IT9067775A1 - Dispositivo di trasmissione per un veicolo a pedali - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

di brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di trasmissione per un veicolo a pedale, particolarmente una bicicletta.

Sono noti dispositivi di trasmissione del tipo comprendente almeno una corona dentata conduttrice circolare montata girevole rispetto al telaio del veicolo, almeno un pignone dentato coassiale ad una ruota del veicolo, una catena di trasmissione impegnante la corona ed il pignone, ed una coppia di pedivelle disposte contrapposte tra loro e radialmente rispetto alla corona, angolarmente solidali alla corona stessa e provviste di rispettivi pedali di estremità.

Da un punto di vista meccanico, la corona conduttrice è soggetta ad una coppia resistente dovuta al tiro della catena e ad una coppia motrice, conseguente alla forza esercitata dall 'utilizzatore sui pedali, definita dall 'espressione :

C=F*b , dove:

F è la forza esjercitata sul pedale;

il braccio di tale forza rispetto all'asse di rotazione della corona

Il braccio è continuamente variabile nel corso della pedalata, e si annulla in corrispondenza di due posizioni dei pedali (punto morto superiore ed inferiore) in qui la retta d'azione della forza motrice coincide con l'asse della pedivella

La coppia motrice presenta, di conseguenza, un andamento variabile che determina condizioni di moto non isocinetiche della corona quindi dell'intero veicolo, anche nel caso in cui la coppia resistente sia costante. Ciò costituisce un inconveniente poiché, a parità di velocità media del veicolo, la condizione di moto ideale, a cui corrisponde il minor lavoro motore complessivo e quindi il minore sforzo dell'utilizzatore, è quella di o uniforme.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un dispositivo di trasmissione per un veicolo a pedali, il quale attenui 'inconveniente connesso con i dispositivi noti e sopra specificato.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto esisa è relativa ad un dispositivo di trasmissione per un veicolo a pedali, particolarmente una bicicletta, del tipo comprendente almeno una corona dentata montat. su un telaio del detto veicolo e girevole rispet o al detto telaio intorno ad un proprio asse, almeno ur pignone dentato coassiale ad una ruota del detto veico Lo, una catena di trasmissione impegnante almeno detta e detto pignone, ed una coppia di pedivelle dispcste contrapposte tra loro e radialmente rispetto alla detta corona, angolarmente solidali alla corona stessa e provviste di rispettivi pedali di estremità caratterizzato dal fatto che la detta corona dentata forma sostanzialmente ovale e le dette pedivelle sono almeno approssimativamente allineate con un asse minore della detta corona.

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene descritti, una forma preferita d'attuazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una vista schematica in elevazione laterale di in dispositivo di trasmissione per una bicicletta realizzato secondo i dettami della presente invenzione; e

la figura 2 è una vista in elevazione laterale ed in scala ingrandi :a di un particolare di figura 1.

Con riferimento alla figura 1, è indicato nel suo complesso con 1 un dispositivo di trasmissione per una bicicletta 2, parzialmente illustrata.

Il dispositivo 1 comprende una pluralità di corone dentate 3 conduttrici aventi diverso numero di denti, angolarmente solidali ed affiancate tra loro, le quali sono montate artgolarmente girevoli intorno ad un asse 4 orizzontale su un telaio 5 della bicicletta 2, una pluralità di pignoni 6 aventi diverso numero di denti, coassiali tra loro e ad una ruota posteriore 7 della bicicletta 2 stessa ed angolarmente accoppiati a tale ruota 7 in modo noto da una ruota libera, ed una catena di trasmissione 8 atta ad impegnare selettivamente una delle corone 3 ed uno dei pignoni 6. La selezione della corona 3 e dèi pignone 6, e quindi del rapporto di trasmissione, è realizzata mediante mezzi di comando noti e non illustrati.

Il dispositivo 1 comprende inoltre un coppia di pedivelle 10 montate radialmente contrapposte tra loro, da parti opposte rispetto alle corone 3 ed angolarmente solidali alle corone stesse.

Le pedivelle 10 portano alle proprie opposte estremità rispettivi pedali 11.

In figura 2 è illustrata a tratteggio una posizione generica di una pedivella; sono indicate rispettivamente con F la A a motrice esercitata dall 'utilizzatore e con il braccio di tale forza rispetto all'asse delle corone 3 Nel corso di una rotazione completa pedali, ci di essi descrive una corsa utile di ampiezza sostanzialmente pari a 180°, durante la quale il braccio varia continuamente. In particolare tale corsa utile è compresa tra un punto morto superiore PMS ed un punto molto inferiore PMI in cui il braccio si annulla, cioè la forza motrice è allineata alla pedivella. Le rispettive posizioni angolari dei punti morti variano con le misure antropometriche dell 'utilizzature in relazione alle dimensioni della bicicletta, ms ai fini pratici si possono assumere sostanzialmente coincidenti con quelle in cui la pedivella si trova disposta verticalmente (Fig. 2, linea a tratto pieno

La coppia motrice, espressa dalla relazione C=F*b , varia pertant Io con continuità dal valore 0, min corri spondenza di PMS, ad un valore massimo in corri spondenza di una zona intermedia tra PMS e PMI, e si annulla ancóra in corrispondenza di PMI.

