ITBO20110321A1 - Forcellino e telaio per bicicletta - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per Invenzione Industriale dal titolo:

"FORCELLINO E TELAIO PER BICICLETTA"

La presente invenzione è relativa ad un forcellino ed un telaio per una bicicletta, in particolare per una bicicletta da pista.

In genere una bicicletta comprende un telaio; una ruota anteriore ed una ruota posteriore, le quali sono collegate al telaio in modo girevole; ed un sistema di trasmissione della forza dal ciclista alla ruota posteriore. In particolare il sistema di trasmissione comprende, a sua volta, un sistema a pedali atto ad essere azionato direttamente dal ciclista, una corona solidale al sistema a pedali e montata in modo girevole in corrispondenza di un nodo centrale del telaio, una puleggia solidale alla ruota posteriore ed una catena per trasferire il momento rotante dalla corona alla puleggia.

È noto che il telaio di una bicicletta comprenda, a sua volta, una forcella, per il supporto della ruota anteriore, ed un carro posteriore per il supporto della ruota posteriore. Il carro posteriore comprende sostanzialmente una coppia di strutture di supporto della ruota posteriore speculari tra loro rispetto ad un piano di simmetria della bicicletta; la ruota posteriore essendo interposta tra entrambe le strutture di supporto. Generalmente, ciascuna struttura di supporto della ruota posteriore comprende un fodero orizzontale ed un fodero verticale solidali tra loro in corrispondenza di rispettive estremità libere inferiori.

Rispetto ad una bicicletta tradizionale, una bicicletta da pista è priva di freni e di cambio ed è comunemente definita a "rapporto unico", in cui il termine "rapporto" indica il rapporto tra i denti della corona ed i denti del pignone. In altre parole, il sistema di trasmissione della forza di una bicicletta da pista comprende una sola corona ed un solo pignone.

A questo proposito si osserva che per un ciclista la scelta del rapporto da utilizzare è dettata dal particolare tipo di gara da effettuare, ad esempio: un rapporto "corto" permette di sviluppare un'accelerazione maggiore ed è particolarmente adatto negli scatti e nelle gare con partenza da fermo; mentre, un rapporto "lungo" permette di sviluppare velocità elevate particolarmente adatte durante il finale delle gare di inseguimento e su lunga distanza. Per poter permettere una variazione del rapporto in funzione delle necessità, è noto che una bicicletta da pista comprenda una coppia di forcellini, ciascuno dei quali è solidale ad una estremità libera di una rispettiva struttura di supporto della ruota posteriore e presenta una scanalatura longitudinale sostanzialmente parallela al terreno. Ciascun forcellino supporta una rispettiva estremità di un corpo cilindrico, su cui sono calzati sia il pignone sia la ruota posteriore. Il corpo cilindrico può essere fissato in una posizione a piacere lungo ciascuna scanalatura del forcellino: la posizione del corpo cilindrico lungo una scanalatura dipendendo dal tipo di rapporto scelto. Si osserva che la posizione del corpo cilindrico lungo una scanalatura viene impostata mediante un elemento di battuta montato scorrevole all'interno della scanalatura stessa; preferibilmente, l'elemento di battuta è fissato ad un sistema a vite che trasla lungo la scanalatura mediante l'azione di un sistema vite-madrevite.

Si osserva che, in genere, il telaio di una bicicletta da pista è realizzato in carbonio, mentre i forcellini sono realizzati di materiale metallico e sono fissati al telaio in carbonio mediante incollaggio od avvitatura. Per garantire il fissaggio è noto che ciascun forcellino comprenda sostanzialmente due pareti laterali da applicare alla struttura in carbonio sostanzialmente a pacchetto; in altre parole la struttura in carbonio viene stretta tra una coppia di lastre metalliche contrapposte definenti il forcellino. Questo tipo di fissaggio provoca tuttavia un indebolimento locale della struttura del telaio.

Inoltre, è noto di realizzare forcellini di dimensioni estese in modo da definire anche almeno una porzione terminale del fodero verticale ed almeno una porzione terminale del fodero orizzontale; in altre parole, è noto di realizzare dei forcellini che definiscono parte anche di una struttura di supporto tradizionale. Questi tipi di forcellini presentano l'inconveniente di essere pesanti e di essere di complicata e costosa realizzazione.

Scopo della presente invenzione è di realizzare un forcellino in grado di superare gli inconvenienti dei forcellini di tipo noto sopra descritti.

