ИЗОЛИРУЮЩЕЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ КОЛЕСА
ISOLATING JOINT FOR WHEELS

Область техники
Настоящее изобретение относится к изолирующему соединению для колеса и, в частности, к изолирующему соединению для колеса, содержащему звездочку, которая не передает осевое усилие к своему подшипнику.
Уровень техники
Изоляторы используют в приводах заднего колеса мотоцикла для того, чтобы снизить шум, вибрацию и неплавность движения, которые в ином случае могут быть переданы мотоциклисту.
Известные соединения передают осевые нагрузки от звездочки к подшипникам вала колеса из-за наличия средства, содержащего материалы, демпфирующие вибрации, внутри ступицы звездочки. Осевые нагрузки могут вызвать преждевременное повреждение подшипников колеса.
Типичным примером уровня техники является патент США № 5240087, в котором раскрыта система подвески с односторонним задним качающимся кронштейном для мотоцикла, имеющая заднее колесо, приводимое в движение цепью, в случае которой натяжение приводной цепи может быть отрегулировано без влияния на высоту колебаний корпуса мотоцикла в продольной вертикальной плоскости. Система подвески включает в себя задний качающийся кронштейн, который с возможностью поворота крепят к корпусу мотоцикла и который проходит в заднем направлении вокруг и вдоль заднего колеса. Задний конец качающегося кронштейна включает в себя удлиненные углубления, которые направляют и вмещают в себя регулировочную вилку. Заднее колесо шарнирно установлено на оси, которая проходит поперечно от регулировочной вилки. Вилка может быть расположена на качающемся кронштейне в продольном направлении посредством регулировочной шпильки, проходящей от качающегося кронштейна, и соответствующей регулировочной гайки, захваченной в шейке вилки. Одиночная регулировочная зажимная гайка на конце оси служит для крепления оси к вилке, а также для крепления вилки к качающемуся кронштейну в выбранном положении, соответствующем желаемому натяжению цепи.
Также следует сделать ссылку на одновременно рассматриваемую заявку на патент США № 11/726091, поданную на рассмотрение 21 марта 2007, относящуюся к изолятору колеса.
При этом требуется изолирующее соединение для колеса, содержащее звездочку, которая не передает осевое усилие подшипнику этой звездочки. Настоящее изобретение отвечает этому требованию.
Краткое описание изобретения
Основной аспект изобретения заключается в создании изолирующего соединения для колеса, содержащего звездочку, которая не передает осевое усилие подшипнику этой звездочки.
Другие аспекты изобретения будут указаны или станут очевидными из последующего описания изобретения и из прилагаемых чертежей.
Согласно изобретению создано изолирующее соединение для колеса, содержащее звездочку для зацепления с приводным элементом, жестко соединенную с первым адаптером; при этом звездочка с возможностью вращения входит в зацепление с валом через первый подшипник; колесную часть, жестко соединенную со вторым адаптером и с возможностью вращения входящую в зацепление с валом через второй подшипник; при этом первый адаптер имеет, по меньшей мере, одну приемную часть; по меньшей мере, один сжимаемый элемент, расположенный внутри приемной части; причем второй адаптер имеет проходящий в радиальном направлении элемент для зацепления со сжимаемым элементом внутри приемной части; и звездочка не передает осевое усилие первому подшипнику.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, которые введены в описание и формируют его часть, иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и совместно с описанием служат для разъяснения принципов изобретения. На чертежах:
фиг.1 - вид с разнесением деталей изолирующего соединения;
фиг.2 - вид в поперечном сечении изолирующего соединения;
фиг.3 - вид с разнесением деталей альтернативного варианта осуществления изобретения;
фиг.4 - вид в поперечном сечении альтернативного варианта осуществления изобретения с фиг.3;
фиг.5 - вид с разнесением деталей еще одного альтернативного варианта осуществления изобретения;
