IT201600106717A1

IT201600106717A1 - Sospensione per bicicletta

Info

Publication number: IT201600106717A1
Application number: IT102016000106717A
Authority: IT
Inventors: Diego Delvecchio; Domenico Borgese
Original assignee: E Shock S R L
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2018-04-24
Also published as: EP3529139B1; US10787222B2; CN109963777B; CN109963777A; WO2018078464A1; EP3529139A1; JP6899442B2; US20190248441A1; JP2019534434A

Description

Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

“Sospensione per bicicletta”

Campo tecnico dell’invenzione

Forma oggetto della presente invenzione una sospensione per una bicicletta, in particolare una sospensione per una bicicletta da corsa.

Tecnica nota

Con particolare riferimento al settore delle biciclette da corsa, è noto dotare le biciclette con sospensioni ad assetto variabile. In generale, in ambito da corsa, sarebbe desiderabile ottenere un assetto il più rigido possibile. Tuttavia, in caso di asperità del terreno, occorre modulare la rigidezza dell’assetto della bicicletta affinché questa sia in grado di assorbirle, riducendo la trasmissione di vibrazioni al ciclista. E’ pertanto noto prevedere sospensioni anteriori e/o posteriori comprendenti una molla elastica ed uno smorzatore regolabile, così da adattare il comportamento della bicicletta stessa alle condizioni del terreno.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di rendere disponibile una sospensione per una bicicletta, in particolare una sospensione per una bicicletta da corsa, che consenta di modificare l’assetto della bicicletta stessa, in particolare che consenta il passaggio da una struttura rigida ad una struttura elastica e viceversa, e che sia strutturalmente semplice.

Questo ed altri scopi vengono ottenuti mediante una sospensione secondo la rivendicazione 1.

Breve descrizione delle figure

Per meglio comprendere l’invenzione ed apprezzarne i vantaggi verranno di seguito descritte alcune sue forme di realizzazione esemplificative non limitative, facendo riferimento alle figure annesse, in cui:

la figura 1 è una vista schematica laterale, parzialmente in trasparenza di una bicicletta;

la figura 2 è un’illustrazione schematica del principio di funzionamento della sospensione secondo l’invenzione;

la figura 3 è una vista in sezione di una sospensione secondo una possibile forma di realizzazione dell’invenzione.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Con riferimento ai disegni allegati, in figura 1 è rappresentata schematicamente una bicicletta, indicata con il riferimento 101. La bicicletta 101 comprende un telaio 102, un sellino 103, un manubrio 104. La bicicletta 1 comprende inoltre una prima 105’ ed una seconda 105’’ ruota associate al telaio 102. Ad esempio, la prima ruota 105’ è la ruota anteriore e la seconda ruota 105’’ è la ruota posteriore, con riferimento al normale verso di avanzamento della bicicletta stessa.

La bicicletta 1 comprende un gruppo di pedalata 106, provvisto di pedali 107 meccanicamente accoppiati ad una delle ruote 105’ o 105’’, ad esempio alla ruota posteriore 105’’, mediante una catena 112. In corrispondenza di tale accoppiamento meccanico, possono essere previsti un meccanismo a ruota libera 108 ed eventualmente un cambio 109.

Il telaio 102 è collegato ad una forcella anteriore 110’ che supporta la ruota anteriore 105’ e ad una forcella posteriore 110’’ che supporta la ruota posteriore 105’’. Tra il telaio 102 e la forcella anteriore 110’, e/o tra il telaio 102 e la forcella posteriore 110’’ è interposta una sospensione 1 secondo l’invenzione. Nel caso in cui la sospensione 1 sia prevista all’anteriore, questa può essere in particolare collegata al piantone dello sterzo 111, collegato al manubrio 104, girevole in una porzione di telaio.

Con riferimento alla figura 2, in essa è riportata un’illustrazione dello schema di funzionamento della sospensione 1 secondo l’invenzione.

La sospensione 1 comprende un elemento elastico 2, quale ad esempio una molla elicoidale o un corpo elastico di differente natura. La sospensione 1 comprende inoltre un dispositivo di bloccaggio/sbloccaggio 3 in grado di interagire, con modalità che verranno descritte in seguito, con l’elemento elastico 2 affinché questo sia sostanzialmente libero di deformarsi (realizzando in tal modo la sua funzione sospensiva), o, alternativamente, affinché questo sia sostanzialmente bloccato, ossia agisca come un corpo sostanzialmente rigido.

