IT201800005302A1 - Pedivella di bicicletta dal lato trasmissione, dotata di rilevatore di sforzi/deformazioni per un misuratore di coppia o di potenza, nonche' metodi correlati - Google Patents
Pedivella di bicicletta dal lato trasmissione, dotata di rilevatore di sforzi/deformazioni per un misuratore di coppia o di potenza, nonche' metodi correlati Download PDFInfo
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Description
PEDIVELLA DI BICICLETTA DAL LATO TRASMISSIONE, DOTATA
DI RILEVATORE DI SFORZI/DEFORMAZIONI PER UN
MISURATORE DI COPPIA O DI POTENZA, NONCHE’ METODI
CORRELATI
L’invenzione riguarda una pedivella di bicicletta dotata di rilevatore di sforzi/deformazioni per un misuratore di coppia o di potenza. Più in particolare, l’invenzione riguarda una pedivella dal lato trasmissione, tipicamente una pedivella destra. L’invenzione riguarda anche dei metodi correlati a una tale pedivella di bicicletta.
Per brevità l’espressione “dal lato trasmissione” verrà nel seguito talvolta semplificata dal termine specifico “dal lato catena” e talvolta ulteriormente semplificata dal termine specifico “destra”, intendendosi comunque sempre ricompresa anche una trasmissione a cinghia e anche una pedivella sinistra nel caso di montaggio atipico della trasmissione. Similmente, l’espressione “dal lato opposto al lato trasmissione” verrà talvolta semplificata in “dal lato opposto al lato catena” e talvolta semplificata ulteriormente dal termine specifico “sinistra” intendendosi comunque sempre ricompresa anche una trasmissione a cinghia e anche una pedivella destra nel caso di montaggio atipico della trasmissione.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, per “misuratore di coppia” si intende indicare uno strumento di rilevazione della coppia erogata dal ciclista; per “misuratore di potenza” si intende indicare uno strumento di rilevazione della potenza di pedalata. Un elaboratore esterno a un misuratore di coppia può ricavare misure di potenza combinando l’uscita di un tale misuratore di coppia con l’uscita di un misuratore di velocità (angolare).
Le conoscenze generali nel settore della rilevazione degli sforzi in una barra, così come tipicamente utilizzate nel contesto della misurazione della coppia applicata ad una pedivella di una guarnitura di bicicletta, prevedono tipicamente l’utilizzo di almeno un estensimetro, tipicamente di due estensimetri, uno posizionato da un lato rispetto al piano neutro della pedivella rispetto alla componente utile della forza di pedalata e l'altro posizionato dal lato opposto rispetto al piano neutro.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, così come in generale nel settore meccanico, con “asse neutro” si intende indicare il luogo geometrico dei punti nei quali sono nulli gli sforzi normali alla sezione trasversale del solido – in questo caso la pedivella – considerata. Con “piano neutro” si intende indicare il luogo geometrico dei punti appartenenti all’asse neutro di ogni sezione trasversale, che nella pratica può anche discostarsi da un piano geometrico.
Considerata la pedivella con l'asse di pedale in posizione anteriore (nel senso di marcia) rispetto all'asse di rotazione e dunque nella “downstroke” (la parte più efficace del ciclo di pedalata), l’estensimetro che risulta in posizione di sommità è soggetto a e rileva una dilatazione o allungamento, mentre l'estensimetro che risulta in posizione inferiore rileva una contrazione o compressione quando il ciclista applica una forza sul pedale.
E’ anche noto in generale il fatto di prevedere, in ciascuna posizione di misura, un ulteriore estensimetro le cui piste siano orientate parallele rispetto alle piste dell'estensimetro attivo, il ruolo di questo estensimetro parallelo essendo quello di aumentare la precisione della lettura della misura; oppure un ulteriore estensimetro le cui piste siano orientate a 90° rispetto alle piste dell'estensimetro attivo, il ruolo di questo estensimetro ortogonale essendo quello di compensare le variazioni di resistenza nell'estensimetro attivo causate da variazioni di temperatura e/o di aumentare la precisione della lettura della misura, rilevando gli allungamenti/accorciamenti dovuti all’effetto Poisson.
Un dispositivo di lettura, tipicamente comprendente un circuito a ponte di Wheatstone, provvede a leggere le uscite dell’estensimetro o degli estensimetri, combinandole opportunamente.
US 9,459,167 B2 descrive una pedivella con misuratore di potenza, comprendente almeno un rilevatore, in particolare un estensimetro, stratificato assieme al materiale composito formante la pedivella.
Tale documento insegna a realizzare il rilevatore in modo che si estenda sostanzialmente lungo l’intera lunghezza della pedivella, ritenendo che in tal modo il campo di misura aumenti.
Secondo tale documento è possibile disporre il rilevatore parallelo alla faccia superiore e alla faccia inferiore della pedivella e dunque in un piano orientato ortogonalmente al piano di rotazione della pedivella oppure parallelo alla faccia anteriore e posteriore della pedivella e dunque in un piano orientato parallelo al piano di rotazione della pedivella. È anche possibile prevedere diversi rilevatori nello stesso e/o in diversi orientamenti.
La Richiedente osserva che la lettura di un rilevatore di grandi dimensioni ed esteso per una parte sostanziale della lunghezza della pedivella, come quello di tale documento, è fortemente affetta da variazioni di forma e/o materiale lungo la pedivella stessa, che vengono di fatto mediate dal rilevatore in una maniera tale da poter dare come risultato una lettura inaccurata o inaffidabile.
Secondo EP1978342A2, preferibilmente la posizione degli estensimetri di una pedivella destra strumentata è più prossima all’albero di imperniamento (perno del movimento centrale) che al pedale.
La Richiedente ha verificato che il segnale di uscita di un rilevatore di sforzi/deformazioni applicato ad una pedivella destra è effettivamente massimo quando il rilevatore è in prossimità del perno del movimento centrale; ha tuttavia riconosciuto che seguendo tale insegnamento, il rilevatore non rileva in maniera sufficientemente accurata la componente di coppia o potenza della pedalata che viene applicata specificamente alla pedivella destra.
Il problema tecnico alla base dell’invenzione è quello di fornire una pedivella dal lato trasmissione, dotata di un rilevatore di sforzi/deformazione per un misuratore di potenza o di coppia, che consenta una rilevazione particolarmente accurata della coppia o potenza di pedalata.
In un aspetto l'invenzione riguarda una pedivella di bicicletta, detta pedivella essendo configurata per il montaggio dal lato trasmissione della bicicletta e comprendendo un corpo principale avente una lunghezza misurata lungo una direzione longitudinale da un asse di rotazione a un asse di pedale della pedivella, detta pedivella comprendendo almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni per un misuratore di coppia o di potenza, orientato lungo la direzione longitudinale,
caratterizzata dal fatto che detto almeno un rilevatore è fissato a una distanza misurata dal centro di detto rilevatore di sforzi/deformazioni all’asse di rotazione della pedivella tale che il rapporto tra detta distanza e detta lunghezza sia compreso nell’intervallo 0,45-0,65.
Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, tutte le grandezze numeriche indicanti quantità, parametri, percentuali, e così via sono da intendersi precedute in ogni circostanza dal termine “circa” se non diversamente indicato. Inoltre, tutti gli intervalli di grandezze numeriche includono tutte le possibili combinazioni dei valori numerici massimi e minimi e tutti i possibili intervalli intermedi, oltre a quelli indicati specificamente nel seguito.
Benché si faccia riferimento, nel suddetto rapporto, alla distanza dall’asse di rotazione, in alternativa potrebbe essere utilizzata la distanza dall’asse di pedale, la somma di tali due distanze essendo infatti pari alla suddetta lunghezza della pedivella. Riferendosi a questa distanza alternativa, i valori del rapporto sarebbero il complemento a 1 dei valori sopra indicati (0,35-0,55).
Con tale provvedimento, detto almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni risulta vantaggiosamente fissato al corpo principale in una posizione, nella direzione longitudinale, in corrispondenza della quale un rapporto di sensibilità tra la sensibilità del rilevatore a sforzi/deformazioni originanti da forze/coppie applicate alla pedivella in corrispondenza dell’asse di pedale e la sensibilità del rilevatore a sforzi/deformazioni originanti da forze/coppie applicate alla pedivella in corrispondenza dell’asse di rotazione è massimizzato, in particolare è almeno al 90% di un valore massimo di tale rapporto di sensibilità lungo la lunghezza.
Con “sforzi/deformazioni originanti da forze/coppie applicate alla pedivella in corrispondenza dell’asse di pedale, rispettivamente dell’asse di rotazione”, si intende indicare ciò che succede internamente alla pedivella: la forza/coppia è in effetti applicata dal ciclista altrove (sul pedale destro, rispettivamente sinistro), ma una volta che arriva alla pedivella, tale forza/coppia vi arriva in corrispondenza dell’asse di pedale, rispettivamente dell’asse di rotazione.
La Richiedente ha infatti percepito che, nella guarnitura montata, in cui la pedivella dal lato trasmissione (ad es. destra) è accoppiata ad una pedivella dal lato opposto al lato trasmissione (ad es. sinistra) tramite il cosiddetto perno del movimento centrale, il rilevatore rileva non solo gli sforzi/deformazioni dovuti in particolare all’applicazione della forza di pedalata sul pedale della pedivella stessa (destra nell’esempio), che è ciò che si vuole rilevare, ma anche sforzi/deformazioni dovuti a forze/coppie applicate sull’altra pedivella (sinistra nell’esempio) e dovuti in particolare all’applicazione della forza di pedalata sull’altro pedale, che viene trasmessa alla catena o cinghia di trasmissione attraverso il perno del movimento centrale e la pedivella qui di interesse, dal lato trasmissione (destra nell’esempio). La Richiedente ha ulteriormente riconosciuto che, nonostante si sacrifichi proprio la massimizzazione della sensibilità del rilevatore ai primi sforzi/deformazioni, la particolare scelta di valori per il suddetto rapporto distanza/lunghezza porta a risultati migliori in termini di accuratezza della rilevazione di coppia o potenza, in particolare massimizzando il rapporto di sensibilità.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con “sensibilità del rilevatore” si intende indicare l’entità del segnale di uscita del rilevatore, o di un circuito di lettura dello stesso, per unità di forza.
Preferibilmente detto rapporto è compreso nell’intervallo 0,48-0,62.
Più preferibilmente, detto rapporto è compreso nell’intervallo 0,50-0,60.
Ancor più preferibilmente detto rapporto è compreso nell’intervallo 0,52-0,58.
Preferibilmente, la pedivella è realizzata almeno in parte in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica.
Preferibilmente la fibra strutturale è scelta dal gruppo costituito da fibre di carbonio, fibre di vetro, fibre di boro, fibre sintetiche, fibre ceramiche e loro combinazioni.
Preferibilmente le fibre sintetiche comprendono fibre poliossazoliche, per esempio Zylon®, fibre di polietilene a peso molecolare ultra elevato (ultra high molecular weight polyethylene), per esempio Dyneema®, fibre aramidiche, per esempio fibre di kevlar e loro combinazioni.
Detto almeno un rilevatore può essere inglobato in detta pedivella.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con “inglobato” si intende indicare che la pedivella viene stampata, in un sol pezzo, con detto almeno un rilevatore già inserito al suo interno.
In alternativa, detto almeno un rilevatore può essere posizionato su una prima faccia della pedivella e la pedivella può comprendere almeno un secondo rilevatore disposto su una seconda faccia della pedivella opposta a detta prima faccia.
Preferibilmente, nella valutazione del suddetto rapporto di sensibilità, la sensibilità del rilevatore a sforzi/deformazioni originanti da forze/coppie applicate alla pedivella in corrispondenza dell’asse di pedale è definita dal segnale di uscita di detto almeno un rilevatore in una prima condizione di impostazione in cui è applicata solo una forza/coppia in corrispondenza dell’asse di pedale e la sensibilità del rilevatore a sforzi/deformazioni originanti da forze/coppie applicate alla pedivella in corrispondenza dell’asse di rotazione è definita dal segnale di uscita di detto almeno un rilevatore in una seconda condizione di impostazione in cui è applicata solo una forza/coppia in corrispondenza dell’asse di rotazione.
Qui e nel seguito, con condizione di impostazione si intende ricomprendere anche una condizione di taratura e una condizione di design.
Preferibilmente in detta posizione in cui detto almeno un rilevatore è fissato, il rapporto di sensibilità è pari a o superiore a 20:1.