Scopo della presente invenzione è di fornire un telaio per una bicicletta, in particolare una bicicletta da pista, comprendente almeno un forcellino secondo la presente invenzione.

Secondo la presente invenzione viene fornito un forcellino ed un telaio per una bicicletta, in particolare una bicicletta da pista, secondo quanto citato nelle rivendicazioni allegate.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figure 1 è una vista laterale di un forcellino e di un telaio per una bicicletta da pista secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista dall'alto della figura 1; - la figura 3 è una sezione secondo la linea III-III della figura 1;

- la figura è una sezione secondo la linea IV-IV della figura 2;

- la figura 5 è una vista laterale di un forcellino; - la figura 6 è una sezione secondo la linea VI-VI della figura 5; e

- la figura 7 è una vista dall'alto del forcellino della figura 5.

Nella figure 1 e 2, con 1 è indicato nel suo complesso un telaio per una bicicletta, in particolare una bicicletta da pista, comprendente una forcella 2, per il supporto di una ruota anteriore (non illustrata), ed un carro posteriore 3 per il supporto della ruota posteriore (non illustrata). Il carro posteriore 3 comprende, a sua volta, una coppia di strutture di supporto 4 della ruota posteriore speculari tra loro rispetto ad un piano P di simmetria del telaio 1, la ruota posteriore essendo atta ad essere interposta, in modo noto e non illustrato, tra le strutture di supporto 4 (figura 2). Ciascuna struttura di supporto 4 comprende un fodero orizzontale 5 ed un fodero verticale 6, i quali sono solidali tra loro in corrispondenza di una estremità libera inferiore.

Con riferimento alle figure da 1 a 4, il telaio 1 presenta una coppia di alloggiamenti 7, ciascuno dei quali è realizzato in corrispondenza di una rispettiva estremità della struttura di supporto 4. Il telaio 1 comprende inoltre una coppia di forcellini 8, ciascuno dei quali è inserito all'interno di un rispettivo alloggiamento 7 ed è solidale al telaio 1, come verrà spiegato meglio in seguito.

Il telaio 1 presenta una coppia di alloggiamenti 9, ciascuno dei quali è realizzato in prossimità di un rispettivo alloggiamento 7. Il telaio 1 comprende inoltre una coppia di rotelle 10, ciascuna delle quali è inserita all'interno di un rispettivo alloggiamento 9, come verrà spiegato meglio in seguito. In particolare, ciascun alloggiamento 9 è passante e si affaccia all'esterno del telaio 1 in corrispondenza di un'apertura laterale 11 esterna (figura 1) ed un'apertura laterale 12 interna (figura 4); ciascuna rotella 10 sporge (figura 3) all'esterno del telaio 1 sia in corrispondenza dell'apertura laterale 11 esterna sia in corrispondenza dell'apertura laterale 12 interna.

Il telaio 1 presenta, in aggiunta, una coppia di fori 13, ciascuno dei quali presenta un asse 14, è di forma cilindrica e mette in comunicazione un alloggiamento 9 con il rispettivo alloggiamento 7. Preferibilmente, l'asse 14 del foro 13 è orizzontale, in altre parole, sostanzialmente parallelo ad un piano di appoggio. Il telaio 1 comprende, inoltre, una coppia di viti 15 ciascuna delle quali è inserita in un rispettivo foro 13, è coassiale all'asse 14 ed è montata scorrevole lungo il foro 13 stesso. Si osserva che ciascuna vite 15 è disposta, almeno parzialmente, attraverso l'alloggiamento 7 e l'alloggiamento 9 e la vite 15 è coassiale al rispettivo foro 13. In particolare, ciascuna rotella 10 è calzata sulla rispettiva vite 15 in corrispondenza dell'alloggiamento 9 e la vite 15 sporge all'interno del forcellino 8, come verrà spigato meglio in seguito. La rotella 10 è atta a variare il posizionamento della vite 15 all'interno del rispettivo forcellino 8. Ciascuna vite 15 comprende una testa 16, la quale definisce un elemento di battuta per un corpo cilindrico (di tipo noto e non illustrato) di supporto della ruota posteriore e del pignone (noti e non illustrati) impegnato con il forcellino 8, come verrà spiegato meglio in seguito.

