ТОРМОЗНАЯ ВТУЛКА ВЕЛОСИПЕДА Российский патент 1994 года по МПК B62L1/10 B62L5/02 

Изобретение относится к велостроению и может быть использовано в односкоростных велосипедах, торможение которых осуществляют поворотом педали против часовой стрелки.

Известна тормозная втулка велосипеда, содержащая корпус, неподвижную ось, винтовую обгонную муфту, выполненную в виде соединенных посредством ходовой резьбы червяка и соединительного конуса, сопрягаемого наружной конической поверхностью с внутренней конической поверхностью ведущего колеса, неподвижно соединенного с корпусом, тормозное устройство, включающее в себя жестко соединенный с тормозным рычагом неподвижный конус и взаимодействующие между собой фрикционные элементы, зафиксированные от поворота соответственно относительно корпуса и неподвижного конуса, ближний к соединительному конусу фрикционный элемент которого выполнен с торцовыми шлицами для взаимодействия с торцовыми шлицами соединительного конуса, и притормаживающее устройство.

Эта втулка сложна по конструкции, т.к. ее тормозное и притормаживающее устройства состоят из большого количества деталей, имеющих между собой сложные сопряжения (тормозные диски с наружными выступами, входящими в пазы на внутренней поверхности корпуса, фрикционы притормаживающего устройства, установленные в наружных пазах соединительного конуса, выполненных с изломами, сопряжение фрикционов с неподвижным колпачком, применение разжимного кольца для стягивания фрикционов, стопорного кольца для фиксации тормозных дисков). Сложность конструкции втулки влечет за собой большую трудоемкость изготовления и недостаточную надежность в эксплуатации по причине, например, износа фрикционов в процессе работы. При движении в режимах педалирования и свободного хода повышенное трение между вращающимися и неподвижными дисками тормозного устройства, которые при растормаживании втулки не расходятся между собой. Сложность обслуживания связана с необходимостью регулярного введения смазки через пресс-масленку для уменьшения трения между дисками, вызываемое смазкой загрязнение втулки.

Заявляемая тормозная втулка велосипеда, содержащая корпус, неподвижную ось, винтовую обгонную муфту, выполненную в виде соединенных посредством ходовой резьбы червяка и соединительного конуса, сопрягаемого наружной конической поверхностью с внутренней конической поверхностью ведущего конуса, который неподвижно соединен с корпусом, тормозное устройство, включающее в себя жестко соединенный с тормозным рычагом неподвижный конус и взаимодействующие между собой фрикционные элементы, зафиксированные от поворота соответственно относительно корпуса и неподвижного конуса, ближний к соединительному конусу фрикционный элемент которого выполнен с торцовыми шлицами для взаимодействия с торцовыми шлицами соединительного конуса, и притормаживающее устройство, отличается от прототипа тем, что фрикционные элементы тормозного устройства выполнены в виде жестко соединенной с корпусом тормозной обоймы с внутренней конической поверхностью и установленного на хвостовике неподвижного конуса, подвижного в осевом направлении и зафиксированного от поворота тормозного конуса, на котором выполнена с возможностью взаимодействия с внутренней конической поверхностью тормозной обоймы наружная коническая поверхность. Притормаживающее устройство выполнено в виде расположенных во внутренней полости соединительного конуса и установленных на неподвижной оси с фиксацией от вращения неподвижных фрикционных дисков, между каждой парой которых помещен подвижный фрикционный диск, сопряженный с соединительным конусом с возможностью совместного вращения. Крайний со стороны соединительного конуса неподвижный диск установлен с возможностью взаимодействия с обращенным к нему торцом червяка винтовой обгонной муфты. Со стороны другого крайнего неподвижного диска помещен во внутренних полостях соединительного и тормозного конусов упругий элемент с упором его торцов в неподвижный фрикционный диск и в установленную во внутренней полости тормозного конуса с зазором относительно торца этой полости ограничительную шайбу. Неподвижные фрикционные диски зафиксированы от вращения посредством имеющихся в их отверстиях внутренних выступов, входящих в продольный паз, выполненный в неподвижной оси. Подвижные фрикционные диски снабжены для взаимодействия с соединительным конусом наружными выступами, входящими в выполненные на соединительном конусе пазы. Втулка имеет более простую конструкцию тормозного и притормаживающего устройств по сравнению с прототипом, т.к. в тормозном устройстве один тормозной конус с наружной конической поверхностью, взаимодействующей с внутренней конической поверхностью тормозной обоймы, значительно проще имеющихся в прототипе нескольких тормозных дисков с взаимодействующими торцовыми поверхностями, часть из которых (неподвижные диски) выполнены с наружными выступами, входящими в продольные пазы корпуса втулки. Притормаживающее устройство, состоящее из несложных деталей: фрикционных дисков, упругого элемента и ограничительной шайбы, - проще аналогичного устройства прототипа, состоящего из нескольких более сложных деталей: фрикционов, охватывающего их упругого кольца, стопорного колпачка и выполненных в соединительном конусе пазов с изломами для установки фрикционов. За счет более простой конструкции заявляемой втулки достигается снижение трудоемкости ее изготовления по сравнению с прототипом. Дополнительно трудоемкость ее изготовления снижается за счет полной унификации конструкции ведущего конуса и тормозной обоймы.