Preferibilmente il rilevatore di sforzi/deformazioni è un rilevatore di momento flettente/deformazione flessionale.
Preferibilmente, detto almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni è almeno un estensimetro, più preferibilmente un estensimetro elettrico a resistenza. Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, è talvolta utilizzato il termine specifico “estensimetro”, ma coloro esperti del settore comprenderanno che si può trattare di un generico rilevatore.
Quando la pedivella è realizzata in materiale composito, preferibilmente, un rapporto di lunghezza tra una lunghezza dell’almeno un estensimetro e la lunghezza del corpo principale della pedivella è uguale a o maggiore di un rapporto di lunghezza minimo. Il rapporto di lunghezza minimo è preferibilmente pari all’1%, più preferibilmente pari al 2%, ancor più preferibilmente pari al 3%, ancor più preferibilmente pari al 5,7%, ancor più preferibilmente pari al 6%, ancor più preferibilmente pari al 7%.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con l’espressione “lunghezza di un estensimetro” si intende indicare la lunghezza operativa della sua parte attiva, in particolare dei rami della sua serpentina, trascurando eventuali elementi di connessione o di supporto.
Con tali valori minimi del rapporto di lunghezza si consegue una lettura affidabile del rilevatore anche in presenza di disomogeneità locali nella composizione del materiale con cui è realizzata la pedivella, come avviene in particolare nel caso di pedivella in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica.
In alternativa o in aggiunta, quando la pedivella è realizzata in materiale composito, preferibilmente, il rapporto di lunghezza tra la lunghezza dell’almeno un estensimetro e la lunghezza del corpo principale della pedivella è minore di o uguale ad un rapporto di lunghezza massimo. Il rapporto di lunghezza massimo è preferibilmente pari al 15%, più preferibilmente pari al 13%, ancor più preferibilmente pari all’11,6%, ancor più preferibilmente pari al 9%, ancor più preferibilmente pari al 8%, ancor più preferibilmente pari al 7%.
Con tali valori massimi del rapporto di lunghezza si evita l’inconveniente sopra evidenziato, vale a dire che la lettura del rilevatore diventi fortemente affetta da variazioni di forma e/o materiale lungo la pedivella stessa, che verrebbero di fatto mediate dal rilevatore in maniera tale da portare a una lettura inaccurata o inaffidabile.
Più preferibilmente il rapporto di lunghezza è scelto, nell’ambito degli intervalli definiti da uno dei valori minimi e uno dei valori massimi sopra indicati, in funzione delle caratteristiche di forma e materiale della pedivella.
Un tale rapporto di lunghezze è di per sé innovativo e vantaggiosamente applicabile anche a estensimetri applicati alla pedivella dal lato opposto al lato trasmissione, per cui deve ritenersi un aspetto innovativo di per sé anche una pedivella qualsivoglia di bicicletta, vale a dire dal lato trasmissione o dal lato opposto al lato trasmissione, comprendente un corpo principale avente una lunghezza misurata lungo una direzione longitudinale da un asse di rotazione a un asse di pedale della pedivella, e almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni fissato in corrispondenza di una qualsivoglia posizione lungo il corpo principale della pedivella, detto almeno un rilevatore comprendendo almeno un estensimetro, in cui un rapporto tra la lunghezza dell’almeno un estensimetro e la lunghezza del corpo principale della pedivella è uguale a o maggiore di un rapporto di lunghezza minimo e/o è minore di o uguale ad un rapporto di lunghezza massimo, detti rapporto di lunghezza minimo e massimo avendo i valori sopra indicati.
Preferibilmente, un rapporto di lunghezza tra una lunghezza dell’almeno un estensimetro e la lunghezza del corpo principale della pedivella è funzione delle caratteristiche di forma e/o di materiale della pedivella.
Preferibilmente, il rapporto di lunghezza minimo è inversamente proporzionale ad un valore stimato di omogeneità di un materiale con cui è realizzata la pedivella.
Pertanto, il rapporto di lunghezza minimo che garantisce una buona lettura dell’estensimetro sarà maggiore nel caso di una pedivella realizzata in un materiale meno omogeneo (ad esempio un materiale composito, comprendente una matrice polimerica comprendente fibre strutturali) che nel caso di una pedivella realizzata in un materiale più omogeneo (ad esempio una lega metallica).
Preferibilmente, il rilevatore di sforzi/deformazioni comprende una coppia di estensimetri, uno posizionato da un lato rispetto al piano neutro della pedivella rispetto alla componente utile della forza di pedalata (piano di rotazione) e l'altro posizionato dal lato opposto rispetto al piano neutro.
Preferibilmente detto almeno un rilevatore è orientato (vale a dire, presenta la sua direzione di rilevazione) secondo una direzione di fibra del materiale composito.
Preferibilmente detto almeno un rilevatore è orientato in un piano parallelo al piano neutro rispetto a uno sforzo/deformazione principale da rilevare, ma in alternativa può essere orientato in un piano ortogonale al piano neutro rispetto a uno sforzo/deformazione principale da rilevare o in un piano formante un angolo qualsivoglia con il piano neutro rispetto a uno sforzo/deformazione principale da rilevare.
Detto almeno un rilevatore può essere attaccato a una superficie esterna della pedivella, indipendentemente dal fatto che la pedivella sia piena o cava.
In alternativa, la pedivella può comprendere almeno una cavità (e un guscio di materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica esteso attorno a detta cavità) e detto almeno un rilevatore può essere attaccato a una superficie interna della cavità (superficie interna del guscio).
In alternativa, la pedivella in materiale composito può comprendere un’anima (e un guscio di materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica esteso attorno a detta anima), detto almeno un rilevatore essendo interposto tra l’anima e il materiale composito (tra l’anima e il guscio).
Preferibilmente detta anima comprende almeno un bassofondo e detto almeno un rilevatore è disposto in detto almeno un bassofondo. In tal modo il suo posizionamento è particolarmente preciso.
In alternativa alla previsione di un’anima o di una cavità, entrambe le facce di detto almeno un rilevatore possono essere a contatto con il materiale composito. In tal caso, la sezione della pedivella è piena, almeno nella regione contenente detto almeno un rilevatore.
L’invenzione può applicarsi a un sistema di rilevazione simmetrico, comprendente due sottosistemi realizzati in corrispondenza di ciascuna pedivella di una guarnitura, oppure a un sistema di rilevazione non simmetrico, comprendente un sottosistema in corrispondenza della pedivella dal lato trasmissione e l’altro sottosistema in corrispondenza del perno del movimento centrale, oppure ancora a un sistema di rilevazione realizzato in corrispondenza della sola pedivella dal lato trasmissione. In quest’ultimo caso, la coppia o potenza erogata dal ciclista viene stimata come doppia di quella misurata.
In un altro aspetto, l'invenzione riguarda una guarnitura di bicicletta comprendente un perno del movimento centrale, una prima pedivella dal lato trasmissione come suddetto e una seconda pedivella dal lato opposto al lato trasmissione.
In altri aspetti, l’invenzione riguarda un metodo per rilevare la coppia o la potenza di pedalata applicata a una pedivella di bicicletta configurata per il montaggio dal lato di una trasmissione della bicicletta e un procedimento di fabbricazione di una pedivella configurata per il montaggio dal lato di una trasmissione della bicicletta e dotata di rilevatore di sforzi/deformazioni per un misuratore di coppia o di potenza.
Detti metodo e procedimento comprendono le fasi di:
a) prevedere una pedivella configurata per il montaggio dal lato trasmissione e comprendente un corpo principale avente una lunghezza misurata lungo una direzione longitudinale estesa da un asse di rotazione a un asse di pedale della pedivella,
b) fissare almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni per un misuratore di coppia o di potenza in corrispondenza di una posizione, nella direzione longitudinale, in corrispondenza della quale un rapporto di sensibilità tra la sensibilità del rilevatore a sforzi/deformazioni originanti da forze/coppie applicate alla pedivella in corrispondenza dell’asse di pedale e la sensibilità del rilevatore a sforzi/deformazioni originanti da forze/coppie applicate alla pedivella in corrispondenza dell’asse di rotazione è massimizzato, in particolare è almeno al 90% di un valore massimo di tale rapporto di sensibilità lungo la lunghezza.
Per il metodo e il procedimento suddetti valgono le considerazioni sopra espresse con riferimento al primo aspetto dell’invenzione, mutatis mutandis.
Preferibilmente, il metodo e il procedimento suddetti comprendono determinare tale posizione tramite le fasi di:
c) determinare una prima curva rappresentativa della variazione del segnale di uscita dell’almeno un rilevatore lungo detta lunghezza in una prima condizione di impostazione in cui è applicata solo una forza/coppia in corrispondenza dell’asse di pedale,
d) determinare una seconda curva rappresentativa della variazione del segnale di uscita dell’almeno un rilevatore lungo detta lunghezza in una seconda condizione di impostazione in cui è applicata solo una forza/coppia in corrispondenza dell’asse di rotazione,
e) determinare una curva di rapporto di sensibilità rappresentativa della variazione lungo detta lunghezza del rapporto tra il valore della prima curva e il valore della seconda curva,
f) determinare il valore massimo della curva di rapporto di sensibilità,
g) determinare una o più posizioni disponibili lungo detta lunghezza in cui detta curva di rapporto di sensibilità è massimizzata, in particolare superiore al 90% del valore massimo determinato nella fase f),
h) scegliere detta posizione come una delle posizioni disponibili.
Nella presente descrizione, l’espressione “curva” deve essere intesa in senso lato a ricomprendere anche linee continue e discontinue e insiemi di punti disgiunti, nonché rette e linee comprendenti tratti rettilinei.
Le fasi di determinare la prima curva e la seconda curva possono essere eseguite tramite modellizzazione e simulazione, ma specialmente nel caso di pedivella in materiale composito, le cui proprietà meccaniche non sono facilmente modellizzabili, vengono preferibilmente eseguite empiricamente.
Il metodo e il procedimento suddetti comprendono dunque preferibilmente le fasi di:
i) definire una pluralità di posizioni di campionamento distribuite lungo il corpo principale della pedivella o di una pedivella campione nominalmente uguale,
j) fissare, in corrispondenza di ciascuna di dette posizioni di campionamento, detto almeno un rilevatore in sequenza, o un rilevatore campione nominalmente uguale,
k) applicare una prima forza/coppia prefissata e nota alla pedivella o pedivella campione in corrispondenza dell’asse di pedale ed acquisire una lettura di detto almeno un rilevatore o rilevatore campione mentre detto almeno un rilevatore o rilevatore campione è fissato in corrispondenza di ogni posizione di campionamento, acquisendo con ciò una corrispondente pluralità di prime letture,
l) applicare una seconda forza/coppia prefissata e nota, preferibilmente avente la stessa intensità della prima forza, alla pedivella o pedivella campione in corrispondenza dell’asse di rotazione ed acquisire una lettura di detto almeno un rilevatore o rilevatore campione mentre detto almeno un rilevatore o rilevatore campione è fissato in corrispondenza di ogni posizione di campionamento, acquisendo con ciò una corrispondente pluralità di seconde letture,
in cui in detta fase c) la prima curva viene determinata sulla base della pluralità di prime letture e
in cui in detta fase d) la seconda curva viene determinata sulla base della pluralità di seconde letture.
Preferibilmente il metodo e il procedimento suddetti comprendono predisporre una pluralità di pedivelle campione nominalmente uguali alla pedivella e ripetere le fasi da j) a l) per ciascuna ulteriore pedivella campione acquisendo aggiuntive prime letture, seconde letture rispettivamente ad ogni ripetizione.
In alternativa o in aggiunta, il metodo e il procedimento suddetti possono inoltre comprendere ripetere le fasi k) e l) applicando una forza/coppia prefissata e nota di entità diversa acquisendo aggiuntive prime letture, seconde letture rispettivamente.
Preferibilmente in detta fase c) la prima curva viene determinata sulla base della pluralità di prime letture tramite interpolazione, preferibilmente regressione lineare, e in detta fase d) la seconda curva viene determinata sulla base della pluralità di seconde letture tramite interpolazione, preferibilmente regressione.
La metodologia adottata per determinare una delle due curve potrebbe anche essere diversa dalla metodologia adottata per determinare l’altra curva.
In un altro aspetto, l’invenzione riguarda un metodo per rilevare la coppia o la potenza di pedalata applicata una pedivella di bicicletta configurata per il montaggio dal lato di una trasmissione della bicicletta, comprendente le fasi di:
a) prevedere una pedivella configurata per il montaggio dal lato trasmissione e comprendente un corpo principale avente una lunghezza misurata lungo una direzione longitudinale estesa da un asse di rotazione a un asse di pedale della pedivella,
b) fissare almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni per un misuratore di coppia o di potenza a una distanza misurata dal centro di detto rilevatore di sforzi/deformazioni all’asse di rotazione della pedivella tale che un rapporto tra detta distanza e detta lunghezza sia compreso nell’intervallo 0,45-0,65.
Valori preferiti di detto intervallo sono come sopra definiti con riferimento al primo aspetto dell’invenzione.
In un altro aspetto, l’invenzione riguarda un procedimento di fabbricazione di una pedivella di bicicletta in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica, detta pedivella essendo configurata per il montaggio dal lato trasmissione, il procedimento comprendendo le fasi, non necessariamente sequenziali, di:
- predisporre uno stampo avente una cavità di stampo avente la forma della pedivella,
- predisporre detto almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni per un misuratore di coppia o di potenza,
- predisporre un’anima di forma prefissata,
- applicare detto almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni sull’anima,
- inserire detta anima recante detto rilevatore di sforzi/deformazioni in detta cavità di stampo,
- inserire in detta cavità di stampo detto materiale composito, e
- sottoporre a un profilo di temperatura e pressione fino a indurimento del materiale composito,
con la condizione che in detta pedivella detto almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni risulti fissato a una distanza misurata dal centro di detto rilevatore di sforzi/deformazioni all’asse di rotazione della pedivella tale che il rapporto tra detta distanza e detta lunghezza sia compreso nell’intervallo 0,45-0,65.
Valori preferiti di detto intervallo sono come sopra definiti con riferimento al primo aspetto dell’invenzione.
Viene così creata una pedivella in cui il materiale composito è nella forma di un guscio o mantello.
L’anima può restare nella pedivella stampata, ma preferibilmente l’anima è in materiale bassofondente e il procedimento comprende la fase, eseguita a indurimento avvenuto, di praticare un foro nella pedivella, scaldare a una temperatura compresa tra il punto di fusione del materiale dell’anima e il punto di indurimento del materiale composito e far fuoriuscire l’anima fusa dal foro.
Preferibilmente, se l’anima è in materiale bassofondente, il procedimento comprende inoltre una fase di lavaggio della cavità lasciata dall’anima fusa con un agente chimico, purché non danneggi detto almeno un rilevatore.
Preferibilmente detta anima comprende almeno un bassofondo e in detta fase di applicare detto almeno un rilevatore sull’anima, detto almeno un rilevatore è applicato in detto bassofondo. Questo provvedimento evita che il rilevatore si muova durante il processo di stampaggio.
Un’anima con uno o più bassifondi in cui applicare almeno un rilevatore è un provvedimento di per sé utile e rappresenta un aspetto innovativo di per sé, indipendentemente dal rapporto tra la distanza misurata dal centro del rilevatore all’asse di rotazione e la lunghezza della pedivella, rispettivamente indipendentemente dalla relazione tra la posizione del rilevatore e il rapporto di sensibilità e/o indipendentemente dalla dimensione del rilevatore rispetto alla lunghezza della pedivella.
Negli aspetti di pedivella, guarnitura, metodo e procedimento suesposti, preferibilmente la pedivella è configurata per il montaggio dal lato trasmissione tramite una pluralità di razze che si dipartono a raggiera in corrispondenza dell’estremità di imperniamento della pedivella, una o più corone dentate per una catena o cinghia di trasmissione essendo previste o fissate in corrispondenza della pluralità di razze.
Negli aspetti di pedivella, guarnitura, metodo e procedimento suesposti, preferibilmente detto almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni è fissato in maniera inamovibile al corpo principale della pedivella in detta posizione in cui il rapporto tra la distanza misurata dal centro del rilevatore all’asse di rotazione e la lunghezza della pedivella rientra nell’intervallo sopra indicato, rispettivamente in detta posizione in cui il rapporto di sensibilità è superiore alla percentuale indicata.
Nel metodo e nel procedimento suesposti, così come negli aspetti di pedivella e di guarnitura suesposti, preferibilmente il posizionamento di detto almeno un rilevatore in direzione trasversale alla pedivella può essere qualsivoglia, sia sulla superficie esterna della pedivella sia all’interno della sezione trasversale delimitata da tale superficie esterna. Più in dettaglio, l’almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni può essere applicato a una superficie esterna della pedivella, a una superficie interna della pedivella, vale a dire esposta in una cavità interna della pedivella e/o essere conglobato nel materiale della pedivella, in particolare può essere co-stampato con il materiale composito stesso nel caso di pedivella in materiale composito.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno meglio evidenziati dalla descrizione di sue forme di realizzazione preferite, fatta con riferimento ai disegni allegati, in cui:
- la FIG. 1 illustra schematicamente una trasmissione di bicicletta;
- la FIG. 2 è una vista prospettica di una pedivella con alcuni sistemi di riferimento annotati;
- le FIGG. 3-5 sono illustrazioni schematiche di sforzi agenti su una sezione trasversale della pedivella;
- le FIGG. 6-9 sono rappresentazioni dell’andamento indicativo di alcune curve rappresentative di alcune funzioni caratteristiche della pedivella di FIG. 2; e
- le FIGG. 10-11 sono viste prospettiche e in esploso di fasi di una forma di realizzazione di un procedimento per la fabbricazione della pedivella di FIG. 2.
La FIG. 1 mostra una trasmissione di bicicletta.
Una trasmissione 10 di bicicletta è un meccanismo che converte il moto applicato dal ciclista in moto rotatorio utilizzato per movimentare la ruota posteriore.
Una guarnitura 12 è il componente della trasmissione 10 di una bicicletta che converte il moto applicato ai pedali 14, 15 dal ciclista in moto rotatorio utilizzato per movimentare la catena 16 di trasmissione (in altri casi, la cinghia), che a sua volta movimenta la ruota posteriore.
Oltre alla guarnitura 12, la trasmissione 10 comprende anche i pedali 14, 15, la suddetta catena 16 (o cinghia) e uno o più pignoni 18 in corrispondenza del mozzo 20 della ruota posteriore.
Si sottolinea che sono in uso anche terminologie leggermente diverse da quella qui utilizzata; ad esempio i pedali 14,15 possono essere considerati parte della guarnitura.
La guarnitura 12 comprende in generale due pedivelle 22, 23, ciascuna avente una estremità di imperniamento 24, 25 configurata per l’accoppiamento con un perno 26 del movimento centrale o assale delle pedivelle 22, 23 e una estremità libera 28, 29, contrapposta all’estremità di imperniamento 24, 25, configurata per l’accoppiamento al pedale 14, 15; nonché almeno una corona dentata 30 (tre mostrate a titolo di esempio) fissata, solidale in rotazione, alla pedivella 22 dal lato catena.
Tipicamente, la trasmissione 10 del moto è montata sulla bicicletta con la catena 16 di trasmissione (e la/e corona/e 30 della guarnitura 12 e il/i pignone/i 18 in corrispondenza del mozzo 20 della ruota posteriore) sul lato destro; meno di consueto è montata con catena 16 di trasmissione, corona/e 30 e pignone/i 18 disposti sul lato sinistro della bicicletta.
Per brevità l’espressione “dal lato trasmissione” verrà nel seguito talvolta semplificata dal termine specifico “dal lato catena” e talvolta ulteriormente semplificata dal termine specifico “destra”, intendendosi comunque sempre ricompresa anche una trasmissione a cinghia e anche una pedivella sinistra nel caso di montaggio atipico della trasmissione. Similmente, l’espressione “dal lato opposto al lato trasmissione” verrà talvolta semplificata in “dal lato opposto al lato catena” e talvolta semplificata ulteriormente dal termine specifico “sinistra” intendendosi comunque sempre ricompresa anche una trasmissione a cinghia e anche una pedivella destra nel caso di montaggio atipico della trasmissione.
Un componente chiamato movimento centrale 32 consente la rotazione del perno 26 del movimento centrale stesso rispetto al telaio della bicicletta in almeno una direzione; in altre parole, il movimento centrale 32 costituisce l’elemento di connessione della guarnitura 12 al telaio.
L’asse del perno 26 del movimento centrale è nel seguito indicato anche come asse di rotazione X ed è orizzontale nella normale condizione di marcia della bicicletta, in moto rettilineo in piano.
Nel movimento centrale 32, il perno 26 è supportato in rotazione attorno all’asse di rotazione X tramite idonei cuscinetti.
Per la connessione di ciascun pedale 14, 15 alla rispettiva pedivella 22, 23, sono previsti opportuni mezzi di connessione girevole che consentono al pedale 14, 15 di ruotare liberamente intorno ad un asse qui chiamato asse di pedale Y1, Y2, il quale a sua volta ruota attorno all’asse di rotazione X con la pedivella 22, 23.
La connessione tra pedivella 22, 23 e rispettivo pedale 14, 15 è tipicamente del tipo perno/foro o di altro tipo che consenta preferibilmente la rotazione del pedale 14, 15 attorno all’asse Y1, Y2 rispetto alla pedivella 22, 23. Il perno-pedale 34, 35 può essere solidale all’estremità libera 28, 29 della pedivella 22, 23 e il foro può essere realizzato nel pedale 14, 15. In alternativa, il perno-pedale 34, 35 può essere solidale al pedale 14, 15 e il foro essere realizzato all’estremità libera 28, 29 della pedivella 22, 23. Ancora in alternativa, si possono prevedere due fori, all’estremità libera 28, 29 della pedivella 22, 23 e sul pedale 14, 15 atti ad accogliere un bullone o una vite.
La connessione tra pedivella 22, 23 e una rispettiva estremità assialmente esterna del perno 26 del movimento centrale è di un tipo che li renda solidali in rotazione ed impedisca lo scorrimento assiale delle pedivelle 22, 23 rispetto al perno 26.
Una pedivella 22, 23 può essere realizzata in un sol pezzo con il perno 26, l’altra pedivella 23, 22 venendo accoppiata all’altra estremità del perno 26 dopo l’inserimento di quest’ultimo nel movimento centrale 32. In alternativa, ciascuna pedivella 22, 23 può essere realizzata in un sol pezzo con un rispettivo elemento di perno, i due elementi di perno essendo connessi tra loro di testa. Ancora in alternativa, entrambe le pedivelle 22, 23 possono essere accoppiate ad un perno 26 non di pezzo.
Per una o entrambe le pedivelle 22, 23 può ad esempio essere previsto un accoppiamento a vite, un accoppiamento forzato a incastro o per interferenza, in particolare tramite accoppiamento di superfici scanalate, un accoppiamento a perno e foro quadri, un incollaggio, una saldatura.
La pedivella 22 dal lato catena 16 (tipicamente destra) comprende mezzi di fissaggio di dette corone dentate 30 destinate ad ingranare, una alla volta, con la catena 16. Tipicamente, si prevedono una pluralità di razze 36 che si dipartono a raggiera (complessivamente indicate in inglese come spider), in corrispondenza dell’estremità di imperniamento 24 della pedivella 22 destra, tipicamente di pezzo con la pedivella 22; alle estremità libere delle razze 36, la/le corona/e 30 dentata/e vengono tipicamente avvitate. In alternativa, le corone dentate 30 possono essere realizzate in un sol pezzo con la pedivella 22 destra.
Il corpo principale o “regione di braccio” 38, 39 di ciascuna pedivella 22, 23, vale a dire una sua porzione estesa tra l’asse di rotazione X e l’asse di pedale Y1, Y2 e dunque trascurando le suddette razze 36, è genericamente a forma di barra (o parallelepipedo rettangolo) estesa ortogonale (e a sbalzo) all’asse di rotazione X. Per brevità, nel seguito si userà talvolta l’espressione “pedivella” intendendosi in particolare il suo corpo principale 38, 39 a forma di barra.
Più in particolare, il corpo principale 38, 39 della pedivella 22, 23 si estende in direzione genericamente radiale rispetto all’asse di rotazione X – intendendosi con genericamente che può anche deviare, in uno o più punti così come lungo tutta la sua estensione, da tale direzione. Ciascuna pedivella 22, 23 può infatti essere più o meno rastremata/svasata, quando vista lungo una direzione parallela all’asse di rotazione X, e/o più o meno angolata quando vista lungo una direzione ortogonale all’asse di rotazione X.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con piano di rotazione P della pedivella 22, 23 si intende indicare un qualsiasi piano ortogonale all’asse di pedale Y1, Y2 e all’asse di rotazione X, in particolare uno dei piani mediani della pedivella 22, 23.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con piano rotante R della pedivella 22, 23 o piano degli assi si intende indicare il piano contenente l’asse di rotazione X e l’asse di pedale Y1, Y2. In particolare, con piano rotante R si intende indicare uno dei piani mediani della pedivella 22, 23.
Con riferimento a tale schematizzazione della pedivella 22, 23 come una barra, nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con direzione longitudinale o senso della lunghezza L della pedivella 22, 23 si intende indicare una direzione che congiunge ortogonalmente l’asse di rotazione X all’asse di pedale Y1, Y2; il senso della lunghezza L giace in particolare nel piano rotante R.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con piano trasversale T alla pedivella 22, 23 si intende indicare un qualsiasi piano ortogonale alla direzione longitudinale L. In particolare, con piano trasversale T si intende indicare uno dei piani mediani della pedivella 22, 23.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con sezione trasversale della pedivella 22, 23 si intende indicare una sezione eseguita attraverso il corpo principale 38, 39 della pedivella 22, 23 in un piano trasversale T. La sezione trasversale di ciascuna pedivella 22, 23 (nella regione di braccio 38 per la pedivella 22 destra) è genericamente rettangolare, ma può essere di qualsiasi tipo, anche se presenta tipicamente almeno un asse di simmetria. La forma e le dimensioni di tale sezione trasversale possono essere costanti lungo tutta la lunghezza della pedivella 22, 23 oppure possono variare. La sezione trasversale di ciascuna pedivella 22, 23 può essere piena o cava.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con senso della larghezza G della pedivella 22, 23 si intende indicare una direzione giacente nel piano di rotazione P e ortogonale alla direzione longitudinale L della pedivella 22, 23; il senso della larghezza G giace in un piano trasversale T.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con direzione dello spessore S della pedivella 22, 23 si intende indicare una direzione parallela all’asse di rotazione X; la direzione di spessore S giace in un piano trasversale T e nel piano di rotazione R.
Per chiarezza, nella FIG. 1 questi piani e queste direzioni sono mostrati solo sulla pedivella destra 22.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con faccia prossimale 40, 41 della pedivella 22, 23 si intende indicare la faccia che, nella condizione di montaggio, è rivolta verso il telaio; con faccia distale 42, 43 della pedivella 22, 23 si intende indicare la faccia contrapposta alla faccia prossimale 40, 41. Il perno 26 del movimento centrale si estende dalla faccia prossimale 40, 41 e il perno-pedale 34, 35 si estende dalla faccia distale 42, 43.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con faccia superiore 44, 45, rispettivamente faccia inferiore 46, 47 della pedivella 22, 23 si intendono indicare le facce sostanzialmente ortogonali alle facce prossimale 40, 41 e distale 42, 43, estese lungo la direzione longitudinale L e la direzione di spessore S, che si trovano in posizione superiore, rispettivamente inferiore, quando la pedivella 22, 23 è nella corsa attiva, vale a dire con l’estremità libera 28, 29 in avanti nel senso di marcia rispetto all’estremità di imperniamento 24, 25.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, nel caso di pedivella 22, 23 cava (almeno lungo la sua regione di braccio o corpo principale 38, 39), con superficie interna della pedivella 22, 23 si intende indicare la superficie rivolta verso la cavità; con superficie esterna della pedivella 22, 23 si intende indicare la superficie esposta.
Durante la pedalata, la forza applicata dal ciclista sui pedali 14, 15 viene da questi trasferita alle pedivelle 22, 23.
La pedivella 23 sinistra trasferisce tale forza al perno 26 del movimento centrale. Il perno 26 del movimento centrale trasferisce tale forza – a parte le perdite per attrito con il movimento centrale 32 – alla pedivella 22 destra.
La forza direttamente applicata alla pedivella 22 destra o ad essa trasmessa dalla pedivella 23 sinistra come suddetto viene trasferita alle razze 36 della pedivella 22 destra e da queste alle corone dentate 30.
Dalle corone dentate 30, la forza viene trasmessa alla catena 16 di trasmissione e da questa al pacco pignoni 18 che, infine, la trasferisce al mozzo 20 della ruota posteriore, tramite il corpetto a ruota libera del pacco pignoni 18, se presente.
In ciascuno dei suddetti componenti della trasmissione 10 si ingenerano pertanto degli sforzi e delle corrispondenti deformazioni, che possono essere un indice più o meno accurato della forza erogata dal ciclista.
Più in particolare, la pedalata è un movimento ciclico con cui il ciclista imprime con ciascuna gamba sul rispettivo pedale 14, 15 una forza tale da azionare in rotazione la guarnitura 12, movimentando di conseguenza la ruota posteriore tramite la catena 16 e il pacco pignoni 18.
Durante la pedalata, la forza (F in FIG. 2) applicata sui pedali 14, 15 dal ciclista varia in termini sia di intensità sia di direzione in funzione della posizione angolare in cui si trovano le pedivelle 22, 23 e ingenera uno stato di sforzo e un conseguente stato di deformazione nei componenti della guarnitura 12.
Nel seguito viene considerata, con riferimento alla FIG. 2, la pedivella 22 destra, restando inteso che quanto verrà descritto è in parte valido anche per una pedivella 23 sinistra, le differenze qua di rilievo essendo evidenziate.
Per valutare gli sforzi e le deformazioni della pedivella 22 dovuti all’applicazione della forza F al rispettivo pedale 14 in una prefissata posizione angolare della pedivella 22, si può assimilare la pedivella 22 a una trave vincolata a incastro in corrispondenza della sua estremità di imperniamento 24 (sulla sinistra in FIG. 2) e il pedale 14 a un elemento vincolato a incastro in corrispondenza dell’estremità libera 28 della pedivella 22 (sulla destra in FIG. 2), vale a dire come se il pedale 14 non potesse ruotare rispetto alla pedivella 22 e la guarnitura 12 non potesse ruotare rispetto al movimento centrale 32.
Il punto di applicazione della forza F può essere considerato corrispondente con il centro O della superficie del pedale 14 a contatto con il piede del ciclista.
Considerando un generico sistema di riferimento UVW, in cui la direzione U coincide con la direzione longitudinale L della pedivella 22, 23 e la direzione W è parallela o coincidente all’asse di rotazione X e alla direzione di spessore S, e prendendo i versi positivi come arbitrariamente mostrato in FIG. 2, la forza F è genericamente scomponibile nelle seguenti componenti:
- una componente radiale o parallela Fu agente lungo la direzione longitudinale L della pedivella 22, 23,
- una componente tangenziale o perpendicolare Fv, ortogonale al piano degli assi o piano rotante R,
- una componente laterale Fw, ortogonale al piano di rotazione P della pedivella 22 e parallela all’asse di rotazione X e all’asse di pedale Y1.
Come detto sopra, l’entità e la direzione della forza F variano nel corso della pedalata per svariate ragioni, e in un qualsiasi istante, una o più delle componenti Fu, Fv, Fw potrebbero anche essere orientate in senso opposto a quello mostrato.
La componente tangenziale o perpendicolare Fv rappresenta l’unica componente efficace o componente utile ai fini della pedalata, ovvero quella che effettivamente aziona in rotazione la pedivella 22.
Si riscontra che la componente tangenziale o perpendicolare Fv è di massima entità quando la pedivella 22 è in una posizione angolare tale per cui l’asse di pedale Y1 è più avanti rispetto all’asse di rotazione X nel senso di marcia; tale fase è detta fase di spinta o propulsione ed ha luogo alternatamente per ciascuna pedivella 22, 23. La componente tangenziale Fv ingenera un momento flettente Bw intorno all’asse W, che comporta una prima deformazione flessionale, ancora indicata con Bw.
Più in dettaglio e in maniera di per sé ben nota, la deformazione flessionale Bw comprende una deformazione di allungamento o dilatazione T1 da un lato rispetto al piano degli assi R (in alto in FIG.
3) e una deformazione di compressione o contrazione C1 dall’altro lato della pedivella 22, 23 rispetto al piano degli assi R (in basso in FIG. 3).
In una qualsiasi sezione trasversale della pedivella 22 è possibile individuare un asse neutro N1 per il momento flettente Bw.
Come sopra già indicato, nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, così come in generale nel settore meccanico, con “asse neutro” si intende indicare il luogo geometrico dei punti nei quali sono nulli gli sforzi normali alla sezione trasversale del solido – in questo caso la pedivella 22, 23 – considerata.
In generale, la posizione dell’asse neutro N1 per il momento flettente Bw nella pedivella 22, 23 sollecitata dipende dalle caratteristiche del materiale e dalla geometria della sezione, vale a dire dalla sua forma, dal fatto che sia una sezione piena o cava, ecc.
Se la pedivella 22, 23 fosse in un materiale omogeneamente distribuito e con sezione trasversale rettangolare piena (come schematicamente mostrato in FIG. 3), l’asse neutro N1 per il momento flettente Bw sarebbe sul piano degli assi R (orizzontalmente in FIG. 3).
L’asse neutro N1 definisce pertanto il “confine” tra la porzione di pedivella 22 soggetta a deformazioni di allungamento T1 e la porzione soggetta a deformazioni di compressione C1. L’asse neutro N1 può inoltre essere visto come quell'asse attorno al quale “ruota” la sezione trasversale della pedivella 22 soggetta al momento flettente Bw.
Pertanto la deformazione nella pedivella 22, 23 associata alla componente efficace Fv della forza F è più marcata – e quindi più facilmente rilevabile – quanto più lontano ci si trova dall’asse neutro N1.
A rigore si osserva inoltre che poiché il punto O di applicazione della forza F sul pedale 14 è spostato rispetto al piano di rotazione P della pedivella 22, la componente tangenziale Fv della forza di propulsione F ingenera anche un momento torcente intorno all’asse U che ingenera una deformazione torsionale Qu nella pedivella 22, 23.
In particolare e come mostrato in FIG. 4, la deformazione torsionale Qu comprende deformazioni tangenziali o di taglio TG che, in una sezione trasversale della pedivella 22, sono massime in corrispondenza della periferia esterna e via via decrescenti spostandosi verso il centro O1 della sezione della pedivella 22, fino eventualmente ad annullarsi.
Le componenti radiale Fu e laterale Fw sono inefficaci ai fini della pedalata e rappresentano pertanto componenti “perse” della forza F, che tuttavia contribuiscono a deformare la pedivella 22, 23.
In particolare, la componente radiale Fu, in virtù del disassamento del punto di applicazione O, e la componente laterale Fw ingenerano un secondo momento flettente Bv e una seconda deformazione flessionale ancora indicata con Bv, che porta la pedivella 22, 23 a piegarsi verso il telaio (in caso di componente positiva nel sistema di riferimento mostrato).
Come mostrato in FIG. 5, la deformazione flessionale Bv comprende una deformazione di allungamento T2 e una deformazione di compressione C2 ai due lati opposti della pedivella 22 rispetto al piano di rotazione P.
La componente radiale Fu ingenera inoltre nella pedivella 22 una deformazione assiale di allungamento (in caso di componente positiva nel sistema di riferimento mostrato). Tale deformazione assiale di allungamento viene nel seguito trascurata, essendo tipicamente di entità trascurabile rispetto alle suddette deformazioni di allungamento T1 e T2 e di compressione C1 e C2.
In una qualsiasi sezione trasversale della pedivella 22, 23 è possibile individuare un secondo asse neutro N2 per il momento flettente Bv.
Sempre se la pedivella 22, 23 fosse in un materiale omogeneamente distribuito e con sezione trasversale rettangolare piena, come mostrato a titolo di esempio in FIG. 5, l’asse neutro N2 per il momento flettente Bv sarebbe sul piano di rotazione P della pedivella 22, 23 (verticalmente in FIG. 5).
Nel caso di una pedivella 22, 23 di sezione non rettangolare e/o con sezione cava e/o in materiale non omogeneo, quale ad esempio un materiale composito stratificato, e/o di sezione variabile lungo la direzione longitudinale L della pedivella 22, 23, lo stato di deformazione nella pedivella 22, 23 è ancora più complesso di quanto descritto. Peraltro resta valido quanto detto in relazione alle regioni della pedivella 22, 23 in cui le deformazioni sono di entità maggiore e, pertanto, più facilmente rilevabili. Inoltre sono in generale individuabili gli assi neutri N1, N2 suddetti, ancorché eventualmente spostati rispetto al piano degli assi R e al piano di rotazione P, rispettivamente.
