IT201600121398A1

IT201600121398A1 - Cambio di bicicletta

Info

Publication number: IT201600121398A1
Application number: IT102016000121398A
Authority: IT
Inventors: Davide Bernardele
Original assignee: Campagnolo Srl
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-05-30
Also published as: CN108189958B; CN108189958A; EP3330167A1; US10196109B2; TW201827293A; EP3330167B1; TWI763746B; JP2018111489A; JP6791833B2; US20180148129A1

Description

Cambio di bicicletta

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un cambio di bicicletta, preferibilmente ad un cambio di una bicicletta da competizione.

Nel contesto di questa descrizione, il cambio cui si fa particolare riferimento è quello posteriore. Tale cambio sposta la catena tra i diversi pignoni del pacco pignoni associato alla ruota posteriore della bicicletta.

Oltre alla funzione di spostare correttamente la catena, il cambio posteriore svolge la funzione di mantenere correttamente in tensione la catena quando essa è ingaggiata da uno qualsiasi dei diversi pignoni e durante le fasi di cambiata, in modo da impedire la caduta della catena.

Il cambio posteriore tipicamente comprende un primo corpo associato al telaio della bicicletta ed un secondo corpo che supporta un bilanciere. Quest’ultimo comprende una piastra interna, una piastra esterna ed una coppia di rotelline dentate disposte tra le piastre interna ed esterna e destinate ad ingaggiare la catena.

Nel seguito della descrizione, con i termini ‘‘piastra interna’’ e ‘‘piastra esterna’’ ci si riferisce rispettivamente alla piastra del bilanciere che, quando il bilanciere è montato sulla bicicletta, è affacciata alla ruota della bicicletta ed alla piastra del bilanciere che, nella suddetta condizione di montaggio, è disposta dalla parte opposta rispetto alla ruota della bicicletta.

Il secondo corpo è collegato al primo corpo tramite una coppia di bielle di articolazione in modo da formare un cinematismo di azionamento a quadrilatero articolato. Tale cinematismo è azionato meccanicamente da un cavo inguainato o elettricamente da un motorino elettrico.

A seguito dell’azionamento del suddetto cinematismo il secondo corpo viene movimentato rispetto al primo corpo in modo da spostare il bilanciere in corrispondenza del pignone prescelto dal ciclista ed impegnare la catena su tale pignone.

Il bilanciere è girevolmente collegato al secondo corpo in corrispondenza di un prefissato asse di rotazione.

Nel seguito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, i termini “assiale” o “assialmente” sono utilizzati per indicare una direzione coincidente con o parallela al suddetto asse di rotazione, mentre i termini “circonferenziale” o “circonferenzialmente” sono utilizzati per indicare una direzione che gira attorno al suddetto asse di rotazione.

Un elemento elastico, tipicamente una molla di torsione, spinge in rotazione il bilanciere attorno a tale asse di rotazione in una direzione di rotazione che sarà nel seguito indicata come ‘‘direzione di tensionamento catena’’. Vedendo frontalmente la piastra esterna del bilanciere montato sulla bicicletta, la direzione di tensionamento catena corrisponde ad una direzione di rotazione in senso orario del bilanciere attorno al suddetto asse di rotazione.

Durante le cambiate e/o durante la marcia, specialmente in presenza di fondo stradale irregolare, il bilanciere è soggetto ad oscillazioni intorno al suddetto asse di rotazione. Durante tali oscillazioni, il bilanciere si muove nella direzione di rotazione contrapposta alla direzione di tensionamento catena, provocando un momentaneo detensionamento della catena ed un conseguente rischio di caduta della catena.

Allo scopo di smorzare le oscillazioni del bilanciere è noto prevedere tra il bilanciere ed il secondo corpo un dispositivo di smorzamento unidirezionale. Tale dispositivo è configurato in modo tale da applicare al bilanciere una forza di attrito quando il bilanciere è movimentato attorno all’asse di rotazione nella direzione di rotazione contrapposta alla direzione di tensionamento catena, e lasciare invece ruotare liberamente il bilanciere nella direzione di tensionamento catena.

Esempi di dispositivi di smorzamento unidirezionale sono divulgati nei documenti statunitensi US 2013/0203532, US 2012/0083371, US 2013/0310204, US 2016/0176478, US 2013/0288834, US 2014/0371013 e US2009/0054183.

Questi dispositivi di smorzamento unidirezionale comprendono un cuscinetto a rulli unidirezionale disposto coassialmente all’asse di rotazione del bilanciere.

La Richiedente ha osservato che i cuscinetti a rulli utilizzati nei dispositivi di smorzamento unidirezionale descritti nei succitati documenti di tecnica nota sono piuttosto ingombranti. La Richiedente ha anche osservato che, per evitare il rischio di deformazione delle piste di alloggiamento dei rulli, la coppia massima trasmissibile tramite i cuscinetti a rulli è piuttosto limitata.

