Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CLUTCH MECHANISM FOR A BICYCLE OR FOR A BICYCLE HAVING AN ADDITIONAL ELECTRIC DRIVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/186816
Kind Code:
A1
Abstract:
A clutch mechanism for a bicycle or bicycle having an additional electric drive relates to mechanical engineering and in particular to designs of clutches for transmitting rotational motion and can be used in the production of two-wheeled means of transportation such as bicycles or bicycles having an additional electric drive for which use of a clutch mechanism is typical. The mechanism has design differences in comparison with the closest prior art. The purpose of the claimed mechanism is to perfect the design of the clutch mechanism, ensuring reliable engagement under conditions of high loads on the drive and difficult operating conditions such as high-speed manoeuvring travel, reducing the weight of the design and reducing the noise level created during operation with the clutch in the disengaged position.

Inventors:
BOGDANOV, Konstantyn Vladimirovich (ul. Symrenko, 34-a-334Kiev, 03134, UA)
IVANOV, Aleksandr Aleksandrovich (ul. M. Koneva, 6/1-58Poltava, 36023, UA)
Application Number:
UA2017/000066
Publication Date:
October 11, 2018
Filing Date:
June 13, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BOGDANOV, Konstantyn Vladimirovich (ul. Symrenko, 34-a-334Kiev, 03134, UA)
IVANOV, Aleksandr Aleksandrovich (ul. M. Koneva, 6/1-58Poltava, 36023, UA)
International Classes:
F16D11/14; B62M6/40
Download PDF:
Claims:
ФОРМУЛА

1. Механизм сцепления для велосипеда или велосипеда с дополнительным электрическим приводом, содержит:

- первичный контактный элемент и вторичный контактный элемент, каждый из контактных элементов имеет контактную поверхность, каждая из поверхностей содержит зубцы, количество зубцов на контактных поверхностях первичного и вторичного элементов является одинаковым, контактные элементы выполнены с возможностью сталкиваться между собой контактными поверхностями,

- привод вращения,

- ведомый элемент,

- упругий элемент,

при этом ось вращения проходит через центры первичного и вторичного контактных элементов, привод и ведомый элемент, и является осью вращения для первичного и вторичного контактных элементов, привода и ведомого элемента, первичный контактный элемент связан с приводом, а вторичный контактный элемент - с ведомым элементом, первичный контактный элемент имеет ограниченную свободу перемещения вдоль оси на приводе,

отличающийся тем, что

первичный контактный элемент имеет кольцеобразную форму и размещен противоположно вторичному контактному элементу, торец которого имеет форму усеченного конуса, угол раскрытия конуса находится в диапазоне 60 - 120 градусов, его образованная поверхность является контактной поверхностью первичного элемента, на контактной поверхности первичного элемента равномерно размещено множество спиралеподобных зубцов, условное начало спирали, которая задает форму для каждого из зубцов, расположено на одной прямой с условной линией, которая определяет высоту конуса, и совпадает с осью вращения, вторичный контактный элемент имеет кольцеобразную форму и размещен противоположно первичному элементу, торец которого имеет форму воронки, где образованная поверхность воронки является контактной поверхностью вторичного контактного элемента, угол раскрытия воронки является дополняющим к углу раскрытия конуса первичного контактного элемента, а диаметр первичного контактного элемента подобран таким образом, что при полном контакте первичного и вторичного контактных элементов, первичный контактный элемент выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения с частичным, ограниченным контактом контактных поверхностей первичного контактного элемента ивторичного контактного элемента, расположение внутри вторичного контактного элемента на контактной поверхности вторичного контактного элемента равномерно размещено множество спиралеподобных зубцов, причем условное начало спирали, которая задает форму для каждого из зубцов контактной поверхности вторичного контактного элемента, расположен на одной прямой с условной линией, которая определяет высоту воронки, и совпадает с осью вращения, а направление спирали совпадает с ее направлением для первичного контактного элемента,

ISA/RU

ИСПРАВЛЕННЫЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 91.1) зубцы обоих контактных элементов имеют трапециеподобную или треугольную форму в поперечном пересечении, количество зубцов для каждой из контактных поверхностей находится в диапазоне от 30 до 200 штук, первичный контактный элемент имеет множество равномерно размещенных прямых шлицев на поверхности, которая определяется ее внутренним радиусом, на приводе вращения размещен съемный рукав, который содержит множество прямых шлицев для размещения первичного контактного элемента, при этом первичный контактный элемент имеет ограниченную свободу перемещения на шлицах вдоль оси втулки, рукав выполнен с возможностью вращать первичный контактный элемент относительно оси втулки совместно с приводом вращения, рукав выполнен из материала, который имеет большую твердость, чем привод вращения, вторичный контактный элемент содержит множество равномерно расположенных прямых шлицев, размещенных на поверхности, которая определяется внешним радиусом вторичного контактного элемента, при чем ведомый элемент соединен со вторичным контактным элементом с помощью множества прямых шлицев, организованных на внутренней поверхности ведомого элемента, и которые дополняют соответствующие шлицы вторичного контактного элемента таким образом, что вторичный контактный элемент выполнен с возможностью вращения совместно с ведущим элементом относительно оси втулки, упругий элемент размещен на приводе, и выполнен с возможностью обеспечивать первый контакт первичного элемента со вторичным контактным элементом.

Description:
МЕХАНИЗМ СЦЕПЛЕНИЯ ДЛЯ ВЕЛОСИПЕДА ИЛИ ВЕЛОСИПЕДА С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ

Область техники

Техническое решение относится к машиностроению, а именно, к конструкциям соединительных муфт для передачи вращательного движения, и может быть применено в производстве двухколесных средств передвижения, таких как велосипеды или велосипеды с дополнительным электрическим приводом, для которых характерно использование механизма сцепления, которое обеспечивает свободный ход приводного колеса, то есть, временного разъединения передачи крутящего момента от педалей к колесу (или колесам), другими словами, одностороннего сцепления.

Предшествующий уровень техники

Наличие одностороннего механизма сцепления является неотъемлемой чертой большинства современных велосипедов. Как правило, механизм сцепления конструктивно объединен с частью привода велосипеда в единственном узле - ступице ведущего, преимущественно, заднего, колеса велосипеда.

Сцепление позволяет использовать ряд передач в конструкции привода, тем же существенно расширив область применения велосипедов. Передачи позволяют изменять крутящий момент, который поступает на приводное колесо, по принципу того, как это сделано в коробке передач автомобиля. Кроме этого, благодаря сцеплению, возможно применение эффективных тормозных устройств, как от конструкций с тормозным механизмом, соединенным со сцеплением в одном узле, так и внешних ободовых и дисковых устройств.

Одним из важных технических параметров механизма является скорость сцепления, которая для велосипедиста означает расстояние свободного вращения, которое должны осуществить педали к тому моменту, пока усилие от их вращения начнет передаваться к ступице и, соответственно, к сцеплению, и через него на колесо.Для горных велосипедов этот параметр особенно важен, поскольку влияет на управляемость велосипеда в условиях сложного рельефа и грунта.

К современным двухколесным средствам передвижения выдвигается ряд требований, которые определяют их показатели и характеристики.

Надежность работы в тяжелых условиях. В последние годы наметились тенденции к увеличению диапазона передач горных велосипедов, что позволяет достигать еще большей вариативности крутящего момента. В совокупности с появлением таких новых классов велосипедов, как е - МТВ (разновидности ЕРАС или е -Bike), то есть горных велосипедов с дополнительным электродвигателем, эти тенденции создают повышенные требования к сцеплению в его способности надежно обеспечивать передачу больших крутящих моментов.

