Tym razem postanowiłem rozebrać dynamo w piaście.

Zapraszam do lektury!

Za przykład posłużyło mi dynamo Shimano DH-3N20. Przypuszczam, że budowa innych piast z dynamem, w szczególności marki Shimano, jest bardzo zbliżona. Różnice polegają przede wszystkim na sposobie uszczelnienia części elektrycznej dynama. Poniższy artykuł da czytelnikowi przynajmniej ogólne pojęcie o wewnętrznej budowie tego typu dynama.

Co będzie potrzebne:

1. klucze: płaski klucz do konusów nr 17 mm,
2. zwykły klucz płaski 17 mm, ale polecam oczkowy,
3. klucz 36 mm, polecam oczkowy lub nasadowy, ja posłużyłem się kluczem francuskim (w kształcie młotka),
4. lutownica wraz z cyną i kalafonią,
5. szmaty, smar do łożysk,
6. ewentualnie silikon.

Dynama w piaście to bardzo fajne rozwiązanie, nie wymagające konserwacji. Wszystko jest szczelnie zamknięte, odddzielone od świata zewnętrznego. Pojawia się więc pytanie, co może się popsuć w piaście tego typu. Cóż, jak zapewne każdy z czytelników się domyśla, nie ma rzeczy niezniszczalnych. Nawet młotek może się popsuć:

1. awarie elektryczne - na wyjściu brak napięcia lub zbyt niskie napięcie,
2. awarie mechaniczne - np. piasta zaczyna stawiać duży opór, pojawia się niecentryczność lub luz.

Opory stawiane przez oś piasty często są tematem wątpliwości rowerzystów. Na poniższym filmie widoczne jest zupełnie normalne zachowanie takiej piasty. Po pokręceniu osią za pomocą dłoni poczujemy lekki, skokowy opór. Jest to trochę takie wrażenie, jakby oś chciała się znaleźć tylko w niektórych położeniach. Jesteśmy przyzwyczajeni, że opór na osi koła zwykle jest minimalny. Tymczasem oś piasty z dynamem wykazuje pewien opór, wyczuwalny palcami. Trzeba się do tego przyzwyczaić. Warto sprawdzić, czy jednocześnie z tym niewielkim oporem nie pojawia się też luz, co

Przyczyną, dla której zdecydowałem się na rozebranie przedstawionej poniżej piasty, był brak napięcia, co stwierdziłem poprzez dołączenie przewodów elektrycznych multimetru do terminala dynama i zakręcenie kołem. Spodziewałem się sygnału AC o amplitudzie rzędu 6 V, tymczasem kompletnie nic się nie wydarzyło. Nieco uprzedzając, awaria polegała na bardzo dużym zabrudzeniu przewodów terminala, co spowodowało wzrost oporu elektrycznego. Nie trzeba było rozbierać piasty, wystarczyło starannie ją przeczyścić. Jeżdżę na rowerze również zimą. Maź, którą pokryty jest wtedy asfalt, zakleja również elementy roweru i ma tendencję do blokowania również przepływu prądu elektrycznego.

Zaczynamy! Piasta z dynamem znajduje się w przednim kole roweru.

Zbliżenie na piastę z dynamem. Jak widać producent przewidział polaryzację - wyróżniony kierunek pracy piasty. Widoczny jest też typ: Shimano DH-3N20. Z tego, co się orientuję, obecnie (lipiec 2015) ten typ nie jest już produkowany. Mi to dynamo wiernie służy już od kilku lat, pokonując rocznie około 2 tys. km. Na sąsiedniej fotografii widoczne są typowe zabrudzenia eksploatacyjne powstałe podczas użytkowania roweru w czasie zimy..

Po prawej, wyróżnionej stronie dynama znajduje się terminal umożliwiający przekazanie sygnału napięciowego do odbiorników. Terminal ma dwa bieguny: dodatni oraz potencjał masy.

Po odłączeniu wtyczki zasilania można przystąpić do odkręcenia koła. W tym konkretnym rowerze należało jeszcze najpierw spuścić powietrze z ogumienia, by koło przeszło przez szczęki hamulca. Następnie należało zluzować nakrętki kołpakowe.

Lewa strona piasty z dynamem. Na sąsiedniej fotografii przedstawiam piastę po oczyszczeniu z zabrudzeń.

Prawa strona piasty z dynamem. Na sąsiedniej fotografii przedstawiam zbliżenie na terminal. Widoczny jest m.in. symbol oznaczający potencjał masy.

Kolejne ujęcie pokazujące prawą cześć dynamo.  Widoczny rowek - nacięcie na jednym brzegu osi. Przez ten rowek przechodzi przewód wyprowadzający potencjał dodatni z wnętrza piasty.