Il problema alla base della presente invenzione è quello di realizzare un cambio di bicicletta che comprenda un dispositivo di smorzamento unidirezionale più compatto ed efficiente rispetto a quelli descritti con riferimento alla tecnica nota.

La presente invenzione riguarda pertanto un cambio di bicicletta, comprendente:

- un primo corpo configurato per essere associato ad un telaio di bicicletta;

- un secondo corpo collegato a, e movimentabile rispetto a, detto primo corpo;

- un bilanciere girevolmente collegato a detto secondo corpo in corrispondenza di un prefissato asse di rotazione;

- un elemento elastico configurato per spingere in rotazione detto bilanciere attorno a detto asse di rotazione in una prima direzione di rotazione; ed

- un dispositivo di smorzamento unidirezionale operativamente disposto tra detto bilanciere e detto secondo corpo e configurato per applicare a detto bilanciere una forza di attrito quando detto bilanciere è movimentato attorno a detto asse di rotazione in una seconda direzione di rotazione contrapposta a detta prima direzione di rotazione;

caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di smorzamento unidirezionale comprende:

- una prima ghiera disposta coassialmente a detto asse di rotazione e girevole attorno a detto asse di rotazione solidalmente a detto bilanciere, detta prima ghiera comprendendo una prima dentatura frontale a denti di sega;

- una seconda ghiera disposta coassialmente a detto asse di rotazione in posizione assialmente adiacente a detta prima ghiera, detta seconda ghiera comprendendo una seconda dentatura frontale a denti di sega coniugata a detta prima dentatura frontale;

- un sistema di attuazione del dispositivo di smorzamento unidirezionale, detto sistema di attuazione essendo attivo su almeno una ghiera di dette prima ghiera e seconda ghiera per spingere assialmente detta almeno una ghiera verso l’altra ghiera di dette prima ghiera e seconda ghiera in modo da impegnare reciprocamente dette prima dentatura frontale e detta seconda dentatura frontale quando detto bilanciere è movimentato attorno all’asse di rotazione in detta seconda direzione di rotazione;

- almeno una prima superficie di attrito facente parte di, o associata a, detta seconda ghiera;

- almeno una seconda superficie di attrito facente parte di, o associata a, detto secondo corpo e configurata per strisciare su detta almeno una prima superficie di attrito quando detto bilanciere è movimentato attorno all’asse di rotazione in detta seconda direzione di rotazione.

Nel seguito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, per “dentatura frontale” si intende una dentatura formata su una faccia sostanzialmente ortogonale all’asse di rotazione del bilanciere.

Nel seguito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, per “denti di sega” si intendono denti aventi ciascuno un primo fianco (nel seguito indicato anche come “fianco dritto”) giacente su un piano su cui giace anche il suddetto asse di rotazione (nel seguito indicato anche come “piano radiale”), o su un piano sostanzialmente parallelo al suddetto asse di rotazione (nel seguito indicato anche come “piano parallelo”), ed un secondo fianco (nel seguito indicato anche come “fianco inclinato”) giacente su un piano inclinato rispetto al suddetto piano radiale o al suddetto piano parallelo.

Vantaggiosamente, la previsione di una coppia di ghiere dotate di rispettive dentature frontali a denti di sega rende il dispositivo di smorzamento unidirezionale dell’invenzione costruttivamente più compatto rispetto a quelli descritti con riferimento alla tecnica nota, a parità di coppia trasmessa.

Inoltre, la Richiedente ha osservato che la coppia di ghiere impiegata nel dispositivo di smorzamento unidirezionale del cambio dell’invenzione consente di aumentare fino a cinque volte la coppia massima trasmessa rispetto a quella dei cuscinetti a rulli unidirezionali utilizzati nella tecnica nota descritta. Il suddetto dispositivo di smorzamento unidirezionale dell’invenzione è quindi più efficiente ed affidabile di quelli precedentemente noti. Visto l’elevato valore della coppia massima trasmissibile, la coppia di ghiere può essere realizzata in lega leggera, quale ad esempio alluminio o sue leghe, o in materiale plastico.

Nel dispositivo di smorzamento unidirezionale dell’invenzione sopra descritto, l’unidirezionalità è conseguita grazie alla previsione delle dentature frontali a denti di sega ed alla possibilità di movimento reciproco delle due ghiere in direzione assiale quando il bilanciere è movimentato attorno all’asse di rotazione nella direzione di tensionamento catena. In particolare, le dentature frontali a denti di sega sono idonee a definire una condizione di reciproco impegno in rotazione quando il bilanciere è movimentato attorno all’asse di rotazione nella direzione di rotazione contrapposta alla direzione di tensionamento catena ed una condizione di reciproco disimpegno in rotazione quando il bilanciere ruota attorno all’asse di rotazione nella direzione di tensionamento catena. Nella condizione di reciproco impegno in rotazione, la coppia impartita ad una ghiera produce sulla rispettiva dentatura frontale una componente di spinta circonferenziale che comporta il trasferimento della coppia all’altra ghiera; in tale condizione il dispositivo di smorzamento unidirezionale è attivo. Nella condizione di reciproco disimpegno in rotazione, la coppia impartita ad una ghiera produce sulla rispettiva dentatura frontale una componente di spinta assiale che comporta un allontanamento assiale delle due ghiere; in tale condizione non vi è trasferimento di coppia tra le due ghiere ed il dispositivo di smorzamento unidirezionale risulta quindi momentaneamente disattivato.

La condizione di reciproco impegno in rotazione è definita quando la coppia esercitata su una ghiera è orientata in modo tale che la rispettiva dentatura frontale spinga circonferenzialmente la dentatura frontale dell’altra ghiera in corrispondenza dei fianchi dritti dei rispettivi denti. La condizione di reciproco disimpegno in rotazione è invece definita quando la coppia esercitata su una ghiera è orientata in modo tale che la rispettiva dentatura frontale spinga circonferenzialmente la dentatura frontale dell’altra ghiera in corrispondenza dei fianchi inclinati dei rispettivi denti.

Si descrivono qui sotto caratteristiche preferite del cambio di bicicletta secondo la presente invenzione. Tali caratteristiche preferite possono essere previste singolarmente o in combinazione tra loro.

In una prima forma di realizzazione preferita dell’invenzione, detto sistema di attuazione comprende una molla.

Preferibilmente, detta molla è operativamente interposta in una condizione di almeno parziale compressione tra detta prima ghiera e detto secondo corpo. Tale molla spinge la prima ghiera contro la seconda ghiera, portando le rispettive dentature frontali in impegno reciproco.

In una seconda forma di realizzazione preferita dell’invenzione alternativa alla precedente, detto sistema di attuazione comprende almeno un elemento magnetico associato ad una ghiera di dette prima ghiera e seconda ghiera, l’altra ghiera di dette prima ghiera e seconda ghiera essendo almeno parzialmente realizzata in un materiale ferromagnetico, in cui detto almeno un elemento magnetico è disposto su detta ghiera con polarità orientata in modo tale che tra detta ghiera e l’altra ghiera agisca una forza di attrazione.

In una terza forma di realizzazione preferita dell’invenzione alternativa alle precedenti, detta prima ghiera è assialmente adiacente a detto secondo corpo e detto sistema di attuazione comprende almeno un elemento magnetico associato a detta prima ghiera, il secondo corpo essendo almeno parzialmente realizzato in un materiale ferromagnetico, in cui detto almeno un elemento magnetico è disposto su detta prima ghiera con polarità orientata in modo tale che tra detta prima ghiera e detto secondo corpo agisca una forza di repulsione.

Vantaggiosamente, nelle suddette seconda e terza forma di realizzazione preferita dell’invenzione, l’impiego degli elementi magnetici consente una riduzione dell’ingombro assiale del dispositivo di smorzamento unidirezionale, rispetto alla prima forma di realizzazione preferita dell’invenzione. Inoltre, l’impiego di elementi magnetici al posto della molla rende il dispositivo di smorzamento unidirezionale ancora più affidabile (in quanto si elimina la possibilità di cedimento della molla) ed ancora più efficiente (in quanto non si ha alcun elemento strisciante tra la prima ghiera ed il secondo corpo del cambio).

Preferibilmente, detta almeno una prima superficie di attrito è estesa in un primo piano sostanzialmente ortogonale all’asse di rotazione.

Più preferibilmente, detta almeno una prima superficie di attrito è formata su un primo elemento anulare, associato ad una superficie radialmente esterna di detta seconda ghiera.

Preferibilmente, il primo elemento anulare è rimovibilmente associato, ad esempio avvitato, alla superficie radialmente esterna della seconda ghiera. Il primo elemento anulare può in tal caso essere agevolmente sostituito quando risulta usurato.

Preferibilmente, detta almeno una seconda superficie di attrito è estesa in un secondo piano sostanzialmente parallelo a detto primo piano.

Più preferibilmente, detta almeno una seconda superficie di attrito è formata su un secondo elemento anulare associato a detto secondo corpo.

Preferibilmente, detta prima ghiera è solidale in rotazione ad un albero esteso coassialmente a detto asse di rotazione ed associato a detto bilanciere.

Più preferibilmente, detta prima ghiera è assialmente movimentabile su detto albero in allontanamento da detta seconda ghiera, quando detto bilanciere è movimentato attorno all’asse di rotazione in detta prima direzione di rotazione, in modo da disimpegnare detta prima dentatura frontale da detta seconda dentatura frontale.

Preferibilmente, detto elemento elastico comprende una molla a spirale alloggiata in una sede formata in detto secondo corpo.

Vantaggiosamente, l’alloggiamento della molla a spirale nel secondo corpo consente di ridurre l’ingombro assiale del cambio.

Preferibilmente, detto dispositivo di smorzamento unidirezionale comprende un coperchio rimovibilmente associato a detto secondo corpo ed un elemento elastico di riscontro operativamente interposto tra detto coperchio e detta seconda ghiera. Viene in questo modo definito nel dispositivo di smorzamento unidirezionale un precarico assiale che a sua volta definisce il carico assiale minimo da raggiungere per passare correttamente tra la condizione di reciproco impegno in rotazione e la condizione di reciproco disimpegno in rotazione delle due ghiere.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno meglio dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione preferite, fatta con riferimento ai disegni allegati e data a titolo indicativo e non limitativo. In tali disegni:

- la figura 1 è una vista prospettica di una prima forma di realizzazione preferita di un cambio di bicicletta in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista prospettica di una porzione del cambio di bicicletta della figura 1;

- la figura 3 è una vista in sezione longitudinale della porzione del cambio di bicicletta della figura 2;

- la figura 3a è una vista ingrandita di un dettaglio della figura 3, tale dettaglio essendo riquadrato in tratteggio nella figura 3;

- la figura 4 è una vista in sezione longitudinale di una porzione di una seconda forma di realizzazione preferita di un cambio di bicicletta in accordo con la presente invenzione;

- la figura 5 è una vista in sezione longitudinale di una porzione di una terza forma di realizzazione preferita di un cambio di bicicletta in accordo con la presente invenzione.

Nelle figure 1-3, con 10 è indicato un cambio di bicicletta, particolarmente un cambio posteriore, secondo una prima forma di realizzazione preferita della presente invenzione.

Il cambio posteriore 10 è destinato ad essere montato su un telaio di bicicletta (non illustrato) per spostare la catena (non illustrata) tra i diversi pignoni (non illustrati) del pacco pignoni associato alla ruota posteriore della bicicletta.

Lo spostamento della catena è attuato tramite spostamento di un bilanciere 20 (o guida-catena) associato ad un cinematismo di azionamento 30.

Il cambio 10 può essere ad azionamento meccanico (tramite un cavo inguainato) oppure ad azionamento motorizzato (tramite un motorino elettrico). Nelle figure allegate è mostrato a titolo esemplificativo e non limitativo un cambio ad azionamento motorizzato, in cui lo spostamento del bilanciere 20 avviene ad opera di un organo motore 32 opportunamente comandato, tipicamente elettricamente. Una volta comandato, il cinematismo di azionamento 30 si deforma per muovere il bilanciere 20.

Il cinematismo di azionamento 30 del cambio 10 è un cinematismo a quadrilatero articolato, preferibilmente a parallelogramma articolato. Esso comprende un primo corpo 34 configurato per essere associato al telaio della bicicletta, un secondo corpo 36 configurato per supportare il bilanciere 20 ed una coppia di bielle di articolazione 38 che collegano il primo corpo 34 ed il secondo corpo 36. Le bielle 38 sono anche chiamate rispettivamente ‘‘biella interna’’ e ‘‘biella esterna’’, con riferimento alla loro posizione relativa rispetto al telaio della bicicletta.

Nell’esempio qui illustrato, l’organo motore 32 è alloggiato nel primo corpo 34 e comanda la deformazione del cinematismo di azionamento 30, allungando od accorciando una diagonale del quadrilatero articolato. In particolare, un allungamento di tale diagonale è utilizzato per effettuare una cambiata in alto (verso un pignone di diametro maggiore), mentre viceversa un accorciamento della diagonale è utilizzato per una cambiata in basso (verso un pignone di diametro minore).

Il secondo corpo 36 viene movimentato rispetto al primo corpo 34 in modo che il bilanciere 20 (supportato dal secondo corpo 36) si sposti in corrispondenza del pignone prescelto dal ciclista e la catena sia ingaggiata da tale pignone.

Il bilanciere 20 comprende una coppia di contrapposte piastre 22, una interna ed una esterna, ed una coppia di rotelline dentate 24a, 24b disposte tra le piastre 22 interna ed esterna e destinate ad ingaggiare la catena. La piastra esterna 22 è adiacente al secondo corpo 36.

Il bilanciere 20 è girevolmente collegato al secondo corpo 36 in corrispondenza di un prefissato asse di rotazione X.

Un elemento elastico 40 (che nell’esempio non limitativo illustrato nella figura 3 è una molla a spirale) spinge in rotazione il bilanciere 20 attorno a tale asse di rotazione X in una direzione di tensionamento catena. Nella figura 1, che corrisponde ad una vista sostanzialmente frontale della piastra esterna 22 del bilanciere 20 montato sulla bicicletta, la direzione di tensionamento catena corrisponde ad una direzione di rotazione in senso orario del bilanciere 20 attorno al suddetto asse di rotazione X.