Низкая громкость или шумность работы. Для механизмов с высокой скоростью сцепления, характерна так же повышенная шумность их работы. При этом чем выше скорость вращения, тем выше и уровень шума сцепления. Это может создавать дискомфорт, как для самого велосипедиста, так и для окружающих. Внутренние потери. Способность колеса хранить постоянную скорость вращения, означает то, что велосипедисту придется прилагать меньше усилий, для поддержания заданной скорости. Все механизмы имеют КПД меньший 1 , что связано с неминуемыми внутренними потерями на трение. В то же время, и особенно для механизмов с высокой скоростью сцепления, эти внутренние потери могут быть существенными. Таким механизмам свойственней короткий путь движения "накатом", а для велосипедиста это означает необходимость компенсировать эти потериза счет собственных дополнительных усилий.

Простота обслуживания. Поскольку условия использования велосипедов, особенно горных, чрезвычайно разнообразны, и часто обусловлены использованием в условиях грязи, песка и воды, и нарасстоянии от мастерских, способных обеспечить

техническую помощь, механизм сцепления должен обеспечивать возможность обслуживания с помощью простых распространенных инструментов и без наличия специфической квалификации.

Существуют несколько известных механизмов сцепления, которыек близкие к предложенному решению, а именно:

Chris King, «ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ ЗАДНЕЙ ВТУЛКИ» (патент США

Ne 5,964,332, владелец Christopher D. King, патент опубликован 12.10.2007.). Механизм сцепления образован парой зубчатых элементов, зубцы которых, имеют пилообразную форму, и спиралеподобными шлицами (helical spline), выполненными на теле привода, которые обеспечивают дополнительное усилие сцепления зубчатых элементов.

Привод (ротор) служит для размещения звездочек, которые оборачиваются цепью. На приводе размещен ведущий элемент механизма. Привод вращается в оси втулки, которая проходит через его

ISA/RU

ИСПРАВЛЕННЫЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 91.1) центр. Ведущий элемент соединяется с приводом с помощью спиралеподобных шлицев. Спиралеподобные шлицы выполнены на внешней поверхности привода и на внутренней поверхности ведущего элемента. Благодаря такой форме шлицев, ведущий элемент имеет определенный уровень свободы перемещения вдоль оси привода. При этом перемещаясь вдоль привода, ведущий элемент одновременно проворачивается относительно его оси.. Ведомый элемент установлен так, что может сталкиваться с ведущим. Ведомый элемент жестко связан с корпусом втулки и вращается с ним как одно целое на оси втулки. Контакт элементов между собой обеспечивает пружина, установленная внутри корпуса втулки. Пружина создает усилие вдоль оси втулки, обеспечивая первичный контакт ведущего и ведомого элементов механизма. Плоскость контакта, ведущего и ведомого элементов, проходит под прямым углом к оси втулки. В области контакта элементы имеют ряд симметричных зубцов пилкоподобной формы. Одна из сторон каждого зубца образует прямой угол со своей основой, в то время как вторая - пологий. Благодаря чему при вращении в одну сторону, ведущий элемент жестко сцепляется с ведомым, запирая сцепление и обеспечивая передачу крутящего момента. При этом спиралеподобные шлицы обеспечивают дополнительную силу, что прижимает ведущий элемент к ведомому. При вращении в противоположную сторону, пологими сторонами своих зубцов ведущий и ведомый элементы, отталкиваются друг от друга. Это происходит до тех пор, пока элементы не выйдут из контакта, провернувшись на один зубец друг относительно друга. Под действием пружины, элементы опять сталкиваются и цикл повторяется вновь. Таким образом, ведущий и ведомый элементы скользят зубцами друг относительно друга. Сцепление разомкнуто и крутящий момент от привода на корпус втулки не передается. Недостатками механизма является его сложность. Это отражается как на стоимости изготовления, так и на обслуживании. Так, для полной разборки механизма нужны специфические навыки и инструмент, что исключает обслуживание в полевых условиях.

Ведущий и ведомый детали механизма изготовляются из стали. В то время, как привод, с целью уменьшения веса, из алюминиевого сплава. Ведущий элемент перемещается по спиралеподобным шлицам менее твердого привода. Это создает пару трения сталь-алюминий, что, например, менее эффективно, чем пара сталь-сталь. Потери на трение у такой пары выше. В процессе эксплуатации более твердый, стальной, ведущий элемент со временем изнашиваются спиралеподобные шлицы привода, что требует замены последнего. Попадание в середину механизма грязи приводит к еще более быстрому уменьшению эксплуатационного срока спиралеподобного шлицевого соединения. И, наконец, механизм имеет повышенную громкость роботы.

