IT201800011014A1 - Gruppo ruota, particolarmente per una bicicletta - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“GRUPPO RUOTA, PARTICOLARMENTE PER UNA BICICLETTA”

La presente invenzione è relativa ad un gruppo ruota, particolarmente per una bicicletta.

Come è noto, una tradizionale ruota per una bicicletta, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità, comprende un cerchio ruota; un corpo anulare tubolare elasticamente deformabile e pressurizzabile; una valvola di gonfiaggio collegata al corpo tubolare a tenuta di fluido per l’immissione di un fluido di pressurizzazione nel corpo tubolare; ed un copertone circondante parzialmente il corpo anulare tubolare e presentante un battistrada.

Il corpo tubolare e la valvola, comunemente noti come “camera d’aria”, si estendono, il primo, parzialmente, in una sede circonferenziale ricavata nel cerchio ed la seconda attraverso un foro passante ricavato nel cerchio stesso. Il copertone presenta invece propri talloni, i quali sono accoppiati a attrito alle spalle del cerchio ruota a seguito della pressurizzazione del corpo tubolare.

Sebbene universalmente utilizzate, le ruote note del tipo sopra definito risultano essere scarsamente affidabili soprattutto quando utilizzate in condizioni di bassa pressione di gonfiaggio, ad esempio per ottenere un maggiore effetto ammortizzante o un migliore assorbimento degli urti ed una maggiore aderenza al suolo. In condizione di bassa pressione di gonfiaggio, la forza d’attrito presente tra i talloni e le spalle del copertone non è spesso sufficiente a trasmettere al cerchio l’intera coppia trasmessa dal suolo al copertone o viceversa per cui lo stesso copertone striscia ruotando rispetto al cerchio. Durante tale rotazione, il copertone, che è anche accoppiato ad attrito al corpo tubolare trascina con sé il corpo tubolare stesso. Essendo però la valvola meccanicamente fissata al cerchio, la rotazione del corpo tubolare genera una concentrazione di tensioni tangenziali nell’interfaccia corpo tubolare-valvola che, inevitabilmente, lacerano il corpo tubolare provocando l’immediato sgonfiaggio della ruota e soprattutto rendono impossibile qualsiasi successiva riparazione, con la conseguenza che la camera d’aria deve essere buttata e sostituita con una nuova camera d’aria.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo ruota, il quale permetta di risolvere in maniera semplice ed economica i problemi sopra esposti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un gruppo ruota, particolarmente per una bicicletta, come rivendicato nella rivendicazione 1.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento alle figure allegate, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 illustra, schematicamente in sezione e sostanzialmente a blocchi, una prima preferita forma di attuazione del gruppo ruota realizzato secondo i dettami della presente invenzione;

la figura 2 è una variante di un particolare della figura 1;

la figura 3 illustra, parzialmente ed in vista prospettica, una variante di un ulteriore particolare della figura 1;

la figura 4 è una variante di un particolare della figura 3;

le figure 5, 6 e 7 illustrano, in semisezione radiale ed in maniera schematica con parti asportate, tre diverse varianti di un particolare della figura 1;

la figura 8 illustra una variante di un particolare della figura 5;

la figura 9 illustra una seconda preferita forma di attuazione del gruppo ruota realizzato secondo i dettami della presente invenzione; e

la figura 10 è una vista secondo la freccia A della figura 9.

Nella figura 1, con 1 è indicato, nel suo complesso, un gruppo ruota per una bicicletta o un motociclo.

Il gruppo ruota 1 comprende un mozzo (non illustrato), un cerchio ruota 2, a sua volta, comprendente un corpo anulare 3 sagomato circondante il mozzo coassialmente ad un asse R di rotazione del cerchio ruota 2 e del mozzo ed una pluralità di raggi 4 di collegamento del mozzo al corpo anulare 3.

Il corpo anulare 3 delimita una sede 5 perimetrale circonferenziale esterna e comprende una parte 6 di fondo e due spalle laterali 7 radiali fra loro affacciate.

Nell’esempio illustrato nella figura 1, la parete 6 di fondo è una parete tubolare e comprende una porzione anulare esterna 9 ed porzione anulare interna 10. Il gruppo ruota 1 comprende poi un copertone 11, di per sé noto, il quale presenta un battistrada 11A e due talloni 11B accoppiati ad attrito alle spalle 7 e delimita, con la porzione interna 10, una camera anulare 12 circonferenziale.