Secondo la presente invenzione, le corone 3 presentano forma ovale simmetrica rispetto a due assi a,c ortogonali tra loro, rispettivamente minore e maggiore; le pedivelle 10 sono montate allineate con gli assi minori a delle corone 3. La coppia resistente C esercitata dalla catena sulla corona 3 in presa è definita relazione :

Cr T*b dove T è il tiro della catena, che si può ritenere appli ato sul dente della corona che ha impegnato per ultimo la catena e pertanto, in prima approssimazione sul dente che si trova di volta in volta sulla verticale passante per l'asse della corona, al disopra di tale asse, e b è il braccio di tale tiro rispetto all'asse della corona.

La forma del e corone 3 determina un braccio b continuamente variabile da un valore minimo pari al semiasse minori della corona, ad un valore massimo pari al semiasse maggiore della corona (più precisamente, ai semiassi delle linee primitive della corona). Grazie alla descritta disposizione relativa tra le pedivelle 10 e le corone 3, il tiro della catena T ha braccio minimo quando i pedali si trovano in prossimità dei punti morti, e braccio massimo quando i pedali si trovano nelle posizioni intermedie di massima spinta; ne consegue che l'andamento della coppia resistente è qualitativamente simile a quello della coppia motrice durante l'intero ciclo della pedalata, e pertanto le variazioni di velocità angolare nel ciclo risultano molto ridotte rispetto ai dispositivi di trasmissione noti ed il lavoro motore è ridotto, a parità di velocità del mezzo.

Risulta infine chiaro che al dispositivo 1 descritto possono essere apportate modifiche e varianti, senza per questo uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione .

In particolare , si precisa che le corone 3 possono presentare qualsiasi forma sostanzialmente ovale, caratterizzata cioè da un profilo esterno curvilineo chiuso e da una coppia di assi di simmetria di diversa lunghezza e tra loro ortogonali. Ad esempio, si considerano comprese nell'invenzione anche ruote ellittiche o con profilo definito da una curva ottenuta analiticamente o sperimentalmente, purché dotata dei requisiti soprà specificati.

Inoltre, tenendo conto del fatto che i punti morti ed il punto di applicazione del tiro della catena sulla corona non si trovano esattamente, in generale, sul piano verticale contenente l'asse di rotazione delle corone, le pedivelle possono essere disposte leggermente inclinate rispetto all'asse minore delle corone, in modo da ottenere una coincidenza precisa tra i punti di minimo braccio della forza motrice ed i punti di minimo braccio della forza resistente. In particolare, secondo verifiche eseguite dall'inventore tenendo conto delle dimensioni medie delle biciclette in commercio di misure antropometriche medie dell' la suddetta condizione risulta meglio approssimata don un angolo di inclinazione delle pedivelle compreso tra 0° e 10°, e preferibilmente pari a 5°, come illustrato con linea tratteggiata in figura

E' infine ov io che possono variare il numero delle corone e dei pignoni del dispositivo secondo la presente invenzione; in particolare, il dispositivo può essere del tipo a rapporto fisso, con una corona ed un solo pignone

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Dispositivo (1) di trasmissione per un veicolo (2) a pedali, particolarmente una bicicletta, del tipo comprendente almeno una corona dentata (3) montata su un telaio (5) del detto veicolo (2) e girevole rispetto al detto telaio (5) intorno ad un proprio asse (4), almeno un pignone dentato (6) coassiale ad una ruota (7) del detto veicolo (2), una catena di trasmissione (8) impegnante almeno detta corona (3) e detto pignone (6), ed una coppia di pedivelle (10) disposte contrapposte tra loro e radialmente rispetto alla detta corona (3), angolarmente solidali alla corona (3) stessa e provviste di rispettivi pedali (11) di estremità, caratterizzato dal fatto che :.a detta corona dentata (3) presenta forma sostanzialmente ovale e le dette pedivelle (10) sono almeno approssimativamente allineate con un asse minore (a) della detta corona (3). 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le dette pedivelle (10) formano con il detto asse minore (a) della detta corona (3) un angolo tale per cui il braccio (br) della forza resistente (T) trasmessa dalla detta catena (8) alla detta corona (Ί3) sia minimo quando le dette pedivelle (10) si trovano ai punti morti. 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto angolo di inclinazione delle dette pedivelle (10) rispetto al detto asse minore della detta corona (3) è compreso tra 0° e 10°. 4.- Dispositive di trasmissione per un veicolo a pedali, sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati .