Pull to refresh

История одной коробки передач

System Analysis and Design3D printersSystems engineering
Sandbox

В общем, задумал я однажды придумать свою автоматическую коробку передач. Так чтобы не хуже других получилась. Не хуже - это чтобы были настраиваемые (желательно программно) передачи, обязательно наличие заднего хода, сама конструкция, в плане механики, была бы как можно проще, и при этом отсутствовали внутренние пробуксовки (как в вариаторе и гидротрансформаторе традиционной АКПП). Область применения: в качестве коробки передач в легковых авто, в качестве редукторов в промышленном оборудовании. Нахрена Зачем мне это надо было? Тут следует уточнить что на дворе был 2011 год, я на последнем курсе универа, специальность по диплому инженер-конструктор ракетостроения. До этого уже был интересный проект, который потянул на курсовую работу под названием "Механический аккумулятор крутящего момента". Суть которого заключалась в создании устройства, работающего в паре с двигателем в какой-либо системе, чтобы компенсировать редкие пиковые нагрузки крутящего момента, превышающего возможности двигателя. Также был проект в котором я попытался оптимизировать работу дискретного клапана-дросселя, работающего под газом. Такого как на картинке ниже.

Смысл в том, что этот клапан работает ступенчато. Посредством установки в байпасную линию моего устройства ступеньки нивелировались. В общем, пока все большинство рисовали ракеты, я занимался каким-то творчеством. Ну да ладно, здесь я как-то отвлекся. Маленький опыт решения нестандартных задач уже был, и в качестве увлечения в перерывах между учебой, работой и девушкой воспаленный мозг генерил возможные схемы решения поставленной задачи. На тот момент задача - патентоспособная идея. Если обобщить мои мысли на тот момент, крутился я вокруг схемы подобной на картинке ниже.

Отказался от подобных схем по причине того, что для реализации заднего хода необходимо мастрячить какой-то дополнительный банальный механизм, с управлением как у коробки-робота, непонятно как организовать систему управления. В общем хотелось родить изящную идею, и как можно проще. Недолго я мучался, скоро меня забрили в армию. Зачем пошел? Категория годности по всем пунктам "А", да и косить как-то стремно было. В армии классно) Тебе не угрожают отчислить (был пару раз на грани), не надо платить за аренду жилплощади и т.д. Воспринимал изначально всё как летний лагерь. Плевать я хотел на все тяготы и лишения. В книге Пауло Коэльо жизнь сравнивается с американскими горками, лететь по которым страшно, но с рельс тебя никогда не выкинет. В общем, когда другие искали возможность "задолбить" в санчасть, я просто расслабился и постарался получить удовольствие.

Да, и это я тот засранец который на теоретических занятиях попросил на ближайшей имитации полевого учения рыть окопы по всем правилам. Опять отвлекаюсь. Ладно, самый главный плюс для меня армии, что нигде так не высыпался как там. Отбой в 21:00, подъем в 6:00. После месяца карантина меня забрали работать в штаб тыла части. По долгу службы было персональное рабочее место с древним компьютером. В наряды за всю службу сходил раза 2-3. Недолго думая заказал по почте установочник Компас 3Д и флешку. Памяти на компе было очень мало, поэтому Компас поставил прямо на флешку. Идеальное рабочее место. Почти как в шарашке.

Потребностей у тебя практически нет, и соблазнов тоже. Интернета тоже. Спасибо ВС РФ. В свободное время кубатурил над своей идеей. Постепенно я пришел к тому, что коробка должна содержать планетарные передачи в силу компактности. Плюс осознал, что любая коробка передач или редуктор передают две составляющие: скорость и крутящий момент. Задумался об использовании дифференциалов в коробке передач. Дифференциал - механизм в котором есть один входной вал и два выходных вала. Для любого дифференциала справедливо утверждение, что если один из выходных валов искусственно затормозить, то второй начнет крутится пропорционально быстрее. Не буду ходить вокруг да около, домыслил до того, что должны быть два дифференциала, развернутые друг к другу, между которыми должен быть ТКМ - трансформатор крутящего момента (это я сам так обозвал). Схема ниже.