Il gruppo ruota 1 comprende, poi, una camera d’aria 14, a sua volta, comprendente un corpo tubolare anulare 15 di materiale elastomerico ed una valvola 16 di ingresso/uscita di un fluido in pressione accoppiata a tenuta di fluido al corpo anulare tubolare 15 e presentante un gambo estendentesi all’esterno della camera 12 attraverso un foro radiale 16A passante ricavato nella parete 6 di fondo e stabilmente bloccata in tale foro radiale, ad esempio mediante un dado di serraggio 16B avvitato su un tratto filettato del gambo.

Sempre con riferimento alla figura 1, il gruppo ruota 1 comprende, inoltre, un dispositivo 18 di ritenzione angolare per bloccare angolarmente il corpo tubolare anulare 15 rispetto al corpo anulare 3 quando il corpo tubolare anulare 15 stesso è pressurizzato ad una pressione minima di esercizio prevista. Secondo una modalità realizzativa, il dispositivo 18 comprende un corpo 20 di ritenzione angolare del corpo tubolare 15, il quale è configurato per provocare una deformazione localizzata del corpo tubolare 15 stesso. Il corpo 20 comprende una porzione 21 di attacco, la quale si estende attraverso un foro passante 22 ricavato attraverso la porzione interna 10 della parete 6, ed è bloccata nella parete stessa mediante un accoppiamento forzato ad attrito, oppure è incollata o ancora è accoppiata a scatto. Alternativamente, secondo quanto illustrato nella figura 2, la porzione 21 è bloccata nel foro mediante una vite 23 di bloccaggio alla stregua di un comune tassello ad espansione.

Convenientemente, il foro 22 passante si estende coassialmente ad uno dei raggi 4 ed è parte di un passaggio utilizzato per inserire una madrevite 24, comunemente nota come “nipple” di tensionamento del raggio 4 stesso. Alternativamente, il foro 22 può essere ricavato tra due passaggi o madreviti 24 consecutivi.

Ancora con riferimento alla figura 1, il corpo 20 comprende, inoltre, un risalto o porzione 27 di riscontro, la quale si estende completamente all’interno della camera 12 e radialmente verso il battistrada 11A a partire dalla porzione interna 10. La porzione 27 di riscontro presenta una superficie esterna 28 sagomata per evitare lacerazioni del corpo tubolare 15 ed è avvolta, in uso, almeno parzialmente da una porzione del corpo tubolare 15 quanto questo è pressurizzato risultando, nella pratica, almeno parzialmente annegata nel corpo tubolare 15.

Convenientemente, la porzione 27 presenta una altezza misurata in direzione radiale variabile tra 4 e 15 millimetri, preferibilmente 5-10 millimetri.

Convenientemente, inoltre, il dispositivo 18 comprende almeno un secondo corpo 30, il quale è uguale al corpo 20, ed è fissato alla parete 6 di fondo in posizione angolarmente spaziata rispetto al corpo 20 stesso.

Nella variante illustrata nella figura 3, ciascuno dei corpi 20,30 è privo della porzione 21 di attacco e la porzione 27 di riscontro è stabilmente collegata ad una parete di attacco, convenientemente costituta da un tratto 33 di un relativo nastro disposto a contatto della superficie interna della parete 6 di fondo. Ciascun tratto 33 di nastro porta collegati uno o più porzioni di riscontro 27. Convenientemente, ciascun tratto 33 di nastro ed il o le relative porzioni di riscontro costituiscono parte di un corpo realizzato in un sol pezzo. Alternativamente, le porzioni 27 sono incollati o termosaldati al relativo tratto 33 di nastro. Il tratto 33 di nastro è, a sua volta, stabilmente bloccato sulla parete 6 di fondo, ad esempio mediante incollaggio o mediante elementi a scatto o ancora mediante dispositivi a strappo tipo Velcro®.

In ogni caso, il o i nastri 33 e le rispettive porzioni 27 definiscono un dispositivo 35 di ritenzione che è completamente alloggiato nella camera 12.

Nella variante illustrata nella figura 4, la parete 6 è piena e le madreviti 24 si estendono almeno parzialmente all’interno della camera 12. Il dispositivo 35, che è sempre completamente alloggiato nella camera 12, comprende un corpo 36 chiuso ad anello, ad esempio, di materiale elastomerico o siliconico alloggiato nella camera 12 e comprendente un collare anulare 38 chiuso di appoggio disposto a contatto della superficie interna della parete 6 ed una dentiera 39 continua realizzata in un sol pezzo con il corpo 36. I denti della dentiera 39 si estendono radialmente all’interno della camera 12 verso il battistrada 11A, definiscono, ciascuno, una relativa porzione 27 e delimitano fra loro vani, ciascuno dei quali alloggia una relativa porzione del corpo tubolare 15 già a seguito di una minima pressurizzazione del corpo tubolare 15.