фиг.6 - вид в поперечном сечении альтернативного варианта осуществления изобретения согласно фиг.5;
фиг.7 - вид с разнесением деталей еще одного альтернативного варианта осуществления изобретения;
фиг.8 - вид в поперечном сечении варианта осуществления изобретения с фиг.7;
фиг.9 - вид с разнесением деталей еще одного альтернативного варианта осуществления изобретения;
фиг.10 - вид в поперечном сечении варианта осуществления изобретения с фиг.9;
фиг.11 - вид с разнесением деталей еще одного альтернативного варианта осуществления изобретения;
фиг.12 - вид в поперечном сечении варианта осуществления изобретения согласно фиг.11;
фиг.13 - вид с разнесением деталей еще одного альтернативного варианта осуществления изобретения;
фиг.14 - вид в поперечном сечении варианта осуществления изобретения согласно фиг.13;
фиг.15 - деталь, которая представляет собой адаптер звездочки;
фиг.16 - вид в перспективе крышки адаптера колеса;
фиг.17 - фрагмент фиг.1; и
фиг.18 - фрагмент фиг.1.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Обладающее признаками изобретения изолирующее соединение колеса мотоцикла значительно снижает шум, вибрацию и неплавность движения, которые характерны для известных приводных систем заднего колеса мотоцикла. Полезные результаты изолирующего соединения наилучшим образом проявляют себя в случаях динамических переходных процессов, а именно при переключении скорости прямолинейного движения, включении пониженной передачи на высокой скорости, а также резком старте из состояния полной остановки. В этих случаях ударная нагрузка (крутящий момент) будет поглощена мягким резиновым амортизатором.
На фиг.1 представлен вид с разнесением деталей изолирующего соединения. Соединение 100 содержит звездочку 10. Звездочка 10 подсоединена к адаптеру 20 посредством болтов 11. Адаптер 20 звездочки содержит приемные части 21. Звездочка в сборе (10, 11, 20) не прикреплена к колесу 40 непосредственным образом.
Адаптер 30 колеса подсоединен к колесу 40 посредством болтов 31. Колесо 40 обычно составляет часть задней подвески мотоцикла, которая включает в себя качающийся кронштейн (не показан). Вал 60 колеса обычно подсоединен к качающемуся кронштейну. Приводной элемент, а именно зубчатый ремень В, входит в зацепление с зацепной поверхностью 12 звездочки 10. В этой области зубчатые ремни известны. Ремень В передает крутящий момент от передаточной звездочки двигателя (не показана) к звездочке 10, которая вращает колесо 40, приводя посредством этого мотоцикл в движение вперед. На колесо 40 монтируют шину (не показана). Шина входит в контакт с землей.
Адаптер 30 колеса содержит планарные радиальные элементы 32, которые проходят радиально наружу от центра элемента 30. Элементы 32 совместно входят в зацепление с приемными частями 21 адаптера 20.
Между элементами 32 внутри приемных частей 21 находятся пространства, в которых расположены упругие блоки 50.
Эта компоновка содержит какое-либо расширение упругих блоков в осевом направлении между колесом 40 и адаптером 30 колеса. В течение сборки, когда адаптер 30 колеса крепят болтами к колесу 40, силы осевого расширения упругих блоков 50 уравновешивают друг друга, в результате чего к подшипнику 70 звездочки будет приложено нулевое осевое усилие. Осевое усилие параллельно валу (оси) 60 колеса. В этом заключается существенное усовершенствование по сравнению с обычной конструкцией изолирующего соединения. В частности, в случае этой конструкции может быть использован шариковый подшипник 70 с одной глубокой канавкой вместо двухрядного шарикового подшипника, обычно используемого в звездочке, необходимой для выдерживания высокого усилия, характерного для известного соединения.
Упругие блоки 50 могут быть сжаты для рассеивания энергии в течение работы. Упругие блоки 50 содержат какой-либо материал, известный в этой области, который подходит для такой работы. Упругие блоки 50 могут содержать то, что раскрыто в одновременно находящейся на рассмотрении заявке на патент в США № 11/726,091, поданной на рассмотрение 21 марта 2007, содержание которой полностью включено сюда посредством ссылки.
