Введение

Производитель велосипедных компонентов Sturmey Archer был производственной компанией, основанной в городе Ноттингем, Англия. Компания специализировалась на производстве планетарных передач для велосипедных втулок, тормозов и широкого спектра других велосипедных компонентов, особенно в период своего расцвета, будучи дочерней компанией Raleigh Bicycle Company. Ранее компания также производила втулки, коробки передач и двигатели для мотоциклов. Компания была основана в 1902 году Генри Стерми и Джеймсом Арчером под руководством Фрэнка Боудена, основного владельца Raleigh. В 2000 году активы и товарные знаки Sturmey Archer были проданы тайваньской компании Sun Race, которая была переименована в Sun Race Sturmey Archer Inc., а производство было перенесено на Тайвань.

Продукты

Все втулки переключения передач Sturmey Archer используют эпициклические (планетарные) передачи различной сложности. AW – самая простая, использующая один набор планетарных шестерен с четырьмя планетами. AM использует три составных планетарных шестерни с зубчатыми колесами разного размера, изготовленными на общем валу, для последовательного зацепления с зубчатым венцом и солнечной шестерней, в то время как трехскоростные втулки с близкими передаточными числами и втулки с четырьмя или более скоростями используют несколько планетарных передач. В зависимости от конкретной втулки, эти передачи могут быть соединены последовательно друг с другом, либо один из наборов может быть выбран в любой момент времени путем блокировки определенной солнечной шестерни на оси.

Семейство редукторов "К"

В 1921 году был представлен хаб K как обновленная и улучшенная версия хаба X, позднее FX (после внедрения тонкой резьбы на оси). Именно модель X производилась по лицензии BSA в качестве их 3-скоростного хаба до 1956 года. Новый трехскоростной хаб модели K имел передаточные числа 75%, 100% и 133%, как и более поздняя модель AW, однако его внутренняя конструкция была существенно иной. Наиболее заметной особенностью являлось 6-лучевое скользящее кулачковое сцепление, установленное между пружинами. Это обеспечивало возможность бокового перемещения без перемещения переключателя и позволяло предварительно выбирать передачи во время вращения педалей. Переключение происходило при ослаблении усилия на педали, освобождая механизм для скольжения в новую передачу под действием пружины. Кулачковые выступы сцепления и пружинная установка также позволяли хабу K обходиться без нейтрального положения между прямой передачей "Normal" и повышающей передачей "High". Как SW, так и AW (до середины 1990-х годов) имели это нейтральное положение. Зубцы передаточного кольца проскальзывали по сцеплению, используя кулачки и пружины, если хаб пытался одновременно включить передачи "Normal" и "High". Однако медленное переключение могло привести к чрезмерному износу сцепления и выходу хаба из строя. В низкой передаче эта проблема отсутствовала, поскольку лапки низкой передачи могли быть перегружены более высокой передачей, в то время как передачи "Normal" и "High" использовали одни и те же лапки, что требовало другого решения. В 1921 году появилась версия Tricoaster с торможением задним ходом педалей, обозначенная KC, а в 1932 и 1933 годах – варианты с близким передаточным числом (KS) и средним передаточным числом (KSW). С появлением 90-мм барабанных тормозов LBF/BF/BFC и LBR/BR/BRC в 1931 году был представлен первый 3-скоростной барабанный тормоз Sturmey Archer – KB. В 1934 году к KB присоединился тандемный барабанный тормоз KT 111 мм, входивший в семейство 111-мм барабанных тормозов вместе с передними и задними барабанными тормозами BFT и BRT (барабанные тормоза типа BR не являются планетарными втулками, а имеют резьбу для фиксированных звезд или трещоток). KT просуществовал всего четыре года и в 1938 году был заменен AT (111-мм барабанный тормоз на базе AW), когда K был заменен AW. Производство AT, BFT и BRT было прекращено из-за военных действий в 1941 году и больше не возобновлялось.