СУ- это система управления, воздействующая на трансформатор крутящего момента. Видимо идеи витают в воздухе. При увольнении из армии, добрался до нормального интернета и без труда наткнулся на разработки товарища Иванова К.С. с его "Зубчатым вариатором". У него уже была запатентована конструкция из двух дифференциалов, как и в моей схеме, но между дифференциалами ничего нет. В его конструкции при повышении нагрузки на выходном валу крутящий момент сам распределяется между звеньями дифференциалов. Подробнее можно посмотреть здесь: https://www.sovmash.com/node/97. Я же ставил задачу, чтобы в любой момент можно было менять передаточное отношение как я хочу. Да, и чуть позже на ТВ, по-моему на НТВ, восторженно показывали как такая конструкция может перевернуть автоиндустрию. Не умаляя заслуг автора, скажу что это не так. Вообще, забегая вперед, скажу, что никакая самая блестящая идея, даже с патентом просто так не взорвет современный мир, без продуманного менеджмента и инвестиций. Ну так вот я и подошел, к тому что нужна конструкция ТКМ, по сути нужен тормоз. Но тормоз не подходит, т.к. потери на трение, не откалибровать и т.д. Живем мы все в реальном мире и после армии я на всё это дело забил. Да периодически я задумывался над идеей ТКМ, но я тут как-то устроился на работу, женился + частный дом достался по наследству (спасибо старшему поколению). Потом мы с супругой оформили ИП - пытались заниматься кофейными аппаратами. В кризис 2014 с ростом доллара цена аппарата увеличилась в 1.4 раза, и так как спрос на кофе в нашем городке в 50 тыс. населения и так был невелик, я от них избавился. После 2015 г. мы с отцом, параллельно с основной работой, работали на миниэкскаваторе. Но в силу разных причин и от этой затеи пришлось отказаться. Мысли о коробке всё равно меня волновали, и я решил, что надо собрать волю в кулак и из принципа дойти до патента. Месяц усердной работы, с параллельным освоением Зд моделирования, и получил вот это.

Попутно написал какое-никакое описание. Теперь я задумался как оформить патент и надо ли строить прототип. Нашел в Ижевске патентную контору и пришел туда на консультацию. Когда сказал, что хочу запатентовать коробку передач, были слегка удивлены и задали вопрос: зачем мне вообще мне это надо? Сказал что это просто моя хотелка, самореализация что-ли. К нам говорят приходят отдельные детали запатентовать, чтобы их не украли, а ты тут с целой коробкой. В общем, скинул на почту чертежи с описанием, чтобы посмотрели и решили берутся или нет. Сам я с процедурой патентования никак знаком ранее не был, поэтому в одиночку даже не пытался. Вообще руководителю этой конторы я очень и очень признателен. Вместе мы целый месяц готовили описание, наверное с десяток раз перетрясли формулу изобретения. Это был классный опыт. В мае 2019 года подали заявку на изобретение. Роспатент один раз попросил поправить формулу, т.к. иначе нарушались права китайского патента на рулевой механизм. Осенью успешно получил патент. Так то классные ощущения. Что делать дальше с этой бумагой я честно говоря не знал. Не знаю и сейчас.

В марте месяце каждого года проходит StartUp Tour. И весной 2020 года, в Казани, я побывал на таком мероприятии в качестве посетителя. Интересное мероприятие которое объединяет людей с идеями, людей с деньгами и представителей власти. Оттуда вынес, что стопудово надо делать работающий прототип. В принципе если у вас есть идея для "железного" стартапа и вы хотите её развить, то необходимы патент, прототип и нормальная презентация. Необходимо также понимать, что инвестора интересуют по большому счету только три вопроса: сколько тебе надо денег? на какой срок? какова отдача? Поэтому в настоящее время возникают ненормальные перекосы: могут инвестировать в пельменный вендинговый аппарат и пропустить мимо серьезные аддитивные технологии в металлообработке.