Secondo una prima modalità realizzativa, il collare 38 è incollato alla parete 6 di fondo. Alternativamente, l’elasticità ed il tensionamento del collare 38 sono già di per sé sufficienti a mantenere il corpo 36 in posizione angolarmente fissa rispetto alla parete 6 senza la necessità di altri dispositivi o materiali di fissaggio. In ogni caso, il collare 36 assolve la duplice funzione di collegare stabilmente in modo rilasciabile o meno i denti alla parete 6 e di isolare il corpo tubolare 15 dalle madreviti 24 che sono notoriamente taglienti.

Nella variante illustrata nella figura 5, il dispositivo 18 di ritenzione comprende almeno una porzione 27, la quale costituisce parte di un corpo 41 elasticamente deformabile appoggiato sulla porzione 10 e tra i talloni 11, con i quali, convenientemente ma non necessariamente, coopera in battuta quando è disposto in una condizione indeformata, illustrata con linea continua nella figura 5. A seguito della pressurizzazione del corpo tubolare 15, lo stesso corpo tubolare 15 schiaccia il corpo 41 verso la porzione 10 deformandolo ed avvolgendo almeno parzialmente la porzione 27, come illustrato con linea tratteggiata sempre in figura 5. A seguito dello schiacciamento, il corpo 41 si espande in direzione parallela all’asse R forzando i talloni 11B contro le rispettive spalle 7. In questo modo, il corpo 41 viene portato in una posizione operativa, in cui è angolarmente fisso rispetto al cerchio ruota 2 e aumenta la componente di attrito tra i talloni 11B e le spalle 7 e, conseguentemente, ostacolata la rotazione relativa tra copertone 11 e cerchio ruota 3 e, almeno in parte se non quasi totalmente, riduce le azioni di trascinamento del corpo tubolare 15 da parte del copertone 11. Convenientemente, il corpo 41 è un corpo cavo, preferibilmente realizzato in un sol pezzo. Preferibilmente, il corpo 41 presenta indebolimenti tali da favorirne l’espansione assiale e la completa formatura della porzione 27. Come per le soluzioni precedenti, più corpi 41 possono essere distribuiti lungo la porzione 10 o nell’introno della valvola 16, cosi come materiali collanti o mezzi di collegamento a strappo o scatto possono essere interposti tra il corpo 41 ed il cerchio ruota 2 per renderli fra loro solidali.

Nella variante illustrata nella figura 8, il corpo elastico 41 non viene deformato dal corpo tubolare 15 o non solo dal corpo tubolare 15, ma viene deformato avvitando un dado 50 esterno alla parete 6 su un tratto esternamente filettato di un tirante 51 stabilmente collegato alla relativa porzione 27 ed attraversante un foro 52 passante ricavato attraverso la parete 6 stessa (figura 8).

Nella variante illustrata nella figura 6, la porzione 27 è stabilmente collegata ad un porzione intermedia 54 di una lamina elastica 55 convessa con convessità rivolta verso il corpo tubolare 15. La lamina 55 presenta, inoltre, due porzioni terminali 56 e 57, delle quali la porzione 56 è disposta in battuta contro una superficie laterale interna di uno dei talloni 11B mentre l’altra si estende tra l’altro tallone 11B e la porzione 10 ed in battuta contro la corrispondente spalla 7. La geometria e le dimensioni della lamina elastica 55 sono tali per cui a seguito della spinta radiale esercitata sul risalto 27 a seguito del gonfiaggio del corpo tubolare 15, la lamina 55 si espande in direzione parallela all’asse R forzando i talloni 11B contro le rispettive spalle 7. In questo modo viene aumentata la componente di attrito tra i talloni e le spalle e, conseguentemente, ostacolata la rotazione relativa tra copertone 11 e cerchio ruota 3 e, almeno in parte se non quasi totalmente, ridotte le azioni di trascinamento del corpo tubolare 15 da parte del copertone 11. L’inglobamento della porzione 27 da parte del corpo tubolare 15 blocca angolarmente il corpo tubolare 15 stesso rispetto al cerchio ruota 2.

