ITAN20070027A1 - Pedivella dotata di cuscinetto unidirezionale o ruota libera ad astuccio - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

PEDIVELLA DOTATA DI CUSCINETTO UNIDIREZIONALE O RUOTA UBERA AD ASTUCCIO

Il trovato oggetto della presente domanda di brevetto per invenzione si inserisce nel mondo delle pedivelle per bicicletta dotate di cuscinetti unidirezionali. Questo tipo di cuscinetto è denominato anche "ruota libera ad astuccio" e presenta la caratteristica di trasmettere un momento torcente in una sola direzione.

In un normale cuscinetto volvente, l'albero sul quale è calettato il cuscinetto è libero di ruotare in entrambi i versi di rotazione. In un cuscinetto unidirezionale invece la rotazione è libera solo in un verso. Nell’altro verso si realizza la trasmissione di un momento torcente grazie alla presenza di lamelle di acciaio che impediscono il movimento di rotolamento delle rotelle del cuscinetto stesso. La caratteristica conferita dal particolare cuscinetto consiste nell’obbligare il ciclista ad esercitare una forza sul pedale durante l'intera pedalata se vuole mantenere costante la posizione reciproca delle pedivelle. Se infatti non viene esercitata nessuna forza su uno dei due pedali, la pedivella sulla quale non è applicata la forza si ferma in quanto il cuscinetto assicura la trasmissione del momento torcente solo nella direzione della pedalata, non in direzione contraria. E' anche vero che questa particolarità può essere sfruttata per allenare un solo arto. Sicuramente lo sforzo muscolare richiesto da pedivelle dotate di cuscinetti unidirezionali è maggiore a parità di tempo di pedalata così come è maggiore il numero di muscoli della gamba coinvolti nell'esercizio (compresi l'iliopsoas e il rectus femoris). Non a caso è un sistema utilizzato anche nei trattamenti terapeutici finalizzati al riequilibrio o al recupero del tono muscolare.

L'applicazione di questo particolare tipo di cuscinetto è arte nota come testimoniato dal brevetto EP 09681 15 che tratta un "meccanismo a pedali per biciclette e simili".

Il trovato oggetto della presente domanda di brevetto per invenzione fornisce una soluzione che permette di abilitare e disabilitare facilmente il funzionamento del cuscinetto unidirezionale; operazione non contemplata nel succitato brevetto. Lo stato dell'arte presenta già alcune soluzioni (brevetto EP 1509440 e domanda di brevetto EP 98910421 ) con caratteristiche sicuramente migliorabili come il presente documento vuole dimostrare. Il trovato proposto fornisce non solo una soluzione all'operazione per abilitare e disabilitare il funzionamento del cuscinetto unidirezionale ma anche all'operazione di regolazione della posizione del pedale, ossia della sua distanza dal centro di rotazione della pedivella. Inoltre la pedivella è studiata per realizzare un accoppiamento con l'adattatore per il collegamento all'albero pedivella che assicuri un basso "fattore Q" (tecnicamente il “fattore Q" indica la distanza tra le due pedivelle).

Si fa presente che le forme di pratica realizzazione possono essere diverse; quella proposta è quella preferita. Nello specifico la figura 1 mostra una pedivella (1 ) che presenta ad una estremità una parte vuota (2) che funge da sede per l'elemento per il fissaggio del pedale e per la regolazione della sua posizione, all'estremità opposta il mozzo (3) contenente il cuscinetto unidirezionale (4) e tre braccetti (5) che contengono i particolari del dispositivo per abilitare e disabilitare il funzionamento del cuscinetto stesso. La figura 2 è una vista assonometrica della pedivella appena descritta.

Le figure 3, 4, 5 e 6 mostrano gli elementi per il fissaggio del pedale. La figura 3 mostra un blocchetto intercambiabile (6) di forma simmetrica e realizzato in alluminio per limitarne il peso (il materiale comunque può essere qualsiasi) che presenta un foro filettato (7) decentrato al quale si fissa il pedale. La madrevite è ricavata da una boccola (8) in acciaio accoppiata al blocchetto per interferenza. La figura 4 è una vista assonometrica del blocchetto.

La figura 5 mostra un piastrino (9) che si applica sul lato opposto a quello occupato dal blocchetto e che impedisce, inserito il pedale, lo spostamento del blocchetto in direzione perpendicolare alla superficie di appoggio. La figura 6 è una vista assonometrica del piastrino.

Il blocchetto (6) è facilmente smontabile dalla sede (2). Con un solo blocchetto si ottengono due diverse posizioni del pedale. E' infatti sufficiente montarlo ruotato di 180° per ottenere il foro in posizione diversa (simmetrica rispetto all'asse minore). Utilizzando più blocchetti con il foro pedale in posizione diversa si riesce a coprire una vasta gamma di posizioni del pedale. I vantaggi di questa soluzione, oltre alla sua estrema semplicità, sono i seguenti:

- estrema sicurezza nel fissaggio del blocchetto e quindi del pedale.

- rischio nullo che la vite del pedale con II tempo e sotto forti sollecitazioni possa spanare a rovinare la madrevite del blocchetto in quanto entrambi realizzati in acciaio.

Le figure 7 e 8 mostrano i componenti che costituiscono il dispositivo per abilitare e disabilitare il funzionamento del cuscinetto unidirezionale. La figura 7 mostra un perno mobile (10) ossia un perno sul quale è stata ricavata una scanalatura ad elica (1 1 ) che copre un angolo di 360°. La scanalatura inizia e termina con due recessi sferici (12) che fungono da fine corsa. Il singolo perno trova posizione all'interno del foro (13) coassiale al mozzo e ricavato sul braccetto (5).