Предлагаемая тормозная втулка более надежна в эксплуатации по сравнению с прототипом, т. к. из ее конструкции исключены такие подверженные износу конструктивные элементы, как фрикционы притормаживающего устройства. Обеспечивается значительное уменьшение силы трения при движении в режимах педалирования и свободного хода по сравнению с прототипом, т.к. трение между поверхностями фрикционных дисков притормаживающего устройства, прижимаемых друг к другу небольшим усилием упругого элемента, невелико по сравнению с трением между тормозными дисками прототипа, постоянно соприкасающиеся между собой. Это позволило отказаться от применения смазки, упростить тем самым эксплуатацию втулки и уменьшить ее загрязнение.

На фиг.1 показана тормозная втулка, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг. 1.

Тормозная втулка содержит корпус 1, неподвижную ось 2, винтовую обгонную муфту, выполненную в виде соединенных посредством ходовой резьбы червяка 3 и соединительного конуса 4, сопрягаемого наружной конической поверхностью 5 с внутренней конической поверхностью 6 ведущего конуса 7, который неподвижно соединен на резьбе с корпусом 1, тормозное устройство, включающее в себя жестко соединенный с тормозным рычагом 8 неподвижный конус 9 и взаимодействующие между собой фрикционные элементы, которые выполнены в виде жестко соединенной на резьбе с корпусом 1 тормозной обоймы 10 с внутренней конической поверхностью 11 и тормозного конуса 12, установленного подвижно в осевом направлении и зафиксированного от поворота на квадратном хвостовике 13 неподвижного конуса 9. На тормозном конусе 12 выполнена наружная коническая поверхность 14 с возможностью взаимодействия с внутренней конической поверхностью 11 тормозной обоймы 10. На торце тормозного конуса 12, обращенном к соединительному конусу 4, выполнены шлицы 15 с возможностью взаимодействия с торцовыми шлицами 16 конуса 4. Тормозная втулка снабжена притормаживающим устройством, выполненным в виде расположенных во внутренней полости 17 соединительного конуса 4 и установленных на оси 2 неподвижных фрикционных дисков 18, зафиксированных от вращения посредством внутренних выступов 19, входящих в продольный паз 20, выполненный на неподвижной оси 2. Между каждой парой неподвижных дисков 18 (в данном примере одна пара дисков 18) помещен подвижный фрикционный диск 21, сопряженный с соединительным конусом 4 с возможностью совместного вращения посредством наружных выступов 22, входящих в пазы 23 соединительного конуса 4. Крайний со стороны соединительного конуса 4 неподвижный диск 18 установлен с возможностью взаимодействия с обращенным к нему торцом червяка 3 путем непосредственного соприкосновения или через промежуточный элемент. Со стороны другого крайнего неподвижного диска 18 помещен во внутренних полостях 17 и 24 конусов 4 и 12 упругий элемент (пружина) 25 с упором его торцов в неподвижный диск 18 и в установленную во внутренней полости 24 конуса 12 с зазором относительно торца 26 этой полости ограничительную шайбу 27. На хвостовике 13 неподвижного конуса 9 установлены упорная шайба 28 и упругий элемент 29, воздействующий на тормозной конус 12 при растормаживании тормозной втулки. На червяке 3 установлена жестко соединенная с ним звездочка 30.