Nella variante illustrata nella figura 7, in un foro 59 ricavato nella porzione 10 della parete 6 è alloggiato un corpo svasato 60, il quale è convenientemente accoppiato a scatto alla porzione 10. Alternativamente, il corpo 60 è incollato o accoppiato ad interferenza alla parete 6. Indipendentemente, dalla modalità di collegamento, il corpo svasato 60 delimita una cavita 61, la quale, quando il corpo tubolare 15 è pressurizzato è impegnata, almeno parzialmente, da una porzione intermedia 15A del corpo tubolare 15. La porzione intermedia 15A definisce quindi un risalto radiale 63 integrale al corpo tubolare 15 che è disposto in battuta contro uno spallamento radiale 64 definito da una porzione della parete laterale del corpo 60 mantenendo il corpo tubolare 15 ed il cerchio ruota 2 in posizioni fra loro angolarmente fisse, così da inibire le azioni di taglio del corpo tubolare 15 in prossimità della valvola 16.

La forma di realizzazione illustrata nella figura 9, è relativa ad un gruppo ruota 70, il quale differisce dal gruppo ruota 1 per alcuni particolari realizzativi e le cui parti costituenti sono contraddistinte, ove possibile, con gli stessi numeri di riferimento delle corrispondenti parti del gruppo ruota 1.

Il gruppo ruota 70 comprende un dispositivo 71 di ritenzione angolare per bloccare angolarmente il corpo tubolare anulare 15 rispetto al corpo anulare 3. Il dispositivo 71 comprende un corpo 72 di ritenzione angolare del corpo tubolare 15, il quale è configurato per provocare una deformazione localizzata del corpo tubolare 15 stesso (figura 9). Il corpo 72, convenientemente realizzato di materiale plastico o in materiale metallico o, convenientemente, in materiale elastomerico rinforzato o meno, è accoppiato positivamente o è stabilmente collegato alla valvola 16. In particolare, il corpo 72 è configurato alla stregua di una barchetta e comprende una parete 73 di fondo, la quale è disposta in battuta contro la parte 10 ed è provvista di un foro 74 passante attraversato dal gambo della valvola 16. A seconda delle applicazioni, il corpo 73 è forzato sulla valvola, oppure il corpo 72 presenta un passaggio attraversato con gioco o in maniera scorrevole dal gambo della valvola 16. Il corpo 72 comprende, inoltre, una parete laterale 75, la quale si estende verso l’esterno dalla parete 73 di fondo e delimita con la parete 73 di fondo stessa una sede 75, nella quale è alloggiata, almeno in uso, una porzione 76 del corpo tubolare 15 (fig.9). La parete laterale 75 termina con due risalti o porzioni di riscontro, indicati con 76 fra loro distanziati in direzione circonferenziale. Secondo una variante non illustrata, il corpo 72 presenta una forma a scodella o a sella cosi da definire uno spallamento in direzione circonferenziale.

Indipendentemente dalla forma, dal numero di risalti o dalla disposizione e/o geometria degli stessi, il corpo 72 può presentare una forma ad U o a C e, in generale un canale impegnato dal gambo della valvola. Questa soluzione facilita sia il montaggio, sia l’assestamento del corpo all’interno del cerchio ruota.

Da quanto precede appare evidente che, il collegamento a tenuta di fluido tra il corpo tubolare 15 e la valvola 16 viene preservato e mantenuto integro nel tempo in qualsiasi condizione funzionale comprese quelle di parziale sgonfiaggio del corpo tubolare 15. Quanto precede è conseguente alla presenza delle porzioni 27,64 o 76, le quali, indipendentemente dalla loro conformazione, disposizione e realizzazione, per il fatto di restare sempre in una posizione angolarmente fissa rispetto al cerchio ruota 2 e al corpo anulare 3, ricevono e neutralizzano le forze tangenziali trasmesse dal copertone 11 al corpo tubolare 15 e le scaricano direttamente sul corpo anulare 3 stesso lasciando scarica o proteggendo la zona di interfaccia valvola/corpo tubolare 15 che rimane pertanto integra indipendentemente dal grado di pressurizzazione del corpo tubolare 15 evitandone l’indispensabile sostituzione in caso rottura. In altre parole, i risalti che sporgono dalla parete di fondo del cerchio ruota definiscono spallamenti in direzione circonferenziale, contro il quali si appoggia la camera d’aria resistendo in tal modo a tutte le azioni che tendono a farla ruotare rispetto al cerchio ruota attorno all’asse R.

Da quanto precede appare infine evidente che modifiche e varianti possono essere apportate senza per questo uscire dall’ambito protettivo definito dalla rivendicazione 1. In particolare le porzioni 27 possono essere realizzate di materiale diverso da quelli indicati, possono essere distribuite diversamente lungo il corpo anulare 3 e possono essere associate al corpo 72.