Secondo quanto illustrato nella figura 3, l'alloggiamento 7 è delimitato da due profili a C del telaio 1, i quali sono contrapposti e delimitano una guida 17a superiore e, rispettivamente, una guida 17b inferiore. In particolare, l'alloggiamento 7 è delimitato lateralmente da due pareti laterali qui di seguito indicate con i numeri 18 e, rispettivamente, 19. La parete laterale 19 è interna, vale a dire affacciata all'altra struttura di supporto 4, e la parete laterale 18 è esterna. Inoltre, l'alloggiamento 7 presenta due superfici di battuta qui di seguito indicate con 20 ed 21. La superficie di battuta 20 è superiore e la superficie di battuta 21 è inferiore. Le superfici di battuta 20 e 21 sono contrapposte tra loro e convergenti lungo un asse longitudinale. L'alloggiamento 7 presenta, inoltre, una superficie di battuta 22 trasversale alle superfici di battuta 20 e 21. La superficie di battuta 22 è perpendicolare all'asse 14 ed è attraversata dal foro 13. L'alloggiamento 7 è posto lateralmente in comunicazione con l'esterno attraverso un'apertura laterale 24 esterna ed un'apertura laterale 25 interna (ovvero rivolta verso l'altra struttura di supporto 4). Inoltre, l'alloggiamento 7 presenta un'apertura 23 che è contrapposta al foro 13 lungo l'asse 14. L'apertura 23 è delineata sostanzialmente su un piano perpendicolare all'asse 14.

Secondo quanto illustrato nelle figure da 5 a 7, il forcellino 8 comprende un corpo centrale 26, il quale presenta una scanalatura 31 con asse 32 longitudinale ed un'apertura 35, la quale è trasversale all'asse 32 stesso. Il corpo centrale 26 presenta, inoltre, un foro 33 coassiale all'asse 32 ed in comunicazione con la scanalatura 31 in corrispondenza di un'apertura 34, la quale è contrapposta all'apertura 35. Il corpo centrale 26 presenta una coppia di superfici laterali maggiori indicate qui di sequito con 27 e, rispettivamente, 28.

Il forcellino 8 comprendere, inoltre, una coppia di pareti laterali 29 e, rispettivamente, 30. La parete laterale 29 sporqe dalla superficie laterale maqqiore 27; mentre, la parete laterale 30 sporqe dalla superficie laterale maqqiore 28. Le pareti laterali 29 e 30 delimitano lateralmente, almeno in parte, la scanalatura 31. In particolare, le pareti laterali 29 e 30 ed il corpo centrale 26 sono realizzati in un blocco unico. In altre parole, il corpo centrale 26 e le pareti laterali 29 e 30 sono inteqrali tra di loro e formano un corpo unico. La scanalatura 31 attraversa, trasversalmente all'asse 32 il blocco del forcellino 8. In altre parole, la scanalatura 31 attraversa trasversalmente all'asse 32 sia la parete laterale 29 sia il corpo centrale 26 sia la parete laterale 30. Si osserva che la scanalatura 31 presenta un profilo laterale (vale a dire il profilo di incidenza con le pareti laterali 29 e 30) ad U.

La scanalatura 31 presenta una superficie di battuta 36, la quale presenta un profilo laterale semi-circolare. L'apertura 34 è realizzata in corrispondenza della superficie di battuta 36. In altre parole, il foro 33 si affaccia all'interno della scanalatura 31 in corrispondenza della superficie di battuta 36.

Con riferimento a quanto illustrato nella fiqura 5, il forcellino 8 presenta una forma sostanzialmente a C.

Secondo quanto illustrato in dettaqlio nelle fiqure da 3 a 7, il corpo centrale 26 presenta una pluralità di fori 37, ciascuno dei quali presenta un asse 38 trasversale all'asse 32 della scanalatura 31 ed attraversa il corpo centrale 26 affacciandosi alle superfici laterali maqqiori 27 e 28.

Con riferimento alla fiqura 4, la scanalatura 31 divide sostanzialmente a metà il corpo centrale 26 lunqo un piano di simmetria del forcellino 8; più precisamente, la scanalatura 31 divide il corpo centrale 26 in una parete 26a superiore ed in una parete 26b inferiore, le quali sono complanari e sono colleqate tra loro mediante le pareti laterali 29 e 30. La parete 26a superiore e la parete 26b inferiore sono speculari rispetto all'asse 32. La parete 26a superiore presenta una successione di tre fori 37a distanziati tra loro lunqo l'asse 32; analoqamente, la parete 26b inferiore presenta una successione di tre fori 37b distanziati tra loro lunqo l'asse 32.