Un dispositivo di smorzamento unidirezionale 50 è operativamente disposto tra il bilanciere 20 ed il secondo corpo 36. Tale dispositivo di smorzamento unidirezionale 50 è configurato per applicare al bilanciere 20 una forza di attrito quando il bilanciere 20 è movimentato attorno all’asse di rotazione X in una direzione di rotazione contrapposta alla direzione di tensionamento catena, ossia -facendo riferimento alla figura 1 - nella direzione di rotazione in senso antiorario.

In particolare, come illustrato in figura 3, il dispositivo di smorzamento unidirezionale 50 comprende una coppia di ghiere 52 e 54, disposte coassialmente all’asse di rotazione X.

La ghiera 52 è alloggiata in una cavità 39 del secondo corpo 36 ed è girevole attorno all’asse di rotazione X solidalmente al bilanciere 20. La ghiera 54 è disposta in posizione assialmente adiacente alla ghiera 52 da parte opposta rispetto alla piastra esterna 22 del bilanciere 20.

Come illustrato in figura 3a, la ghiera 52 comprende una prima dentatura frontale 52a a denti di sega e la ghiera 54 comprende una seconda dentatura frontale 54a a denti di sega coniugata alla prima dentatura frontale 52a. Come anche illustrato in figura 4, i denti di sega della prima dentatura frontale 52a, così come anche i coniugati denti di sega della seconda dentatura frontale 54a, comprendono ciascuno un fianco dritto F giacente su un piano radiale rispetto all’asse di rotazione X ed un fianco inclinato I giacente su un piano inclinato rispetto al suddetto piano radiale.

I denti di sega consentono l’ingranamento delle dentature frontali 52a, 54a, e quindi il trasferimento di coppia tra le ghiere 52 e 54, in una sola direzione di rotazione.

La ghiera 52 è solidale in rotazione ad un albero 62 esteso coassialmente all’asse di rotazione X ed associato al bilanciere 20.

In particolare, come illustrato in figura 3, alla piastra esterna 22 del bilanciere 20 è fissata una vite 66 estesa coassialmente all’asse di rotazione X. La vite 66 è costampata, incollata, piantata con interferenza o unita in altri modi di per sé convenzionali alla piastra esterna 22. L’albero 62 è alloggiato in un foro passante 37 del secondo corpo 36 ed è avvitato sulla vite 66 tramite un accoppiamento filettato 68, così che l’albero 62 è ruotabile solidalmente con il bilanciere 20 rispetto al secondo corpo 36. Tra foro passante 37 e albero 62 è prevista una rondella di strisciamento 37a.

Tra la ghiera 52 e l’albero 62 è previsto un accoppiamento di forma che consente alla ghiera 52 di ruotare solidalmente all’albero 62 e di essere assialmente movimentabile sull’albero 62.

Come illustrato in figura 3, la molla a spirale 40 è avvolta attorno alla vite 66 ed è alloggiata in una sede 42 formata nel secondo corpo 36. Nell’esempio non limitativo illustrato nella figura 3, la sede 42 è affacciata alla piastra esterna 22 del bilanciere 20.

Il secondo corpo 36 comprende una parete anulare interna 41 assialmente interposta tra la sede 42 e la cavità 39. Il foro passante 37 è formato sulla parete anulare interna 41.

Il cambio 10 comprende un sistema di attuazione 56 del dispositivo di smorzamento unidirezionale 50.

Con riferimento alla figura 3, tale sistema di attuazione 56 è attivo sulla ghiera 52 per spingerla verso la ghiera 54 in modo da impegnare reciprocamente la prima dentatura frontale 52a e la seconda dentatura frontale 54a quando il bilanciere 20 è movimentato attorno all’asse di rotazione X nella direzione di rotazione contrapposta alla direzione di tensionamento catena. Con riferimento alla figura 3a, tale direzione di rotazione corrisponde ad uno spostamento della dentatura frontale 52a da destra verso sinistra. Si realizza in questo modo un trasferimento di coppia dalla ghiera 52 alla ghiera 54 per effetto della spinta circonferenziale esercitata dai fianchi dritti F dei denti della dentatura frontale 52a sui fianchi dritti F dei denti della dentatura frontale 54a.

In una variante di realizzazione dell’invenzione non illustrata, il sistema di attuazione 56 potrebbe essere attivo sulla ghiera 54 per spingerla verso la ghiera 52, con i medesimi effetti discussi qui sopra.

Quando il bilanciere 20 è invece movimentato attorno all’asse di rotazione X nella direzione di tensionamento catena, la ghiera 52 si sposta assialmente sull’albero 62 in allontanamento dalla ghiera 54, così che la prima dentatura frontale 52a si disimpegna dalla seconda dentatura frontale 54a, consentendo a ciascun dente della prima dentatura frontale 52a di scavalcare il dente della seconda dentatura frontale 54a circonferenzialmente adiacente nella direzione di rotazione considerata. Con riferimento alla figura 3a, tale direzione di rotazione corrisponde ad uno spostamento della dentatura frontale 52a da sinistra verso destra. In questo caso i fianchi inclinati I dei denti della dentatura frontale 52a scivolano sui fianchi inclinati I dei denti della dentatura frontale 54a e non si ha trasferimento di coppia dalla ghiera 52 alla ghiera 54.

