Rower z przekładnia planetarną to dopiero patent

Wiosna to czas na wyprawy rowerowe ale pod warunkiem, że nasz rower jest sprawny i może pokonywać niezawodnie wybrane trasy rowerowe. W trakcie czyszczenia po zimowej drzemce swojego towarzysza rowerowego znalazłem na tylnej piaście oznaczenie z numerem patentu przekładni łańcuchowej.

Zidentyfikowany patent US3352175 Three stage speed change mechanizm for a bicycle opublikowany w 20.04.1962 roku zgłosiła firma Shimano w Japonii. Przed analiza w/w patentu okazało się, że stan mojej wiedzy na temat przerzutek rowerowych w piaście koła okazał się zerowy, więc musiałem poszukać wiedzy na ten temat w Internecie.

Według artykułu Jak to działa? Wielobiegowa piasta planetarna , Marka Utkina link1 : piasta planetarna stanowi po prostu miniaturową skrzynię biegów, która może być mała dzięki temu, że siły występując na osiach kół zębatych − słonecznego (zamocowanego na osi) oraz planet (inaczej: satelitów), dzięki symetrii znoszą się wzajemnie, co eliminuje konieczność tworzenia rozbudowanej i sztywnej konstrukcji nośnej. Poza tym siły rozkładają się na trzy lub cztery satelity, które mogą być mniejsze niż pojedyncze koło zębate spełniające podobną rolę. W piaście planetarnej (w jednym komplecie satelitów) tak naprawdę występują dwa przełożenia przyspieszające, gdy napędza się kosz satelitów, a koło roweru obraca się wraz z kołem obiegowym, czyli wieńcem zębatym o wewnętrznym uzębieniu; oraz spowalniające, gdy napędza się rzeczony pierścień obiegowy, a koło roweru obraca się wraz z koszem satelitów. Bieg trzeci jest w zasadzie dodatkiem i jest to bieg bezpośredni, czyli napęd na koło jest przekazywany bez pośrednictwa przekładni zębatej w piaście. Jeśli koło słoneczne ma tyle samo zębów co satelity, a pierścień obiegowy ma ich trzykrotnie więcej, bieg szybszy będzie wynosił 4/3 biegu bezpośredniego, a wolniejszy − 3/4.

Według opisu patentowego firmy Shimano wielobiegowe piasty do rowerów posiadające element napędowy, połączony z kołem łańcuchowym oraz człon sprzęgający, przesuwny poosiowo i łączący ten element napędowy z różnymi częściami wybranymi przekładni planetarnej. W znanych wielobiegowych piastach napędowych człon sprzęgający stanowi zabierak o dwóch, trzech lub czterech ramionach zabierających, wychodzących z piasty zabierającej, który jest przesuwny na osi piasty i które go ramiona przechodzą (przez szczeliny podłużne elementu napędowego. Element napędowy w tej znanej odmianie konstrukcyjnej sięga od kola łańcuchowego aż do przekładni planetarnej dla zapewnienia zabierakowi na tej całej odległości niezbędnego prowadzenia. Ramiona zabieraka zaczepiają o wybrane przedłużenia trzpieni łożyskowych kół planetarnych, to znaczy na obsadzie planetarnej lub na powierzchniach zaczepowych wydrążanego koła, obejmującego koło planetarne. Koło wydrążone podtrzymuje w tej znanej konstrukcji rygiel napędowy, najlepiej rygiel zapadkowy, a mianowicie w miejscu, znajdującym się między przekładnią planetarną i kołem łańcuchowym.

Penetracja opisów patentowych zaowocowała identyfikacją pierwszego opisu patentowego No 15631 view-582, protoplasty piasty planarnej zgłoszonej przez Jamsa Archera w roku 1901 w Anglii oraz jego odpowiednika US0832442A z 1906 roku. Analiza w/w patentu prowadzi do wniosku, że kolejne opatentowane rozwiązania stanowią w gruncie rzeczy rozwinięcie idei przedstawionej przez J.Archera.

