ITBO990282A1 - Manovella a braccio di leva variabile . - Google Patents

Description

La presente invenzione si riferisce al settore delle manovelle, e più in particolare ad una manovella a braccio di leva variabile azionata a pedale.

In generale una manovella comprende un organo di braccio normale all’asse di rotazione ed un bottone di manovella che costituisce il perno di articolazione con l’elemento azionatore.

Una bicicletta, ad esempio, comprende un gruppo di pedaliera per consentirne la sua movimentazione, comprendente un albero calettato con gli organi di braccio di due rispettive manovelle a pedale, nel seguito indicate per brevità con il termine pedivelle, all’estremità di ciascuna delle quali, in corrispondenza del bottone di pedivella, è connesso un asse per il sopporto di un pedale. Una delle due pedivelle, generalmente quella posta sul lato destro rispetto alla direzione di marcia del veicolo, è connessa ad una ruota dentata per la trasmissione del moto, mediante una catena, ad un pignone fissato alla ruota posteriore.

La bicicletta è azionata mediante la forza di spinta esercitata sulle due pedivelle secondo un andamento circolare alternato, in modo tale che la fase di spinta esercitata su una pedivella corrisponda ad una fase di ritorno dell’altra pedivella. Perciò, il momento di rotazione impresso al pignone della ruota su un intero arco a 360° è dovuto al movimento del pedale connesso ad una pedivella per un arco pari a 180° dalla sua posizione di massima distanza dal terreno verso la direzione di marcia della bicicletta, e per il restante arco è dovuto all’altra pedivella, secondo un analogo moto circolare.

Un incremento della lunghezza dell’organo di braccio di ima pedivella, determina un aumento del braccio di leva e di conseguenza un aumento del momento di rotazione e della potenza esprimibile, a parità di forza impressa sul pedale della pedivella. Tale incremento, tuttavia, aumenta anche l’ampiezza del movimento circolare dei pedali e di conseguenza lo sforzo totale prodotto.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare al suddetto inconveniente, realizzando un dispositivo che consenta di aumentare la potenza espressa dal gruppo di pedaliera a parità di forza applicata, e di mantenere costante l’ampiezza del movimento circolare dei pedali.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo che risulti nel suo complesso di elevata resistenza, affidabile nel tempo e di semplice ed economica fabbricazione.

Al fine di raggiungere gli scopi sopra indicati l’invenzione ha per oggetto una pedivella o manovella a braccio di leva variabile, comprendente un organo di braccio ed un bottone di manovella, caratterizzata dal fatto che il bottone di manovella è mobile scorrevolmente rispetto all'organo di braccio da una posizione di massimo ad una posizione di minimo braccio di leva, mezzi di sincronizzazione essendo accoppiati all'organo di braccio ed al bottone di manovella per provocare il movimento alternato del bottone di manovella dalla posizione di massimo alla posizione di minimo e viceversa, in sincronizzazione con il moto di rotazione della pedivella o manovella.

Un vantaggio della presente invenzione consiste nell’aumentare il braccio di leva di una manovella fino ad un punto di massimo durante le fasi di maggiore spinta da parte di un utente (nel seguito riferite come fasi attive), e di diminuire detto braccio fino alla posizione di minimo nella fasi di spinta minore o nulla (nel seguito riferite come fasi passive), in modo tale che l’ampiezza del movimento dei pedali risulti pari all’ampiezza del movimento dei pedali di una manovella con un braccio di leva costante.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue di un esempio preferito di attuazione, con riferimento alle figure annesse di un gruppo di pedaliera di una bicicletta, date a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista prospettica di un gruppo di pedaliera destro secondo la presente invenzione,

la figura 2 è una vista in sezione dall’alto del dispositivo di figura 1, la figura 3a è una vista laterale di una particolare forma di attuazione dei mezzi di sincronizzazione della presente invenzione,

la figura 3b è una vista in sezione secondo la linea X-X di figura 3a, la figura 4a è una vista frontale di una forma di attuazione preferita della presente invenzione, e

la figura 4b è una vista in sezione secondo la linea A-A di figura 4a. Con riferimento ora alla figura 1, un gruppo di pedaliera 1 comprende un organo di braccio 2, connesso ad una ruota dentata (non illustrata) per la trasmissione del movimento, ed un bottone di pedivella 3 a cui è fissato un perno 4 per un pedale 5. Un’estremità dell’organo di braccio 2 comprende una porzione cava al cui interno è alloggiato almeno parzialmente un disco 7, che comprende, nella sua porzione periferica 8 delle due rispettive facce, una scanalatura 9, e nella sua porzione interna, il bottone di pedivella 3, al cui interno è inserito il perno 4, fissato, ad esempio, ma non limitativamente, mediante un anello elastico inserito sulla scanalatura 19. La porzione cava dell’organo di braccio 2 comprende nelle pareti periferiche una serie di sfinestrature 6 per l’alloggiamento del disco 7 e le sue connessioni con i rispettivi elementi del gruppo di pedaliera.