Pertanto, la valutazione della forza F per un misuratore di coppia o un misuratore di potenza o power meter ed in particolare della sua unica componente efficace, vale a dire la componente tangenziale Fv, può avvenire sulla base della misurazione della suddetta deformazione flessionale Bw. Ci si può basare, in alternativa o in aggiunta, sulla misurazione della deformazione torsionale Qu.
Tornando alla FIG. 2, le razze 36 della pedivella 22 dal lato catena, nel trasferire il moto rotatorio alla/e corona/e dentata/e 30 a cui sono connesse, subiscono un certo grado di sforzo e deformazione a causa dell’inerzia a ruotare della catena 16 (o cinghia) di trasmissione.
Tale sforzo e deformazione si ripercuote in parte anche al corpo principale 38 della pedivella 22 dal lato catena. Lo sforzo e la deformazione conseguenti nel corpo principale 38 della pedivella 22 dal lato catena 16, nel seguito chiamati “sforzo e deformazione secondari” per brevità, sono ancora un momento flettente BC e una deformazione flessionale BC simile alla deformazione Bw mostrata in FIG. 3, ancorché tipicamente di verso opposto, che comprende una deformazione di allungamento T1 e una deformazione di compressione C1 ai due lati opposti della pedivella 22 rispetto al piano rotante R (anche se T1 e C1 hanno tipicamente verso opposto rispetto a quello indicato in FIG. 3).
L’entità di tale deformazione secondaria è in generale maggiore nelle vicinanze dell’estremità di imperniamento 24 della pedivella 22 e diminuisce spostandosi verso l’estremità libera 28, o estremità di connessione con il pedale 14.
Si sottolinea che tale sforzi/deformazioni secondari si verificano indipendentemente dal fatto che le razze 36 siano poste in moto agendo direttamente sulla pedivella 22 dal lato catena 16 e dunque siano considerabili sforzi/deformazioni originanti da forze/coppie applicate alla pedivella 22 in corrispondenza dell’asse di pedale Y1, o invece agendo sull’altra pedivella 23 e dunque siano considerabili sforzi/deformazioni originanti da forze/coppie applicate alla pedivella 22 in corrispondenza dell’asse di rotazione X.
Tuttavia, mentre gli sforzi/deformazioni secondari originanti da forze/coppie applicate alla pedivella 22 in corrispondenza dell’asse di pedale Y1 sono comunque indice della coppia o potenza di pedalata specifica della pedivella 22 destra, che si desidera misurare, quegli sforzi/deformazioni secondari originanti da forze/coppie applicate alla pedivella 23 opposta al lato catena (la sinistra) e dunque applicate alla pedivella 22 dal lato catena in corrispondenza dell’asse di rotazione X sono invece un effetto indesiderato durante la misurazione della coppia o potenza di pedalata specifica della pedivella destra 22. Questo fenomeno, su cui si tornerà nel seguito, è qui indicato in breve come “effetto di accoppiamento”.
Uno strumento utilizzato per misurare deformazioni su una struttura o componente, nel caso particolare qui di interesse una pedivella 22 dal lato catena o trasmissione di una bicicletta, è un estensimetro, in particolare un estensimetro elettrico a resistenza.
Un estensimetro comprende un supporto flessibile isolante che supporta, tipicamente per incollaggio, una griglia sagomata a serpentina, vale a dire secondo un andamento a zig-zag di linee parallele realizzate tramite una lamina metallica (estensimetri fotoincisi) o un sottile filo metallico (estensimetri a filo metallico).
L'estensimetro viene opportunamente attaccato al componente, tipicamente tramite un adesivo idoneo, ad esempio un cianoacrilato o una resina epossidica.
Come ben noto, la superficie del componente al quale l'estensimetro viene incollato deve essere accuratamente preparata in maniera tale che l'adesione dell'estensimetro ad essa sia affidabile e si evitino errori di misura imprevedibili.
Quando il componente è sollecitato, ad esempio per l'applicazione di una forza/coppia dall'esterno come la forza F di pedalata o quelle da essa derivate, le deformazioni prodotte sulla sua superficie a contatto con l’estensimetro sono trasmesse alla griglia; le conseguenti deformazioni della griglia ne causano una variazione di resistenza elettrica.
La sensibilità dell'estensimetro è molto maggiore nella direzione parallela ai rami della serpentina – nel seguito in breve indicata come “direzione dell’estensimetro” o “direzione di rilevazione” e presa come riferimento quando si parla di orientamento dell’estensimetro – che non nella direzione ad essa ortogonale: quando il conduttore elettrico formante la serpentina viene stirato, diviene più lungo e sottile e la sua resistenza elettrica aumenta, mentre quando viene compresso si accorcia e si allarga, e la sua resistenza elettrica diminuisce.
Più in particolare, la variazione di resistenza elettrica R, da non confondersi qui con il piano rotante R, è correlata alla deformazione tramite una quantità nota come fattore di taratura o Gauge factor GF: indicando con epsilon la deformazione, nella fattispecie una variazione percentuale di lunghezza data da deltaLe/Le ove Le è la lunghezza, si ha:
GF = deltaR/R / deltaLe/Le = deltaR/R / epsilon (1)
Per poter leggere le piccole variazioni di resistenza elettrica indotte da una deformazione del componente sotto misura e da una conseguente deformazione dell’estensimetro, si utilizza tipicamente un circuito di lettura la cui uscita è un segnale amplificato funzione di tali variazioni di resistenza, tipicamente un circuito di lettura a ponte di Wheatstone.
Come è noto, un ponte di Wheatstone comprende due rami resistivi collegati in parallelo tra di loro e a una tensione di riferimento; ciascun ramo resistivo comprende due resistori collegati in serie. L’uscita del ponte è la differenza di tensione tra i due punti di connessione dei resistori in serie; il coefficiente di proporzionalità tra l’uscita del ponte misurata e la tensione di riferimento nota correla tra di loro i valori dei quattro resistori, valori che possono essere in parte noti e in parte incogniti.
Idealmente, si vorrebbe che la resistenza elettrica dell'estensimetro variasse solamente in risposta alla deformazione conseguente alla specifica forza applicata di interesse, vale a dire la forza applicata sul pedale destro 14 nel caso di pedivella destra 22.
Tuttavia, la resistenza elettrica dell'estensimetro varia anche in risposta alla deformazione secondaria, in particolare a quella conseguente alla forza applicata sul pedale sinistro 15 per l’effetto di accoppiamento suddetto.
Per la rilevazione di deformazioni flessionali e momenti flettenti, sono note varie configurazioni di misura, in cui due o più estensimetri vengono applicati su facce opposte e/o sulla stessa faccia del componente, ciascuno con un proprio orientamento prefissato. Un circuito di lettura a ponte di Wheatstone provvede alla lettura dell’uscita dell’estensimetro, rispettivamente alla combinazione delle uscite dei due o più estensimetri, per fornire la misura di deformazione desiderata.
Si consideri ora in dettaglio, con riferimento alle FIG. 2 e 6-9, la pedivella 22 configurata per il montaggio dal lato trasmissione della bicicletta e comprendente come accennato un corpo principale 38. Il corpo principale 38 ha una lunghezza Lp misurata lungo la direzione longitudinale L dall’asse di rotazione X all’asse di pedale Y1. L’unità di misura indicata in ascissa nelle FIG. 6-9 è il millimetro, a titolo peraltro meramente indicativo.
La pedivella 22 comprende almeno un rilevatore 100 di sforzi/deformazioni per un misuratore di coppia o di potenza.
Il rilevatore 100 è in particolare un rilevatore di momento flettente/deformazione flessionale, più in particolare è un estensimetro avente una lunghezza Le.
Nel caso meramente illustrativo mostrato, il rilevatore 100 è applicato alla superficie esterna della pedivella 22. Resta peraltro inteso che il posizionamento del 100 rilevatore in direzione trasversale alla pedivella 22 può essere qualsivoglia, sia sulla superficie esterna della pedivella 22 sia all’interno della sezione trasversale (piano di sezione T) delimitata da tale superficie esterna. Più in dettaglio, l’almeno un rilevatore 100 di sforzi/deformazioni può essere applicato a una superficie esterna della pedivella 22, a una superficie esposta in una cavità interna (non visibile in FIG. 2) della pedivella e/o essere conglobato nel materiale della pedivella 22, in particolare può essere co-stampato con il materiale composito stesso nel caso di pedivella 22 in materiale composito.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con “costampato” si intende indicare che la pedivella 22 viene stampata, in un sol pezzo, con il rilevatore 100 di sforzi/deformazioni o altri elementi già inserito/i al suo interno; tra elementi co-stampati può avvenire una co-reticolazione oppure no.
Nel caso meramente illustrativo mostrato, il rilevatore 100 è mostrato applicato alla faccia superiore 44 della pedivella 22. Resta peraltro inteso che esso potrebbe essere applicato ad un’altra delle facce 40, 42, 46 della pedivella 22 o, se non è applicato alla superficie esterna, potrebbe essere parallelo o sostanzialmente parallelo alla faccia superiore 44 o ad un’altra delle facce 40, 42, 46 della pedivella 22 o anche essere disposto in un piano formante un angolo acuto con una delle facce 40, 42, 44, 46 della pedivella 22.
Preferibilmente il rilevatore 100 è disposto in un piano parallelo al piano neutro N1 (FIG. 3) rispetto allo sforzo/deformazione principale da rilevare, che è quello direttamente conseguente all’applicazione della forza F al pedale 14 della pedivella 22 stessa, ma in alternativa può essere disposto in un piano ortogonale o formante un angolo qualsivoglia con tale piano neutro N1.
La pedivella 22 comprende peraltro preferibilmente almeno un altro rilevatore (non mostrato), che, nella configurazione mostrata, sarà preferibilmente applicato alla superficie esterna della pedivella 22, alla faccia inferiore 46, così da strumentare la pedivella 22 in una delle configurazioni tipiche suddette. Dunque, preferibilmente il primo rilevatore 100 e il secondo rilevatore sono posizionati da parti opposte rispetto a un piano comprendente l'asse di pedale Y1 e l’asse di rotazione X della pedivella 22. Essi sono inoltre vantaggiosamente disposti ciascuno il più lontano possibile dall’asse o piano neutro N1 in FIG. 3) rispetto allo sforzo/deformazione principale da rilevare.
In altri casi, detto almeno un altro rilevatore potrà essere disposto sulla stessa faccia o piano come il rilevatore 100 in una delle altre configurazioni tipiche suddette. In generale, per il posizionamento e per l’orientamento di detto almeno un altro rilevatore vale tutto quanto descritto nella presente descrizione con riferimento al rilevatore 100.
Per brevità, nel seguito della presente descrizione si farà riferimento al solo rilevatore 100, ma le medesime considerazioni valgono per ogni rilevatore di cui la pedivella è dotata.
Il rilevatore 100 è mostrato in una posizione nella direzione longitudinale L della pedivella 22 – nel seguito indicata per brevità semplicemente come “posizione” – rappresentabile per comodità tramite la distanza Do del suo centro C dall’asse di rotazione X, anche se si potrebbe rappresentare come distanza Dp dall’asse di pedale Y1, la somma di tali due distanze Do, Dp essendo infatti pari alla suddetta lunghezza Lp della pedivella 22.
Con riferimento alle FIGG. 6-7, che sono diagrammi in cui l’ascissa rappresenta la distanza D dall’asse di rotazione X e l’ordinata rappresenta le curve successivamente discusse, la posizione specifica del rilevatore 100 è scelta in maniera tale da fornire una rilevazione particolarmente accurata della coppia o potenza di pedalata, in particolare è scelta in maniera tale da massimizzare non già la sensibilità assoluta del rilevatore 100, bensì uno specifico rapporto di sensibilità Sr, un cui andamento indicativo e non limitativo è raffigurato in FIG. 6 (l’unità di misura è adimensionale).
Il rapporto di sensibilità Sr è definito come rapporto tra due curve, un cui andamento esemplificativo è raffigurato in FIG. 7:
a) la sensibilità CAL del rilevatore 100 a sforzi/deformazioni originanti da forze/coppie applicate alla pedivella 22 in corrispondenza dell’asse di pedale Y1 e
b) la sensibilità CE del rilevatore 100 a sforzi/deformazioni originanti da forze/coppie applicate alla pedivella 22 in corrispondenza dell’asse di rotazione X.
Le unità di misura delle ordinate delle due curve CAL e CE sono arbitrarie, ma preferibilmente tra loro uguali, così che il rapporto di sensibilità Sr sia vantaggiosamente adimensionale. Tali unità di misura corrispondono a o comunque sono univocamente correlate all’uscita del rilevatore 100. Ad esempio, nel caso di un rilevatore 100 associato a un circuito di lettura comprendente un convertitore A/D, le curve CAL e CE possono essere espresse come conteggio numerico/N*m contro millimetri.
Come sopra discusso, la forza di pedalata applicata al pedale 14 della pedivella 22 stessa rientra nelle forze menzionate sub a) e relative alla curva CAL.
Come sopra discusso, l’effetto di accoppiamento dovuto alla forza di pedalata applicata al pedale 15 dell’altra pedivella 23 della guarnitura 10 rientra nelle forze menzionate sub b) e relative alla curva CE.
Per “massimizzare” si intende qui indicare non già un valore puntuale corrispondente precisamente al massimo matematico del rapporto di sensibilità Sr, indicato con Sr_max in FIG. 6, ma in senso lato un valore che si avvicini al valore massimo, in particolare essendo pari a o superiore al 90% del valore massimo di tale rapporto di sensibilità Sr lungo la lunghezza Lp della pedivella.
Con un tale posizionamento si conseguono i vantaggi discussi nella parte introduttiva della presente relazione, in sintesi si ottengono vantaggi in termini di accuratezza della rilevazione da parte del rilevatore 100 della coppia o potenza applicata alla pedivella 22 dal lato catena, in quanto viene minimizzato l’effetto di accoppiamento all’altra pedivella 23 sopra descritto.
Le FIG. 6-7 sono ulteriormente descritte nel seguito, ove si indicheranno anche intervalli di valori per la distanza Do che conseguono la suddetta massimizzazione del rapporto di sensibilità Sr.
Una metodologia per determinare la posizione suddetta (distanza Do) per il rilevatore 100 comprende la determinazione di curve – nell’accezione in senso lato del termine sopra richiamata – che rappresentino le sensibilità CAL e CE definite sub a) e sub b) in condizioni cosiddette di impostazione, cioè non in condizioni operative, la determinazione di una curva Sr che ne rappresenti il rapporto e la determinazione di una precisa posizione, di un ventaglio di posizioni o di un range di posizioni (continuo o discontinuo) in cui tale rapporto sia sufficientemente elevato.
In dettaglio, la metodologia comprende le fasi di:
- determinare una prima curva CAL, un cui andamento del tutto indicativo e non limitativo è mostrato nelle FIGG. 7 e 8, rappresentativa della variazione del segnale di uscita del rilevatore 100 lungo la lunghezza Lp in una prima condizione di impostazione in cui è applicata solo una forza/coppia in corrispondenza dell’asse di pedale Y1,
- determinare una seconda curva CE, un cui andamento del tutto indicativo e non limitativo è mostrato nelle FIGG. 7 e 9, rappresentativa della variazione del segnale di uscita del rilevatore 100 lungo detta lunghezza Lp in una seconda condizione di impostazione in cui è applicata solo una forza/coppia in corrispondenza dell’asse di rotazione X,
- determinare una curva di rapporto di sensibilità Sr, un cui andamento del tutto indicativo e non limitativo è mostrato nella FIG. 6, rappresentativa della variazione lungo detta lunghezza Lp del rapporto tra il valore della prima curva CAL e il valore della seconda curva CE,
- determinare il valore massimo Sr_max della curva di rapporto di sensibilità Sr,
- determinare la o le posizioni disponibili lungo detta lunghezza Lp in cui detta curva di rapporto di sensibilità Sr è superiore al 90% del suddetto valore massimo Sr_max e
- scegliere detta posizione (distanza Do) come detta o una delle posizioni disponibili.
Il rilevatore 100 viene quindi fissato nella posizione prescelta.
Le fasi di determinare la prima curva CAL e la seconda curva CE possono essere eseguite tramite modellizzazione e simulazione, ma vengono preferibilmente eseguite tramite campionatura specialmente nel caso di pedivella 22 in materiale composito, le cui proprietà meccaniche non sono facilmente modellizzabili.
Con riferimento alle FIGG. 8 e 9, secondo tale metodologia si provvede ad acquisire una duplice pluralità di letture disponendo il rilevatore 100 –oppure un rilevatore campione nominalmente uguale- di volta in volta in una posizione “di campionamento” P1, P2, …, Pn diversa sulla pedivella 22 da strumentare -oppure su una pedivella campione nominalmente uguale- e applicando, per ogni posizione “di campionamento”, P1, P2, …, Pn prima solo una forza/coppia corrispondente a quella di pedalata sul pedale destro 14 e poi solo una forza/coppia corrispondente a quella di pedalata sul pedale sinistro 15. È inteso che la sequenza di applicazione delle due forze/coppie è indicativa e non limitativa; si può anche applicare prima una forza/coppia in tutte le posizioni e poi l’altra forza/coppia in tutte le posizioni.
Al posto di spostare il rilevatore 100 ogni volta, si possono utilizzare più rilevatori, naturalmente aventi le stesse caratteristiche – qui indicati come rilevatori campione.
La metodologia comprende dunque le fasi di:
- definire una pluralità di posizioni di campionamento P1, P2, … Pn (indicate per convenienza sull’asse delle distanze delle FIGG. 7-9) distribuite lungo il corpo principale 38 della pedivella 22, o di una pedivella campione nominalmente uguale,
- fissare, in corrispondenza di ciascuna di dette posizioni di campionamento P1, P2, … Pn, detto almeno un rilevatore 100 in sequenza, o un rilevatore campione nominalmente uguale,
- applicare una prima forza F1 (non mostrata) prefissata e nota alla pedivella 22 in corrispondenza dell’asse di pedale Y1 ed acquisire una lettura di detto almeno un rilevatore 100 o rilevatore campione mentre detto almeno un rilevatore 100 o rilevatore campione è fissato in corrispondenza di ogni posizione di campionamento P1, P2, … Pn, acquisendo con ciò una corrispondente pluralità di prime letture 102 (FIG. 8),
- applicare una seconda forza F2 (non mostrata) prefissata e nota, preferibilmente avente la stessa intensità di F1, alla pedivella 22 in corrispondenza dell’asse di rotazione X ed acquisire una lettura di detto almeno un rilevatore 100 o rilevatore campione mentre detto almeno un rilevatore 100 o rilevatore campione è fissato in corrispondenza di ogni posizione di campionamento P1, P2, … Pn, acquisendo con ciò una corrispondente pluralità di seconde letture 104 (FIG. 9),
in cui la prima curva CAL viene determinata sulla base della pluralità di prime letture 102 e
in cui la seconda curva CE viene determinata sulla base della pluralità di seconde letture 104.
Per ogni posizione “di test” possono essere acquisite anche più letture, variando l’intensità delle forze/coppie F1 e/o F2 e/o variando il rilevatore campione e/o variando la pedivella campione, così da tener conto anche della risposta intrinseca del rilevatore e delle variabili dovute alla non ripetibilità delle caratteristiche locali del materiale della pedivella 12.
Per la pluralità di letture 102 prese nella condizione di applicazione di forza/coppia sub a), viene quindi ricavata la curva CAL tramite un idoneo metodo di interpolazione, ad esempio la regressione lineare.
Similmente, per la pluralità di letture 104 prese nella condizione di applicazione di forza/coppia sub b), viene ricavata la curva CE tramite un idoneo metodo di interpolazione, ad esempio la regressione.
La metodologia adottata per determinare una delle due curve CAL, CE potrebbe anche essere diversa dalla metodologia adottata per determinare l’altra curva.
Tornando alla FIG. 6, la curva Sr è rappresentativa del rapporto tra le due curve CAL e CE della FIG. 7. La curva Sr può venire calcolata parametricamente o punto per punto.
La retta 110 indica il valore massimo Sr_max della curva Sr.
La retta 112 indica il valore di soglia, per esempio scelto pari al 90% del valore massimo Sr_max.
Una qualsiasi posizione corrispondente all’intervallo di posizioni 114 ove la curva Sr si trova al di sopra della retta 112 è idonea per il fissaggio del rilevatore 100.
In detta posizione in cui il rilevatore è fissato 100 (distanza Do), il rapporto di sensibilità Sr risulta vantaggiosamente pari a o superiore a 20:1.
Gli estremi dell’intervallo di posizioni 114 sono indicati come il punto 116 corrispondente alla distanza Dmin e il punto 118 corrispondente alla distanza Dmax dall’asse di rotazione X.
Detta posizione in cui detto almeno un rilevatore è fissato è a una distanza Do dall’asse di rotazione X della pedivella 22 corrispondente a un intervallo compreso tra circa il 45% e il 65%, più preferibilmente tra circa il 48% e il 62%, ancor più preferibilmente tra circa il 50% e il 60%, ancor più preferibilmente tra circa il 52% e il 58% della lunghezza Lp del corpo principale 38 della pedivella 22.
Dalla FIG. 7 si osserva che l’andamento di entrambe le curve CAL e CE è decrescente passando dall’asse di rotazione X all’asse di pedale Y1. Tuttavia, la curva CAL è rettilinea e poco inclinata, mentre la curva CE decresce molto più in fretta. La differenza di ordinata è pertanto variabile lungo la lunghezza Lp della pedivella 22 e potrebbe anche essere scelta come la variabile da massimizzare con la scelta della posizione del rilevatore 100, in alternativa al rapporto di sensibilità Sr. La Richiedente ha tuttavia riscontrato che la scelta di massimizzare invece il rapporto di sensibilità Sr consegue risultati decisamente migliori.
Come già discusso, la posizione (distanza Do) che massimizza il rapporto di sensibilità Sr e dunque l’accuratezza della rilevazione può variare anche notevolmente a seconda del materiale costituente la pedivella 22.
D’altro canto, l’accuratezza delle rilevazioni effettuate con il misuratore 100 è influenzata anche da fattori legati alla forma specifica della sezione trasversale e alle sue variazioni lungo la pedivella 22, incluso lo spessore di parete nel caso di pedivella cava.
Un altro fattore che influenza l’accuratezza delle rilevazioni effettuate con il misuratore 100 è il materiale costituente la pedivella 22 e in particolare le sue variazioni locali di densità. Questo fattore è particolarmente critico nel caso di pedivella in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica.
Un altro particolare rapporto può svolgere un ruolo importante per minimizzare l’influenza di uno o più di tali fattori – e non necessariamente in subordine al posizionamento alla distanza Do sopra indicata, tale da massimizzare il rapporto di sensibilità Sr.
Si tratta, sempre con riferimento alla FIG. 2, di un rapporto di lunghezza Lr (non mostrato) tra la lunghezza Le del rilevatore 100 e la lunghezza Lp del corpo principale 38 della pedivella 22:
Lr = Le/Lp (2)
Preferibilmente il rapporto di lunghezza Lr (non mostrato) è uguale a o maggiore di un rapporto di lunghezza minimo Lr_min (non mostrato). Il rapporto di lunghezza minimo è preferibilmente pari all’1%, più preferibilmente pari al 2%, ancor più preferibilmente pari al 3%, ancor più preferibilmente pari al 5,7%, ancor più preferibilmente pari al 6%, ancor più preferibilmente pari al 7%.
Come discusso nella parte introduttiva, con tali valori minimi Lr_min del rapporto di lunghezza Lr si consegue una lettura affidabile del rilevatore 100 anche in presenza di disomogeneità locali nella composizione del materiale con cui è realizzata la pedivella 22, come avviene in particolare nel caso di pedivella in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica.
In alternativa o in aggiunta, il rapporto di lunghezza Lr è preferibilmente minore di o uguale ad un rapporto di lunghezza massimo Lr_max. Il rapporto di lunghezza massimo è preferibilmente pari al 15%, più preferibilmente pari al 13%, ancor più preferibilmente pari all’11,6%, ancor più preferibilmente pari al 9%, ancor più preferibilmente pari al 8%, ancor più preferibilmente pari al 7%.
Come discusso, con tali valori massimi del rapporto di lunghezza si evita l’inconveniente che la lettura del rilevatore 100 diventi fortemente affetta da variazioni di forma e/o materiale lungo la pedivella 22 stessa, che verrebbero di fatto mediate dal rilevatore 100 in maniera tale da portare a una lettura inaccurata o inaffidabile.
Il rapporto di lunghezza Lr è scelto, preferibilmente nell’ambito degli intervalli definiti da uno dei valori minimi e uno dei valori massimi sopra indicati, in funzione delle caratteristiche di forma e materiale della pedivella 22.