E’, inoltre, evidente, che i dispositivi 35 possono essere utilizzati sul corpo anulare 3 a parete di fondo tubolare come illustrato nella figura 1.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo ruota, particolarmente per una bicicletta, comprendente: un cerchio ruota comprendente una parte di fondo e due spalle laterali; un copertone avente talloni accoppiati ad attrito alle dette spalle laterali e delimitanti con il cerchio ruota una camera; un corpo anulare tubolare elasticamente deformabile alloggiato in detta camera; ed una valvola di ingresso/uscita di un fluido di pressurizzazione collegata a tenuta di fluido al corpo anulare tubolare ed estendentesi all’esterno della camera attraverso un foro passante ricavato nella detta parete di fondo, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, un dispositivo di ritenzione angolare del detto corpo tubolare rispetto al detto cerchio ruota, il detto dispositivo di ritenzione comprendendo almeno uno spallamento disposto tra il cerchio ruota ed il corpo anulare tubolare e definente un appoggio in direzione circonferenziale per una porzione intermedia di detto corpo tubolare almeno quando pressurizzato; mezzi di ritenzione essendo previsti per bloccare angolarmente il detto spallamento radiale al detto cerchio ruota.
2. 2. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto spallamento è definito da un risalto di riscontro angolare sporgente all’interno di detta camera; quando pressurizzato, una porzione intermedia del detto corpo tubolare elasticamente deformabile avvolgendo almeno parzialmente il detto risalto di riscontro angolare.
3. 3. Gruppo ruota secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di fissaggio comprendono una porzione di attacco solidale al detto risalto ed un foro ricavato nella detta parete di fondo ed impegnata dalla detta porzione di attacco.
4. 4. Gruppo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il detto foro è un foro passante ricavato nella detta parete di fondo coassialmente all’asse di uno dei raggi del detto cerchio ruota.
5. 5. Gruppo secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che la detta parete di fondo è una parete tubolare e comprende una porzione anulare interna ed una porzione anulare esterna; il detto foro essendo ricavato sulla detta porzione tubolare interna.
6. 6. Gruppo secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di collegamento comprendono un dispositivo ad espansione estendentesi almeno in parte attraverso la detta porzione di attacco o uno strato di materiale collante interposto tra il detto risalto e la detta parete di fondo o un dispositivo di accoppiamento a scatto.
7. 7. Gruppo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un ulteriore detto risalto di riscontro; i detti risalti di riscontro essendo angolarmente distribuiti lungo la detta parete di fondo.
8. 8. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto dispositivo di ritenzione è completamente alloggiato in detta camera.
9. 9. Gruppo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di fissaggio comprendono una parete di attacco disposta a contatto della detta parete di fondo, il detto risalto essendo stabilmente collegato alla detta parete di attacco e la detta parete di attacco essendo accoppiata in posizione angolarmente fissa alla detta parete di fondo.
10. 10. Gruppo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la detta parete di attacco ed il detto risalto costituiscono parte di un corpo realizzato in un sol pezzo.
11. 11. Gruppo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto risalto è stabilmente collegato ad un corpo elasticamente deformabile ed espandibile in una direzione sostanzialmente parallela ad un asse di rotazione del detto gruppo ruota.
12. 12. Gruppo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che il detto corpo espandibile quando disposto in una condizione deformata forza i talloni contro le dette spalle.
13. 13. Gruppo secondo la rivendicazione 11 o 12, caratterizzato dal fatto che il detto corpo è deformato da una spinta esercitata dal detto corpo tubolare quando pressurizzato o da un dispositivo meccanico azionabile dall’esterno.
14. 14. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto spallamento è disposto almeno parzialmente all’interno di un foro ricavato nella detta parete di fondo; quando pressurizzato, il detto corpo tubolare comprendendo una porzione intermedia deformata sporgente all’interno di detto foro; la detta porzione intermedia deformata definendo un risalto disposto in battuta contro detto spallamento.
15. 15. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto il detto spallamento è definito da almeno un risalto di riscontro angolare sporgente all’interno di detta camera e dal fatto che i detti mezzi di ritenzione collegano il detto risalto alla detta valvola.
16. 16. Gruppo secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che il detto spallamento ed i detti mezzi ritenzione costituiscono parte di un corpo avente una apertura passante attraversata da uno stelo della detta valvola.
17. 17. Cerchio ruota comprendente una parete di fondo e due spalle laterali, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, almeno uno spallamento radiale di riscontro angolare atto a cooperare in battuta con una porzione intermedia del detto corpo tubolare per bloccare angolarmente il detto corpo tubolare rispetto al detto cerchio ruota; mezzi di fissaggio essendo previsti per fissare angolarmente il detto spallamento rispetto alla detta parete di fondo.