Butucii cu viteze integrate pentru biciclete

Când auzim de biciclete , ne gândim la ceva banal. Bicicletele moderne ating un grad de complexitate greu de imaginat, butucul roții spate putând conține de exemplu un schimbător de viteze integrat cu 5-18 viteze și chiar un dinam integrat.

La toți butucii cu viteze integrate se află un angrenajbplanetar în carcasa butucului. Angrenajul planetar este un angrenaj cu sateliți, la care roțile planetare, pe lângă rotația în jurul propriei axe (axa de revoluție), se pot roti și în jurul unei alte axe (axa centrală).
Într-un angrenaj planetar, toate roțile dințate sunt mereu în angrenare. Fig. 1 prezintă aranjamentul schematic al unui angrenaj planetar aflat într-un butuc cu trei viteze (Fig. 2), la care port-satelitul este
antrenat. Antrenarea se face prin roata inelară.

Următoarele puncte se referă la butucul cu trei viteze Torpedo:

• Axul roții din spate poartă o roată solară fixată antirotație.
• Trei roți planetare interconectate se rotesc în jurul roții solare.
• Roțile planetare sunt montate pe un port-satelit, care, la rândul său, se rotește în jurul roții solare.
• Spre exterior, dinții roților planetare se angrenează în roata inelară care le înconjoară. Roțile planetare se angrenează spre exterior cu roata inelară și spre interior cu roata solară centrală.
• În axul gol al roții din spate se află un bloc glisant, care este mișcat de un lanț de tracțiune și un arc de compresiune. Blocul glisant realizează legătura între componentele de antrenare.
• Un ambreiaj cu rulare liberă permite roții să se rotească înainte, în timp ce pinionul rămâne nemișcat.

Antrenarea și ieșirea se realizează prin roata inelară și port-satelit. Roțile planetare servesc doar pentru transmiterea mișcării către port-satelit. Ele nu influențează mărimea raportului de transmisie.

În funcție de faptul dacă antrenarea se face prin portsatelit sau prin roata inelară, sunt posibile diverse rapoarte de transmisie (formulele se găsesc la pagina 556 și în cărțile de tabele).

Butucul cu trei viteze
Principiul unui butuc cu viteze integrate este explicat pe baza clasicului butuc Torpedo cu trei viteze (fost Fichtel & Sachs, acum SRAM) (Fig.3).
Notă: În butucul cu trei viteze este integrată o frână de picior. La pedalarea înapoi, port-satelitul deplasează conul de frână spre stânga prin filetul înclinat.
Descrierea ulterioară a funcției de frână de picior este detaliată în Capitolul 7, Sistemul de frânare a manualului TEHNOLOGIA BICICLETELOR.

În viteza rapidă (Fig. 4), dinții de cuplare ai elementului de antrenare angrenează roata de cuplare mobilă. Pe dantura mică a roții de cuplare este fixată o șaibă de antrenare în formă de stea (Fig. 5), care angrenează în adânciturile de pe partea frontală a port-satelitului (Fig. 6) și îl antrenează.

Pinionul este acum conectat la port-satelit, iar corpul butucului la roata inelară (Fig. 7). În consecință, roțile planetare se rotesc înainte în jurul roții solare și antrenează roata inelară cu o turație crescută.
Antrenarea corpului butucului se realizează prin crichetii roții inelare (Fig. 8).

În viteza de urcare în pantă (Fig. 9), roata inelară este deplasată axial spre dreapta. Crichetii sunt împinși din prima dantură a corpului butucului și, prin urmare, nu mai acționează.

Ambreiajul conectează pinionul cu roata inelară, în timp ce corpul butucului este conectat la port-satelit (Fig. 10).
Acum, roțile planetare, prin intermediul port-satelitului, antrenează corpul butucului mai lent decât pinionul.
Transmiterea forței se realizează prin roata inelară, port-satelit, conul de frână și cricheti către a doua dantură a corpului butucului.