L’estremità dell’organo di braccio 2 opposta alla porzione cava comprende una porzione, ad esempio ma non limitativamente, a disco 11 in cui sono ricavate due coppie di asole 12 per la suddetta connessione dell’organo di braccio 2 alla ruota dentata, e la cui utilità risulterà più chiara nel seguito della descrizione.

In figura 2 è illustrata una vista in sezione dall’alto di un gruppo di pedaliera destro comprendente l’organo di braccio 2 ed il pedale 5. Un’estremità dell’organo di braccio 2 comprende la porzione cava al cui interno è alloggiato girevole il disco 7 e le cui pareti laterali comprendono le sfinestrature 6 per consentire le connessioni con gli altri elementi del gruppo di pedaliera. Il disco 7 è mantenuto in detto alloggiamento mediante una coppia di cuscinetti a sfera 20, connessi alle pareti laterali dell’organo di braccio 2 e scorrevoli all’intemo della scanalatura 9 della porzione periferica 8 del disco 7.

Naturalmente l’articolazione tra l’organo di braccio 2 ed il disco 7 può essere realizzata anche con modalità diverse da quelle illustrate nella presente forma di attuazione, fermi restando gli scopi ed i vantaggi della presente invenzione.

La parete laterale dell’ organo di braccio 2 affacciata sul pedale 5 comprende un coperchio 13 fissato all’organo di braccio 2, ad esempio ma non limitativamente, mediante due viti 14, e comprendente una delle sfinestrature 6. Il perno 4 è connesso al disco 7 attraverso le due sfinestrature laterali 6 mediante due cuscinetti a sfere 10 mantenuti in battuta su dette sfinestrature laterali 6 disposte contrapposte. Sempre sul perno 4 è fissata una leva bilanciere 15 mantenuta distanziata dal cuscinetto a sfera 10 mediante una rondella di spallamento 16. Il pedale 5 è fissato al perno mediante una boccola di bloccaggio pedale 17 ed una boccola di bloccaggio pedivella 18.

In figura 4a è illustrata in vista frontale una forma di attuazione, data a puro titolo di esempio non limitativo, del disco 7, ed in figura 4b, una vista in sezione secondo la linea X-X di figura 4a. Il disco 7 comprende su ciascuna faccia una scanalatura 9 ricavata nella porzione esterna 8, e al cui interno scorre il cuscinetto a sfera 20. La porzione interna del disco 7 presenta una conformazione a “quadrifoglio” comprendente quattro aperture radiali 21 definite dalle porzioni di diametro 22. Tra una porzione esterna 8 ed una delle porzioni di diametro 22 è ricavato il bottone di pedivella 3, comprendente una sede 23 adatta per l’inserimento del perno 4, la cui parete laterale 24 affacciata all’ interno del disco 7 risulta di spessore maggiore per offrire più resistenza alle sollecitazioni del perno 4 stesso.

Nell’uso, la pressione esercitata sul pedale 5 consente un movimento circolare dell’organo di braccio 2 per la trasmissione del moto alla ruota dentata e quindi al pignone delle ruota, e contemporaneamente consente una rotazione, sincronizzata con il movimento della pedivella, del disco 7 all’interno della porzione cava dell’organo di braccio 2 e quindi lo scorrimento del perno 4 lungo le sfinestrature 6. Tale movimento, favorito dalla presenza dei cuscinetti a sfera 10 scorrevoli sulle sfinestrature 6, modifica la posizione relativa del perno 4, e conseguentemente del bottone di manovella 3, rispetto all’organo di braccio 2, modificando il braccio di leva della pedivella.

In particolare, all inizio della fase attiva della pedivella, quando cioè il pedale 5 si trova nella sua posizione di massimo allontanamento dal terreno ( a 90° rispetto la direzione di marcia), il perno 4 si trova in una posizione intermedia rispetto all’estensione delle sfinestrature laterali 6. Una spinta esercitata sul pedale 5, e quindi sul perno 4, forza il disco 7 a ruotare rispetto all’organo di braccio 2, facendo scorrere contemporaneamente lungo le sfinestrature laterali 6 il perno 4, fino ad una posizione della pedivella parallela al terreno in cui detto perno 4 va in battuta contro l’estremità anteriore della sfinestratura 6, determinando la posizione di massimo braccio di leva. La successiva spinta che porta il pedale 5 verso il terreno nella posizione finale della fase attiva, prosegue la rotazione del disco 7 rispetto all’organo di braccio 2 riportando progressivamente il perno 4 nella posizione intermedia rispetto alle sfinestrature laterali 6.

Durante la fase passiva, la pedivella completa il percorso circolare passando da una posizione parallela al terreno, in cui la rotazione del disco 7 porta il perno 4 in battuta con l’estremità posteriore della sfinestratura 6, corrispondente alla posizione di minimo del braccio di leva, fino alla posizione di inizio della fase attiva, precedentemente descritta.

