КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2024 года по МПК B62M11/16 B62M11/14 B62M11/02 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и преимущественной областью его промышленного использования являются индивидуальные транспортные средства, велосипеды и коляски для физических лиц с ограниченными возможностями.

Известны ведущие колеса индивидуальных транспортных средств на мускульной тяге с педально-шатунными ножными или рычажными ручными приводами, помещенными внутрь их ступиц (см., например, патент РФ №2204490 от 06.12.2001 г. «Колесо транспортного средства» и патент РФ №2739642 от 4.04.2020 г. «Устройство трансляции мускульных усилий человека на обод ведущего колеса дорожно-транспортного средства», которое по большинству своих существенных отличительных признаков наиболее близко к заявленному техническому решению). Однако прототипом заявленного технического решения необходимо признать изобретение «Ведущее колесо транспортного средства» по патенту РФ №2788752 от 21.06.2022 г., принципиально отличающееся от заявленного всего только одним, но очень существенным, признаком, открывающим новые возможности для желаемой трансляции тяговых усилий, которая радикально меняет стиль езды в сторону увеличения ее скорости за счет реализации более высокого передаточного числа трансмиссии и снижения массы колеса благодаря тому, что корона планетарного редуктора неподвижна и своими зубьями работает трамплином для отталкивания хоровода цевок сателлитов, эстафетой вращающих солнечное зубчатое колесо, закрепленное в сборе с трещоткой или обгонной муфтой на внутренней стенке торца одной из корзин головок спиц.

Целью изобретения является расширение диапазона востребованных эксплуатационных достоинств этой полезной инновации для их промышленного использования посредством оптимизации единства форм и внутренней сущности свойств структурных элементов планетарного редуктора на выполнение поездок с большим передаточным числом трансмиссии, а также за счет снижения металлоемкости узлов и деталей ступицы колеса, качественно и количественно ограниченных до уровня их аскетичной и минимально необходимой достаточности.

Для достижения указанной цели и получения желаемого результата заявленное колесо транспортного средства содержит только одну группировку сателлитов одного типоразмера, общим количеством не менее трех, выполненных в форме пустотелых карусельно-револьверных барабанов, состоящих из горстки равновеликих цилиндрических цевок и двух плоскопараллельных тонкостенных щек одного типоразмера, посаженных на телах шарикоподшипников с консольной фиксацией осей своего свободного вращения без возможности какого либо самопроизвольного продольно осевого смещения на водиле, установленном жестко и неподвижно на теле первичного вала приема крутящего момента от источника тяговых усилий в его центральной части, и всего лишь два зубчатых колеса, одно из которых центральное, т.е. солнечное, а другое коронное с внутренним зацеплением своих зубьев, выполненные, например, средствами холодной штамповки из листового металлопроката с использованием пуансонов для пробивки сквозных отверстий цилиндрической формы. При этом коронное колесо, или просто корона, посредством своей неподвижной фиксации на периферии тарелкообразного диска жестко и неподвижно связано с внутренним торцом одной из двух боковых опор первичного вала, оснащенных подшипниками качения и обеспечивающих ему свободное вращение в процессе трансляции тяговых усилий от их источника ободу колеса. Боковые опоры первичного вала посредством подковообразных шпилек или любым другим известным способом жестко закреплены на стойках рамы транспортного средства для обеспечения его целевого использования по прямому назначению. Солнечное зубчатое колесо в форме обыкновенной плоской звезды неподвижно жестко закреплено на торце сердечника обгонной муфты или трещотки, выполненной, например, в виде отрезка цилиндрической трубы или шестигранной усеченной пирамиды с центральным сквозным отверстием, вставленной своим противоположным торцом в опоясывающую его полость сердцевины одной из корзин с половиной головок спиц, размещенной на наружной обойме шарикоподшипника, жестко закрепленного неподвижно своим внутренним кольцом на боковой опоре первичного вала. Бесперебойные серийные и последовательно чередующиеся в произвольном ритме ударно-точечные телесные контакты цилиндрических тел цевок сателлитов с зубьями солнечного колеса и короны, имеющие время и место быть находясь на одной круговой орбите диаметрально противоположно другу друг и периодически одномоментно сменяющие свою дислокацию в процессе своего вращения, дополняют общую картину кинематики трансляции тяги и функционирования всех элементов трансмиссии колеса.

На прилагаемом чертеже схематично показан поперечный разрез ступицы колеса транспортного средства, поясняющий структуру местонахождения его элементов, характерные особенности каждого и кинематику их взаимодействия.