Wracając na polskie podwórko okazało się, że mamy swój orginalny wkład w rozwój przekładni planetarnych zastosowanych w napędach rowerowych. Nowa przerzutka rowerowa o nazwie Efneo to na pierwszy rzut oka zwykły mechanizm korbowy który zastępuje trzybiegową przednią przekładnie rowerową.W środku konstrukcja przerzutki według wynalazku zawiera przekładnie planetarne – podobne do tych znajdujących się w piastach tylnych z wewnętrznymi przerzutkami. Przekładnia ma to do siebie, że cały mechanizm jest zamknięty w niewielkiej puszce. Nie ma trzech zębatek łańcuchowych, tylko jedna, poruszająca się z różną prędkością w stosunku do pedałów w zależności od biegu.Wyjątkowość Efneo polega na tym, że ma trzy biegi, jest lekka, wytrzymała i pasuje bez modyfikacji do standardowej ramy rowerowej. Rozwiązania konkurencyjne mają dwa biegi i są cięższe. Jest też kilka przekładni przednich wielobiegowych, ale one wymagają budowy całkowicie dedykowanej, nietypowej ramy rowerowej, a do tego są bardzo drogie. To rozwiązania niszowe, a Efneo będzie produktem dostępnym dla szerokiego grona rowerzystów kupujących rowery ze średniej półki.

Efneo

Konstrukcja przerzutki Efneo została zgłoszona do Urzędu Patentowego RP gdzie figuruje pod numerem zgłoszenia Zgl399591 Przekładnia planetarna. Według w/w aplikacji patentowej przedmiotem wynalazku jest przekładnia planetarna, która wyposażona jest w dwa tryby słoneczne ( duży i mały) zamontowane względem siebie obrotowo oraz dwa zespoły trybów satelitarnych (dużych i małych), przy czym każdy zespół trybów satelitarnych współpracuje z jednym trybem słonecznym, a każdy tryb słoneczny współpracuje z jednym zespołem trybów satelitarnych. Tryby satelitarne zamontowane są na wspólnej osi w sposób trwały, przy czym zespół trybów satelitarnych-duży (o większej średnicy) przystosowany jest do pracy z trybem członu biernego tzn.: w przypadku bezpośredniego przekazywania momentu obrotowego korby pedałów roweru na zębatkę przednią łańcucha.

Istota rozwiązania przekładni planetarnej według wynalazku R.399591 charakteryzuje się tym, że tryb członu biernego połączony jest z mechanizmem korbowym za pośrednictwem sprzęgła jednokierunkowego, które przekazuje moment obrotowy z mechanizmu korbowego na tryb członu biernego w trakcie pracy biegu 1 neutralnego oraz w trakcie zmiany biegów wyższych 2 i 3 , czyli po odblokowaniu jednego ze sprzęgieł trybu słonecznego, a przed zablokowanie innego sprzęgła trybu słonecznego. Przy założeniu identycznego modułu zęba wszystkich trybów przekładni : tryb słoneczny duży – 60 zębów, tryb słoneczny mały 48 zębów, tryb satelitarny duży – 27 zębów, tryb satelitarny mały – 15 zębów, tryb członu biernego – 102 zęby, uzyskiwane relacje prędkości obrotowej trybu członu biernego względem mechanizmu korbowego wynoszą : dla biegi 1 neutralnego 100%, dla biegu 2 – 147% , dla biegu 3 – 206 %.

Dodatkowo, wyjątkowość przerzutki Efneo polega na tym, że ma trzy biegi, jest lekka, wytrzymała i pasuje bez modyfikacji do standardowej ramy rowerowej. Rozwiązania konkurencyjne mają dwa biegi i są cięższe. Jest też kilka przekładni przednich wielobiegowych, ale one wymagają budowy całkowicie dedykowanej, nietypowej ramy rowerowej, a do tego są bardzo drogie. To rozwiązania niszowe, a Efneo jest produktem dostępnym dla szerokiego grona rowerzystów kupujących rowery ze średniej półki.

Uwaga: Omawiane konstrukcja przekładni planetarnej posiada już pełną ochronę prawną w postaci patentu PL221732B1 PRZEKŁADNIA PLANETARNA, EFNEO SP. Z O.O , Warszawa, z datą 31.05.2016.

Link do artykułu „Jak działa przekładnia wielobiegowa piasta planetarna” https://mlodytechnik.pl/archiwum/03-2004_jak_to_dziala.pdf , który ułatwia zrozumienie planetarnej przekładni rowerowej.

Antena DVB-T z patentem i wzorem przemysłowym

Antena1

Proza życia codziennego dostarcza ciekawych doświadczeń technicznych na każdym kroku. Po wielu przymiarkach kupiłem nowa antenę telewizyjną DVB-T Telmor ASR IQ, która według fachowców jest najlepszą konstrukcja na rynku anten.