Из уровня техники известна втулка велосипеда (DE 102015100785 А1 , владелец Shimano 1пс.,патент опубликован 23.07.2015). Механизм состоит из двух зубчатых элементов. Первый, ведущий элемент расположен на приводе (роторе). Привод установлен и превращается в ось втулки. Ведущий элемент соединен с приводом с помощью спиралеподобных шлицев. Ведущий элемент перемещается в ограниченных пределах вдоль оси втулки на приводе и вращается одновременно с ним. Спиралеподобные шлицы на приводе и ведущем элементе имеют ширину больше, чем промежуток между соседними шлицами. Таким образом, между ведущим элементом и приводом существует зазор, который обеспечивает небольшую степень свободы вращения ведущего элемента относительно привода в плоскости, перпендикулярной оси втулки. У основы, по крайней мере, одного из спиралеподобных шлицев привода, со стороны, обращенной к внешнему торцу привода, выполнен уступ. Уступ являет собой треугольный наплыв около основы шлица, и направлен в сторону соседнего шлица, но имеет высоту меньше, чем промежуток между двумя соседними шлицами. Уступ имеет более пологий угол относительно оси втулки, чем шлиц, к которому он прилегает.

Ведомый зубчатый элемент установлен между ведущим элементом и корпусом втулки. Ведомый элемент жестко связан и вращается вместе с корпусом втулки с помощью ряда трапециеподобних шлицев, выполненных на его внешней поверхности. Зубчатая поверхность ведущего элемента имеет конусообразную форму и содержит ряд прямых зубцов, которые расходятся радиально от центра вращения элемента. Ведомый элемент имеет симметричные с ведущим элементом зубцы, выполненные на поверхности, которая имеет форму обратного конуса. Таким образом, при контакте оба элемента дополняют друг друга и жестко зацепляются своими зубцами, обеспечивая передачу крутящего момента от привода на корпус втулки. Внутри корпуса втулки установлена пружина, усилие которой направленно вдоль оси втулки от корпуса к приводу. Пружина прижимает ведущий элемент к ведомому. При вращении привода в одну сторону, зубчатые элементы зацепляются между собой. Спиралеподобные шлицы на приводе и ведущем элементе обеспечивают дополнительную прижимающую силу зубчатых элементов, пропорциональную прилагаемому к приводу моменту сил вращения.

При вращении привода в противоположную сторону, ведущий элемент начинает постепенно выбирать зазор между спиралеподобными шлицами привода и наталкивается на уступ (ы) основы шлица. За счет более пологого угла подъема, уступ отталкивает ведущий элемент, полностью выводя его из зацепления с ведомым элементом, при этом сам ведущий элемент перемещается вдоль спиралеподобных шлицев корпуса привода внутрь корпуса втулки. Сцепление таким образом разомкнуто и крутящий момент не передается от привода на корпус втулки.

У конструкции есть несколько недостатков. При переходе из замкнутого состояния в разомкнутое, с учетом зазора между приводом и ведущим элементом, спиралеподобные шлицы подпадают под повышенную нагрузку. Привод, выполненный для облегчения из алюминиевого сплава, поддается влиянию более твердого ведущего элемента. В процессе работы, места контакта и перемещения ведущего элемента поддадутся износу, что требует замены повода. Уступ шлица (ев) подлежит наибольшему влиянию со стороны ведущего элемента. При его износе или повреждении полностью перевести механизм в разомкнутое состояние будет невозможно. Нужно обеспечить надежную защиту элементов механизма, и особенно, спиралеподобных шлифов и уступа от попадания посторонних предметов, таких как пыль, песок и грязь. Конструкция механизма сложна, что усложняет его обслуживание в полевых условиях.