Rozbieranie rozpoczynam od prawej strony. Zakładam klucz do konusów (stożków), 17 mm na dolną nakrętkę. Zwykły klucz płaski 17 mm nie nadaje się do tego celu ze względu na zbyt dużą wysokość.

Drugi klucz 17 mm, tym razem zwykły - oczkowy, zakładam na najbardziej zewnętrzną nakrętkę. Prawy gwint. Staram się poluzować górną, najbardziej zewnętrzną nakrętkę.

Po odkręceniu najbardziej zewnętrznej nakrętki. Widać, że piasta ma dwie średnice.

Delikatnie unoszę kolejne nakładki.

Tak wyglądają one po zdjęciu z osi piasty.

Zbliżenie na pozostałe elementy. Widoczne spore zabrudzenia na powierzchni terminala dodatniego.

Delikatnie podnoszę i odchylam blaszkę odpowiedzialną za dostarczanie napięcia. Z pewnym zaskoczeniem odkrywam, że owa blaszka jest po prostu przylutowana do drucika wychodzącego z wnętrza korpusu piasty. Spodziewałem się zobaczyć raczej jakieś niewielkie złącze. Z drugiej strony lutowanie jest metodą prostą i skuteczną.

Zdejmuję kolejną plastikową przekładkę.

Kolejny element.

Ząbek pasuje do rowka widocznego na jednej z wcześniejszych fotografii wyciętego wzdłuż boku piasty.

Druga strona tego samego elementu. Widoczne wycięcie pozwala na przeprowadzenie przez nie przewodu elektrycznego. Element ten jest wykonany z jakiegoś metalu niemagnetycznego.

Rzut oka na ciąg dalszy. Jak widać w tym modelu piasty do uszczelnienia korpusu wykorzystano silikon.

Delikatnie podważam kolejną przekładkę za pomocą krawędzi noża.

Zdejmuję kolejną przekładkę, identyczną do poprzedniej.

Rzut oka na pozostałe elementy. Widać, że widoczny przewód elektryczny częściowo jest pokryty izolacją.

Kolejna przekładka nosi liczne ślady korozji. Widoczne są specjalnie ukształtowane brzegi.

Osadzenie przewodu wchodzącego przez rowek wycięty w brzegu piasty do wnętrza korpusu.

W tym momencie obróciłem koło i zająłem się lewą stroną piasty.

Podobnie jak robi się to w przypadku zwykłej piasty popuszczam nakrętkę kontrującą przytrzymując drugim kluczem konus. Oba klucze mają rozmiar 17 mm. Prawy gwint.

Po odkręceniu nakrętki kontrującej. Również z tej strony widać, że oś ma dwie średnice.

Odkręcam konus kluczem do konusów.

Okazuje się, że konus stanowi także bieżnię dla widocznych pod nim kulek. Zupełnie, jak w zwykłym łożysku. Różnica polega przede wszystkim na wielkości konusa.

W tym momencie doszedłem do wniosku, że muszę ponownie wrócić do prawej części piasty. Na drodze do dalszego demontażu piasty jest już tylko blaszka stanowiąca zakończenie terminala. Należy ją odlutować. Ja w tym celu posłużyłem się lutownicą gazową ze względu na jej lekkość i poręczność. Odlutowanie blaszki było niezwykle proste.

Blaszka po odlutowaniu.

Teraz upycham przewód w szczelinie wyciętej wzdłuż osi.

Odkręcam konus kluczem 17 mm.

Zgodnie z oczekiwaniami pod konusem znajdowały się kulki łożyska.

Po usunięciu kulek. Kolejny krok to otwarcie korpusu piasty. Jak widać korpus jest ukształtowany pod klucz. Średnica to 36 mm.

Spodziewałem się (niesłusznie), że korpus piasty jest bardzo mocno skręcony. Wobec tego zdecydowałem się na zastosowanie klucza francuskiego. Z tego, co pamiętam, a wbrew temu, co pokazuje sąsiednie zdjęcie, prawy gwint.

Podczas odkręcania należy zastosować dużą ostrożność ze względu na bardzo mały skok zastosowanego gwintu.

Nakrętka zabezpieczająca wnętrze piasty.

Wnętrze piasty.

Wnętrze piasty po wyjęciu osi. Do ścianek przyklejone są 4, odpowiednio ukształtowane magnesy trwałe. Prawdopodobnie są one przyklejone do korpusu piasty. Nie próbowałem ich demontować.

