IT201800005989A1

IT201800005989A1 - AUTOMATICALLY VARIABLE RATIO CHAIN TRANSMISSION

Info

Publication number: IT201800005989A1
Application number: IT201800005989A
Authority: IT
Inventors: Gualtiero Maurer
Original assignee: Gualtiero Maurer
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2018-09-04

Description

TRASMISSIONE A CATENA A RAPPORTO VARIABILE CHAIN DRIVE WITH VARIABLE RATIO

AUTOMATICAMENTE. AUTOMATICALLY.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce ad una trasmissione a catena per veicoli a due o più ruote, per la quale vengono applicate proprietà meccaniche derivate dalla teoria dell'albero elastico. The present invention refers to a chain transmission for vehicles with two or more wheels, for which mechanical properties derived from the theory of the elastic shaft are applied.

Background Background

È già nota, si veda a questo proposito rivista FLUID numero 228-234-286-298 ed il brevetto n. 0001379035, la possibilità di realizzare ruote di trasmissione, in particolare ruote dentate, a raggio variabile. It is already known, see FLUID magazine number 228-234-286-298 and patent no. 0001379035, the possibility of making transmission wheels, in particular toothed wheels, with variable radius.

Tra le caratteristiche meccaniche di una ruota a raggio variabile calettata su un asse di rotazione, occorre osservare che essa può assumere infinite configurazioni tra una prima configurazione a raggio minimo ed una seconda configurazione a raggio massimo in funzione della coppia applicata all'asse di rotazione, variando quindi il suo raggio con continuità tra detto minimo e detto massimo. Among the mechanical characteristics of a variable radius wheel keyed on a rotation axis, it should be noted that it can assume infinite configurations between a first configuration with minimum radius and a second configuration with maximum radius as a function of the torque applied to the rotation axis, thus varying its radius with continuity between said minimum and said maximum.

Nel seguito della presente descrizione, quindi, ci si riferirà genericamente a tali ruote a raggio variabile assumendone note le caratteristiche e le varie modalità di realizzazione possibili. In the remainder of the present description, therefore, reference will be made generically to such wheels with variable radius, assuming their characteristics and the various possible embodiments are known.

Sommario dell'invenzione Summary of the invention

Scopo della presente invenzione è quello di fornire una trasmissione a catena a rapporto variabile automaticamente, come definita nella rivendicazione 1. The object of the present invention is to provide an automatically variable ratio chain transmission, as defined in claim 1.

Ulteriori caratteristiche della presente invenzione sono definite nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti. Further characteristics of the present invention are defined in the corresponding dependent claims.

La presente invenzione comporta numerosi ed evidenti vantaggi rispetto alla tecnica nota. The present invention entails numerous and evident advantages with respect to the known art.

In particolare, una trasmissione a catena secondo la presente invenzione è adatta a qualsiasi tipologia di veicolo, sia esso con propulsione a motore che umana, in particolare ad un biciclo. In particular, a chain transmission according to the present invention is suitable for any type of vehicle, whether with motor or human propulsion, in particular for a bicycle.

Inoltre, una trasmissione secondo la presente invenzione, interposta tra un asse motore ed un asse condotto del veicolo, introduce un vero e proprio sistema di cambio automatico a rapporto variabile continuamente. Furthermore, a transmission according to the present invention, interposed between a driving axle and a driven axle of the vehicle, introduces a real automatic gearbox system with a continuously variable ratio.

Particolarmente interessante è il montaggio di una tale trasmissione a catena su un biciclo, quale ad esempio una mountain bike. Particularly interesting is the mounting of such a chain drive on a bicycle, such as a mountain bike.

Tutte le mountain bikes sono equipaggiate tradizionalmente con un cambio meccanico montato sul mozzo della ruota posteriore costituito da un pacco di numerose ruote dentate, con numero di denti via via crescente. Un apposito meccanismo comanda la catena di trasmissione impegnandola, a comando del ciclista, nelle successive ruote dentate. Per passare da una ruota dentata alla successiva occorre interrompere la pedalata, comandare il meccanismo di variazione e quindi riprendere a pedalare. Tutto ciò richiede una certa abilità da parte del ciclista specie nel momento in cui al ciclista in piena salita, si richiede maggiore azione sui pedali e lo sforzo è massimo. All mountain bikes are traditionally equipped with a mechanical gearbox mounted on the rear wheel hub consisting of a pack of numerous toothed wheels, with gradually increasing number of teeth. A special mechanism controls the transmission chain engaging it, at the command of the cyclist, in the following toothed wheels. To switch from one toothed wheel to the next, stop pedaling, control the variation mechanism and then resume pedaling. All this requires a certain skill on the part of the cyclist, especially when the cyclist in full climb requires more action on the pedals and the effort is maximum.