Наиболее близким решением к предложенной конструкции, есть "ОДНОСТОРОННИЙ МЕХАНИЗМ СЦЕПЛЕНИЯ ДЛЯ ДВУХКОЛЕСНОГО СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ", патент Украины, N° 107233,опубликованной 10.12.2014. Механизм сцепления образован двумя цилиндрическими элементами. Один из элементов ведущий. Ведущий элемент связан с приводом (ротором), таким образом, что он вращается вместе с ним. На привод устанавливаются звездочки, которые приводятся во вращение цепью. Ведомый элемент жестко связан с корпусом втулки, и вращается вместе с ним. При этом оба, или только ведомый элемент, могут перемещаться вдоль оси вращения втулки, которая проходит через центры обоих элементов. Плоскость контакта элементов проходит под углом к оси вращения. Один из элементов имеет поверхность контакта в форме конуса, а второй, соответственно, в форме обратного конуса. На обеих поверхностях есть ряд зубцов. Каждый зубец имеет закругленную по всей длине форму. В перпендикулярном пересечении, каждый зубец имеет трапециеподобную или треугольную форму. Ведомый элемент соединен с корпусом втулки с помощью множества штифтов, которые проходят через ушки на внешней поверхности элемента и наплывами на внутренней поверхности корпуса. Штифты так же обеспечивают перемещение ведомого элемента вдоль оси втулки. Постоянный контакт ведомого и ведущего элементов обеспечивает пружина, установленная внутри корпуса. Усилие пружины направленно вдоль оси втулки от ведомого элемента к ведущему. При вращении в одном направлении, под действием пружины, зубцы на контактных поверхностях элементов входят в зацепление друг с другом, замыкая таким образом сцепление и обеспечивая передачу крутящего момента от привода на корпус втулки. При вращении в противоположном направлении, зубцы скользят вдоль друг друга , отталкивая один элемент от другого. Как только элементы полностью выйдут из прикосновения, под действием пружины, ведомый элемент опять входит в контакт с ведущим, но уже переместившись на один зуб относительно него. Цикл повторяется. Механизм находится в разомкнутом состоянии. Крутящий момент не передается. Конструкции присущи некоторые недостатки. В первую очередь, взаимное расположение частей механизма, предусматривает то, что штифты и сама ось втулки остаются всегда параллельны друг другу. В противном случае, перекос ведомого элемента относительно ведущего, приведет к ненадежному контакту между ними, что проявится в скольжении зубов под нагрузкой один относительно другого. В таком случае передача крутящего момента будет осуществляться с перебоями. На практике, невозможно избежать некоторого прогиба оси, и как следствие, нарушения параллельности взаимного расположения оси и штифтов. Прогиб оси будет зависеть от веса наездника, условий движения и способа крепления втулки к раме велосипеда. Например, при скоростных поворотах, характерных именно для горных велосипедов, центробежная сила будет придавать подобное дополнительное влияние, которое приводит к прогибу оси.

Во-вторых, ушки, выполненные на внешней стороне ведомого элемента для размещения штифтов, увеличивают его вес. В свою очередь, вес подвижного, в данном случае, ведомого элемента, имеет прямое влияние на шумность работы механизма в целом. В разомкнутом состоянии механизма, ведомый элемент вибрирует, перемещаясь вдоль штифтов, в цикле контакта, дальнейшего отталкивания и опять контакта, под воздействием пружины.

И, наконец, вес втулки составляет около 300 г, что приблизительно на 10 15 % выше, чем в других современных конструкциях механизмов сцепления для велосипедов.

Краткое описание фигур

На Фиг.1 изображен механизм сцепления повышенной надежности для велосипеда, вид сбоку, сечение. На Фиг.2 изображен механизм сцепления повышенной надежности для велосипеда, контактные элементы, вид сбоку.

На Фиг.З изображен первичный контактный элемент, вид сбоку.