A tal scopo, il dispositivo di bloccaggio/sbloccaggio 3 comprende un circuito idraulico 4 chiuso contenente un fluido di lavoro 5, ad esempio olio. Nel circuito idraulico 4 è inserito un gruppo cilindro-pistone idraulico 60, comprendente un cilindro 10 ed un pistone idraulico 6, mobile nel cilindro 10, provvisto di uno stelo 7, in particolare un pistone a doppio effetto, immerso nel fluido di lavoro 5, che suddivide il circuito idraulico in due porzioni.

Il gruppo cilindro-pistone 60 pistone è operativamente disposto in parallelo all’elemento elastico 2. In particolare, il cilindro 10 è operativamente collegato ad una estremità dell’elemento elastico 2, mentre il pistone 6, ad esempio tramite il suo stelo 7, è operativamente collegato all’estremità opposta dell’elemento elastico 2. Per realizzare tale configurazione funzionale, ad esempio, lo stelo 7 del pistone 6 e un’estremità dell’elemento elastico 2 possono essere collegati alla forcella anteriore 110’ o posteriore 110’’, mentre il cilindro 10 entro cui scorre il pistone 6 e l’altra estremità dell’elemento elastico 2 possono essere collegati al telaio 102 o al piantone dello sterzo 111 (o viceversa). Il pistone 6 suddivide la camera delimitata dal cilindro 10 in una prima camera 10’ e in una seconda camera 10’’, che variano di volume per effetto dei movimenti del pistone 6 stesso.

Nel circuito idraulico 4 è inoltre inserita una valvola 8 comandata da un attuatore 9, ad esempio da un motore elettrico. La valvola 8 può assumere due configurazioni: una configurazione aperta ed una configurazione chiusa. Quando la valvola 8 si trova nella configurazione aperta, il fluido di lavoro 5 è libero di scorrere nel circuito idraulico 4, in particolare di muoversi tra le camere 10’ e 10’’ del cilindro 10. Pertanto, per effetto delle oscillazioni dell’elemento elastico 2 in condizioni di utilizzo della sospensione 1, il pistone 6 oscillerà con esso all’interno del cilindro 10 e alle oscillazioni del pistone 6 corrisponderanno trasferimenti di fluido di lavoro attraverso la valvola 8 aperta tra la prima camera 10’ e la seconda camera 10’’, che varieranno di volume in maniera opposta, ossia all’aumentare di volume di una camera corrisponderà una riduzione di volume dell’altra camera.

Quando invece la valvola 8 si trova nella configurazione chiusa, le due porzioni del circuito idraulico, rispettivamente tra la prima camera 10’ e la valvola 8, e tra la seconda camera 10’’ e la valvola 8, non sono più in comunicazione tra loro e pertanto non è più possibile scambio di fluido di lavoro tra la prima camera 10’ e la seconda camera 10’’. Data la sostanziale incomprimibilità del fluido di lavoro 5, dunque, il pistone 6 rimane bloccato dal fluido di lavoro nelle due porzioni di circuito nella posizione in cui si trovava al momento della chiusura della valvola 8. Poiché il pistone 6 è operativamente collegato all’elemento elastico 2, a sua volta collegato con le modalità dette anche al cilindro 10 entro cui scorre il pistone 6, l’elemento elastico 2 risulta bloccato e pertanto la sospensione rimane sostanzialmente rigida.

Con riferimento alla figura 3, in essa è raffigurata una soluzione costruttiva, che realizza lo schema di figura 2, della sospensione 1 secondo una possibile forma di realizzazione dell’invenzione. La sospensione 1 può comprendere un alloggiamento principale 11, collegabile, ad esempio mediante dei fori di collegamento 24, al telaio 102 o al piantone dello sterzo 111, e accoppiato ad un corpo elastomerico o ad una molla 12 che realizza il precedentemente citato elemento elastico 2. L’alloggiamento principale 11 accoglie al suo interno il gruppo cilindro-pistone 60, in particolare il cilindro 10, ed è inoltre fissato ad un’estremità superiore del corpo elastomerico o molla 12, in tal modo realizzando il precedentemente citato accoppiamento funzionale del cilindro 10 con un’estremità dell’elemento elastico 2.

Lo stelo 7 del pistone 6 fuoriesce dal cilindro 10 e dall’alloggiamento principale 11 ed è collegato con il corpo elastomerico o molla 12 ad un’estremità opposta rispetto all’estremità dove è realizzato il collegamento con l’alloggiamento principale 11. A tal scopo, ad esempio, la sospensione 1 può comprendere una camera ausiliaria 18 che accoglie al suo interno il corpo elastomerico o molla 12, scorrevole rispetto all’alloggiamento principale 11 e solidale allo stelo 7 del pistone 6. Il corpo elastomerico o molla 12 è tale da opporsi, per effetto delle sue deformazioni elastiche, ai movimenti della camera ausiliaria 18 in avvicinamento all’alloggiamento principale 11. La camera ausiliaria 18 può essere collegata alla forcella della bicicletta tramite un’asola 17. In questo modo si realizza il collegamento funzionale precedentemente descritto tra il pistone 6 e l’elemento elastico 2 realizzato dal corpo elastomerico 12. Secondo questa conformazione, movimenti relativi della camera ausiliaria 18 sull’alloggiamento principale 11 si traducono in deformazioni del corpo elastomerico o molla 12 e in movimenti del pistone 6 nella camera 10.

Vantaggiosamente, il circuito idraulico 4 è ricavato in uno spazio formato tra le pareti dell’alloggiamento principale 11 e le pareti del cilindro 10. Queste ultime presentano aperture 19 che mettono in comunicazione la prima 10’ e la seconda 10’’ camera con il circuito idraulico 4 così conformato. Secondo la forma di realizzazione esemplificativa in figura 3, la valvola 8 può essere alloggiata superiormente al cilindro 10 tra le pareti di quest’ultimo e dell’alloggiamento principale 11.

Preferibilmente, la valvola 8 è azionata da un motore elettrico 15 in comunicazione con la valvola 8 stessa mediante una trasmissione idraulica 14 con all’interno un fluido di lavoro, che può essere il medesimo o un altro fluido di lavoro rispetto al fluido di lavoro contenuto nel circuito idraulico 4. Ad esempio, il motore elettrico 15 può comprendere un albero 16 in grado di traslare tra una posizione ritratta ed una posizione protratta. A ciascuna posizione dell’albero 16 corrisponde una posizione della valvola 8, che viene azionata dal fluido di lavoro contenuto nella trasmissione idraulica 14, messo in pressione e mosso dall’albero 16 del motore elettrico 15 preferibil mente tramite una membrana 20. Il motore elettrico 15 e la membrana 20 possono essere alloggiate in un alloggiamento motore 21 collegato alla trasmissione idraulica 14.

Secondo una possibile forma di realizzazione, la trasmissione idraulica 14 comprende un tubo rigido 25, ad esempio metallico, preferibilmente formato dall’alloggiamento motore 21, collegato alla sede della valvola 8 ad esempio tramite un elemento di raccordo 26.

Secondo una possibile forma di realizzazione, il circuito idraulico 4 comprende una camera di compensazione 22, preferibilmente anch’essa ricavata in uno spazio tra le pareti dell’alloggiamento principale 11 e le pareti del cilindro 10, ed una valvola 23, preferibilmente collocata in una parete nell’alloggiamento principale 11. La camera di compensazione svolge la funzione di compensare l’aumento di volume complessivo all’interno del cilindro 10 dovuto all’ingresso del pistone all’interno di esso. La valvola 23 consente lo spurgo e il riempimento del fluido presente nel cilindro 10.

L’apertura e la chiusura della valvola 8, e dunque il bloccaggio e lo sbloccaggio della sospensione, possono essere comandate manualmente o automaticamente. Nel primo caso può essere previsto un quadro di comando 50 (figura 1), ad esempio posizionabile sul manubrio 104, mediante il quale il ciclista, ad esempio agendo su dei pulsanti, impartisce l’ordine di bloccare o sbloccare la sospensione. Nel secondo caso, può essere prevista un’unità di controllo collegata a dei sensori posizionati sulla bicicletta e/o sul ciclista, ad esempio degli accelerometri e/o dei giroscopi, in grado di fornire delle misurazioni indicative del livello di asperità del terreno sui cui si sta muovendo la bicicletta, e/o della dinamica della bicicletta e/o del ciclista, in base ai quali l’unità di controllo automaticamente apre e chiude la valvola, sbloccando o bloccando la sospensione conseguentemente. Secondo un’ulteriore variante, l’unità di controllo può essere collegata, preferibilmente in modalità senza fili, ad ulteriori sensori, quali un sensore GPS, un misuratore di potenza, un cardio frequenzimetro, un sensore di cadenza di pedalata.

