ВЕДУЩЕЕ КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ПРИВОДОМ ОТ МУСКУЛЬНОЙ СИЛЫ ЧЕЛОВЕКА

Полезная модель относится к устройствам ведущих колес транспортных средств на мускульной тяге наездника. Преимущественной областью промышленного использования изобретения является велосипедостроение.
Целью настоящего технического решения является радикальной упрощение устройства трансмиссии передачи тяги на обод ведущего колеса одновременно со снижением потерь на передачу тяги за счет повышения коэффициента полезного действия (КПД) таковой и избавления ее от врожденных неустранимых пороков внутреннего содержания кинематических связей на основе известных однорядных пластинчатых роликовтулочных цепей.
Известно множество изобретений и полезных моделей устройства ведущих колес велосипедов на основе планетарных передач и зубчатых колес, среди которых в качестве прогрессивных аналогов ярко выделяются: велосипед по патенту РФ на изобретение №2463194 от 25.04.2011 г. и привод для велосипедов с внутренним расположением взаимодействующих двух валов по патенту РФ на изобретение №2637579 от 27.10.16 г. (прототип), которые по своей эффективности, увы, существенно уступают заявляемому в достижение конечного результата цели изобретения из-за использования в них большого арсенала конструктивно технологически сложных средств, элементов и избыточно большого количества деталей.
Основой настоящего решения технической задачи передачи тяги от вала шатунов с педалями на обод ведущего колеса транспортного средства, приводимого в движение мускульной силой своего наездника, является позиционное размещение всех структурных элементов трансмиссии привода, состоящего из первичного вала с парой педальных шатунов на своих торцах, выведенных наружу за пределы ступицы и рамы транспортного средства, еще одного вала, имеющего вспомогательное значение, двух цевочных барабанов карусельно-револьверного типа, взаимодействующих с двумя зубчатыми звездами, входящих вместе с ними в комплект двухступенчатой цевочной передачи попарно расположенными в двух параллельных плоскостях непосредственно внутри самой ступицы под зашитой ее тарелкообразных крышек между стойками рамы транспортного средства Ось вращения первичного вала и ось вращения ведущего колеса едины в пространстве (находятся на одной оси). Зубья звезд выполнены с полуцилиндрическим контуром профиля своих зубьев и промежутков между ним, радиус которых равен половине диаметра цилиндрических тел цевок. Посредством скрещенных радиально лучисто спиц корпус ступицы связан с ободом ведущего колеса для передачи ему крутящего момента, принятого первичным валом от ступней ног наездника, сидя или стоя, регулярно или эпизодически выполняющего в том или ином ритме физиологически естественный стопошагательный процесс формата «ходьба или бег на месте», а благодаря наличию обгонной муфты или храпового колеса с собачками в сердцевине второй звезды на второй ступени цевочной передачи передача тяги может носить дискретный характер, позволяющий кратковременный отдых наезднику.
На прилагаемом чертеже в разрезе ступицы показано позиционное нахождение всех структурных элементов ведущего колеса за исключение шатунов с педалями и обода.
Внутрь корпуса ступицы (1) ведущего колеса, состоящей из двух выпуклых тонкостенных частей тарельчатой формы, выполняющих функцию крышек картера, помещены: первичный вал (2) и обе его опоры (3 и 4), наружная поверхность которых служит дорожкой качения для тарельчатых тел каждой половины корпуса ступицы (1), а тела опор (3 и 4) посредством U-образных шпилек (5 и 6) жестко и неподвижно закреплены на стойках рамы (7) транспортного средства на удаление друг от друга между стенками (8 и 9), образующими посредством соединяющих их крепежных элементов (10), например винтов или шпилек, корзину (11), фиксирующую композицию и внутренне позиционное размещение всех структурных элементов трансмиссии привода. На торцах первичного вала (2) закреплены шатуны с педалями (на чертеже они не показаны, но условно обозначены места их посадки и фиксации, например, посредством крепежных клиньев). В районе центральной части первичного вала (2) закреплена звезда (12), установленная во взаимодействие своими зубьями с цевками барабана (13), находящегося на одной половине вала (14), имеющего вспомогательное значение. На второй половине вала (14) установлена и закреплена обгонная муфта (15) или, как вариант, ее аналог в стиле храпового колеса с собачками, снаружи опоясанная телом второй звезды (16), кинематически взаимодействующей своими зубьями с цевками (17) второго цевочного барабана (18), жестко закрепленного, например винтами (19), на внутренней стенке одной из двух частей корпуса ступицы (1),) связанной с ободом ведущего колеса паутиной из радиально лучистых спиц (20). Контур профиля зубья обоих звезд (12,16) и промежутков между ними полуцилиндрический с радиусом, равным половине диаметра цевок (17), предпочтительно равновеликих в каждом барабане (13,18), но разных по их количеству, как и число зубьев в каждой звезде. Герметично соединенные друг с другом в неразрывное целое посредством стяжных болтов или шпилек (21) обе половины ступицы (1) надежно защищают ее внутренности от грязи и посторонних предметов в процессе своего свободного качения без какого либо самопроизвольного продольно осевого смещения по наружной поверхности опор (3 и 4) первичного вала (2), например посредством использования насыпных или классических однорядных шарикоподшипников, лимитирующих локацией своих внешних и наружных колец продольно осевое смещение ступицы (1) относительно оси первичного вала (2).
Во время езды работа ведущего колеса происходит следующим образом. Созданный на первичном валу (2) крутящий момент, принятый от шатунов с педалями, первыми принявшими физические усилия мышц от давления ступней ног и массы тела наездника, приводит в круговое вращение звезду (12), которая своими зубьями в скользяще ударном контакте поочередно транслирует полученный импульс силы на тела цевок барабана (13) и приводит во вращение вал (14) вместе с находящейся на нем звездой (16), короновавшей обгонную муфту (15) в своем переходе на вторую ступень редукции тяги. Далее зубья звезды (16), поочередно взаимодействуя в скользяще ударном контакте с телами цевок (17), передают крутящий момент корпусу ступицы (1) и приводят ее в свободное круговое вращение по наружной поверхности опор (3 и 4) для исполнения ею главной роли в трансмиссии ведущего колеса транспортного средства. Монолитным цевкам, имеющим цилиндрический профиль и помещенным своими торцами, например, в глухие отверстия боковых стенок каждого своего барабана, предоставлена полная свобода скольжения, как внутри промежутков между зубьями звезд, так и внутри окон и/или в замкнутом пространстве стен глухих отверстий, заполненных смазочным материалом. Характерная особенность и достоинство описанной модели цевочной передачи, обусловившие более высокий КПД, в том, что вектор действия тяговых усилий на всех этапах своей трансляции полностью совпадает с касательными к окружности оцилиндрованных тел качения, а не перпендикулярно плоскостям трения, что имеет место в звеньях известных велосипедных цепей.