Preferibilmente, il corpo centrale 26 presenta uno spessore compreso tra il 25% ed il 45% dello spessore totale del forcellino 8, lo spessore essendo l'estensione lungo 1'asse 38.

Secondo quanto illustrato nelle figure da 1 a 4, il forcellino 8 è atto ad essere inserito all'interno dell'alloggiamento 7 attraverso l'apertura 23 in modo che il corpo centrale 26 si impegni in modo scorrevole lungo l'asse 14 all'interno dell'alloggiamento 7 stesso. In particolare, si osserva che la parete 26a superiore e la parete 26b inferiore del corpo centrale 26 si impegnano con la guida 17a superiore e, rispettivamente, con la guida 17b inferiore.

Il corpo centrale 26 è montato a battuta contro la superficie di battuta 36 ed è realizzato in modo che l'asse 32 della scanalatura 31 sia allineato con l'asse 32 del foro 33. Inoltre, le dimensioni lungo l'asse 32 del corpo centrale 26 sono tali che l'apertura 35 sia disposta in corrispondenza dell'apertura 23 dell'alloggiamento 7. Infine, le pareti laterali 29 e 30 sono atte a disporsi e sporgere esternamente attraverso le aperture laterali 24 e, rispettivamente 25.

Con riferimento a quanto sopra descritto si osserva che il forcellino 8 è atto ad essere inserito parzialmente all'interno dell'alloggiamento 7 del telaio 1, ed è realizzato in modo tale che le pareti laterali 29 e 30 (illustrate nella figura 3) sporgano al di fuori della struttura del telaio 1 in corrispondenza delle aperture laterali 24 e 25. Sostanzialmente, il forcellino 8 è montato a pacchetto tra le pareti laterali 18 e 19 di carbonio del telaio 1.

Con riferimento alla figura 3, si osserva che il telaio 1 comprende una pluralità di viti 40 (per semplicità illustrate solamente nella figura 3) ciascuna delle quali è atta ad impegnarsi con un rispettivo foro 37 del forcellino 8 come verrà spiegato meglio in seguito ed è atta a fissare il forcellino 8 all'interno dell'alloggiamento 7. In particolare, le viti 40 sono atte ad impedire traslazioni del forcellino 8 lungo all'interno dell'alloggiamento 7. Preferibilmente, il telaio 1 comprende sei viti 40 per il fissaggio del forcellino 8 al telaio 1 stesso; in particolare, tre viti 40 sono fissate alla parete laterale 18 esterna del telaio 1 e tre viti 40 sono fissate alla parete laterale 19 interna del telaio 1. Preferibilmente, le viti 40 applicate ad una stessa parete laterale 18 o 19 del telaio 1 sono distribuite a quiconce, vale a dire alternate tra loro. In altre parole, due viti 40 applicate ad una stessa parete laterale 18 o 19 del telaio 1 non sono inserite in due fori 37 direttamente adiacenti del forcellino 8 (due viti 40 impegnano la parete 26a superiore ed una vite 40 una impegna la parete 26b inferiore e viceversa) .

Sempre con riferimento alle figure da 1 a 4, si osserva che la vite 15 è montata scorrevole nel foro 13 lungo l'asse 14 ed attraversa almeno in parte la scanalatura 31, il foro 33 e la rotella 10 nell'alloggiamento 9. Si osserva che la rotella 10 è montata girevole attorno all'asse 14 ed attorno alla vite 15. In particolare, la rotella 10 impegna il profilo ad elica della vite 15 e la posizione della vite 15 stessa lungo l'asse 32 della scanalatura 31 è variata in funzione della rotazione della rotella 10 (sistema vite-madrevite in cui la rotella è fissa rispetto all'asse 14 e la vite 15 trasla). La posizione della testa 16 della vite 15 lungo la scanalatura 31 è definita dalla posizione relativa assunta tra rotella 10 e vite 15. Nella figura 4 la testa 16 è illustrata a battuta contro la superficie laterale maggiore 27 della scanalatura 31; secondo un'altra configurazione (non illustrata) la testa 16 può essere disposta in corrispondenza dell'apertura 35 della scanalatura 31; secondo un'ulteriore variante (non illustrata) la testa 16 può essere disposta in una posizione intermedia tra la superficie laterale maggiore 27 e l'apertura 35.