Семейство "Т" колесных редукторов

Несмотря на то, что главным преимуществом втулок Sturmey Archer было предложение трех передач, в то время как конкуренты предлагали только две, Sturmey Archer выпустила ряд двухскоростных втулок в 1930-х годах. Это началось с моделей T и TF (идентичные втулки, где F обозначает фиксированную звездочку) в 1933 году, а также с версией, оснащенной 90-мм барабанным тормозом. Модель TB имела тросовую (родную) систему торможения и свободное колесо, TBF – тросовую систему и фиксированное колесо, а добавление буквы C к обозначению указывало на использование тросовых тормозов вместо тяг. Фактически, конечный пользователь может легко переключаться между фиксированным и свободным колесом, а также между тросовой и тяговой системами торможения, заменяя общие детали, хотя корпус втулки будет продолжать отображать обозначение исходной конфигурации. Втулки T, TF, TB, TBF, TBFC и TBC имели понижение на 25% по сравнению с прямой передачей.

В 1936 году была представлена двухскоростная втулка с близким передаточным отношением, получившая название TC, и предлагавшая понижение на 13,46% по сравнению с прямой передачей. На втулках, изготовленных в 1930-х годах, в конце обозначения модели ставится номер, обозначающий год выпуска, что можно увидеть на примерах всех втулок, упомянутых в этом разделе, а также на некоторых втулках серий A и F. Например, втулка TC 1936 года выпуска могла быть маркирована как TC6, TC 6 или TC 6.

Семейство редукторов "А" и "Ф"

Самым известным продуктом Sturmey Archer является трехскоростной узел AW с широким диапазоном передач, представленный в 1938 году (хотя запатентованный в 1936 году) и до сих пор производимый в существенно измененной форме по состоянию на 2018 год. Это единственный сохранившийся из гораздо более широкого ассортимента трехскоростных узлов модели "A", включая AG Dynohub, AB с барабанным тормозом 90 мм, AM (со средним передаточным числом для "клубных" велосипедистов), AC и AR (гоночные узлы с близким передаточным числом для гонок на время) и ASC (уникальный трехскоростной узел с фиксированной передачей). В 1939 году была выпущена четырехскоростная модель AF с близким передаточным числом, задуманная как трехскоростная с дополнительной пониженной передачей для подъемов, производство которой было прекращено в 1941 году и заменено почти идентичным узлом FC в 1947 году. В 1939 году также был представлен четырехскоростной узел FM, механически очень похожий на AF и FC. После войны, в 1946 году, был представлен четырехскоростной узел FW с широким диапазоном передач, от которого произошли FG Dynohub и FB с барабанным тормозом 90 мм. FG стал символом велосипедов Raleigh Superbe в период их расцвета, а относительная долговечность FW во многом объясняется его использованием на высококлассных велосипедах Moulton в 1960-х годах до прекращения производства в 1970 году. FW привел к разработке серии моделей "S5" с пятью скоростями, внутренне схожих по конструкции, и к 1994 году Sturmey Archer производил семискоростные узлы. Производство было небольшим, и в середине 2000-х годов они были сняты с производства, поскольку велосипеды с планетарными передачами в основном вышли из моды.