Устройство колеса транспортного средства состоит из первичного вала (1), наделенного способностью принимать хотя бы одним своим торцом крутящий момент от источника тяговых усилий и помещенного в боковых опорах (2 и 3), которые в свою очередь жестко и неподвижно закреплены на раме или в стойках транспортного средства, например, подковообразными шпильками, вложенными в канавки (4) на наружной поверхности опор (на чертеже элементы рамы транспортного средства, шпильки и обод колеса не показаны). В центральной части первичного вала (1) жестко и неподвижно установлено и закреплено без возможности самопроизвольного продольно осевого смещения водило (5), на котором консольно закреплены оси (6) немногочисленной группировки сателлитов (7), общим количеством не менее трех, с предоставлением им возможности свободного вращения без самопроизвольных продольно осевых смещений. Каждый сателлит (7) являет собой пустотелый барабан карусельно-револьверного типа, состоящий из пары щек (8) одного типоразмера со сквозными или глухими отверстиями (19) для размещения в них торцов цилиндрических цевок (9), диаметр которых в центральной части равен двойному радиусу окружности зубьев и промежутков между ними в солнечном колесе (10) и короне (11), внешний торец которой жестко и неподвижно закреплен на периферии тарелкообразного диска (12), коаксиально установленного на оси вращения колеса и жестко закрепленного на внутренней стенке одной из двух опор первичного вала (2). Солнечное колесо (10), выполненное в форме классической плоской зубчатой звезды, жестко и неподвижно закреплено на торце сердечника (13) обгонной муфты или трещотки (14), выполненного в виде отрезка трубы или шестигранной пирамиды, противоположный торец которой в сборе с сухариками или роликами (на чертеже не показаны) вставлен в полость корзины (15) с одной половиной головок спиц (20) от их общего числа, дислоцированной на наружной обойме шарикоподшипника (16), неподвижно закрепленного своим внутренним кольцом на теле опоры (3) первичного вала (1). Аналогичная корзина (17) со второй половиной головок спиц, но без корпуса полости обгонной муфты, установлена зеркально корзине (15) с обеспечением свободного качения без возможности каких-либо самопроизвольных продольно осевых смещений, на теле шарикоподшипника (18), внутреннее кольцо которого неподвижно закреплено на противоположной опоре (2) первичного вала (1). Необходимую жесткую целостность и защиту от периодически возникающих во время езды изгибающих нагрузок системе из обода, коалиции спиц и двух разобщенных половин корпуса ступицы, каковыми являются корзины головок спиц (15 и 17), обеспечивает их традиционное попарное Ж-образное переплетение (на чертеже не показано по причине своей несущественности).

Работает ведущее колесо транспортного средства следующим образом. Первичный вал (1), получив крутящий момент от источника тяги, приводит во вращение водило (5), которое в свою очередь вынуждает цевки (9) сателлитов (7) перемещаться одномоментно по поверхности зубьев неподвижной короны (11) и вокруг солнечного колеса (10), планомерно заполняя промежутки между их зубьями и одновременно проворачиваясь своими торцами преимущественно только в предоставленных им именно для этого отверстиях (19) в щеках (8) сателлитов (7), реализуя при этом картину желаемой трансляции тяговых усилий от их источника на корпус корзины (15), связанной спицами с ободом колеса и оснащенной обгонной муфтой или трещоткой (14), что позволяет колесу свободно вращаться на своей оси даже при отсутствии крутящего момента на первичном валу (1). При этом характерно, что направление кругового вращения первичного вала (1) всегда совпадает с направлением вращения солнечного колеса (10) и обода колеса.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и преимущественной областью его промышленного использования являются индивидуальные средства передвижения на мускульной тяге, велосипеды и коляски для физических лиц с ограниченными возможностями. Колесо состоит из обода, связанного спицами со ступицей, внутри которой размещены все элементы планетарного редуктора, состоящего из первичного вала, двух его боковых опор, посредством которых он позиционно закрепляется на раме транспортного средства, двух корзин с головками спиц, одного зубчатого солнечного колеса, одной короны в форме зубчатого колеса с внутренним зацеплением зубьев, неподвижно закрепленной на внутреннем торце одной из опор первичного вала и одной группировки равновеликих сателлитов в форме цевочных барабанов карусельно-револьверного типа общим количеством не менее трех, консольно закрепленных на водиле, которое неподвижно закреплено на первичном валу в центральной его части. Технический результат - снижение материалоемкости и создание оптимальных условий для повышения скорости езды. 1 ил.

Колесо транспортного средства, состоящее из обода, связанного спицами со ступицей, имеющей внутри первичный вал кривошипно-шатунного привода и планетарный редуктор, отличающееся тем, что внешнее колесо редуктора (корона), выполненное в форме звезды с внутренним зацеплением своих зубьев полуцилиндрической формы, дислоцированных осями своей симметрии на круговой орбите в вершинах равностороннего многогранника с промежутками между ними такого же цилиндрического контура, радиус которого равен половине диаметра цевок, посредством консольного тарелкообразного диска из прочного материала неподвижно закреплено на внутренней стенке торца одной из двух опор первичного вала привода, наделенного способностью принимать от источника тяги крутящий момент хотя бы одним торцом; водило сателлитов без возможности своего самопроизвольного продольно осевого смещения неподвижно закреплено на теле первичного вала в центральной его части; сателлиты количеством не менее трех, выполненные в форме цевочных барабанов карусельно-револьверного типа, консольно закреплены на водиле равноудаленно от оси вращения колеса и друг от друга в одной единой плоскости симметрии с короной и солнечным колесом, выполненным в форме зубчатой плоской звезды, жестко закрепленной без возможности какого-либо касания с телом первичного вала на торце трубчатого сердечника обгонной муфты или трещотки, неподвижно закрепленной своим противоположным торцом в сборе с роликами или сухариками на внутренней стенке одной из двух корзин с одной половиной головок спиц, дислоцированной с возможностью своего свободного вращения на внешнем кольце радиального подшипника качения, насаженного неподвижно своим внутренним кольцом на тело противоположной опоры первичного вала без допуска самопроизвольного продольно осевого смещения, при этом обе опоры первичного вала посредством двух равновеликих U-образных шпилек жестко и неподвижно закреплены на заранее вычисленной позиции в стойках рамы транспортного средства, а головки второй половины спиц упакованы ожерельем в корзину, расположенную на внешнем кольце радиального подшипника качения, неподвижно закрепленного своим внутренним кольцом на опоре первичного вала, крепко связанной с неподвижной короной.