneaza asupra ecliselor sa fie minima trebuie ca Rl=0 si valoarea jocului (a) sa fie data de triunghiul dreptunghic (Fig. 17). Ipotenuza triunghiului dreptunghic este NI (Fig. 17), (NI- distanta dintre punctele de contact a boitului cu eclisele interioare corespondente in timpul ieșirii si intrării lanțului pe rotile de lanț) iar cateta opusa unghiului a. are valoarea 2a (Fig. 17). Din triunghiul dreptunghic (Fig. 17) avem sin a.=2a/Nl deci valoarea minima a lui a=Nl *(sin a)/2

La lanțurile de bicicleta obișnuite daca am mari valoarea jocului (a) atunci am mari alungirea inițiala deci aceasta mărire nu se practica.

marirea jocului (a) la lanțurile conform invenției nu aduce nici o modificare in funcționarea lanțului deoarece acest joc (a) este scăzut din pasul eclisei interioare.

Avantajele aplicări invenției.

Reducerea forțelor de frecare din lanț.

Reducerea totala a alungiri inițiale a lanțului.

Eliminarea jocului lanțului pe roata de lanț.

Claims (6)

1. Lanțul de bicicleta conform invenției este compus din eclise exterioare (1) rigidizate intre ele cu bolturi (2), eclise interioare (3), ce se mișca libere pe bolturi (2), distanțate intre ele prin role (4) caracterizat prin aceea ca: pasul ecliselor este de forma: Pi=P-2a+2c, Pe-P-2c, unde: Pi - pasul eclisei interioare(3), Pe - pasul eclisei exterioare(l), P - pasul lanțului, a - jocul dintre axa de simetrie a boltului(l) si axa de simetrie a găurii ambutisate a eclisei interioare(3), iar 2c un compensator in care c are valoarea 0 < c < a+b, unde: b - jocul dintre axa de simetrie a rolei (4) si axa de simetrie a găurii ambutisate a eclisei interioare(3).

2. Lanțul de bicicleta conform revendicării 1 caracterizat prin aceia ca: pasul ecliselor este de forma: Pe-P+2s, Pi=P-2a-2s unde P-pasul lanțului: Pi - pasul eclisei interioare (3), Pe - pasul eclisei exterioare (1), a- jocul dintre axa de simetrie a boitului (1) si axa de simetrie a găurii ambutisate a eclisei interioare (3), iar 2s un compensator in care s are valoarea 0<s<b unde: bjocul dintre axa de simetrie a rolei (4) si axa de simetrie a găurii ambutisate a eclisei interioare (3).

3.Lantul de bicicleta conform revendicării 1 caracterizat prin aceea ca: eclisa exterioara (2) are teșite doua suprafețe (10,11), începând de la axele de simetrie a celor doua găuri ale eclisei spre extremitățile eclisei (pe partea care se montata spre eclisa interioara (3), cu unghiul minim a=arctg H/E unde: H-jumatatea grosimii casetei de roti de lanț, E - distanta dintre axa de simetrie a casetei roților de lanț si axa de simetrie a rotii de antrenare a lanțului.

4. Lanțul de bicicleta conform revendicării 1 caracterizat prin aceea ca: eclisa interioara (3) are teșite doua suprafețe (12, 13), începând de la axele de smetrie a celor doua găuri ale eclisei spre extremitățile eclisei (pe partea care se montata spre eclisa exterioara (1), cu unghiul minim a=arctg H/E unde: H- jumatatea grosimii casetei roților de lanț, E - distanta dintre axa de simetrie a casetei de roti de lanț si axa de simetrie a rotii de antrenare a lanțului.

5. Lanțul de bicicleta conform revendicării 1 caracterizat prin aceea ca: forma ambutisarilor găurilor ecliselor interioare (3) va fi de același diametru pe partea exterioara, iar pe partea interioara va avea o porțiune de forma cilindrica si la extremități pe o porțiune de lățime Ml este o suprafața neriglata cu generatoarea de raza r (14).

6. Lanțul de bicicleta confor revendicări 1 caracterizat prin aceia ca: valoarea jocului (a) dintre centrul de simetrie a boitului (2) si centrul de simatrie a găuri ambutisate a eclisei interioare (3) are valoarea minima a=Nl *(sin a)/2 unde: α-unghiul de anclinare maxim a lanțului,

NI - distanta dintre punctele de contact ale boitului (2) cu eclisele interioare (3) corespondente in timpul ieșirii si intrării lanțului pe rotile de lanț.