Nella forma di realizzazione preferita della presente invenzione illustrata nella figura 3, l’azione di spinta della ghiera 52 verso la ghiera 54 è esercitata da una molla 57, in particolare da una molla 57 elicoidale.

La molla 57 è operativamente interposta in una condizione di almeno parziale compressione tra la ghiera 52 e la parete anulare interna 41 del secondo corpo 36 in modo da mantenere la ghiera 52 in spinta assiale contro la ghiera 54.

Il dispositivo di smorzamento unidirezionale 50 comprende inoltre un primo elemento di attrito 58 associato alla ghiera 54 ed un secondo elemento di attrito 60 associato al secondo corpo 36.

Il primo elemento di attrito 58 presenta una prima superficie di attrito 58a. Il secondo elemento di attrito 60 presenta una seconda superficie di attrito 60a configurata per strisciare sulla prima superficie di attrito 58a quando il bilanciere 20 è movimentato attorno all’asse di rotazione X nella direzione di rotazione contrapposta alla direzione di tensionamento catena, ossia quando il sistema di attuazione 56 è attivo.

La prima superficie di attrito 58a è estesa in un piano sostanzialmente ortogonale all’asse di rotazione X. La seconda superficie di attrito 60a è estesa in un piano sostanzialmente parallelo a quello in cui è estesa la prima superficie di attrito 58a.

Nell’esempio di figura 3, il primo elemento di attrito 58 è avvitato su una superficie radialmente esterna 54b della ghiera 54, mentre il secondo elemento di attrito 60 è associato ad una porzione anulare 36a del secondo corpo 36 che si estende dalla parete anulare interna 41 del secondo corpo 36 da parte opposta rispetto alla sede 42. La porzione anulare 36a definisce la cavità 39 all’interno della quale è alloggiata la ghiera 52.

Le superfici di attrito 58a e 60a del primo e secondo elemento di attrito 58 e 60 possono essere rinforzate con un opportuno rivestimento o trattamento antiusura.

Il primo ed il secondo elemento di attrito 58 e 60 sono preferibilmente realizzati in materiale metallico.

Le ghiere 52 e 54 ed il secondo corpo 36 possono essere realizzati in materiale plastico o in lega leggera, quale ad esempio alluminio o sue leghe.

Il dispositivo di smorzamento unidirezionale 50 comprende un coperchio 70 rimovibilmente associato al secondo corpo 36. Nell’esempio di figura 3, il coperchio 70 è accoppiato alla porzione anulare 36a del secondo corpo 36.

Un elemento elastico di riscontro 72 è operativamente interposto tra il coperchio 70 e la ghiera 54 in modo da contrastare la spinta assiale esercitata dalla ghiera 52 sulla ghiera 54.

Nell’esempio non limitativo illustrato nella figura 3, l’elemento elastico di riscontro 72 comprende una o più molle a tazza.

L’eventuale precarico imposto all’elemento elastico di riscontro 72 quando il coperchio 70 è montato sul secondo corpo 36 con l’elemento elastico di riscontro 72 interposto tra il coperchio 70 e la ghiera 56 definisce il carico assiale attivo tra il primo elemento di attrito 58 ed il secondo elemento di attrito 60, e quindi la forza di attrito generata dal dispositivo di smorzamento unidirezionale 50 quando il bilanciere 20 è movimentato attorno all’asse di rotazione X nella direzione di rotazione contrapposta alla direzione di tensionamento catena.

Il montaggio del coperchio 70 sul secondo corpo 36 del cambio 10 può ad esempio avvenire tramite: accoppiamento filettato, accoppiamento per interferenza, accoppiamento a scatto, viti, incollaggio o altre modalità di per sé convenzionali.

Non si prevede nessun dispositivo di regolazione continua della posizione assiale del coperchio 70 una volta montato sul secondo corpo 36. Possono essere aggiunti eventuali spessori calibrati sopra l’elemento elastico di riscontro 72 oppure si può ad esempio limitare l’avvitamento del coperchio 70 sul secondo corpo 36 prevedendo degli spessori calibrati all’interfaccia tra coperchio 70 e secondo corpo 36 in modo da variare la posizione assiale di montaggio del coperchio 70 sul secondo corpo 36.