Раскрытие изобретения

Задачей заявленного технического решения является усовершенствование конструкции механизма сцепления с целью создания такого механизма, который обеспечивает надежное замыкание в условиях больших нагрузок на привод и в сложных условиях эксплуатации, таких, как скоростная, маневренная езда, уменьшение веса конструкции и дополнительно уменьшение создаваемого уровня шума при работе в разомкнутом положении сцепления.

Поставленная задача достигается за счет того, что механизм сцепления для велосипеда или велосипеда с дополнительным электрическим приводом, содержит:

- первичный контактный элемент и вторичный контактный элемент, каждый из контактных элементов имеет контактную поверхность, каждая из поверхностей содержит зубцы, количество зубцов на контактных поверхностях первичного и вторичного элементов является одинаковым, контактные элементы выполнены с возможностью сталкиваться между собой контактными поверхностями,

- привод вращения,

- ведомый элемент,

- упругий элемент,

при этом ось вращения проходит через центры первичного и вторичного контактных элементов, привод и ведомый элемент, и является осью вращения для первичного и вторичного контактных элементов, привода и ведомого элемента, первичный контактный элемент связан с приводом, а вторичный контактный элемент - с ведомым элементом, первичный контактный элемент имеет ограниченную свободу перемещения вдоль оси на приводе,

согласно заявленному техническому решению,

первичный контактный элемент имеет кольцеобразную форму и размещен противоположно вторичному контактному элементу, торец которого имеет форму усеченного конуса, угол раскрытия конуса находится в диапазоне 60 - 120 градусов, его образованная поверхность является контактной поверхностью первичного элемента, на контактной поверхности первичного элемента равномерно размещено множество спиралеподобных зубцов, условное начало спирали, которая задает форму для каждого из зубцов, расположено на одной прямой с условной линией, которая определяет высоту конуса, и совпадает с осью вращения, вторичный контактный элемент имеет кольцеобразную форму и размещен противоположно первичному элементу, торец которого имеет форму воронки, где образованная поверхность воронки является контактной поверхностью вторичного контактного элемента, угол раскрытия воронки является дополняющим к углу раскрытия конуса первичного контактного элемента, а диаметр первичного контактного элемента подобран таким образом, что при полном контакте первичного и вторичного контактных элементов, первичный контактный элемент выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения с

ISA/RU

ИСПРАВЛЕННЫЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 91.1) частичным, ограниченным контактом контактных поверхностей первичного контактного элемента и вторичного контактного элемента, расположение внутри вторичного контактного элемента на контактной поверхности вторичного контактного элемента равномерно размещено множество спиралеподобных зубцов, причем условное начало спирали, которая задает форму для каждого из зубцов контактной поверхности вторичного контактного элемента, расположен на одной прямой с условной линией, которая определяет высоту воронки, и совпадает с осью вращения, а направление спирали совпадает с ее направлением для первичного контактного элемента, зубцы обоих контактных элементов имеют трапециеподобную или треугольную форму в поперечном пересечении, количество зубцов для каждой из контактных поверхностей находится в диапазоне от 30 до 200 штук, первичный контактный элемент имеет множество равномерно размещенных прямых шлицев на поверхности, которая определяется ее внутренним радиусом, на приводе вращения размещен съемный рукав, который содержит множество прямых шлицев для размещения первичного контактного элемента, при этом первичный контактный элемент имеет ограниченную свободу перемещения на шлицах вдоль оси втулки, рукав выполнен с возможностью вращать первичный контактный элемент относительно оси втулки совместно с приводом вращения, рукав выполнен из материала, который имеет большую твердость, чем привод вращения, вторичный контактный элемент содержит множество равномерно расположенных прямых шлицев, размещенных на поверхности, которая определяется внешним радиусом вторичного контактного элемента, при чем ведомый элемент соединен со вторичным контактным элементом с помощью множества прямых шлицев, организованных на внутренней поверхности ведомого элемента, и которые дополняют соответствующие шлицы вторичного контактного элемента таким образом, что вторичный контактный элемент выполнен с возможностью вращения совместно с ведущим элементом относительно оси втулки, упругий элемент размещен на приводе, и выполнен с возможностью обеспечивать первый контакт первичного элемента со вторичным контактным элементом.