Si osserva che le pareti laterali 29 e 30 del forcellino 8 sporgendo al di fuori del telaio 1 definiscono delle pareti di spallamento contro cui vengono stretti degli elementi di serraggio (generalmente dei bulloni) del corpo cilindrico di supporto della ruota posteriore e del pignone (noti e non illustrati).

In uso, il forcellino 8 è disposto all'interno del telaio 1 ed è fissato ad esso mediante le viti 40, in questo modo il forcellino 8 agisce sostanzialmente come un'armatura interna del telaio 1 in carbonio non precaricando il telaio 1 stesso con pressioni di serraggio come avviene, invece, attualmente nei sistemi di fissaggio dei forcellini noti.

La rotella 10 viene ruotata attorno all'asse 32 in modo da traslare la vite 15 lungo l'asse 32 stesso a seconda del rapporto scelto. In particolare, la rotella 10 viene ruotata fino a quando la catena del sistema di trasmissione (non illustrato) viene mantenuta tesa in funzione del rapporto di trasmissione prescelto.

Da quanto sopra esposto discende che, il forcellino 8 è di semplice ed economica realizzazione in quanto presenta ingombri molto ridotti e presenta una forma geometrica estremamente semplice. Inoltre, il forcellino 8 del tipo sopra descritto presenta grossi vantaggi sia di montaggio sia strutturali; in particolare, si osserva che il forcellino 8 essendo inserito all'interno del telaio 1 non comprime la struttura in carbonio del telaio 1 stesso, che pertanto non è indebolita da forze di compressione. Il forcellino 8 del tipo sopra descritto si inserisce facilmente all'interno del proprio alloggiamento (anch'esso di facile realizzazione) e permette di ridurre significativamente il quantitativo di collanti generalmente utilizzati per il fissaggio tra forcellino e telaio.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Forcellino per un telaio (1) per una bicicletta, in particolare per una bicicletta da pista; il forcellino (8) presenta una forma sostanzialmente ad U e comprende un corpo centrale (26) presentante una prima ed una seconda superficie laterale maggiore (27, 28) ; il forcellino (8) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere una prima ed una seconda parete laterale (29, 30) ; la prima parete laterale (29) sporgendo dalla prima superficie laterale maggiore (27) ; la seconda parete laterale (30) sporgendo dalla seconda superficie laterale maggiore (28) ; il forcellino (8) presentando una scanalatura (31) longitudinale con asse (32) ed in comunicazione con l'esterno attraverso una prima ed una seconda apertura laterale maggiore (24, 25) ed una prima e seconda apertura laterale minore (34, 35) ; la prima e la seconda apertura laterale maggiore (24, 25) si estendono lungo il detto asse (32) e sono realizzate nella prima e, rispettivamente, seconda parete laterale (29, 30) ; la prima e la seconda apertura laterale minore (34, 35) sono trasversali a detto asse (32) ; il forcellino (8) presentando un foro (33) coassiale a detto asse (32) ed in comunicazione con la scanalatura (31) in corrispondenza della prima apertura laterale minore (34) .
2. 2. Forcellino secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui lo spessore del corpo centrale (26) è tra il 25% ed il 45% dello spessore complessivo del forcellino (8).
3. 3. Forcellino secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo centrale (26) comprende una prima ed una seconda parete centrale (26a, 26b), le quali sono collegate tra loro dalla prima e dalla seconda parete laterale (29, 30).
4. 4. Forcellino secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo centrale (26) presenta una pluralità di fori (37) trasversali a detto asse (32).
5. 5. Forcellino secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima e la seconda parete laterale (29, 30) sono integrali con il corpo centrale (26).
6. 6. Forcellino secondo una delle rivendicazioni precedenti, il forcellino (8) essendo realizzato di materiale metallico.
7. 7. Telaio per una bicicletta, in particolare per una bicicletta da pista, comprendente almeno un forcellino (8) secondo quanto rivendicato in una delle rivendicazioni da 1 a 6.
8. 8. Telaio per una bicicletta secondo la rivendicazione 7 e comprendente una struttura di supporto (4) per una ruota; la struttura di supporto (4) presentando un alloggiamento (7) all'interno del quale è inserito, almeno in parte, il forcellino (8).
9. 9. Telaio per una bicicletta secondo la rivendicazione 7 o 8; il telaio (1) essendo realizzato di carbonio.