Szerokopasmowa antena telewizyjna ASR IQ (dawniej DIGIToptima IQ) firmy Telkom-Telmor ma wbudowany inteligentny przedwzmacniacz antenowy, który optymalnie dostosowuje swoje wzmocnienie do poziomu odbieranego sygnału TV. W ten sposób zapobiega się niekorzystnym skutkom przesterowania wzmacniaczy, co zwłaszcza w przypadku naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T może doprowadzić do poważnych zakłóceń lub wręcz do zaniku odbioru. Dzięki zastosowaniu inteligentnego wzmacniacza możliwe jest bezproblemowe instalowanie anteny niezależnie od odległości do nadajnika.

Solidny reflektor zapobiega wnikaniu niepożądanych sygnałów z tyłu anteny DVB-T, co może ułatwić odbiór sygnałów w rejonach przygranicznych, gdzie należy wyeliminować wpływ silnych nadajników zagranicznych. Ta właściwość anteny może być również przydatna w przypadku występowania różnego rodzaju zakłóceń przemysłowych. Przedwzmacniacz antenowy jest zasilany zdalnie przez kabel koncentryczny za pomocą dołączonego zasilacza ze zwrotnicą zasilającą.

Antena telewizyjna DVB-T ASR IQ (DIGIToptima IQ) Telmor jest dostarczana już całkowicie zmontowana. Dzięki zawiasowemu mocowaniu reflektorów do belki nośnej, rozłożenie anteny jest niezwykle szybkie i proste, ponadto nie wymaga stosowania narzędzi. Anteny telewizyjne ASR IQ (DIGIToptima IQ) Telmor charakteryzują się solidnym wykonaniem i mają dużą odporność na wiatr oraz niekorzystne warunki atmosferyczne. Anteny telewizyjne DVB-T firmy Telkom Telmor zapewniają wieloletnią niezawodną pracę.

Po zamontowaniu anteny okazało się, że podczas odbiory sygnałów telewizji cyfrowej DVB-T występują zakłócenia szczególnie na kanałach telewizyjnych HD. Szukając przyczyny dowiedziałem się w serwisie, że antena jest opatentowana i powinna działać bez zakłóceń . Po sprawdzeniu w Urzędzie Patentowym, rzeczywiście zgłoszony została aplikacja patentowa pt: Przedwzmaczniacz antenowy Nr. Zgł P395645

Przedwzmacniacz antenowy mający między swoim wejściem i wyjściem element dopasowujący, filtr pasmowy i wzmacniacz z dołączonym do jego wyjścia detektorem charakteryzuje się tym, że zaopatrzony jest w układ skokowej zmiany punktu pracy wzmacniacza. Układ skokowej zmiany punktu pracy włączony jest pomiędzy wyjściem wzmacniacza a wejściem sterującym wzmacniacza. Układ skokowej zmiany punktu pracy stanowią połączone szeregowo między wyjściem wzmacniacza a wejściem sterującym wzmacniacza: detektor, komparator i klucz punktu pracy, przy czym komparator połączony jest ze źródłem napięcia odniesienia.

Przedwzmacniacz antenowy R395645 według wynalazku, dzięki automatycznej skokowej zmianie punktu pracy wzmacniacza, cechuje się prostotą układową przy jednoczesnym zapewnieniu jego dobrej pracy przy różnych poziomach wejściowego sygnału z anteny, tj. zapewnia minimalizację szumów przy niskich poziomach sygnału wejściowego i niezniekształcony sygnał wyjściowy dla wysokich poziomów sygnału wejściowego. Sygnał odebrany przez antenę podawany jest poprzez element dopasowujący i filtr pasmowy na wejście wzmacniacza . Po wzmocnieniu, sygnał z wyjścia wzmacniacza przekazywany jest na detektor . Uzyskane napięcie porównywane jest w komparatorze z zadaną wartością napięcia ze źródła napięcia odniesienia UO. Po spełnieniu warunku progowego komparator uruchamia klucz punktu pracy , który wytwarza sygnał przełączający podając go na wejście sterujące wzmacniacza. W wyniku tego we wzmacniaczu następuje skokowa zmiana jego punktu pracy, tj. zmiana użytecznego zakresu sygnału wejściowego, bez zmiany wzmocnienia. Zmiana zmiennego napięcia wejściowego, które jest sygnałem wejściowym podawanym na bazę tranzystora będącego wzmacniaczem, powoduje zmianę prądu wyjściowego, przy czym wyjściowy prąd wynikowy jest sumą prądu polaryzacji i prądu wynikającego z podania zmiennego napięcia na wejściu wzmacniacza . Z powodu nieliniowości charakterystyki tranzystora, przy wyższym prądzie polaryzacji możliwe jest uzyskanie niezniekształconego sygnału wyjściowego dla większej amplitudy sygnału wejściowego ul. Ten sam wysoki poziom sygnału wejściowego przy ustawionym niskim prądzie polaryzacji dawałby zniekształcony sygnał na wyjściu. Dla niskiego poziomu sygnałów wejściowych natomiast, możliwe jest uzyskanie niezniekształconego sygnału wyjściowego przy niskim prądzie polaryzacji , co jest istotne ze względu na to, że niski prąd polaryzacji zapewnia niski poziom współczynnika szumów.