În viteza de deplasare normală (Fig. 11 și 12), dantura mică a roții de cuplare angrenează în dantura interioară a roții inelare.
Antrenarea se realizează acum direct, prin crichetii roții inelare, pe corpul butucului. Prin dantura roții inelare, transmisia este antrenată în gol și astfel nu intră în acțiune.

Butucul cu cinci viteze:

Butucii cu cinci viteze sunt construiți în mod aproape identic. Port-satelitul nu conține aici un singur set de
roți planetare, ci un bloc etajat cu două seturi de roți planetare de mărimi diferite. Fiecare set de roți planetare orbitează o roată solară corespunzătoare, cu diametre diferite.

Prin fixarea, pe rând, a roții solare mai mari și a celei mai mici pe ax, rezultă cinci rapoarte de transmisie (toate imaginile butucului cu cinci viteze de la SRAM):

• Viteza rapidă mare (Fig. 13)
• Viteza rapidă mică (Fig. 14)
• Viteza normală (Fig. 15)
• Viteza de munte mică (Fig. 16)
• Viteza de munte mare (Fig. 17)

În viteza rapidă mare (treapta a 5-a), cuplul este transmis de la pinion, prin elementul de antrenare, la roata de cuplare.

Șaiba de antrenare în formă de stea a roții de cuplare angrenează în adânciturile port-satelitului și îl antrenează. Roata solară 2 este fixată pe ax de către blocul glisant. Roțile planetare orbitează roata solară 2 și antrenează roata inelară cu o turație crescută.

Antrenarea se realizează prin crichetii roții inelare pe corpul butucului. Clichetii de pe conul de frână sunt
„depășiți”.

În viteza rapidă mică (treapta a 4-a), blocul glisant este deplasat spre dreapta. Acesta eliberează roata solară 2 și fixează roata solară 1 pe ax. De la pinionul de antrenare, cuplul este transmis prin elementul de antrenare la roata de cuplare și la port-satelitul conectat la aceasta. Roțile planetare orbitează roata solară 1 și antrenează roata inelară cu o turație doar puțin crescută. Antrenarea se realizează ca și în viteza
rapidă mare.

În viteza normală (treapta a 3-a), blocul glisant a deplasat roata de cuplare spre dreapta. Antrenarea se
realizează prin pinion, elementul de antrenare, roata de cuplare și roata inelară. Crichetii roții inelare angrenează direct în corpul butucului. Angrenajul planetar rulează în gol.

Când se schimbă în viteza de munte mică (treapta a 2-a), blocul glisant deplasează roata de cuplare împreună cu roata inelară și crichetii roții inelare spre dreapta. Crichetii se decuplează astfe l din dantura corpului butucului și, prin urmare, nu mai acționează.

Antrenarea se realizează prin pinion, elementul de antrenare, roata de cuplare și roata inelară către roțile
planetare, care se rotesc în jurul roții solare 1 fixe.
Port-satelitul se rotește cu o turație redusă.

În viteza de munte mare (treapta 1), blocul glisant este deplasat spre dreapta. Acesta eliberează roata solară 1 și fixează roata solară 2 pe ax. Antrenarea se realizează prin pinion, elementul de antrenare, roata
de cuplare și roata inelară către roțile planetare.

Acestea orbitează roata solară 2 și antrenează portsatelitul cu o turație puternic redusă.
Antrenarea se realizează de la port-satelit, prin filetul cu șurub, către conul de frână.

La pedalarea înapoi, angrenajul planetar cu cinci viteze intră în poziția de frânare. În acest proces, conul de frână este împins în conul mantaiei de frână din două piese prin filetul de mișcare al port-satelitului și o deplasează spre stânga pe suprafața conică a conului levierului. Cele două jumătăți ale mantaiei de frână (Fig. 3) sunt desfăcute și se presează pe cilindrul de frână al corpului butucului.

Acesta este un fragment din lucrarea
TEHNOLOGIA BICICLETELOR
Imaginile sunt realizate de biroul de grafică al editurii
EUROPA LEHRMITTEL – GERMANIA
© XMEDITOR 2025