Тормозная втулка работает следующим образом.

При движении велосипеда в режиме педалирования звездочка 30, вращаясь по часовой стрелке, передает вращение червяку 3. В начальный момент движения, когда соединительный конус 4 удерживается от вращения тормозным устройством (если втулка заторможена) или фрикционными дисками 18 и 21 притормаживающего устройства, соединительный конус 4 навинчивается на вращающийся червяк 3 и перемещается вправо (фиг.1). Размыкаются шлицы 15 и 16 конусов 12 и 4, тормозной конус 12 под воздействием упругого элемента 29 также перемещается вправо. Коническая поверхность 14 конуса 12 отходит от конической поверхности 11 обоймы 10, и тормозная втулка растормаживается. Соединительный конус 4 при этом удерживается от вращения выступов 22 подвижного фрикционного диска 21, который притормаживается неподвижными фрикционными дисками 18 под воздействием упругого элемента 25. Конус 4 продолжает навинчиваться на вращающийся червяк 3 и перемещается вправо до замыкания его конической поверхности 5 с конической поверхностью 6 ведущего конуса 7. После этого конус 4 начинает вращаться вместе с червяком 3 и через замкнутые конические поверхности 5 и 6 передает вращение ведущему конусу 7 и корпусу 1 втулки. При остановке вращения педалей звездочки 30 и червяка 3 корпус 1 с конусом 7 и задним колесом велосипеда продолжают вращаться по инерции. В начальный момент остановки вращения педалей соединительный конус 4 вращается вместе с конусом 7 и свинчивается с неподвижного червяка 3, перемещаясь влево (фиг.1). Конические поверхности 5 и 6 размыкаются и вращение конуса 4 прекращается. Корпус 1 с ведущим конусом 7, тормозной обоймой 10 и задним колесом велосипеда продолжают вращаться по инерции. При торможении, когда звездочку 30 и червяк 3 поворачивают педалями против часовой стрелки, соединительный конус 4 удерживается от поворота коническими поверхностями 5 и 6 и фрикционными дисками 18 и 21, затем, после размыкания конических поверхностей 5 и 6 - только дисками 18 и 21, и свинчивается с червяка 3 при повороте последнего, перемещаясь влево. При этом сначала смыкаются и входят в зацепление шлицы 16 конуса 4 со шлицами 15 конуса 12. Последний вместе с конусом 4 перемещается влево, сжимая упругий элемент 29, до замыкания наружной конической поверхности 14 с конической поверхностью 11 тормозной обоймы 10, и происходит торможение втулки.