In figura 8 è rappresentato II secondo componente. E' un grano a sfera (14) ossia un grano (cilindretto filettato esternamente) che presenta una testa sferica (15) mobile assialmente grazie alla presenza di una molla all'interno del grano.

Come mostrato in figura 9 (vista in sezione secondo un piano passante per gli assi del perno e del grano) il grano a sfera (14) è posizionato perpendicolarmente al perno mobile (10) ed in maniera tale che la testa sia a contatto con la scanalatura. Il grano è inserito all'interno del foro (16) della pedivella.

Il funzionamento del dispositivo appena descritto è semplice. Il perno mobile è progettato in maniera tale che ruotando esso trasla assialmente guidato dalla testa a sfera del grano a contatto con la scanalatura. Le posizioni di inizio e fine corsa sono imposte dai recessi sferici che avvisano con un click l'operatore.

Quando si desidera pedalare per mezzo del cuscinetto unidirezionale il perno mobile deve trovarsi in posizione sollevata.

Quando si desidera invece pedalare nel modo tradizionale (escludendo quindi il cuscinetto unidirezionale) il perno mobile deve trovarsi in posizione abbassata. Per abbassare (far fuoriuscire) Il perno è sufficiente ruotarlo (per mezzo di una chiavetta a brugola) di 360° (un giro). Così facendo esso incontra un foro di riscontro (17) sull'adattatore (18) per il collegamento all'albero pedivella e vincola la pedivella a ruotare per mezzo del normale cuscinetto volvente di cui sono dotati gli alberi di qualsiasi bicicletta.

In figura 10 è mostrata una vista assonometrica di assieme delle due pedivelle, in figura 1 1 è mostrato il disegno esploso della pedivella di destra (quella collegata alla corona), in figura 12 è mostrato il disegno esploso della pedivella di sinistra.

In conclusione, i vantaggi che si traggono dal dispositivo descritto sono:

- maggiore rigidità del gruppo pedivella-adattatore. L'accoppiamento è diretto e non delegato ad altri elementi come nel caso dei brevetti citati. Inoltre la distribuzione delle tensioni è più uniforme ed i possibili spostamenti della pedivella perpendicolarmente al piano della pedalata completamente neutralizzati.

- si può passare da una modalità di pedalata all'altra semplicemente ruotando di soli 360° i perni mobili.

- sono assenti parti meccaniche che sporgono. Assenza quindi di disagio nella pedalata dovuto a possibile intralcio a certi movimenti del piede se non addirittura a possibile ferimento.

- numero di parti meccaniche limitato.

- basso “fattore Q".

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Pedivella costituita da un braccio recante ad una estremità un sistema di aggancio del pedale e all'estremità opposta un cuscinetto unidirezionale (denominato anche ruota libera ad astuccio, che presenta la caratteristica di trasmettere un momento torcente solo in una direzione) in corrispondenza del mozzo calettato sull’albero pedivella, caratterizzata dal fatto che l'azione del cuscinetto unidirezionale è annullabile per mezzo di apposito sistema meccanico che rende solidale la pedivella all'albero come in una normale bicicletta. 2 - Trovato come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il sistema meccanico che abilita e disabilita il funzionamento del cuscinetto unidirezionale consiste in uno o più perni speciali posizionati intorno al mozzo della pedivella, in uno o più grani a sfera posizionati sul fianco del mozzo della pedivella in corrispondenza dei perni e perpendicolarmente ad essi e in due adattatori (solidali all'albero pedivella) per il collegamento pedivella-albero che presentano uno o più fori coassiali con l'albero e in corrispondenza dei perni suddetti. 3 - Trovato come da rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il perno speciale presenta una scanalatura ad elica che funge da guida per il grano a sfera e agli estremi della quale sono ricavati due recessi sferici che fungono da fine corsa (opportunamente dimensionati per la sfera di testa del grano a sfera). Il perno siffatto può ruotare e contemporaneamente traslare fino ad impegnare il foro ricavato sull'adattatore per il collegamento con l'albero pedivella. 4 - Trovato come da rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il profilo dell'estremità della pedivella con il mozzo è conformato in maniera tale che l'accoppiamento con l'adattatore per il collegamento con l’albero pedivella si realizzi presentando il minore spessore possibile grazie ad un recesso realizzato nell’adattatore nel quale si innesta parte del suddetto mozzo pedivella; conseguentemente si abbassa il valore del “fattore Q". 5 - Trovato come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il sistema di aggancio del pedale è costituito da un blocchetto intercambiabile che presenta un foro filettato (per accogliere la vite del pedale) e che si inserisce in una sede ricavata sulla pedivella e da un piastrino di riscontro che serve per bloccare spostamenti in senso perpendicolare al piano di appoggio. 6 - Trovato come da rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che la distanza del pedale dal centro di rotazione del braccio della pedivella è modificabile semplicemente reinserendo il blocchetto previa rotazione di 180° oppure cambiando il blocchetto con un altro avente il foro pedale in posizione diversa. 7 - Trovato come da rivendicazioni da 1 a 6 caratterizzato dal fatto che i materiali del blocchetto, della pedivella e dell'adattatore per il collegamento all'albero pedivella possono essere qualsiasi. 8 - Trovato come da rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che la madrevite del foro per il pedale è in acciaio. Nel caso in cui il blocchetto sia in materiale diverso dall'acciaio la filettatura è ricavata all'interno di una boccola di acciaio accoppiata al blocchetto per interferenza.