La trasmissione a catena della presente invenzione sfrutta invece l'aumento di azione sui pedali da parte del ciclista nell'affrontare la salita per assumere il giusto rapporto di trasmissione senza interruzione della continuità della pedalata. The chain transmission of the present invention, on the other hand, exploits the increased action on the pedals by the cyclist in facing the climb to assume the right transmission ratio without interrupting the pedaling continuity.

Altri vantaggi, assieme alle caratteristiche ed alle modalità di impiego della presente invenzione, risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione preferite, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo. Other advantages, together with the characteristics and methods of use of the present invention, will become evident from the following detailed description of its preferred embodiments, presented by way of non-limiting example.

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

Nel seguito di questa descrizione verrà fatto riferimento ai disegni riportati nelle figure allegate, in cui: In the following of this description, reference will be made to the drawings shown in the attached figures, in which:

la figura 1 mostra a titolo esemplificativo un veicolo a motore dotato di trasmissione a catena; Figure 1 shows by way of example a motor vehicle equipped with a chain transmission;

le figure 2A e 2B mostrano due possibili configurazioni di una trasmissione a catena secondo la presente invenzione. Figures 2A and 2B show two possible configurations of a chain transmission according to the present invention.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite Detailed description of preferred embodiments

La presente invenzione sarà di seguito descritta facendo riferimento alle figure suindicate. The present invention will be described below with reference to the figures indicated above.

In generale, con riferimento alla figura 1, un veicolo 1 necessità di organi di trasmissione 10 tra un albero motore 2 ed un albero condotto 3. In general, with reference to Figure 1, a vehicle 1 needs transmission members 10 between a drive shaft 2 and a driven shaft 3.

Secondo la presente invenzione, tra detto albero motore 2 e detto albero condotto 3, viene interposta una trasmissione a catena 5. According to the present invention, a chain transmission 5 is interposed between said drive shaft 2 and said driven shaft 3.

A tale scopo, sull'albero motore 2 è calettata una prima ruota dentata 11 (ruota motrice), su detto albero condotto 3 è calettata una seconda ruota dentata 21 (ruota condotta). For this purpose, a first toothed wheel 11 (driving wheel) is keyed onto the drive shaft 2, a second toothed wheel 21 (driven wheel) is keyed onto said driven shaft 3.

Secondo la presente invenzione, sia la ruota motrice 11 che la ruota condotta 21 sono ruote dentate a raggio variabile, secondo quanto detto sopra. According to the present invention, both the driving wheel 11 and the driven wheel 21 are toothed wheels with variable radius, according to what has been said above.

Dunque, ciascuna delle ruote a raggio variabile, come già descritto, può variare il proprio raggio di trasmissione tra un massimo ed un minimo, e viceversa. È naturalmente da intendersi che la ruota motrice e la ruota condotta possano essere costruite in maniera tale che tanto il raggio minimo quanto il raggio massimo non siano uguali tra le due ruote. In altre parole, la scelta del raggio minimo e del raggio massimo delle due ruote 11, 21 è una scelta progettuale fatta in funzione del tipo di veicolo, del minimo e massimo rapporto di cambio che si vuole ottenere, ecc. Therefore, each of the variable radius wheels, as already described, can vary its transmission radius between a maximum and a minimum, and vice versa. It is of course to be understood that the driving wheel and the driven wheel can be constructed in such a way that both the minimum radius and the maximum radius are not equal between the two wheels. In other words, the choice of the minimum and maximum radius of the two wheels 11, 21 is a design choice made according to the type of vehicle, the minimum and maximum gear ratio to be obtained, etc.

Le figure 2A e 2B mostrano, a titolo esemplificativo, due possibili configurazioni secondo l'invenzione. In particolare la figura 2° mostra una configurazione in cui la ruota motrice 11 assume una configurazione a raggio massimo, mentre la ruota condotta 21 assume una configurazione a raggio minimo. La figura 2B mostra la configurazione opposta. Figures 2A and 2B show, by way of example, two possible configurations according to the invention. In particular, Figure 2 shows a configuration in which the driving wheel 11 assumes a configuration with a maximum radius, while the driven wheel 21 assumes a configuration with a minimum radius. Figure 2B shows the opposite configuration.

Preferibilmente, la ruota motrice 11 e la ruota condotta 21 sono configurate in maniera tale che quando la prima (ruota motrice) si trova in una configurazione di raggio massimo, la seconda (ruota condotta) si trova in una configurazione di raggio minimo e, viceversa, quando la prima (ruota motrice) si trova in una configurazione di raggio minimo, la seconda (ruota condotta) si trova in una configurazione di raggio massimo. Preferably, the driving wheel 11 and the driven wheel 21 are configured in such a way that when the first (driving wheel) is in a maximum radius configuration, the second (driven wheel) is in a minimum radius configuration and, vice versa , when the first (driving wheel) is in a minimum radius configuration, the second (driven wheel) is in a maximum radius configuration.

In questo modo, la trasmissione nel suo complesso opera un rapporto di riduzione che varia, in maniera continua, tra un minimo ed un massimo e che è dato dal contemporaneo adattamento di entrambe le ruote dentate (motrice e condotta) alle condizioni di coppia applicata all'albero motore e/o di resistenza applicata all'albero condotto. Di conseguenza, la trasmissione potrà operare, preferibilmente in maniera continua, un rapporto di riduzione variabile tra uno che esprime la massima velocità ed uno che trasferisce la massima coppia all'albero condotto. Si avrà come conseguenza, la selezione automatica del migliore rapporto di cambio in funzione delle circostanze (pendenza del percorso, velocità, coppia, ecc.). In this way, the transmission as a whole operates a reduction ratio which varies continuously between a minimum and a maximum and which is given by the simultaneous adaptation of both sprockets (driving and driven) to the torque conditions applied to the 'motor shaft and / or resistance applied to the driven shaft. Consequently, the transmission can operate, preferably continuously, a variable reduction ratio between one that expresses the maximum speed and one that transfers the maximum torque to the driven shaft. The consequence will be the automatic selection of the best gear ratio according to the circumstances (slope of the route, speed, torque, etc.).

Come già detto, la realizzazione di ruote a raggio variabile è da considerarsi nota ad un esperto del settore. Per completezza, si può a titolo esemplificativo chiarire che queste ruote prevedono in genere degli elementi elastici montati in maniera tale forzare la verso una di dette configurazioni a raggio massimo o a raggio minimo. As already mentioned, the production of variable radius wheels is to be considered known to an expert in the field. For the sake of completeness, it can be clarified by way of example that these wheels generally have elastic elements mounted in such a way as to force them towards one of said configurations with maximum radius or minimum radius.

Evidentemente, la progettazione della ruota ne determina il comportamento in funzione della coppia/resistenza applicata. Obviously, the design of the wheel determines its behavior as a function of the torque / resistance applied.

In altre parole, una ruota motrice può essere dotata di un equipaggiamento elastico montato in maniera tale che, all'aumentare della coppia applicata la ruota assume via via un raggio minore, tendente dunque alla configurazione di raggio minimo. La forza dell'elemento elastico, in assenza di coppia, tenderà quindi a riportare la ruota nella configurazione di raggio massimo. In other words, a driving wheel can be equipped with elastic equipment mounted in such a way that, as the torque applied increases, the wheel gradually assumes a smaller radius, thus tending to the minimum radius configuration. The force of the elastic element, in the absence of torque, will therefore tend to return the wheel to the maximum radius configuration.

Diversamente, una ruota condotta può essere dotata di un equipaggiamento elastico montato in maniera tale che, all'aumentare della resistenza applicata la ruota assume via via un raggio maggiore, tendente dunque alla configurazione di raggio massimo. La forza dell'elemento elastico, in assenza di resistenza, tenderà quindi a riportare la ruota nella configurazione di raggio minimo. Otherwise, a driven wheel can be equipped with elastic equipment mounted in such a way that, as the applied resistance increases, the wheel gradually assumes a greater radius, thus tending to the configuration of maximum radius. The force of the elastic element, in the absence of resistance, will therefore tend to return the wheel to the minimum radius configuration.