Come illustrato in figura 2, il coperchio 70 comprende un’apertura passante 70a collocata in corrispondenza dell’asse di rotazione X. Tale apertura passante 70a è configurata per consentire l’accesso ad una estremità di testa 62a dell’albero 62. Sull’estremità di testa 62a è formata un’incavatura sagomata 62b configurata per accoppiarsi ad un utensile (non illustrato) utilizzabile per lo smontaggio del bilanciere 20. Nell’esempio di figura 2 l’incavatura sagomata 62b ha forma di stella esagonale ed è adatta per accoppiarsi ad un corrispondente utensile quale una chiave a brugola.

Durante il normale funzionamento del cambio 10, l’apertura passante 70a può essere convenientemente chiusa da un cappuccio (non illustrato), che può essere avvitato, calettato per interferenza o agganciato tramite un accoppiamento con sottosquadro all’apertura passante 70a stessa.

In figura 4 è mostrata una seconda forma di realizzazione preferita di un cambio di bicicletta 10 secondo la presente invenzione.

I componenti del cambio di bicicletta 10 di figura 4 analoghi o funzionalmente equivalenti a quelli del cambio di bicicletta 10 delle figure 1-3 sono indicati con lo stesso numero di riferimento e per la loro descrizione si rimanda a quanto esposto sopra.

Il cambio di bicicletta 10 di figura 4 si differenzia dal cambio di bicicletta 10 delle figure 1-3 sostanzialmente unicamente per il fatto che è omesso il secondo elemento di attrito 60 associato al secondo corpo 36.

In questa seconda forma di realizzazione preferita della presente invenzione, la seconda superficie di attrito 60a è infatti formata direttamente sul secondo corpo 36, in particolare sulla porzione anulare 36a del secondo corpo 36.

In questa seconda forma di realizzazione, il primo elemento di attrito 58 e il secondo corpo 36 (o almeno la porzione anulare 36a del secondo corpo 36) sono preferibilmente realizzati in materiale metallico.

In una variante di realizzazione dell’invenzione non illustrata, il primo elemento di attrito 58 potrebbe essere omesso e la prima superficie di attrito 58a potrebbe essere formata direttamente sulla ghiera 54, in particolare su una porzione radialmente esterna della ghiera 54.

In questa variante di realizzazione, la ghiera 54 (o almeno la porzione radialmente esterna della ghiera 54) è preferibilmente realizzata in materiale metallico.

Nella figura 5 è mostrata una terza forma di realizzazione preferita di un cambio di bicicletta 10 secondo la presente invenzione.

I componenti del cambio di bicicletta 10 della figura 5 analoghi o funzionalmente equivalenti a quelli del cambio di bicicletta 10 delle figure 1-3 sono indicati con lo stesso numero di riferimento e per la loro descrizione si rimanda a quanto esposto sopra.

Il cambio di bicicletta 10 della figura 5 si differenzia dal cambio di bicicletta 10 delle figure 1-3 sostanzialmente unicamente per il fatto che il sistema di attuazione 56 comprende, anziché la molla 57, un elemento magnetico 157 associato alla ghiera 52. In tale forma di realizzazione, la ghiera 54 è almeno parzialmente realizzata in un materiale ferromagnetico. L’elemento magnetico 157 è disposto sulla ghiera 52 con polarità orientata in modo tale che tra la ghiera 52 e la ghiera 54 agisca una forza di attrazione.

L’elemento magnetico 157 può essere unico, ad esempio di forma anulare, o ne possono essere previsti una pluralità.

Facendo sempre riferimento alla figura 5, in una variante di realizzazione dell’invenzione, l’elemento magnetico 157 è sempre associato alla ghiera 52 ed è il secondo corpo 36 ad essere almeno parzialmente realizzato in un materiale ferromagnetico. In particolare, almeno la parete anulare interna 41 del secondo corpo 36 è realizzata in materiale ferromagnetico. In tale forma di realizzazione, l’elemento magnetico 157 è disposto sulla ghiera 52 con polarità orientata in modo tale che tra la ghiera 52 ed il secondo corpo 36 agisca una forza di repulsione e la ghiera 52 sia così spinta verso la ghiera 54.

Anche in questo caso, l’elemento magnetico 157 può essere unico, ad esempio di forma anulare, o ne possono essere previsti una pluralità.

Appare evidente che l’elemento magnetico 157 delle forme di realizzazione qui sopra descritte attua la stessa funzione di spinta esercitata della molla 57 delle forme di realizzazione delle figure 1-4.