Al fine di assicurare l’alimentazione elettrica ai componenti descritti, può inoltre essere previsto un pacco batterie 51 collegato alla sospensione 1 stessa nonché al quadro di comando 50. Preferibilmente, il pacco batterie 51 e/o i cablaggi 52 per il collegamento del pacco batterie 51 con la sospensione 1 e con il quadro di comando 50 sono almeno in parte alloggiati all’interno del telaio, che comprende preferibilmente corpi tubolari.

Alle forme di realizzazione descritte della sospensione secondo l’invenzione la persona esperta, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti specifiche, potrà apportare numerose aggiunte, modifiche, o sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza tuttavia uscire dall’ambito delle annesse rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sospensione (1) per bicicletta (101), comprendente un elemento elastico (2) e un dispositivo di bloccaggio/sbloccaggio (3) dell’elemento elastico (2), in cui il dispositivo di bloccaggio/sbloccaggio (3) comprende: - un circuito idraulico (4) chiuso contenente un fluido di lavoro (5); - un gruppo cilindro-pistone (60) comprendente un cilindro (10) ed un pistone (6) scorrevole in detto cilindro, detto gruppo cilindro-pistone (60) essendo inserito nel circuito idraulico (4) ed essendo operativamente disposto in parallelo a detto elemento elastico; - una valvola (8) comandata da un attuatore (9) inserita nel circuito idraulico (4) e configurabile secondo una configurazione aperta, tale che il fluido di lavoro (5) sia libero di scorrere nel circuito idraulico consentendo movimenti al pistone (6) nel cilindro (10), ed una configurazione chiusa, tale che lo scorrere del fluido di lavoro (5) nel circuito idraulico (4) sia impedito e il pistone (6) sia mantenuto bloccato dal fluido di lavoro (5).
2. Sospensione (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto cilindro (10) è operativamente collegato ad una estremità dell’elemento elastico (2) e detto pistone (6) è collegato ad un’estremità opposta dell’elemento elastico (2).
3. Sospensione (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto pistone (6) è un pistone a doppio effetto.
4. Sospensione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto pistone (6) suddivide il cilindro (10) in una prima (10’) e in una seconda (10’’) camera a volume variabile in funzione della posizione del pistone (6), in cui, quando la valvola (8) è nella configurazione aperta, il fluido di lavoro (5) fluisce per effetto dei movimenti del pistone (6) tra dette prima (10’) e seconda (10’’) camera attraverso la valvola (8) nel circuito idraulico (4), e, quando la valvola (8) è nella configurazione chiusa, il trasferimento di fluido di lavoro tra la prima (10’) e la seconda (10’’) camera è inibito, in tal modo bloccando il pistone (6).
5. Sospensione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento elastico (2) comprende un corpo elastomerico o una molla (12).
6. Sospensione (1) secondo la rivendicazione precedente, comprendente un alloggiamento principale (11) che accoglie al suo interno il gruppo cilindropistone (60), detto alloggiamento principale (11) essendo accoppiato a detto elemento elastico (2) su un primo lato di quest’ultimo, in cui il pistone (6) comprende uno stelo (7) che fuoriesce dal cilindro (10) e dall’alloggiamento principale (11) ed è collegato all’elemento elastico (2) su un secondo lato di quest’ultimo opposto al primo.
7. Sospensione (1) secondo la rivendicazione precedente, comprendente una camera ausiliaria (18) che accoglie al suo interno l’elemento elastico (2), detta camera ausiliaria (18) essendo scorrevole rispetto all’alloggiamento principale (11) e solidale allo stelo (7) del pistone (6), detto elemento elastico (2) essendo posizionato in modo tale da opporsi, deformandosi elasticamente, a movimenti di avvicinamento della camera ausiliaria (18) verso l’alloggiamento principale (11).
8. Sospensione (1) secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui il circuito idraulico (4) è ricavato in uno spazio formato tra le pareti dell’alloggiamento principale (11) e le pareti del cilindro (10).
9. Sospensione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il circuito idraulico (4) comprende una camera di compensazione (22) ed una valvola (23).
10. Sospensione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto attuatore (9) comprende un motore elettrico (15) in comunicazione con la valvola (8) mediante una trasmissione idraulica (14), detto motore elettrico (15) comprendendo un albero (16) mobile linearmente che agisce su detta trasmissione idraulica (14) attraverso una membrana (20) che separa fluidicamente il motore elettrico (15) e la trasmissione idraulica (14).
11. Bicicletta (101) comprendente una sospensione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.