Велосипедтік ішкі ауыстырғыш: Rohloff Speedhub 500/14

Кіріспе

Велосипедтер үшін ішкі механизмдік беріліс құрылымы Rohloff Speedhub – Rohloff AG компаниясы әзірлеген және патенттеген велосипедтерге арналған эпициклдік ішкі механизмдік беріліс құрылымы. Ол 1998 жылдан бері осы компания тарапынан өндіріліп, сатылуда. Speedhub 500/14 бір тұтқамен басқарылатын 14 тең араласқан, бірін-бірі жаппай баспайтын беріліс қатынастарын ұсынады. Жалпы беріліс диапазоны 526% құрайды, яғни ең жоғары беріліс ең төменгі берілістен 5,26 есе жоғары. Жоғары беріліске ауысқандағы әрбір беріліс шамамен 13,6%-ға артады (ал төменге ауысқанда шамамен 12,0%-ға кемиді). Speedhub бәсекелес велосипедтік беріліс жүйелерінен (ішкі және сыртқы беріліс жүйелері) қымбатқа түседі, сондай-ақ салыстырмалы сыртқы беріліс жиынтығынан 100 грамға ауыр, бірақ шамамен бірдей беріліс диапазонын ұсынады (және 5,26:1 қатынасымен, 50/34 тізбекті дөңгелектері және 11-32 тісті кассетасы бар әдеттегі 4,28:1 қатынасынан артық). Сондықтан ол көбінесе қымбат саяхаттық велосипедтерде және тау велосипедтерінде қолданылады, себебі оның (зақымдануға осал) сыртқы бөліктерінің болмауы тиімді.