Ovviamente, allo scopo di soddisfare specifiche e contingenti esigenze un tecnico del ramo potrà apportare al cambio di bicicletta sopra descritto numerose modifiche e varianti, tutte peraltro contenute nell’ambito di protezione della presente invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Cambio (10) di bicicletta, comprendente: - un primo corpo (34) configurato per essere associato ad un telaio di bicicletta; - un secondo corpo (36) collegato a, e movimentabile rispetto a, detto primo corpo (34); - un bilanciere (20) girevolmente collegato a detto secondo corpo (36) in corrispondenza di un prefissato asse di rotazione (X); - un elemento elastico (40) configurato per spingere in rotazione detto bilanciere (20) attorno a detto asse di rotazione (X) in una prima direzione di rotazione; ed - un dispositivo di smorzamento unidirezionale (50) operativamente disposto tra detto bilanciere (20) e detto secondo corpo (36) e configurato per applicare a detto bilanciere (20) una forza di attrito quando detto bilanciere (20) è movimentato attorno a detto asse di rotazione (X) in una seconda direzione di rotazione contrapposta a detta prima direzione di rotazione; caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di smorzamento unidirezionale (50) comprende: - una prima ghiera (52) disposta coassialmente a detto asse di rotazione (X) e girevole attorno a detto asse di rotazione (X) solidalmente a detto bilanciere (20), detta prima ghiera (52) comprendendo una prima dentatura frontale (52a) a denti di sega; - una seconda ghiera (54) disposta coassialmente a detto asse di rotazione (X) in posizione assialmente adiacente a detta prima ghiera (52), detta seconda ghiera (54) comprendendo una seconda dentatura frontale (54a) a denti di sega coniugata a detta prima dentatura frontale (52a); - un sistema di attuazione (56) del dispositivo di smorzamento unidirezionale (50), detto sistema di attuazione (56) essendo attivo su almeno una ghiera di dette prima ghiera (52) e seconda ghiera (54) per spingere assialmente detta almeno una ghiera verso l’altra ghiera di dette prima ghiera (52) e seconda ghiera (54) in modo da impegnare reciprocamente dette prima dentatura frontale (52a) e detta seconda dentatura frontale (54a) quando detto bilanciere (20) è movimentato attorno all’asse di rotazione (X) in detta seconda direzione di rotazione; - almeno una prima superficie di attrito (58a) facente parte di, o associata a, detta seconda ghiera (54); - almeno una seconda superficie di attrito (60a) facente parte di, o associata a, detto secondo corpo (36) e configurata per strisciare su detta almeno una prima superficie di attrito (58a) quando detto bilanciere (20) è movimentato attorno all’asse di rotazione (X) in detta seconda direzione di rotazione.
2. Cambio (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detto sistema di attuazione (56) comprende una molla (57).
3. Cambio (10) secondo la rivendicazione 2, in cui detta molla (57) è operativamente interposta in una condizione di almeno parziale compressione tra detta prima ghiera (52) e detto secondo corpo (54).
4. Cambio (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detto sistema di attuazione (56) comprende almeno un elemento magnetico (157) associato ad una ghiera di dette prima ghiera (52) e seconda ghiera (54), l’altra ghiera di dette prima ghiera (52) e seconda ghiera (54) essendo almeno parzialmente realizzata in un materiale ferromagnetico, in cui detto almeno un elemento magnetico (157) è disposto su detta ghiera con polarità orientata in modo tale che tra detta ghiera e l’altra ghiera agisca una forza di attrazione.
5. Cambio (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detta prima ghiera (52) è assialmente adiacente a detto secondo corpo (36) ed in cui detto sistema di attuazione (56) comprende almeno un elemento magnetico (157) associato a detta prima ghiera (52), il secondo corpo (36) essendo almeno parzialmente realizzato in un materiale ferromagnetico, in cui detto almeno un elemento magnetico (157) è disposto su detta prima ghiera (52) con polarità orientata in modo tale che tra detta prima ghiera (52) e detto secondo corpo (36) agisca una forza di repulsione.
6. Cambio (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta almeno una prima superficie di attrito (58a) è estesa in un primo piano sostanzialmente ortogonale all’asse di rotazione (X) ed è formata su un primo elemento anulare (58) associato ad una superficie radialmente esterna (54b) di detta seconda ghiera (54).
7. Cambio (10) secondo la rivendicazione 6, in cui detta almeno una seconda superficie di attrito (60a) è estesa in un secondo piano sostanzialmente parallelo a detto primo piano ed è formata su un secondo elemento anulare (60) associato a detto secondo corpo (36).
8. Cambio (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima ghiera (52) è solidale in rotazione ad un albero (62) esteso coassialmente a detto asse di rotazione (X) ed associato a detto bilanciere (20), detta prima ghiera (52) essendo assialmente movimentabile su detto albero (62) in allontanamento da detta seconda ghiera (54), quando detto bilanciere (20) è movimentato attorno all’asse di rotazione (X) in detta prima direzione di rotazione, in modo da disimpegnare detta prima dentatura frontale (52a) da detta seconda dentatura frontale (54a).
9. Cambio (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento elastico (40) comprende una molla a spirale alloggiata in una sede (42) formata in detto secondo corpo (36).
10. Cambio (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di smorzamento unidirezionale (50) comprende un coperchio (70) rimovibilmente associato a detto secondo corpo (36) ed un elemento elastico di riscontro (72) operativamente interposto tra detto coperchio (70) e detta seconda ghiera (54).