SW-редукторы

Краткая история планетарной втулки Sturmey Archer SW серии с широким диапазоном передач и средним фланцем служит убедительным подтверждением преимуществ конструкции AW. Компания Sturmey Archer Gears Ltd. разработала втулку типа SW Mk. 1 со средним фланцем и широким диапазоном передач в 1954 году и начала производство в 1955 году, намереваясь заменить серию AW с большими фланцами, производство которой планировалось прекратить с появлением SW (втулки AW продолжали производиться в 1956 году и, возможно, на протяжении всего срока службы SW, несмотря на отсутствие в каталогах). По сравнению с 25%-ным понижением на первой передаче, прямой передачей на второй и 33,33%-ным повышением на третьей у AW, SW предлагала немного более широкий диапазон передач, который Брайан Хейс назвал "сверхшироким", и считалась менее дорогой в производстве, чем серия AW, выпускавшаяся с 1938 года. Новая втулка оказалась медленной в переключении передач, поскольку механизм зацепления храповика требовал меньшего количества остановок свободного хода и не позволял "предварительно переключать" передачи, как это возможно в AW при переключении на более высокую передачу, и в предшественнике AW, модели 'K', при переключении в любом направлении. Sturmey Archer никогда не рекомендовал предварительный выбор передач. Более того, уникальные храповики в форме полумесяца могут вызывать проскальзывание даже при правильной регулировке цепи переключения, поскольку зацепление только двух из трех храповиков в каждом барабане недостаточно стабильно для удержания нормального уровня крутящего момента. Это особенно заметно во втулках, которые заклинивают внутри из-за неправильной смазки, и в тех, которые износились из-за плохого обслуживания или, реже, интенсивной эксплуатации. Были предприняты попытки устранить проблемы, с которыми столкнулся SW, о чем свидетельствуют сохранившиеся экземпляры с двумя различными методами фиксации планетарного механизма (требующими двух различных конструкций осей), тремя различными конструкциями кольца храповиков планетарного механизма, двумя различными конструкциями зубчатого кольца, двумя различными конструкциями скользящего муфты, двумя различными конструкциями храповиков и двумя различными конструкциями шпонки оси, по одной для каждой из двух конструкций индикаторных стержней, использовавшихся в SW: двухкомпонентной конструкции с индикацией слева, выпускавшейся с 1954 по середину 1958 года, требующей простого отверстия в шпонке оси и сквозной просверленной оси, и менее распространенной резьбовой шпонки оси для использования со стандартной конструкцией индикации справа типа AW, представленной примерно в то же время, что и ремаркетинг AW в конце лета 1958 года, и позволяющей использовать частично цельную ось. Sturmey Archer планировал, чтобы SW полностью заменила втулку AW, и разработала целое семейство втулок серии SW. SB предназначалась для замены трехскоростной втулки AB/ABC с барабанным тормозом 90 мм, а SG – для замены трехскоростной втулки AG "Dyno Three". И SB, и SG использовали бы модифицированный набор внутренних компонентов SW с укороченным планетарным механизмом для облегчения дополнительной функциональности с левой стороны втулки. Технические чертежи SB и SG существуют, и обе модели были представлены в каталогах, однако нет никаких доказательств того, что какая-либо из этих втулок была запущена в производство, и AB/ABC и AG вновь появились вместе с AW в 1958 году. Втулка AW производилась по лицензии компанией The Hercules Cycle and Motor Company как тип A в 1940-х годах и тип B в 1950-х годах (функциональных различий нет, буква обозначает только десятилетие). Hercules также выпускала втулки SW под своим именем, хотя они встречаются гораздо реже, чем втулки SW марки Sturmey Archer. После неудачи SW на рынке и возвращения к AW, Sturmey Archer продолжала широко лицензировать конструкцию, и в конечном итоге полностью взаимозаменяемые клоны AW производились под такими брендами, как J. C. Higgins, Sears, Austro Daimler, Brompton, Brampton, SunTour и другие.

S2 "Автоматический"

В 1966 году Sturmey Archer представил новый двухскоростной хаб с переключением задним педалем, аналогичный Fichtel и Sachs 'Torpedo Zwei Gang Duomatic'. S2 – первый двухскоростной узел Sturmey Archer с момента прекращения выпуска серии T в 1941 году и последний двухскоростной, произведенный в Великобритании – оснащался прямым приводом и понижением передачи на 28,6%. Отсутствие необходимости в тросе переключения могло сделать S2 популярным выбором для велосипедов с маленькими колесами и складных велосипедов, однако особенности передач означали, что велосипеду с маленькими колесами было бы сложно добиться приемлемо высокой передачи в рамках ограничений, связанных с а) размером колес, б) минимальным размером звезды, которую можно установить, и в) максимальным размером ведущей звезды, которую можно приобрести. По этим причинам он не имел коммерческого успеха. Переключение передач на S2 осуществлялось обратным вращением педалей, при котором звездочка и водитель вращались на 1/4 оборота против часовой стрелки относительно оси (количество движения педалью, необходимое для этого, зависит от передаточного числа). Процесс переключения вверх и вниз одинаков: узел переключается между передачами, что создает риск перескока нужной передачи. В S2 отсутствует эквивалент скользящему муфте, используемому в конструкциях 3- и 4-скоростных хабов Sturmey Archer, и в процессе использования в хабе нет никакого бокового движения. Для реализации этого принципиально иного способа переключения передач хаб оснащен уникальным водителем с 4-шлицевым ключевым гнездом в центре (похожим, но не взаимозаменяемым с более поздними водителями AW 'No Intermediate Gear'), в который вставлялась втулка селектора. Четыре прореза на втулке селектора (2 мелких и 2 глубоких, расположенных попеременно) позволяли втулке селектора передавать усилие от водителя к задней части двух уникальных кулачков высшей передачи, которые могли либо включаться в корпус хаба для прямого привода (глубокий прорез втулки селектора), либо отключаться, передавая усилие только на кольцо передачи (мелкий прорез втулки селектора). Низкая передача работает аналогично хабу AW: усилие от кольцевой передачи вращает планетную клетку (через планетарные шестерни) и, следовательно, корпус, с уменьшенной скоростью. В хабе S2 установлены три кулачка низкой передачи, смонтированные в укороченной планетной клетке, что требует наличия трещотки с двенадцатью зубцами для низкой передачи вместо 10, которые можно было бы найти на современном AW. Это означает, что трещотка S2 на низкой передаче будет щелкать чаще и громче, чем AW на низкой передаче при той же скорости и размере колеса. Из-за этой разницы в конструкции трещотки для низкой передачи и короткой планетной клетки, в S2 кольцо передачи запрессовано в корпус примерно посередине, механизм занимает чуть больше половины объема корпуса, а остальная часть остается пустой. По этой причине S2 имеет уникальный корпус, и его внутренние компоненты нельзя установить в корпус другой модели. S2 – необычный хаб, было выпущено всего 12 500 экземпляров, и они редко поступают в продажу. Производство хаба было прекращено в 1972 году, и его не следует путать с хабами S2, S2C и S2K, которые в настоящее время производятся на Тайване компанией Sun Race Sturmey Archer.

Гибридные варианты передач

Многие рассматривают втулки Sturmey Archer как альтернативу переключателям передач, однако на многих моделях втулок Sturmey Archer их можно комбинировать, чтобы получить систему, сочетающую преимущества обеих систем – большее количество, более близко расположенных передач при сохранении очень широкого общего диапазона. Большинство втулок Sturmey Archer можно переоборудовать для гибридной передачи, установив задний переключатель на велосипед и найдя подходящий способ крепления нескольких звездочек к барабану втулки. Для барабана с "тремя шлицами" дополнительную звездочку можно установить вместо дистанционных шайб, при условии соблюдения осторожности, чтобы зазор между звездочками не был слишком большим, иначе цепь может сброситься вместо того, чтобы переходить между ними. В прошлом для этих втулок также выпускались блоки из двух звездочек, однако сейчас они устарели и их трудно найти. Для 12-шлицевого барабана спортивных втулок конца 1930-х и 1940-х годов можно сделать аналогичные установки, как и для 3-шлицевого барабана, однако поиск компонентов, вероятно, будет более сложной задачей из-за общей нехватки этих барабанов и звездочек, которые им подходят. Для резьбовых барабанов, которые устанавливались на туристические втулки до 1951 года, можно установить стандартную резьбовую трещотку, однако необходимо убедиться, что в раме достаточно места и что резьба достаточно надежно зафиксирована для обеспечения безопасности установки. Использование более трех звездочек вряд ли даст положительный результат. Некоторые втулки Sturmey Archer по своей конструкции принципиально несовместимы с гибридной передачей, и попытки гибридной установки с ними не следует предпринимать. К ним относятся: AF, FM, FC и AC из-за вторичного планетарного механизма, который используется для переключения солненой шестерни в низких и высоких передачах. Это приводит к вращению внутренних компонентов при свободном вращении велосипеда и создает натяжение цепи снизу, что может повредить систему переключателей. По той же причине, на велосипедах с этими втулками нормально, когда педали прокручиваются при толчке вперед, в то время как на других втулках Sturmey Archer это указывало бы на чрезмерно затянутую конусную гайку левого подшипника. Втулка ASC Three Speed с фиксированной передачей, помимо вышеуказанной причины, также несовместима с переключателями передач, поскольку при торможении на велосипеде с фиксированной передачей необходимо поддерживать натяжение цепи в обоих направлениях.

Динохаб

Динохаб был динамо (генератором) для велосипедов Sturmey Archer. Первоначальная модель GH12 на 12 вольт была представлена в 1936 году, а два года спустя последовала модель GH8. Этот 8-вольтный агрегат был снят с производства в 1941 году и заменен в 1945 году более легкой версией GH6 на 6 вольт, которая оставалась в производстве до 1984 года. Термин "динохаб" иногда используется в качестве общего обозначения для велосипедных динамо, но он возник как и остается зарегистрированной торговой маркой. Версия GH6 выдавала номинальную мощность 6 В, 0,33 А (2 Вт) от 20-полюсного кольцевого магнита со статором с непрерывной обмоткой. Оригинальные лампы для фары были рассчитаны на 6 В, 0,25 А (1,5 Вт) (например, CRY5), а для заднего фонаря – 6 В, 0,04 А (0,24 Вт) (например, CRY8). Это отличается от современного стандартного велосипедного динамо, хотя запасные части все еще можно приобрести. Обычно используются современные стандартные лампы для фары мощностью 2,4 Вт и лампы для заднего фонаря мощностью 0,6 Вт. Один из велосипедистов сообщил о значительно большем освещении при использовании лампы типа 40 на 6,3 В, 0,25 А (1,6 Вт). Возможна установка светодиодов, которые обеспечивают гораздо более яркий свет, чем лампы накаливания или галогенные лампы, однако для светодиодных альтернатив требуется установка регулятора напряжения, иначе они будут мигать 10 раз за оборот колеса, если не установлены конденсатор или выпрямитель для сглаживания переменного тока, выдаваемого динохабом. Номинальная мощность достигалась при скорости около 20 км/ч (12 миль/ч), что соответствует скорости вращения примерно 160 об/мин. Название "динамо" подразумевает выход постоянного тока, но, как это обычно бывает с велосипедными динамо (известными как генераторы в Северной Америке), выход на самом деле был переменным током. Динохабы предлагались в качестве передних втулок и задних втулок с переключением передач. AG представлял собой трехскоростную заднюю втулку AW со встроенным динамо, а FG – динамо, аналогично объединенное с четырехскоростной втулкой FW. Трехскоростной динохаб SG "Super Wide" планировался в период с 1954 по 1960 год, но так и не был выпущен. Втулку FG можно модифицировать для получения 5 передач, используя те же методы, что и для FW, чтобы обеспечить индивидуальный выбор солнечных шестерен. Генераторы втулок отсутствовали в ассортименте Sturmey Archer с 1984 года до 2006 года, когда была представлена передняя втулка X FDD, сочетающая в себе динамо на 6 В, 0,4 А (2,4 Вт) или 0,5 А (3 Вт) с барабанным тормозом диаметром 70 мм.

Современные шестерни (Sun Race Sturmey-Archer)

В 2007 году началось серийное производство 8-скоростных втулок XRF8, XRD8, XRR8 и XRK8. Sun Race Sturmey Archer внесли множество изменений в конструкцию и производство; по сравнению со старой втулкой AW, современный трехскоростной аналог (SRF3) теперь имеет корпус из алюминиевого сплава для снижения веса (доступна также окрашенная стальная версия с корпусом "Steelite", маркированная как AW). По мнению Schraner и Brandt, корпус из алюминиевого сплава снижает поломку спиц, поскольку алюминий мягче и позволяет спице надежно заходить в фланец, распределяя напряжение в месте изгиба на большей площади. Компания также производила передние тормозные втулки, такие как модель 70 мм X FD, оснащенные герметичными картриджными подшипниками. В 2010 году Sturmey Archer представила новую линейку двухскоростных втулок Duomatic, вновь используя название S2, впервые применявшееся в конце 1960-х годов. Эти втулки – S2 (свободный ход), S2C (торможение обратным педалированием) и S2K (дисковый тормоз с 6 болтами) – сохраняют общие инженерные принципы оригинальной S2, но не имеют общих внутренних компонентов. Они обеспечивают прямое передаточное число и повышающую передачу на 38%, что значительно улучшает удобство использования по сравнению с понижающей передачей оригинальной S2.

Трехступенчатый узел фиксированной передачи

В 2009 году Sun Race Sturmey Archer вновь представил трехскоростной фиксированный редукторный узел S3X. Он обеспечивает передаточные числа 100/75/62,5 (то есть верхняя передача – прямой привод, а остальные – пониженные по отношению к ней), а его внутреннее устройство основано на новейшем пятискоростном узле свободного хода, как и оригинальный фиксированный ASC был основан на современном четырехскоростном узле FC.

Другое

Sturmey Archer выпускал различные модели барабанных тормозов диаметром 70 мм и 90 мм с корпусами из стали и алюминия. Название Sturmey Archer также использовалось для 49-кубического двухтактного двигателя, устанавливаемого на ранние мопеды Raleigh, хотя фактически это была модификация двигателя "Trojan Mini Motor" Винсенти Пиатти, производившегося мотоциклетным подразделением BSA.