Изолирующее соединение представляет собой независимое, автономное устройство. Оно не основано на форме сопрягающихся деталей (то есть колеса или звездочки) как части изолирующего узла. Следовательно, можно использовать обладающее признаками изобретения изолирующее соединение в качестве «стандартного» изолирующего устройства, которое может быть применено при разных основных принципах и случаях использования мотоциклов.
На фиг.2 представлен вид в поперечном сечении изолирующего соединения. Адаптер 30 колеса крепят к колесу 40 болтами. Адаптер 20 звездочки крепят к звездочке 10 болтами. Блоки 50 расположены между элементами 32 адаптера 30 колеса и адаптером 20 звездочки. Колесо удерживают в механическом зацеплении кручения со звездочкой только посредством блоков. Между звездочкой и колесом отсутствует «жесткое» болтовое соединение.
Колесо и звездочка входят в зацепление с валом 60 колеса посредством подшипников 70, 71. Распорная деталь 61 в виде обоймы сохраняет надлежащий промежуток между подшипниками 70, 71. Гайка 80 удерживает колесо на оси.
Подшипник 70 предпочтительно представляет собой шариковый подшипник с одной канавкой. Подшипник 71 представляет собой шариковый подшипник с двумя канавками.
Блок 50 создает векторную пару сил (F) вдоль осевого направления. Одна из сил этой пары приложена к колесу в точке контакта «а». Другая сила приложена у адаптера 30 колеса в точке контакта «b» в противоположном направлении.
Общий конечный результат воздействия сил таков:
∑F = F - F = 0.
Общий конечный результат воздействия моментов таков:
∑M = F·h - F·h = 0.
Следовательно, в данном случае отсутствует воздействие на подшипник 70 звездочки осевой силы или момента, вызываемое расширением резинового блока в осевом направлении. Осевое направление параллельно валу 60 колеса, который также представляет собой ось вращения.
На фиг.15 представлен подробный вид адаптера звездочки. Адаптер 20 звездочки содержит приемные части 21. От наружного кольца 23 к внутреннему кольцу 24 проходят спицы 22. Через отверстия 25 в наружном кольце 23 с адаптером 20 звездочки входят в зацепление болты 11. Через внутреннее кольцо 24 проходит вал 60 колеса. Спицы 22 соединяют адаптер 20 звездочки с адаптером 30 колеса так, что адаптеры не смогут быть оттянуты друг от друга при работе изолирующего соединения.
Внутри приемных частей 21 между элементами 32 и спицами 22 расположены блоки 50. В течение работы происходит передача крутящего момента от элементов 32 через блоки 50 к спицам 22.
В альтернативном варианте осуществления конструкции согласно фиг.3 со стороны колеса показана крышка 33 адаптера колеса. На фиг.3 представлен вид с разнесением деталей альтернативного варианта осуществления конструкции. Вместо использования в качестве рабочей поверхности изолятора боковой стенки колеса, как показано на фиг.1, использована крышка 33 адаптера колеса. В этом варианте крышку 33 напрессовывают на адаптер 30 колеса посредством посадки с натягом между элементом 32 и открытой прорезью 34 (см. фиг.16). Однако можно осуществить соединение посредством использования других подходящих механических средств, например крепежной детали (болта) или сварки.
На фиг.4 показан вид в поперечном сечении альтернативного варианта осуществления изобретения согласно фиг.3.
На фиг.16 представлен вид в перспективе крышки адаптера колеса. Прорези 34 равноотстоят друг от друга по окружности крышки 33 адаптера колеса. Хотя каждая прорезь крышки показана проходящей в радиальном направлении, могут быть приемлемы любые формы прорези 34.
На фиг.5 представлен вид с разнесением деталей еще одного альтернативного варианта осуществления конструкции. Путем крепления адаптера 20 звездочки непосредственно на колесе 40, а не на звездочке 10, используя болты 31, компоновка будет фактически обратной по отношению к последовательности согласно фиг.1.