Piasta z uzwojeniami. Przewód wchodzi do wnętrza. Uzwojenia zamontowane na osi są nieruchome. Podczas obrotu koła rowerowego względem nich obracają się magnesy trwałe przymocowane do obudowy piasty. Wszystkie elementy były w wyczuwalny sposób pokryte smarem.

Z drugiej strony widoczny jest punkt, do którego przylutowany jest przewód. Na sąsiedniej fotografii jest to srebrny wypust mniej więcej w centralnej części kadru. Przyznam, że postanowiłem nie demontować blach tworzących elektromagnes, ponieważ wiem, że ich złożenie może stanowić spore wyzwanie. Część elektryczna jest utrzymywana na osi piasty za pomocą tzw. pierścieni Segera.

Jeszcze jedno ujęcie.

Ostatecznym argumentem za powstrzymaniem się od dalszego demontażu był pomiar oporu uzwojeń. Jeżeli doszłoby do uszkodzenia uzwojeń, opór byłby bardzo duży (rozwarcie, przerwa). Jeżeli opór byłby bardzo mały, rzędu omów lub mniejszy, oznaczałoby to, że uzwojenia nie są przerwane. Pomiar niewielkich wartości oporności, rzędu omów, za pomocą uniwersalnego multimetru jest bardzo niedokładny, ale pozwolił na zdiagnozowanie stanu uzwojeń. Nie ma przerwy, a więc od strony elektrycznej piasta nie została uszkodzona. Czemu zatem nie działała? Prawdopodobnie widoczne na poprzednich zdjęciach zabrudzenia spowodowały duży wzrost oporu. Nie widzę w każdym razie innego wyjaśnienia.

Wobec powyższych wniosków postanowiłem złożyć piastę, zamontować w kole i ponownie sprawdzić jej poprawne działanie.  W celu złożenia piasty należy wykonać wszystkie opisane powyżej czynności w odwrotnej kolejności. Muszę przyznać, że dolutowanie blaszki do końca przewodu było dosyć kłopotliwe. W roli lutowia wykorzystałem zwykłą cynę z topnikiem, taką jak wykorzystywana powszechnie przez hobbystów elektroników. Domyślam się, że producent piasty zastosował nieco inne spoiwo. Po kilku próbach w końcu udało mi się je zlutować. Wbrew moim obawom kabelek okazał się dosyć podatny na gięcie. Obawiałem się, że podczas manipulacji pęknie w którymś miejscu, co znakomicie mi utrudni dalsze działania.

Skręcenie było o tyle kłopotliwe, że należało podczas wybierania luzów wziąć poprawkę na poprawne ułożenie uzwojeń względem magnesów trwałych. Zdaję sobie, że to sformułowanie jest nieprecyzjne, ale doprawdy ciężko mi powiedzieć coś więcej. Po skręceniu należy się upewnić, że nie ma luzów bocznych oraz że oś obraca się prawidłowo - patrz film na początku artykułu.

Poniżej przedstawiam serię zdjęć pokazujących szczegóły połączenia pomiędzy kolejnymi przekładkami tworzącymi gniazdo elektryczne piasty.

Strona A (wewnętrzna) głównej przekładki.

Strona B (zewnętrzna) głównej przekładki.

Terminal wyprowadzający napięcie z wnętrza piasty. Widoczna blaszka została odlutowana od przewodu. Widać, że kabelek wchodzi do wnętrza piasty otworem widocznym w dolnej części przekładki.

Strona B (zewnętrzna).

Blaszka z potencjałem odniesienia (masą).

Strona A (wewnętrzna) po zamocowaniu drugiej blaszki.

Strona A (wewnętrzna) po umieszczeniu kolejnej przekładki.

Strona A (wewnętrzna) po umieszczeniu drugiej, identycznej jak poprzednia przekładki.

Ostatnia blaszka szczelnie zamykająca zestaw tworzący terminale elektryczne. Kabelek przechodzi  przez otwór pomiędzy dwoma przekładkami o identycznym kształcie i dochodzi do osi piasty. Dzięki dosyć dużej średnicy zestawu tych elementów zwiększony jest promień gięcia kabelka, co zmniejsza szansę na jego uszkodzenie.

Poniżej przedstawiam filmy pokazujące przyciąganie pomiędzy magnesami trwałymi przyklejonymi do korpusu piasty, a ruchomą częścią piasty. Przypuszczam, że kluczową rolę na etapie składania piasty odgrywa wielkość szczeliny powietrznej pomiędzy magnesami trwałymi a uzwojeniami zamocowanymi na piaście.

Po złożeniu piasta działała poprawnie.

Komentowanie za pomocą rozszerzenia JComments zostało wyłączone. Zapraszam do dodawania komentarzy za pomocą aplikacji Disqus.