Preferibilmente, il rapporto di lunghezza minimo Lr_min è inversamente proporzionale ad un valore stimato di omogeneità del materiale con cui è realizzata la pedivella 22.
Pertanto, nel caso di una pedivella 22 realizzata in un materiale meno omogeneo (ad esempio un materiale composito, comprendente una matrice polimerica comprendente fibre strutturali) il rapporto di lunghezza minimo Lr_min necessario per garantire una buona lettura dell’estensimetro o rilevatore 100 sarà maggiore rispetto al rapporto di lunghezza minimo Lr_min necessario nel caso di una pedivella realizzata in un materiale più omogeneo (ad esempio una lega metallica).
Viste le criticità sopra evidenziate, una volta stabilito il posizionamento desiderato del rilevatore 100 nella pedivella 22, è opportuno che il rilevatore 100 venga effettivamente posizionato nella maniera più precisa possibile.
A tale scopo, può risultare particolarmente utile, specialmente nel caso di pedivella 22 in materiale composito, il metodo seguente, descritto con riferimento alle FIGG. 10-11.
Per la fabbricazione della pedivella 22 si utilizza un’anima rigida 218 sagomata, destinata preferibilmente ad essere poi asportata come descritto nel seguito e la cui forma può determinare dunque la forma di una cavità (non mostrata) nella pedivella 22 finita.
Le espressioni “direzione longitudinale”, “senso della larghezza”, “direzione dello spessore”, “faccia prossimale” e “faccia distale” sono utilizzate con riferimento all’anima 218 in maniera analoga a quanto sopra definito con riferimento alla pedivella 22.
In particolare l’anima 218, almeno in una sua regione longitudinalmente centrale, presenta una prima regione 220 (centrale in direzione della larghezza) che ha uno spessore massimo S1 (costante o comunque variabile poco e con continuità) e due sporgenze dall’uno e dall’altro lato in direzione di larghezza G, delle quali una sola, indicata con il riferimento 222, è visibile.
Ciascuna sporgenza 222 è a livello con una faccia dell’anima 218, preferibilmente con la faccia prossimale 226 dell’anima.
Nel passaggio da ciascuna sporgenza 222 alla regione centrale 220 risulta pertanto un gradino 229 avente una superficie di alzata 232 e una superficie di “pedata” 234 tra loro preferibilmente ortogonali o approssimativamente ortogonali. La superficie di “pedata” 234 è parte della sporgenza 222 ed è estesa sostanzialmente nella direzione longitudinale L e nella direzione della larghezza G. La superficie di alzata 232 è parte della regione centrale 220 ed è estesa sostanzialmente nella direzione longitudinale L e nella direzione dello spessore S. La superficie di alzata 232 è dunque sostanzialmente ortogonale alla faccia distale 225.
L’anima 218 comprende scanalature e/o bassifondi destinati ad alloggiare in posizione predefinita e più protetta componenti elettrico/elettronici, quali ad esempio schede per circuiti integrati, circuiti flessibili e/o cavi di connessione tra componenti elettronici interni e/o esterni alla pedivella finita.
Nel caso mostrato sono previsti bassifondi 236 per sensori, in particolare per il o i suddetti rilevatori 100 (estensimetri o altri sensori di allungamento/contrazione) e/o per sensori di temperatura 239, preferibilmente sulle superfici di alzata 232 dei gradini 229, un bassofondo 240 per una scheda per circuiti stampati o PCB 242, un bassofondo 244 per cavi e/o circuiti flessibili 246, preferibilmente sulla faccia distale 225, un bassofondo circolare (non visibile) per definire la posizione di un foro di evacuazione descritto nel seguito, preferibilmente sulla faccia prossimale 226.
Nel procedimento di fabbricazione della pedivella 22, infatti, uno o più rilevatori 100 (ed eventuali altri sensori) vengono innanzitutto fissati sulla superficie di alzata 232 dell’anima 218 rigida, nei bassifondi 236, preferibilmente in maniera stabile, ma temporanea. Il significato dell’espressione “stabile, ma temporanea” diventerà chiaro alla lettura della presente descrizione. Anche detti altri sensori 239, i cavi e/o circuiti flessibili 246 e/o il PCB 242 - opportunamente trattato come descritto in una domanda di brevetto depositata in pari data dalla medesima Richiedente e intitolata “Componente di bicicletta in materiale composito e relativo processo di fabbricazione”, qui incorporata per riferimento - possono essere fissati all’anima 218.
Vantaggiosamente, come mostrato, i componenti 100, 239, 242, 246 formano un corpo 247 di strumentazione pre-assemblato; la FIG. 11 mostra l’anima 218 e il corpo 247 di strumentazione nella condizione di fissaggio del corpo 247 di strumentazione all’anima 218.
Si nota che i sensori 239 del corpo 247 di strumentazione risultano fissati sulla faccia distale 225 dell’anima 218, eventualmente prevedendo specifici bassifondi (non mostrati). Tuttavia, potrebbero essere presenti, in alternativa o in aggiunta ai bassifondi 236 sulla superficie di alzata 232 dell’anima 218 rigida, dei bassifondi sulla superficie di pedata 234 dei gradini 229 dell’anima 218 per accogliere questi sensori 239.
Nel corpo 247 di strumentazione, la posizione e l’orientamento del o dei rilevatori 100 e degli altri sensori 239 potrebbe essere invertita, nel qual caso il o i rilevatori 100 sarebbero disposti sulla superficie di pedata 234 o sulla faccia distale 225 dell’anima 218 rigida, preferibilmente in bassifondi (non mostrati) opportunamente posizionati per accoglierli.
Il o i rilevatori 100 e/o il o i diversi sensori 239 possono anche essere disposti sulla faccia prossimale 226 dell’anima 218 rigida, preferibilmente in bassifondi (non mostrati) opportunamente posizionati per accoglierli.
Si nota che sia i rilevatori 100 sia gli altri sensori 239 sono orientati lungo la direzione longitudinale L della pedivella 22.
In tal modo, i rilevatori 100 (e i sensori 239) presentano l’allineamento ottimale per la rilevazione degli sforzi di trazione e/o compressione dovuti alla forza di pedalata F.
Il perno 26 del movimento centrale o una sua porzione e il pernopedale 34 (FIG. 1) oppure corrispondenti bussole metalliche 252, 254, eventualmente filettate internamente, oppure ancora inserimenti filettati (master) di realizzazione di fori per tali perni, vengono posizionati alle due estremità dell’anima 218.
In seguito, un “cordone” di materiale composito 256 comprendente preferibilmente fibra strutturale sostanzialmente unidirezionale viene posizionato nella rientranza determinata da ogni gradino 229, in cui la direzione della fibra unidirezionale è sostanzialmente allineata con la direzione longitudinale L della pedivella 22. Il cordone 256 può essere formato da una o più tele di materiale composito arrotolate oppure può comprendere una treccia o simile di fibra unidirezionale a secco, che viene impregnata di materiale polimerico precedentemente all’inserimento in uno stampo oppure impregnata di materiale polimerico durante lo stampaggio. Può essere usato un unico cordone 256 richiuso su se stesso oppure possono essere usati due cordoni, ciascuno da un lato dell’anima 218. Il cordone 256 può anche essere parzialmente indurito.
Si noti che i rilevatori 100 (e i sensori 239) risultano a contatto con il cordone 256: questo può risultare particolarmente vantaggioso per migliorare l’affidabilità di rilevazione dell’allungamento/contrazione in quanto essi risultano estesi secondo la direzione delle fibre del materiale composito.
Successivamente, una o più altre tele 260 di materiale composito di vario tipo vengono avvolte sulla struttura così preparata.
Come il cordone 256, anche le tele 260 possono essere pre-impregnate oppure no, nel qual caso il materiale polimerico viene iniettato successivamente nello stampo.
In alternativa al cordone 256 e alle tele 260 di materiale composito, può essere utilizzato materiale composito non in tela, come sopra detto.
La struttura viene inserita nello stampo e il materiale composito viene consolidato, sottoponendolo ad un idoneo profilo di temperatura e di pressione. Il materiale dell’anima 218 deve essere opportunamente selezionato perché resista alla temperatura e alla pressione di stampaggio, mantenendo la sua forma fino all’indurimento del materiale composito, garantendo peraltro un posizionamento preciso del/i rilevatore/i 100 (nonché dei sensori 239 e del PCB 242) entro la pedivella 22 finita, in particolare nella cavità interna se l’anima 218 viene asportata.
Dopo l’estrazione dallo stampo, può essere realizzato il foro (non mostrato) di evacuazione a cui si è fatto cenno, ad esempio sulla faccia prossimale 226 della pedivella 22 e l’anima 218 può essere opportunamente fusa e lasciata colare fuori dal foro. A tale fine, l’anima 218 è in particolare realizzata in una lega metallica bassofondente, la cui temperatura di fusione è inferiore a 140°C.
Il processo di fusione della lega avviene in particolare –come noto ad esempio dal documento EP1818252A1, qui incorporato per riferimento–, ponendo il semilavorato in un bagno d’olio a una temperatura superiore a quella di fusione della lega. In tal modo, la fusione dell’anima 218 avviene senza che il materiale composito venga danneggiato da temperature troppo alte.
Il fissaggio del/i rilevatore/i 100 (nonché dei sensori 239) all’anima 218 deve essere tale da tenerlo/i in posizione durante l’assemblaggio della struttura da stampare e durante lo stampaggio, ma deve avere una forza di coesione minore rispetto a quella che si instaura tra tali componenti e il materiale composito, in maniera tale che, estratta l’anima 218, tali componenti rimangano solidali alla pedivella.
È invece opportuno che i cavi e/o circuiti flessibili 246, una cui lunghezza dovrà esser portata fuori attraverso il foro di evacuazione, non aderiscano affatto alla pedivella 22, almeno nella loro porzione terminale libera.
Il fissaggio di detto PCB 242 e/o dei cavi e/o circuiti flessibili 246 all’anima 218 deve similmente essere tale da tenerli in posizione durante l’assemblaggio della struttura da stampare e durante lo stampaggio e che essi non vengano trascinati via dall’anima 218 fusa fuoriuscente dal foro di evacuazione, ma da un lato non si richiede la stessa precisione di posizionamento del/i rilevatori 100 (e sensori 239), dall’altro lato non è strettamente necessario che detti elementi 242, 246 aderiscano alla superficie interna, esposta nella cavità della pedivella 22 finita – ancorché decisamente preferito onde evitare rumori e sballottamenti con conseguenti evidenti problemi durante l’uso della pedivella 22.
Peraltro, la conformazione preferita di corpo 247 di strumentazione pre-assemblato agevola vantaggiosamente anche il mantenimento in posizione dei vari componenti elettrico/elettronici.
In seguito all’evacuazione del materiale costituente l’anima 218, se prevista, il foro di evacuazione può essere tappato opportunamente, preferibilmente in maniera stagna.
La cavità interna della pedivella 22 così formata può venire in seguito rifinita rimuovendo gli eventuali residui metallici rimasti dopo la fusione tramite un lavaggio acido, purché non danneggi il/i rilevatori 100 e/o gli altri sensori 239.
La pedivella 22 può essere sottoposta a un ulteriore ciclo di finitura della superficie esterna, ad esempio sottoponendola a sabbiatura, e la lavorazione termina con il fissaggio di eventuali parti metalliche previste sulla pedivella 22.
Ad esempio, una o più corone dentate 30 vengono fissate tipicamente per incollaggio alle sue razze 36. Infatti, l’anima 218 rigida comprende, dal lato dell’asse di rotazione X della pedivella finita, un foro centrale 257 e aggetti 258 estesi a raggera attorno al foro 257, che andranno a definire prolungamenti della cavità interna della pedivella 22 all’interno di un numero corrispondente di sue razze 36 (FIG. 1), estese a raggera attorno alla bussola metallica 252. Il numero di aggetti 258, rispettivamente razze 36 della pedivella 22 non è necessariamente uguale a quattro come mostrato.
Si sottolinea che con il procedimento di fabbricazione sopra illustrato, detto almeno un rilevatore 100 (così come altri componenti elettrici/elettronici) viene dunque co-stampato con il materiale composito della pedivella 22, vale a dire che la pedivella 22 viene stampata, in un sol pezzo, con detto almeno un rilevatore 100 già inserito al suo interno.
La pedivella 22 presenta dunque, inglobati nel suo corpo principale, detto almeno un rilevatore 100 e possibilmente gli altri componenti elettrici/elettronici.