Операция

Гейрлі шүмектің ішкі құрылымы бірінен соң бірі қосылған, пайдаланушының таңдауына байланысты таңдамалы түрде қосылатын, әрқайсысында сатылы планета бар үш планеталық шүмектен тұрады. Бірінші екі беріліс сериясы жеті қатынасты қамтамасыз етеді, ал үшіншісі толық көлемді азайтады, жылдамдықтар санын он төрт есеге дейін көбейтеді. Бірінші екі сатылы серия бірдей және айналған, әрқайсысы екі қатынас пен тікелей қозғалыспен қамтамасыз етіледі. Әрбір планета деңгейі күн тісшесімен (әрқайсысы тұрақты немесе еркін айналуы мүмкін) және әр кіші планета аннулуспен (бірін енгізу, екіншісін шығару) байланыстырады. Жылжыту күндердің белгілі бір комбинациясын бұғаттау, паульдерді пайдалану және екі тұтқаның әрқайсысын қосу немесе босату арқылы жүзеге асырылады. Бірінші планеталық серия тиісінше үш және екі саты төмен, ал екіншісі тиісінше екі және үш саты жоғары, екеуі де тиісті тұтқасы күндері айналуға еркін болған кезде тікелей қозғалыспен жүреді. Бір саты төмендеу үш саты төмен және екі саты жоғары, ал бір саты жоғарылау екі саты төмен және үш саты жоғары арқылы жүзеге асырылады. Осылайша, екі планеталы жүйе арқылы үш түрлі төменгі саты, тікелей қозғалыс және үш түрлі жоғары сатылар қол жеткізіледі, барлығы таңдалған тіректердің өлшемдеріне байланысты тепе-тең өсуде. Редукция құралы - техника саласында белгілі стандартты құрылғы. Алғашқы екі планеталық жүйелердің барлық планеталық дөңгелектері бір тасымалдағышта (әрбір осьте 4 дөңгелек, әр топтамасы бір оське бекітілген, яғни ортақ осьте айналатын 2 ось). Жалпы планеталық тасымалдаушы - бірінші және екінші планеталық жүйелер арасындағы қуатты тасымалдау құралы. Кірісі бірінші сақина тісшесіне қолданылады. Реакциялық мүше ретінде қызмет ету үшін 1 немесе 2 күн тісшесі (бірақ ешқашан екеуі де) бұғатталуы тиіс. Бірінші жүйедегі планеталық тасымалдаушыны пайдаланғанда жылдамдықты азайтуды қамтамасыз етеді. Планеталық тасымалдаушы екінші жүйенің кірісі және оның сақиналық тісшесі (механизмнің сақиналық тісшесі 2) шығысы болса, нәтиже жылдамдықты арттыру болып табылады. Жүйе әртүрлі өлшемді екі күннен тұратындықтан, әрқайсысының азайту мен ұлғайтудың екі қатынасы таңдалады. Механизмнің екінші сақиналы тісшесі тікелей қысқарту сатысының соңғы күн тісшесіне бұралған. Соңғы сатыдағы сақиналық тісшелер қозғалмай тұрғанда, планеталық тасымалдаушы шығысында жылдамдықты азайту пайда болады. Планеталық тасымалдаушы және соңғы қысқарту сатысының сақиналы тізбегі бұғатталған (және соңғы сақиналы тізбегі айналуға еркін) болса, ол тікелей қозғалыс пен 1:1 қысқарту арақатынасын береді. 2-ші тұтқаны қосу мүмкін емес. Бұл жай ғана үстіне өту тұтқасы, ол #3 және #4 күн ортаңғы осьтен ажыратылған кезде бұғатталады және күшті өткізеді, ал күн тісшелерінің бірі бұғатталғанда және күшті планеталар сақиналық тісшеге жеткізеді. Басқаша айтқанда, 2-сақиналық тісшелер ортақ планета тасымалдаушымен бірдей жылдамдықпен немесе одан жоғары жылдамдықпен айналуы мүмкін. #3 айнымалы қысқарту сатысындағы күн тісшесін оның сақиналы тасымалдауышына (тікелей қозғалтқышқа) жалғастырады, #4 айнымалы қысқарту сатысындағы сақиналы тісшекті стационарлық оське бекітеді. Еркін айналу 3 сақиналы тісшенің алға қарай еркін айналуына жол беру арқылы жүзеге асырылады. Осылайша, соңғы азайту қосылған кезде, немесе соңғы азайту тікелей қозғалыс кезінде күн тісшесіне қатысты еркін дөңгелек болады. Басқаша айтқанда, соңғы қысқарту сатысы тікелей қозғалыс кезінде еркін қозғалыс планеталық жүйені кері жүктемеге қояды, планета тасымалдаушысы енді кіріс және сақиналық тісше жүктемесіз шығыс. Speedhub-тың IGR (ішкі берілістер аралығы), спиральдің айналуы бойынша діңгек айналымдары, таңдалған беріліске байланысты 0,279 мен 1,467 аралығында болады. 11-шы берілістің коэффициенті 1,0. Speedhub ең жоғары және ең төменгі берілістер арасында 526% арақашықтыққа ие. Тізбедегі берілістердің толық диапазоны: IGR Беріліс Күн #1 Күн #2 Тұтқа #1 Қатынас 1 Күн #3 Күн #4 Тұтқа #2 Қатынас 2 1 0.279 тұрақты 0.682 тартылған 1 2 0.316 тұрақты 0.774 тартылған 1 3 0.360 тұрақты 0.682 тұрақты 1.292 4 0.409 тартылған 1 тартылған 1 5 0.464 тұрақты 0.774 тұрақты 1.467 6 0.528 тартылған 1 тұрақты 1.292 7 0.600 тартылған 1 тұрақты 1.467 8 0.682 9 0.774 10 0.881 11 1.000 12 1.135 13 1.292 14 1.467 Дөңгелектердің орташа жоғалуы шамамен 1%–5%, бұл дерайлермен салыстыруға болады.