In questa forma di attuazione preferita, durante tutto il movimento circolare dell’organo di braccio 2 la porzione di diametro 22 su cui è ricavata la sede 23 all’interno del disco 7, mantiene sempre la stessa angolazione rispetto al terreno dell’organo di braccio 2.

Nell’uso la presenza della leva bilanciere 15 aumenta la superficie di appoggio di un piede sul pedale 5, in modo tale da favorire il movimento di rotazione del disco 7 all’interno della porzione cava dell’organo di braccio 2.

Come descritto in precedenza, la porzione a disco 11 dell’organo di braccio 2 comprende due coppie di asole 12 per la connessione con l’albero calettato (non illustrato) del gruppo di pedaliera. Tali asole 12 consentono di montare l’organo di braccio 2 in differenti posizioni relative rispetto all’albero calettato, in modo tale da variare, durante la fase di assemblaggio di un gruppo di pedaliera, l’effettiva distanza del pedale rispetto all’albero calettato e quindi personalizzare il gruppo di pedaliera secondo le esigenze di un utente.

Sebbene gli esempi sopra descritti si riferiscano tutti a particolari forme di realizzazione degli elementi componenti una pedivella, un tecnico esperto del settore non avrà difficoltà a riconoscere come con mezzi equivalenti possano essere ottenute forme di attuazione alternative della presente invenzione, ferma restando la realizzazione di un movimento del bottone di pedivella 3 rispetto all’organo di braccio 2 da una posizione di massimo ad una posizione di minimo braccio di leva, in sincronizzazione con il moto di rotazione della pedivella stessa.

Secondo un’altra forma di attuazione della presente invenzione, illustrata in figura 4a e 4b, la connessione del perno 4 sulle sfinestrature laterali 6 è realizzata secondo ima modalità differente, per garantire una maggiore scorrevolezza del bottone di manovella 3 rispetto ai cuscinetti a sfera 10. In particolare il perno 4 è fissato su un carrello di guida 25 inserito all’interno della superficie interna 26 della sfinestratura laterale 6 dell’organo di braccio 2. Detta superficie interna 26 e le superfici laterali 27 del carrello di guida 25 sono di poco distanziati tra loro in modo tale da consentire l'inserimento di sfere di scorrimento 28, ed inclinati contrapposti per evitare la fuoriuscita delle sfere 28.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato, dato a titolo di esempio meramente esemplificativo, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pedivella o manovella a braccio di leva variabile, comprendente un organo di braccio (2) ed un bottone di manovella (3), caratterizzata dal fatto che il bottone di manovella (3) è mobile scorrevolmente rispetto all'organo di braccio (2) da una posizione di massimo ad una posizione di minimo braccio di leva, mezzi di sincronizzazione (7) essendo accoppiati all'organo di braccio (2) ed al bottone di manovella (3) per provocare il movimento alternato del bottone di manovella (3) dalla posizione di massimo alla posizione di minimo e viceversa, in sincronizzazione con il moto di rotazione della pedivella o manovella.
2. 2. Pedivella o manovella secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che i mezzi di sincronizzazione (7) sono montati girevoli rispetto all'organo di braccio (2).
3. 3. Pedivella o manovella secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che i mezzi di sincronizzazione girevoli comprendono almeno un elemento a disco (7).
4. 4. Pedivella o manovella secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che il bottone di manovella (3) comprende una sede (23) ricavata sull'elemento a disco (7), un perno (4) di un elemento azionatore essendo fissato in detta sede (23).
5. 5. Pedivella o manovella secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che l'organo di braccio (2) comprende ad una sua estremità una porzione cava entro la quale è alloggiato almeno parzialmente detto elemento a disco (7), due sfinestrature laterali (6) essendo ricavate sull'organo di braccio (2), da parti opposte rispetto all'elemento a disco (7), il perno (4) essendo inserito in detta sede (23) e attraversando dette sfinestrature (6).
6. 6. Pedivella o manovella secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che il perno (4) fissato sul disco (7) è accoppiato all’organo di braccio (2) mediante una coppia di primi elementi di scorrimento (10) scorrevoli nelle sfinestrature laterali (6) dell’organo di braccio (2).
7. 7. Pedivella o manovella secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che il disco (7) comprende almeno una scanalatura periferica (9) entro la quale si impegnano scorrevolmente secondi elementi di scorrimento (20) fissati all'organo di braccio (2).
8. 8. Pedivella o manovella secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che un estremità dell’organo di braccio (2) comprende una pluralità di asole (12).
9. 9. Pedivella o manovella secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il bottone di manovella (3) è connesso ad almeno un carrello di guida (25) scorrevole su sfere di scorrimento (28).
10. 10. Pedivella o manovella secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che al bottone di manovella (3) è connesso un pedale (5).