Detto almeno un rilevatore 100 (e possibilmente gli altri componenti elettrici/elettronici) risulta pertanto vantaggiosamente racchiuso nel materiale composito che forma la pedivella 22 e da esso egregiamente protetto da urti, acqua, sporcizia ed agenti atmosferici.
I componenti elettrici/elettronici alloggiati nella pedivella devono essere tali da sopportare il profilo di pressione e temperatura del processo di stampaggio – più critici nel caso di materiale composito con materiale polimerico termoindurente che non nel caso di materiale composito con materiale polimerico termoplastico –, nonché il lavaggio acido se effettuato, eventualmente quando opportunamente protetti.
Vale la pena di sottolineare che anche detto almeno un rilevatore 100 e gli eventuali altri sensori 239 o alcuni di essi, possono essere connessi successivamente allo stampaggio della pedivella 22 e in particolare fissati alla superficie esterna della pedivella 22.
In alternativa, si può prevedere un’anima 218 opportunamente progettata e realizzata per essere lasciata in sede, all’interno della pedivella 22 finita, a stampaggio avvenuto. In tal caso, essa definisce comunque una sorta di cavità interna al materiale composito formante il guscio o mantello esterno della pedivella 22.
L’anima che resta nella pedivella finita può essere prevista in un materiale particolarmente leggero, quale ad esempio polipropilene ad alta densità oppure materiale composito indurito (uguale o non al materiale composito che forma il guscio della pedivella 22), oppure nella forma di un’intelaiatura opportunamente configurata per e avente una rigidezza tale da garantire il corretto posizionamento di detto almeno un rilevatore 100 (e dei sensori 239) nella pedivella finita.
Nella pedivella 22 finita, detto almeno un rilevatore 100 e gli altri componenti elettrico/elettronici non risultano esposti e sono oltretutto sigillati in maniera impermeabile, protetti da un possibile ingresso di acqua e/o sporcizia nella cavità della pedivella 22.
Infine, dato che detto almeno un rilevatore 100 e gli altri sensori 239 (e gli altri componenti elettrico/elettronici) sono totalmente nascosti alla vista, l’estetica della pedivella 22 risulta notevolmente migliorata.
Si può anche prevedere di disporre del materiale composito anche tra l’anima 218 e detto almeno un rilevatore 100, così da ottenere una pedivella 22 dotata di una cavità in cui detto almeno un rilevatore 100 è immediatamente adiacente alla cavità, pur essendo completamente avvolto dal materiale composito. Se da un lato questo procedimento aiuta a mantenere in posizione detto almeno un rilevatore 100 dopo lo stampaggio e a proteggerlo da eventuali infiltrazioni nella cavità, dall’altro lato durante lo stampaggio detto almeno un rilevatore 100 può muoversi di più che non quando è fissato temporaneamente all’anima e/o alloggiato in un bassofondo dell’anima, per cui il posizionamento di detto almeno un rilevatore 100 e degli altri componenti elettrico/elettronici nella pedivella 22 risulta meno preciso.
Come più volte accennato, il rilevatore 100 sopra descritto può essere destinato all’impiego in un misuratore di potenza o di un misuratore di coppia. Da un punto di vista matematico, come sopra già descritto, la potenza di pedalata è la componente utile della potenza erogata dal ciclista, data dalla coppia applicata su uno o su entrambi i pedali 14, 15, moltiplicata per la velocità angolare della rispettiva pedivella 22, 23.
La coppia è a sua volta data dal prodotto della componente Fv di forza in direzione tangenziale per il braccio, che corrisponde sostanzialmente alla lunghezza della pedivella 22, 23 (alla lunghezza Lp nel caso della pedivella destra 22).
La velocità angolare è tipicamente fornita da un sensore di cadenza. In alternativa, la velocità angolare può essere ricavata da un accelerometro che rilevi la cadenza di pedalata dall’andamento alterno della forza di gravità rispetto al piano rotante R della pedivella 22, 23.
In alternativa, la velocità angolare della guarnitura 12 e dunque della/e pedivella/e 22, 23 può essere calcolata dalla velocità della bicicletta, a sua volta eventualmente determinata da un sensore di cadenza applicato a una ruota, e dal rapporto di trasmissione corrente.
I dati relativi alla coppia applicata vengono raccolti dal misuratore di potenza in corrispondenza della guarnitura 12.
L’invenzione può applicarsi a un sistema di rilevazione di coppia o potenza simmetrico, comprendente due sottosistemi realizzati in corrispondenza di ciascuna pedivella 22, 23 della guarnitura, oppure a un sistema di rilevazione di coppia o potenza non simmetrico, comprendente un sottosistema in corrispondenza della pedivella 22 dal lato trasmissione e l’altro sottosistema in corrispondenza del perno 26 del movimento centrale (per la rilevazione della coppia o potenza applicata sul pedale 15 dal lato opposto al lato trasmissione), oppure ancora a un sistema di rilevazione di coppia o potenza realizzato in corrispondenza della sola pedivella 22 dal lato trasmissione. In quest’ultimo caso, la coppia o potenza erogata dal ciclista viene stimata come doppia di quella misurata.
Benché l’invenzione sia stata descritta in dettaglio con riferimento a estensimetri, l’invenzione può essere applicata anche a sensori di diverso tipo, ad esempio sensori piezoelettrici.
Quanto sopra detto in relazione al rapporto di lunghezza Lr e/o alla previsione dei bassifondi 236 nell’anima 218 e/o in relazione alla previsione del corpo pre-assemblato 247 è applicabile anche indipendentemente da quanto sopra detto in relazione alla distanza Do e al rapporto di sensibilità Sr ed anche alla pedivella sinistra 23, che non risente dell’effetto di accoppiamento. Nel caso di una pedivella sinistra 23, l’anima 218 sarà priva degli aggetti 258.
La precedente è una descrizione di varie forme di realizzazione di aspetti inventivi, ed ulteriori modifiche possono essere apportate senza fuoriuscire dalla portata della presente invenzione. La forma e/o la dimensione e/o la posizione e/o l’orientamento dei vari componenti e/o la successione delle varie fasi possono essere variati. Le funzioni di un elemento o modulo possono essere eseguite da due o più componenti o moduli, e viceversa. Componenti mostrati direttamente connessi o in contatto possono avere strutture intermedie disposte tra di loro. Fasi mostrate direttamente susseguentisi possono avere fasi intermedie svolte tra di esse. I dettagli mostrati in una figura e/o descritti con riferimento a una figura o a una forma di realizzazione si possono applicare in altre figure o forme di realizzazione. Non tutti i dettagli mostrati in una figura o descritti nello stesso contesto devono essere necessariamente presenti in una stessa forma di realizzazione. Caratteristiche o aspetti che risultino innovativi rispetto alla tecnica nota, da soli o in combinazione con altre caratteristiche, sono da considerare descritti di per sé, indipendentemente da quanto esplicitamente descritto come innovativo.
Claims (15)
- RIVENDICAZIONI 1. Pedivella (22) di bicicletta per il montaggio dal lato trasmissione della bicicletta, comprendente un corpo principale (38) avente una lunghezza (Lp) misurata lungo una direzione longitudinale (L) da un asse di rotazione (X) a un asse di pedale (Y1) della pedivella (22), detta pedivella (22) comprendendo almeno un rilevatore (100) di sforzi/deformazioni per un misuratore di coppia o di potenza, orientato lungo la direzione longitudinale (L), caratterizzata dal fatto che detto almeno un rilevatore è fissato a una distanza (Do) misurata dal centro (C) di detto almeno un rilevatore (100) di sforzi/deformazioni all’asse di rotazione (X) della pedivella (22) tale che il rapporto tra detta distanza (Do) e detta lunghezza (Lp) sia compreso nell’intervallo 0,45-0,65.
- 2. Pedivella (22) di bicicletta secondo la rivendicazione 1, in cui detto rapporto è compreso nell’intervallo 0,48-0,62.
- 3. Pedivella (22) di bicicletta secondo la rivendicazione 2, in cui detto rapporto è compreso nell’intervallo 0,50-0,60.
- 4. Pedivella (22) di bicicletta secondo la rivendicazione 3, in cui detto rapporto è compreso nell’intervallo 0,52-0,58.
- 5. Pedivella (22) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di essere realizzata almeno in parte in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica.
- 6. Pedivella (22) secondo la rivendicazione 5, in cui detto almeno un rilevatore (100) è inglobato in detta pedivella (22).
- 7. Pedivella (22) secondo la rivendicazione 5, in cui detto almeno un rilevatore (100) è posizionato su una prima faccia (44) della pedivella (22) e comprendente almeno un secondo rilevatore disposto su una seconda faccia (46) della pedivella (22) opposta a detta prima faccia.
- 8. Pedivella (22) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 5-7, in cui detto rilevatore (100) è almeno un estensimetro e in cui un rapporto di lunghezza (Lr) tra una lunghezza (Le) dell’almeno un estensimetro (100) e la lunghezza (Lp) del corpo principale (38) della pedivella (22) è uguale a o maggiore di un rapporto di lunghezza minimo (Lr_min) pari all’1%, preferibilmente pari al 2%, più preferibilmente pari al 3%, ancor più preferibilmente pari al 5,7%, ancor più preferibilmente pari al 6%, ancor più preferibilmente pari al 7% e/o è minore di o uguale ad un rapporto di lunghezza massimo (Lr_max) pari al 15%, preferibilmente pari al 13%, più preferibilmente pari all’11,6%, ancor più preferibilmente pari al 9%, ancor più preferibilmente pari al 8%, ancor più preferibilmente pari al 7%.
- 9. Pedivella (22) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 5-8, comprendente almeno una cavità, in cui detto almeno un rilevatore (100) è applicato su una faccia interna della cavità.
- 10. Pedivella (22) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 5-8, comprendente un’anima (218), detto almeno un rilevatore (100) essendo interposto tra l’anima (218) e il materiale composito.
- 11. Pedivella (22) secondo la rivendicazione 10, in cui detta anima (218) comprende almeno un bassofondo (236) e detto almeno un rilevatore (100) è disposto in detto almeno un bassofondo (236).
- 12. Guarnitura (10) di bicicletta comprendente un perno (26) del movimento centrale, una prima pedivella (22) dal lato trasmissione secondo qualsiasi delle rivendicazioni 1-11 e una seconda pedivella (23) dal lato opposto al lato trasmissione.
- 13. Metodo per rilevare la coppia o la potenza di pedalata applicata una pedivella (22) di bicicletta configurata per il montaggio dal lato di una trasmissione della bicicletta, comprendente le fasi di: a) prevedere una pedivella (22) configurata per il montaggio dal lato trasmissione e comprendente un corpo principale (38) avente una lunghezza (Lp) misurata lungo una direzione longitudinale (L) estesa da un asse di rotazione (X) a un asse di pedale (Y1) della pedivella (22), b) fissare almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni (100) per un misuratore di coppia o di potenza a una distanza (Do) misurata dal centro di detto rilevatore (100) di sforzi/deformazioni all’asse di rotazione (X) della pedivella (22) tale che un rapporto tra detta distanza (Do) e detta lunghezza (Lp) sia compreso nell’intervallo 0,45-0,65.
- 14. Procedimento di fabbricazione di una pedivella (22) di bicicletta in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica, detta pedivella (22) essendo configurata per il montaggio dal lato trasmissione, il procedimento comprendendo le fasi, non necessariamente sequenziali, di: - predisporre uno stampo avente una cavità di stampo avente la forma della pedivella (22), - predisporre detto almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni (100) per un misuratore di coppia o di potenza, - predisporre un’anima (218) di forma prefissata, - applicare detto almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni (100) sull’anima (218), - inserire detta anima (218) recante detto almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni (100) in detta cavità di stampo, - inserire in detta cavità di stampo detto materiale composito, e - sottoporre a un profilo di temperatura e pressione fino a indurimento del materiale composito, con la condizione che in detta pedivella (22) detto almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni (100) risulti fissato a una distanza (Do) misurata dal centro (C) di detto rilevatore di sforzi/deformazioni (100) all’asse di rotazione (X) della pedivella (22) tale che il rapporto tra detta distanza (Do) e detta lunghezza (Lp) sia compreso nell’intervallo 0,45-0,65.
- 15. Procedimento secondo la rivendicazione 14, in cui detta anima (218) comprende almeno un bassofondo (36) e in detta fase di applicare detto almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni (100) sull’anima (218), detto almeno un rilevatore di sforzi/deformazioni (100) è applicato in detto bassofondo (36).
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