ВЕДУЩЕЕ КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE DRIVE WHEEL

Изобретение относится к транспортному машиностроению и преимущественной областью его промышленного использования являются 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 и является его прототипом). Характерной особенностью большинства известных ведущих колес, имеющих внутри своей ступицы первичный вал приема крутящего момента от источника тяги и планетарный редуктор, состоящий из солнечного колеса, водила с сателлитами и короны, не смотря на их несомненные достоинства, удовлетворяющие те или иные запросы и интересы пользователей, является из конструктивная сложность и избыточная материалоемкость, сопровождаемые букетом сопутствующих технологических проблем в вопросах алгоритма сборки устройства.
Целью изобретения является нахождение нового и более полезного для промышленного использования технического решения коренных вопросов оптимизации единства форм и внутренней сущности свойств используемых технических средств трансляции тяговых усилий на выполнение поездки посредством снижения металлоемкости узлов и деталей ступицы колеса, количественно ограниченных до уровня их минимально необходимой достаточности.
Для достижения указанной цели и получения желаемого результата заявленное ведущее колесо транспортного средства содержит только одну группировку сателлитов одного типоразмера, общим количеством не менее двух, выполненных в форме 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 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 солнечное, а другое коронное с внутренним зацеплением своих зубьев, выполненные, например, средствами холодной штамповки из листового металлопроката. При этом коронное колесо, или просто корона, посредством своей неподвижной фиксации на тарелкообразном диске, оснащенном трещоткой или обгонной муфтой, жестко связано с одной из двух корзин головок спиц, дислоцированных на боковых опорах первичного вала, опоясанных шарикоподшипниками. 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 неподвижно жестко закреплено на внутреннем торце одной из боковых опор первичного вала для бесперебойного и поочередного своего телесного контакта с телами цевок сателлитов, находящихся на одной круговой орбите диаметрально противоположно другу друг и периодически сменяющих друг друга в процессе своего вращения вокруг зубьев солнечного колеса, служащих точками опоры для сообщества двуплечих рычагов, каковыми по сути и являются диаметры каждого сателлита.
На прилагаемом чертеже схематично показан поперечный разрез ступицы ведущего колеса, поясняющий структуру местонахождения его элементов, их характерные особенности и кинематику их взаимодействия.
Устройство ведущего 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 и обод колеса не показаны). В центральной части первичного вала (1) жестко и неподвижно установлено и закреплено без возможности продольно осевого смещения водило (5), на котором консольно закреплены оси немногочисленной группировки сателлитов (6), общим количеством не менее двух, с предоставлением им возможности свободного вращения без самопроизвольных продольно осевых смещений. Каждый сателлит (6) являет собой пустотелый барабан карусельно-револьверного типа, состоящий из пары щек (7) одного типоразмера со сквозными или глухими отверстиями для размещения в них торцов цевок (8) тоже одного типоразмера. Диаметр центральной части цевок равен двойному радиусу окружности зубьев и промежутков между ними в солнечном колесе (9) и короне (10), внешний торец которой жестко и неподвижно закреплен на периферии тарелкообразного диска (11), коаксиально установленного на оси вращения колеса и жестко закрепленного на внутренней стенке одной из двух корзин головок спиц (12). При этом вторая корзина спиц (13) без возможности какого-либо продольно осевого смещения, но с возможностью свободного вращения на подшипнике качения, расположена на боковой опоре (2) первичного вала (1) с противоположной стороны. Для справки: вполне допускается выполнение корзин головок спиц (12 и 13) одного типоразмера одновременно в союзе со вторым тарелкообразным диском, равным диску (11), которого, однако, для получения полезного результата и одного уже вполне достаточно. Кроме того, вместо спиц допускается также использование тонкостенных мембранных дисков, но и это тоже уже выходит за рамки объема существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения.
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 сателлиты (6) перемещаться вокруг солнечного колеса (9), планомерно посещая промежутки между его зубьями своими цевками (8), которые синхронно на диаметрально противоположной стороне цевочного барабана входят в контакт с контуром зубьев короны (10) и тем самым вынуждают ее вращаться в том же направление, что и первичный вал (1), а так как корона (10) посредством тарелкообразного диска (11) жестко связана с корзиной головок спиц (12), то в результате во вращение приходит обод ведущего колеса (на чертеже отсутствует). Наличие обгонной муфты (14) в составе тарелкообразного диска (11) позволяет ведущему колесу свободно вращаться на своей оси, когда первичный вал (1) не транслирует тяговые усилия.