The internal construction of the gear hub consists of three planetary gear series, connected one after the other, selectively engaged depending on the user's gear choice, each containing a stepped planet. The first two gear series provide seven ratios, and the third a complete range reduction, doubling the number of speeds to fourteen. The first two stepped series are identical and mirrored, each offering two ratios and direct drive. Each planet level meshes with a sun gear (each of which can be either stationary or free to rotate), and each smaller planet meshes with an annulus (one being input, the other being output). Shifting is achieved by locking a certain combination of suns, using pawls, and engaging or releasing each of the two clutches. The first planetary series gears three and two steps down respectively, while the second gears two and three steps up respectively, both also having direct drive when the respective clutch is engaged with the suns free to spin. One step down is achieved by combining three steps down with two steps up, and one step up by combining two steps down with three steps up. Thus three different steps down, direct drive and three different steps up are achieved by a double planet system, all in even increments due to the cog sizes selected. The reduction gear is a standard unit known from the art. All planet gears of the first 2 planetary systems are on the same carrier (4 gears on each axle, with each set of 2 locked to the same shaft, i. e. 2 shafts rotating on a common axle). The common planet carrier is the means to transfer power between planetary system one and two. Input is applied to the first ring gear. Either sun gear 1 or 2 must be locked to serve as reactionary member (but never both). With the planet carrier the output of the first system, the result is speed reduction. With the planet carrier the input of the second system and its ring gear (ring gear 2 of the mechanism) the output, the result is speed increase. Because a system consists of two suns of different size, two ratios each for reduction and increase are selectable. The second ring gear of the mechanism is directly bolted to the final sun gear of the reduction stage. When the final stage's ring gear is held stationary, the result is speed reduction at the planet carrier output. With planet carrier and ring gear of the final reduction stage locked (and the final ring gear free to spin), it gives direct drive and a reduction ratio of 1:1. Clutch #2 cannot be engaged. It is simply an overrun clutch that will be locked and transmit power when suns #3 and #4 are disengaged from the center axle and will overrun when one of the sun gears is locked and power is transmitted to the ring gear by the planets. In other words, ring gear 2 can either rotate at the same speed as the shared planet carrier or at a higher speed. Clutch #3 couples the reduction stage sun gear to its ring carrier (direct drive), clutch #4 locks the reduction stage ring gear to the stationary axle. Freewheeling is achieved by allowing ring gear 3 to freewheel in a forward direction. It will thus either freewheel relative to the axle when final reduction is enabled, or to the sun gear when final reduction is in direct drive. In other words, when the final reduction stage is in direct drive, the freewheeling contribution will put the planetary system into reverse overdrive with the planet carrier now the input and the ring gear the output that has no load. The IGR (inner gear ratio), hub revolutions per sprocket revolution of the Speedhub, lies between 0.279 and 1.467 depending on the gear chosen. Gear 11 has a ratio of 1.0. The Speedhub has a 526% range between the highest and lowest gear. The range of gears in detail is:

Gear IGR Sun #1 Sun #2 Clutch #1 Ratio 1 Sun #3 Sun #4 Clutch #2 Ratio 2 1 0.279 stationary 0.682 engaged 1 2 0.316 stationary 0.774 engaged 1 3 0.360 stationary 0.682 stationary 1.292 4 0.409 engaged 1 engaged 1 5 0.464 stationary 0.774 stationary 1.467 6 0.528 engaged 1 stationary 1.292 7 0.600 engaged 1 stationary 1.467 8 0.682 9 0.774 10 0.881 11 1.000 12 1.135 13 1.292 14 1.467
The overall average loss of the gears is about 1%–5%, comparable to a derailleur.

Қою

Speedhub ауыстыру жұмысын жүзеге асыру үшін бұрылатын ауыстырғышпен жабдықталған, әр бағытта бір кабель тартылады. Индекстеу механизмі – хабтың құрамындағы бөлік. Барлық хабтық берілістердегідей, ішкі бөлшектері бұрылмауы үшін қарсы тұру қажет болатын моменттік реакция бар, және ол велосипедтің рамасына арнайы жасалған дөңгелек осіне арналған ойықтар (OEM нұсқалары) немесе рамаға бекітілген моменттік табан (EX) немесе дискілі тежегіш орнату арқылы (DB) беріледі. Хабтың ішінде 25 мл май бар, оны жылына бір рет немесе 5000 км жүргеннен кейін ауыстыру керек (өндірушінің кеңесі). Майды артық құюы ағып кетуге әкелуі мүмкін, сондай-ақ кейбір ұшақтардың төмен қысымды багаж бөлімдерінде хабты/велосипедті бүйіріне қоюдан да ағып кетуі мүмкін. Хабтағы тісті дөңгелек стандартты қадамды ауыстырғыш типті велосипед тізбектері үшін жасалған (ISO 082) және 13/15/16/17 сияқты әртүрлі тіс санымен ұсынылады. 15, 16 және 17 тісті тісті дөңгелектер екі жақты болып келеді, тісті дөңгелек бір жағынан тозғаннан кейін тісті дөңгелек өмірін екі есеге ұзартады. 13 тісті тісті дөңгелек екі жақты емес және 4 мм сыртқа қарай смещениеге ие, бұл тізбек сызығын 54 мм-ден 58 мм-ге өзгертеді, себебі кішкентай тісті дөңгелек тізбекті оське жақын өткізеді, ал тісті дөңгелек смещение болмаса тізбек хаб корпусына тиеді.

Ауысу кезеңі

Rohloff хабтары ең жақсы жұмыс істеуі үшін әдетте кірісу кезеңін қажет етеді. Өндіруші бұл үшін белсенді жүруді талап етуі мүмкін деп ұсынады. Кейбір жүргізушілер үшін кірісу кезеңі ұзаққа созуы мүмкін. Хаб кіріспей тұрғанда, редуктор жұмыс істеген кезде (1–7 қадамдар) жүргізушіде қандай да бір шу немесе діріл сезілуі мүмкін.