Согласно одному варианту технического решения, рукав выполнен из стали.

Согласно ещё одному варианту технического решения, упругим элементом является, по меньшей мере, одна пружина или магнит.

Наилучший вариант осуществления изобретения

Дальше будут приведены сведения, которые подтверждают возможность воплощения объекта на одном из преимущественных примеров его реализации. Данный пример приведен для понимания сути и свойств раскрытого технического решения и его целью не является ограничение воплощения изобретения. Специалисту из данного примера должны быть понятным все дополнения и модификации, которые не выходят за пределы сути данного объекта.

Механизм сцепления повышенной надежности для велосипеда включает два контактных элемента 21 и 24, один из которых первичный 21 , а другой - вторичный 24. Первичный контактный элемент имеет контактную поверхность 22, а вторичный - контактную поверхность 23. Каждая из поверхностей 22 и 23 содержит зубцы 25 и27 соответственно. Количество зубцов на каждой из поверхностей одинаковое. Контактные элементы 21 и 24 размещены таким образом, что их контактные поверхности 22 и 23 могут сталкиваться. Также механизм включает привод 10 вращения (ротор), ведомый элемент 18, упругий элемент 19. При этом ось А проходит через центры обоих контактных элементов 21 и 24, привод 10 и ведомый элемент 18 таким образом, что является осью вращения для контактных элементов 21 и 24, привода 10 и ведомого элемента 18. Первичный элемент 21 связан с приводом 10, а вторичный 24 с ведомым элементом 18. Первичный элемент 21 имеет ограниченную свободу перемещения вдоль оси на приводе в направлениях D1 и D2.

Первичный элемент 21 выполнен кольцеобразной формы, его противоположный вторичному контактному элементу торец имеет форму усеченного конуса. Угол раскрытия конуса V находится в диапазоне 60 - 120 градусов, его образующая поверхность является контактной поверхностью первичного контактного элемента 22. На контактной поверхности первичного контактного элемента равномерно размещено множество спиралеподобных зубцов 25. Условное начало спирали, которая задает форму для каждого из зубцов 25, расположено на одной прямой с условной линией, которая определяет высоту конуса, и совпадает с осью вращения А. Вторичный контактный элемент 24 выполнен кольцеобразной формы, его противоположный первичному контактному элементу торец, который имеет форму воронки, которая образует поверхность воронки, является контактной поверхностью вторичного контактного элемента 23. Угол раскрытия воронки является дополняющим к углу раскрытия конуса первичного контактного элемента, 360 - V, а диаметр подобран таким образом, что при контакте элементов, первичный контактный элемент 21 частично располагается внутри вторичного контактного элемента 24, а их контактные поверхности 22 и 23 касаются друг друга. То есть, первичный контактный элемент выполнен с возможностью возвратно- поступательного движения с частичным, ограниченным контактом контактных поверхностей первичного контактного элемента и вторичного контактного элемента, расположением внутри вторичного контактного элемента. На контактной поверхности вторичного контактного элемента 23 равномерно размещено множество спиралеподобных зубцов 27. Условное начало спирали, которая задает форму для каждого из зубцов 27, расположено на одной прямой с условной линией, которая определяет высоту воронки, и совпадает с осью вращения А, а направление спирали совпадает с ее направлением для первичного контактного элемента 21 . Зубы 25 и 27 обоих элементов 21 и 24 имеют трапециевидную или треугольную форму в поперечном сечении. Их количество для контактных поверхностей 22 и 23 находится в диапазоне от 30 до 200 штук. Первичный контактный элемент 21 имеет множество равномерно расположенных прямых шлицев 30 на поверхности, которая определяется его внутренним радиусом. На приводе 10 расположен съемный рукав 28, который содержит множество прямых шлицев 32 для размещения первичного контактного элемента 21. При этом первичный контактный элемент 21 имеет ограниченную свободу перемещения на шлицах вдоль оси втулки D1 и D2. Рукав 28 обеспечивает вращение первичного контактного элемента относительно оси втулки А вместе с приводомЮ. Рукав 28 выполнен из более твердого материала, чем привод 10, преимущественно, из стали. Вторичный элемент 24 содержит множество равномерно расположенных прямых шлицев 34, размещенных на поверхности, которая определяется внешним радиусом элемента 24. Ведомый элемент 18 соединен со вторичным контактным элементом 24 с помощью множества прямых шлицев, организованных на внутренней поверхности ведомого элемента, и дополняют соответствующие шлицы вторичного контактного элемента 34 таким образом, что вторичный контактный элемент вращается совместно с ведомым элементом относительно оси втулки А. Упругий элемент 19 размещен на приводе 10, влияет на первичный контактный элемент 21 в направлении D2, обеспечивая его первичный контакт со вторичным контактным элементом 24. В качестве упругого элемента 19 выступает по меньшей мере одна пружина или магнит.