Использование: в велостроении, а именно в односкоростных велосипедах, торможение которых осуществляют поворотом педали против часовой стрелки. Сущность изобретения: тормозная втулка велосипеда содержит корпус 1, неподвижную ось 2, винтовую обгонную муфту, выполненную в виде соединенных посредством ходовой резьбы червяка 3 и соединительного конуса 4, сопрягаемого наружной конической поверхностью 5 с внутренней конической поверхностью 6 ведущего конуса 7, неподвижно соединенного с корпусом 1, тормозное устройство, включающее в себя жестко соединенный с тормозным рычагом 8 неподвижный конус 9 и взаимодействующие между собой фрикционные элементы, выполненные в виде жестко соединенной с корпусом 1 тормозной обоймы 10 с внутренней конической поверхностью 11 и установленного на хвостовике неподвижного конуса 9, зафиксированного от поворота, и подвижного в осевом направлении тормозного конуса 12, на котором выполнена с возможностью взаимодействия с внутренней конической поверхностью 11 тормозной обоймы 10 наружная коническая поверхность 14. На торце тормозного конуса 12, обращенном к соединительному конусу 4, выполнены торцовые шлицы 15 для взаимодействия с торцовыми шлицами 16 соединительного конуса 4. Тормозная втулка содержит притормаживающее устройство, выполненное в виде расположенных во внутренней полости 17 соединительного конуса 4 и установленных на оси 2 неподвижных фрикционных дисков 18, зафиксированных от вращения посредством внутренних выступов, входящих в продольный паз 20, выполненный на оси 2, и установленных между каждой парой неподвижных дисков подвижных фрикционных дисков 21, взаимодействующих с соединительным конусом 4 с возможностью совместного вращения посредством наружных выступов, входящих в выполненные на конусе 4 пазы 23. Крайний со стороны соединительного конуса 4 неподвижный диск 18 установлен с возможностью взаимодействия с обращенным к нему торцом червяка 3. Со стороны другого крайнего неподвижного диска 18 помещен во внутренних полостях 17 и 24 соединительного и тормозного конусов упругий элемент 25 с упором его торцов в неподвижный диск 18 и в установленную во внутренней полости 24 тормозного конуса 12 с зазором относительно торца 26 этой полости ограничительную шайбу 22. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ТОРМОЗНАЯ ВТУЛКА ВЕЛОСИПЕДА, содержащая корпус, неподвижную ось, винтовую обгонную муфту, выполненную в виде соединенных посредством ходовой резьбы червяка и соединительного конуса, сопрягаемого наружной конической поверхностью с внутренней конической поверхностью ведущего конуса, который неподвижно соединен с корпусом, тормозное устройство, включающее в себя жестко соединенный с тормозным рычагом неподвижный конус и взаимодействующие между собой фрикционные элементы, зафиксированные от поворота относительно корпуса и неподвижного конуса, ближний к соединительному конусу фрикционный элемент которого выполнен с торцевыми шлицами для взаимодействия с торцевыми шлицами соединительного конуса, и притормаживающее устройство, отличающаяся тем, что фрикционные элементы тормозного устройства выполнены в виде жестко соединенной с корпусом тормозной обоймы с внутренней конической поверхностью и установленного на хвостовике неподвижного конуса, подвижного в осевом направлении и зафиксированного от поворота тормозного конуса, на котором выполнена с возможностью взаимодействия с внутренней конической поверхностью тормозной обоймы наружная коническая поверхность, а притормаживающее устройство выполнено в виде расположенных во внутренней полости соединительного конуса и установленных на неподвижной оси с фиксацией от вращения неподвижных фрикционных дисков, между каждой парой которых помещен подвижный фрикционный диск, сопряженный с соединительным конусом с возможностью совместного вращения, причем крайний со стороны соединительного конуса неподвижный диск установлен с возможностью взаимодействия с обращенным к нему торцом червяка винтовой обгонной муфты, а со стороны другого крайнего неподвижного диска помещен во внутренних полостях соединительного и тормозного конусов упругий элемент с упором его торцов в неподвижный фрикционный диск и в установленную во внутренней полости тормозного конуса с зазором относительно торца этой полости ограничительную шайбу. 2. Втулка по п.1, отличающаяся тем, что неподвижные фрикционные диски зафиксированы от вращения посредством имеющихся в их отверстиях внутренних выступов, входящих в продольный паз, выполненный в неподвижной оси, а подвижные фрикционные диски снабжены для взаимодействия соединительным конусом наружными выступами, входящими в выполненные на соединительном конусе пазы.