Pertanto, secondo la presente invenzione, una trasmissione a catena può vantaggiosamente prevedere una ruota motrice ed una ruota condotta realizzate come appena descritto. Therefore, according to the present invention, a chain transmission can advantageously provide a driving wheel and a driven wheel realized as just described.

Il collegamento tra la ruota motrice e la ruota condotta è preferibilmente realizzato tramite una catena di trasmissione 30, la quale deve avere una lunghezza sufficiente per abbracciare la coppia di ruote (motrice e condotta) quando queste, in funzione dei rispettivi raggi assunti, determinano la massima lunghezza di catena. Tale massima lunghezza di catena, naturalmente maggiore di quella corrispondente alla situazione in cui entrambe le ruote assumono la configurazione di raggio minimo. The connection between the driving wheel and the driven wheel is preferably made by means of a transmission chain 30, which must have a sufficient length to embrace the pair of wheels (driving and driven) when these, according to the respective radii assumed, determine the maximum chain length. This maximum chain length, naturally greater than that corresponding to the situation in which both wheels assume the minimum radius configuration.

È quindi vantaggioso prevedere un tendicatena (50) in grado di assorbire l'eccessivo allungamento della catena che risulta dalla differenza della lunghezza della semicirconferenza a raggio massimo e la semicirconferenza a raggio minimo. It is therefore advantageous to provide a chain tensioner (50) capable of absorbing the excessive elongation of the chain resulting from the difference in the length of the semicircle with maximum radius and the semicircle with minimum radius.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a sue forme di realizzazione preferite. È da intendersi che ciascuna delle soluzioni tecniche implementate nelle forme di realizzazione preferite, qui descritte a titolo esemplificativo, può vantaggiosamente essere combinata, in modo diverso da quanto descritto, con le altre, per dar forma ad ulteriori forme di realizzazione, che afferiscono al medesimo nucleo inventivo e tutte comunque rientranti nell'ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate. The present invention has been described up to now with reference to its preferred embodiments. It is to be understood that each of the technical solutions implemented in the preferred embodiments, described here by way of example, can advantageously be combined, in a different way from what is described, with the others, to give shape to further embodiments, which pertain to the same inventive core and all in any case falling within the protection scope of the claims set out below.

Claims

CLAIMS 1- Chain transmission (10) with automatically variable ratio for a vehicle (1) equipped with a drive shaft (2) and a driven shaft (3), characterized by the fact that it comprises a first drive wheel (11) with variable radius from mount on the drive axle (2), a second variable radius driven wheel (21) to be mounted on the driven axle (3) and a chain (30) to be wound on said variable radius wheels (11, 21). 2- Chain transmission (10) according to claim 1, wherein said variable radius drive wheel (11) comprises an elastic spring-loaded equipment loaded by the torque applied to the wheel (11) and mounted in such a way that, as the applied torque, the wheel (11) gradually assumes a smaller radius tending to a configuration with a minimum radius. 3- Chain transmission according to claim 1 or 2, wherein said variable radius driven wheel (21) comprises an elastic spring-loaded equipment loaded by the resistance applied to the wheel (21) and mounted in such a way that, as the applied resistance increases, the wheel (21) gradually assumes a greater radius tending to a configuration of maximum radius. 4- Chain transmission (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the two wheels with variable radius (11, 21) are mounted in such a way that when on the drive wheel (11) it has the maximum radius, in the driven wheel (21) has the smallest radius, and vice versa. 5- Chain transmission (10) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a chain tensioner (50) which absorbs the excess chain resulting from the difference in the length of the semicircle with maximum radius and the semicircle with radius minimum. 6- Motor propulsion vehicle, comprising a chain drive according to any one of claims 1 to 5. 7- Human-powered vehicle, comprising a chain drive (10) according to any one of claims 1 to 5. 8- Human-powered vehicle according to claim 7, wherein said chain drive (10) is mounted such that a first variable radius drive wheel is mounted on the crankset or pedal unit and a second variable radius driven wheel is mounted on the rear wheel axle.