W przykładowej realizacji przedwzmacniacza antenowego jako progową wartość sygnału wyjściowego że wzmacniacza przyjęto 85 dB uV, co przy wzmocnieniu 20 dB oznacza sygnał wejściowy o poziomie 65 dBuV. Gdy sygnał wyjściowy wykryty przez detektor nie przekracza 85 dBuV, wzmacniacz pracuje W pierwszym zakresie, tj. W punkcie pracy określonym przez prąd polaryzacji równy 10 mA. Natomiast gdy poziom sygnału wyjściowego przekroczy 85 dB uV, co oznacza 65 dB „V na wejściu, klucz punktu pracy przełącza skokowo tranzystor wzmacniacza do innego punktu pracy, o prądzie polaryzacji 50 mA, tj. do drugiego zakresu. W ten sposób, układ przedwzmacniacza antenowego mierząc poziom sygnału wyjściowego i porównując z wartością progową podawaną ze źródła napięcia odniesienia UO, automatycznie zmienia skokowo punkt pracy tranzystora, w zależności od poziomu sygnału wejściowego, bez zmiany jego wzmocnienia. Dla sygnałów słabych, o niskim poziomie amplitudy, wzmacniacz pracuje z niskim prądem polaryzacji, który zapewnia niski współczynnik szumów i niezniekształcony sygnał wyjściowy dla małych amplitud sygnału wejściowego. Natomiast gdy poziom sygnału wejściowego przekracza określony próg.

Dodatkowo antena została zgłoszona jako wzór przemysłowy o nazwie ANTENA który została zarejestrowany pod numerem PL16884S2 Dzięki zastosowaniu w antenie według wzoru wertykalnego refleksyjnego ekranu wygiętego w jednej pionowej płaszczyźnie więcej jak dwoma promieniami zatoczenia, w postać symetrycznego wycinka walca o regularnym przekroju eliptycznym,-dzięki temu, że odległości reflektorów od siebie są największe w pobliżu podłużnicy łukowej ramy i najmniejsze w pobliżu środkowej belki nośnej,-dzięki temu, że różnice wielkości odstępów zachodzących pomiędzy sąsiednimi reflektorami łukowego refleksyjnego ekranu, są podporządkowane wzorowi przyrostu arytmetycznego, – dzięki temu, że smukły nośnik wraz z jego wielofunkcyjną zaczepową prostokątną podstawą, jest zaopatrzony w środkowej jego partii, w kulisto kształtną komorę przedwzmacniacza, połączonego z instalacją antenową przewodem koncentrycznym przebiegającym wewnątrz nośnika, – dzięki temu, że końcowe części obydwu dielektrycznych płaskich boczników, są ukształtowane w postać hako-kształtnych krótkich skrzydełek, na odcinku których, znajdują się po dwa z pośród licznych reflektorów, które w tym miejscu wertykalnego refleksyjnego ekranu, tworzą dwie nie równolegle do siebie wąskie boczne płaszczyzny refleksyjne, okazało się możliwe uzyskanie korzystnego estetycznego wyglądu anteny, która pozwala ponadto na uzyskanie zakresu odbieranych ( FM + VHF + UKF ) częstotliwości od 88 – 862 MHz, zysku/skuteczności dla kanałów K6-K12 od 6 do 32 dB, dla kanałów K21-K39 od 10,5 do 36 dB i dla kanałów K40-K69 od 11,0 do 39 dB.