Промышленная применимость

Заявленное техническое решение работает следующим образом:

Привод 10, под воздействием получаемого крутящего момента, который передается с помощью цепи на закрепленные на приводе звездочки (на рисунке не показаны), начинает вращаться в направлении R2 на оси 14 благодаря установленным между осью 14 и приводомЮ, подшипникам 12.

Через шлицы 32 рукава привода 28 и шлицы 30 первичного контактного элемента 21 вращение передается на первичный контактный элемент 21 . Упругий элемент 19 влияет на первичный контактный элемент 21 , продвигая его в направлении D2, вдоль шлицев рукава привода 32. Зубцы 25 первичного контактного элемента 21 входят в зацепление с зубцами 27, вторичного контактного элемента 24. При этом, благодаря форме зубчатых контактных поверхностей 22 и 23, при зацеплении первичный контактный элемент 21 перемещается дальше вдоль оси А в направлении D2 до тех пор, пока зубцы 25 первичного контактного элемента 21 полностью не соединятся с зубцами 27 вторичного контактного элемента 24, а первичный контактный элемент 21 не окажется частично внутри вторичного контактного элемента 24. Когда первичный контактный элемент 21 и вторичный 24 контактный элемент полностью соединяются, вращение первичного контактного элемента 21 через вторичный контактный элемент 24 и его шлицы 34, соединенные со шлицами (на рисунке не показаны) ведомого элемента18, будет передаваться на ведомый элемент 18.

Ведомый элемент 18 приходит во вращение с той же скоростью, что и привод 10 в направлении R2. Вращение ведомого элемента 18 относительно оси А обеспечивается подшипниками 15 и 16, установленными между ведомым элементом 18 и осью втулки 14.

Как только скорость вращения привода 10 станет меньше, чем скорость вращения ведомого элемента 18, например, привод прекращает вращение, или ведомый элемент 18 обгоняет привод 10, первичный контактный элемент 21 и вторичный контактный элемент24 начнут выходить из зацепления. При этом зубцы 25 первичного контактного элемента 21 , начинают скользить вдоль зубцов 27 вторичного контактного элемента 24, что приводит к перемещению первичного контактного элемента 21 вдоль оси вращения А на шлицах 30 рукава привода 28 в направлении D1.

При полном разъединении первичного контактного элемента 21 и вторичного контактного элемента 24, их взаимное расположение в плоскости, перпендикулярной оси А, изменится на величину одного зубца. Как только это произойдет под воздействием упругого элемента

19 первичный контактный элемент 21 опять переместится в направлении D2, и столкнется зубцами 25 своей контактной поверхности 22 с зубцами 27 контактной поверхности 23 вторичного контактного элемента 24. Цикл скольжения зубцов 25 вдоль зубцов 27 повторится. При этом первичный контактный элемент будет осуществлять возвратно-поступательное движение вдоль оси, по шлицам 30 рукава повода 28 и шлицам первичного контактного элемента 32. Крутящий момент от привода 10 не отсылается на ведомый элемент 18. Привод 10 и ведомый элемент 18 вращаются независимо друг от друга на оси 14.