O bicicletă condusă de arbore este o clasă de biciclete în care transmiterea cuplului de la ansamblul cărucior la roată are loc printr-un arbore (în vorbirea colocvială, o astfel de transmisie poate fi numită cardan, deși nu există un ansamblu cardan într-un anumit dispozitiv), cu un tren de viteze format din două conice .
Transmisia bicicletei cu arbore a fost patentată la sfârșitul secolului al XIX-lea, dar nu a fost utilizată pe scară largă din cauza tehnologiei complexe de producție și a imposibilității modificării raportului de transmisie. Abia în primul deceniu al secolului al XXI-lea, dezvoltarea tehnologiei a făcut posibilă egalizarea rapoartelor de transmisie ale transmisiilor cu lanț și ale cutiilor de viteze în manșon, ceea ce a dus la apariția pe piață a unui număr mic de biciclete cu arbore produse în serie. unități.
La sfârșitul secolului al XIX-lea, mulți inventatori și designeri au încercat să creeze transmisii de biciclete fără lanț . Pe lângă arbore, au fost propuse multe alte alternative la lanț, dar numai transmisia arborelui a primit implementare practică ulterioară.
Primele transmisii cu arbore pentru biciclete au fost inventate în 1890 independent în SUA și Marea Britanie . A. Fearnhead a creat o astfel de unitate la Londra în 1890 și a brevetat-o în 1891. În prototipul său, arborele se rotea în interiorul tubului, care era situat deasupra stiloului cadru, în modelele ulterioare arborele se rotea direct în interiorul stiloului [1] . În Statele Unite , Walter Stillman a solicitat un brevet pentru un arbore de antrenare a bicicletei pe 10 decembrie 1890. Brevetul a fost eliberat la 21 iulie 1891 [2] .
Arborele de transmisie nu a fost bine primit în Anglia, așa că Fernhead a adus-o în SUA în 1894, de unde Pope Manufacturing Company a cumpărat drepturile exclusive ale SUA asupra invenției.
În mod curios, renumitul designer de biciclete al vremii, profesorul Archibald Sharp ( ing. Archibald Sharp ), era împotriva arborelui; în cartea sa clasică „Biciclete și triciclete ” din 1896, el scrie:
Mecanismul Fernhead .... dacă ar fi posibilă fabricarea angrenajelor conice cu mare precizie și costuri minime, atunci s-ar putea spune că angrenajele de acest tip ar putea înlocui transmisia cu lanț, dar faptul că dinții angrenajelor conice nu pot fi frezați cu precizia cerută, reprezintă un obstacol serios în calea punerii în practică a acesteia [3] .Archibald Sharp, 1896
Producția de transmisii cu arbore în SUA a început încă din 1893 de către League Cycle Company [4] . La scurt timp după aceea, compania franceză Metropole lansează bicicleta fără lanț Acatane [4] . În 1897, în Statele Unite începe producția de masă de unități fără lanț sub licență de la League Cycle Company [4] . În 1898-99, bicicletele fără lanț devin destul de populare, dar vânzările lor sunt considerabil mai mici decât bicicletele clasice datorită prețului lor relativ ridicat.
Bicicletele cu valet au fost, de asemenea, ceva mai puțin eficiente decât bicicletele obișnuite. Aproximativ opt la sută din pierderile de energie au fost în transmisii, în parte din cauza tehnologiilor de producție limitate ale vremii. Roata din spate a fost mai greu de îndepărtat pentru a schimba o anvelopă sau o cameră. Multe dintre aceste neajunsuri au fost depășite în secolul al XX-lea.
În 1902, Hill-Climber Company a comercializat o bicicletă cu trei viteze, acționată de arbore, în care diferite rapoarte de transmisie au fost realizate prin trei seturi de angrenaje conice [5] . Deși au fost produse un număr mic de biciclete fără lanț , în cea mai mare parte, bicicletele cu arbore au dispărut din vedere în cea mai mare parte a secolului al XX-lea.
Cu toate acestea, există încă o nișă pe piața de biciclete care este ocupată de bicicletele acționate pe arbore, în special în sectorul bicicletelor rutiere (urbane). Și există o serie de producători care oferă astfel de biciclete, fie ca parte a unei clase mai mari, fie ca o clasă separată de biciclete.
Pentru a permite schimbarea vitezelor, arborele de transmisie este conectat la o cutie de viteze încorporată în butucul spate (butucul). Până în prezent, se pot distinge cei mai mari trei producători de cutii de viteze încorporate (interne) care pot fi utilizate cu o transmisie prin arbore, acestea sunt Shimano , SRAM și Sturmey-Archer .
Utilizarea angrenajelor conice vă permite să rotiți cu 90 de grade axa cuplului care vine de la pedale. Pentru a transmite cuplul roții din spate, sunt necesare două perechi de roți dințate conice ( angrenaj Z ), una lângă pedalier, a doua lângă butucul roții din spate. Roțile conice sunt cea mai eficientă modalitate de a schimba unghiul axei de rotație și oferă mai puțină frecare decât angrenajele melcate .
| Tipuri de biciclete | |
|---|---|
| cu programare | |
| prin caracteristicile de proiectare | |
| după tipul de suspensie |
|
| după tipul de unitate | |