На фиг.6 представлен вид в поперечном сечении альтернативного варианта осуществления конструкции согласно фиг.5. В этом варианте адаптер 30 колеса жестко подсоединен к звездочке 10, используя болты 11. Адаптер 20 звездочки жестко подсоединен к колесу 40 посредством использования болтов 31. Адаптер 30 колеса удерживают в осевом направлении в зацеплении с адаптером звездочки у спиц 22 (см. фиг.15).
На фиг.7 представлен вид с разнесением деталей еще одного альтернативного варианта осуществления конструкции. Этот вариант такой же, что и вариант, описанный со ссылкой на фиг.5, за исключением того, что в этом варианте крышка 33 адаптера колеса расположена между адаптером 20 звездочки и звездочкой 10.
На фиг.8 представлен вид в поперечном сечении варианта осуществления конструкции согласно фиг.7. Адаптер 20 звездочки жестко соединен с колесом 40 посредством использования болтов 31.
На фиг.9 представлен вид с разнесением деталей еще одного альтернативного варианта осуществления конструкции. Этот вариант такой же, что и вариант, описанный со ссылкой на фиг.1, за исключением того, что отверстия 25 расположены на внутреннем кольце 24 вместо наружного кольца 23.
На фиг.10 представлен вид в поперечном сечении варианта осуществления конструкции согласно фиг.9.
На фиг.11 представлен вид с разнесением деталей еще одного альтернативного варианта осуществления конструкции. Этот вариант такой же, что и вариант, описанный со ссылкой на фиг.5, за исключением того, что отверстия 25 расположены на внутреннем кольце 24 вместо наружного кольца 23.
На фиг.12 представлен вид в поперечном сечении варианта осуществления конструкции согласно фиг.11.
На фиг.13 представлен вид с разнесением деталей еще одного альтернативного варианта осуществления конструкции. Этот вариант такой же, что и вариант, описанный со ссылкой на фиг.11, за исключением того, что крышка 33 адаптера колеса расположена между адаптером 20 звездочки и звездочкой 10.
На фиг.14 представлен вид в поперечном сечении варианта осуществления конструкции согласно фиг.13.
На фиг.17 показан фрагмент фиг.1. Этот фрагмент представляет собой вид в перспективе со стороны звездочки. Адаптер 30 колеса показан в зацеплении с адаптером 20 звездочки. В отверстия 25 заходят болты 11. В отверстия 35 заходят болты 31.
На фиг.18 показан фрагмент фиг.1. Этот фрагмент представляет собой вид, противоположный виду на фиг.17, если смотреть в перспективе со стороны колеса. Блоки 50 находятся внутри приемных частей 21 и показаны с каждой стороны от спиц 22. Между каждым участком смежных блоков 50 расположены элементы 32. Болты 31 выступают через отверстия 35 для крепления адаптера 30 колеса к колесу 40 (не показано). При таком выполнении адаптер 20 звездочки и блоки 50 удерживают между переходным устройством 30 колеса и колесом 40.
Приводной момент будет передан от ремня к звездочке 10 и далее к адаптеру 20 звездочки, к спицам 22, а затем к каждому блоку 50 и далее к каждому элементу 32 и к колесу 40. Крутящий момент при переходе на понижающую передачу и крутящий момент торможения двигателя будет передан в противоположном направлении.
Фрагменты, показанные на фиг.17 и 18, представляют изолирующее соединение как автономное устройство. Это означает, что изолятор может быть использован при любом сочетании звездочки и колеса, когда звездочка прикреплена к адаптеру 20, а колесо прикреплено к адаптеру 30.
Хотя здесь описаны определенные формы выполнения изобретения, специалистам в этой области будет понятно, что могут быть выполнены изменения без отклонения от идеи и объема описанного здесь изобретения в отношении конструкции и связанных с ней деталей.