На этом же мероприятии познакомился с товарищем по несчастью хорошим человеком Максимом Савиновым. Макс в 2014 году получил патент на свою коробку и в тот момент оформлял зарубежные патенты на свою идею. В Казани он был с презентацией. Контакты с ним поддерживаем до сих пор. По патентам хочу ещё заметить, то что патент России охраняет Вашу идею только на территории России. Если вы хотите получить исключительное право в какой-либо ещё стране, то вам необходимо обращаться в патентное ведомство соответствующей страны, и возможно есть смысл подать международную заявку PCT, пока не истек год с даты подачи заявки на патент в РФ. Я посчитал что мне нужна международная заявка и я самостоятельно подал заявление в PCT на международную публикацию. По факту в настоящий момент интереса к изобретению я никакого не наблюдаю и смысла в каких-то дальнейших телодвижениях не вижу. В марте прошлого года у меня созрела мысль на полезную модель. Я задумал скрестить дифференциалы не с ТКМ, а с обычным клиноременным вариатором. Вообще если изобретение отвечает признакам новизны, изобретательского уровня и технической восполнимости, то полезная модель только новизны и технической восполнимости. Т.е., грубо говоря, зажигалка - это изобретение, фонарик - это изобретение, а вот зажигалка с фонариком - это полезная модель. Ниже схема этой идеи (взял из патентной заявки).

Собственно, для понимания: 6 - система управления, 5 - ремень вариатора, 3 и 4 - шкивы вариатора, 7 - входной вал, 8 - выходной вал, остальное валы и шестерни составляющие дифференциалы. Плюсы предложенной полезной модели: все узлы так или иначе отработанны в промышленности; вариатор здесь служит для управляющего усилия, а не передачи момента, т.е. нет ведущего и ведомого шкивов, они оба относительно друга и ведущие и ведомые. Считаю, что за счет такой схемы можно здорово продлить жизнь ремню и шкивам вариатора. Плюс ещё в том, что при грамотной настройке, для организации обратного хода не требуются дополнительные механизмы. Подробно всё расписано в описании к патенту https://yandex.ru/patents/doc/RU199274U1_20200825 . В общем появился у меня патент ещё и на полезную модель. Но вот дальше дело толком не сдвинулось. Сейчас для прототипирования появилось больше возможностей. Спасибо аддитивным технологиям. Я попытался сначала заказывать детали на 3д принтере на стороне, но быстро отказался от этой идеи, т.к. на цену за мои заказы можно было бы принтер купить, а во времени вся работа очень сильно растягивается. Спасибо отцу, который верит в меня-дурака, и проспонсировал покупку фотополимерника.

Почему фотополимерник? Потому что качество и прочность деталей выше. Попробовал печатать смолой, которая была в комплекте. Печатает, но детали хрупкие. Заказал инженерную смолу. Но с ней у меня как-то не сложилось. Не печатает и всё - разрывает деталь между платформой и пленкой ванны. Заказал смолу ещё другой марки - посмотрим как пойдет. Так что в ближайших планах создать работающий прототип. Непечатные составляющие на 80% у меня в комплекте. Конечно я написал с десяток писем на электронную почту в компании которым могло бы пригодится мое изобретение или полезная модель. Но в ответ: "Спасибо, это долго и дорого внедрять" или просто молчание.

В общем, к чему я это всё? Да так просто, в отпуске я сейчас, смола для принтера ещё не пришла. Пойду вот и через пару дней всё что задумал сделаю. Всем спасибо.

Tags:Автоматическая коробка передачвариатор
Hubs: System Analysis and Design 3D printers Systems engineering
Total votes 86: ↑81 and ↓5 +76
Views26.9K

Top of the last 24 hours