ITMI20011137A1 - Dispositivo per il collegamento di un pedale ad una pedivella di bicicletta atto ad incrementare a parita' di forza applicata al pedale la c - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

Il presente trovato ha come oggetto un dispositivo per il collegamento di un pedale ad una pedivella di bicicletta atto ad incrementare, a parità di forza applicata ad pedale, la coppia trasmessa alla ruota motrice della bicicletta.

Come è noto, il gruppo di propulsione delle biciclette è composto essenzialmente una coppia di pedivelle che sono fissate, in corrispondenza di una loro estremità, ad un perno il quale è supportato, in modo girevole, attorno al suo asse, dal telaio della bicicletta. Le due pedivelle sono solidali ad una corona dentata, il cui asse coincide con l'asse del perno citato. La corona dentata è collegata, per mezzo di una catena, ad una corona dentata solidale, almeno in un senso di rotazione, alla ruota posteriore della bicicletta. All'estremità di ciascuna pedivella, opposta rispetto all'estremità connessa al perno citato, è incernierato un pedale al quale viene applicata, da parte dell'utente, la forza per provocare la rotazione delle pedivelle e del perno attorno al suo asse per produrre così l'avanzamento della bicicletta.

Le due pedivelle sono orientate in senso diametralmente opposto tra loro rispetto alla corona dentata alla quale sono solidali in modo tale che, quando un pedale è rivolto verso il lato anteriore della bicicletta, l'altro pedale si trovi orientato verso il lato posteriore e viceversa.

L'avanzamento della bicicletta viene ottenuto applicando una forza, generata alternativamente dalle gambe dell'utente sui due pedali incernierati alle due pedivelle, che provoca la rotazione delle pedivelle e del perno attorno al suo asse producendo un moto rotatorio che, attraverso la catena, si trasmette alla ruota posteriore della bicicletta producendo l'avanzamento della stessa.

Nell'azionamento delle pedivelle, è identificabile una fase di spinta nella quale un pedale è caricato dall'azione della forza generata dalla gamba dell'utilizzatore, mentre il pedale percorre l'arco di rotazione rivolto verso il lato anteriore della bicicletta, ed una fase di richiamo, nella quale il pedale è scarico mentre percorre l'arco di circonferenza rivolto verso il lato posteriore della bicicletta.

A parità di forza applicata al pedale, la coppia che viene trasmessa alla ruota posteriore della bicicletta è proporzionale al braccio di tale forza rispetto all'asse del perno al quale sono fissate le due pedivelle.

Al fine di incrementare tale coppia, sono stati proposti dei dispositivi che, per mezzo di diversi sistemi, incrementano il braccio della forza applicata ai pedali nella fase di spinta e, al tempo stesso, diminuiscono il braccio di questa forza in fase di richiamo.

Generalmente, questi dispositivi comportano la realizzazione di apposite pedivelle notevolmente diverse rispetto alle pedivelle di tipo tradizionale. A causa di questo fatto, l'adozione di tali dispositivi comporta inevitabilmente un incremento anche sensibile del costo complessivo della bicicletta .

Inoltre, questi dispositivi risultano generalmente complessi dal punto di vista costruttivo, rendono il sistema di trasmissione troppo elastico e penalizzano le prestazioni in alcune circostanze dove è richiesta la massima rigidità del sistema, come ad esempio negli scatti, e cioè quando la forza applicata ai pedali viene incrementata repentinamente, o quando la forza è esercitata restando in piedi sui pedali.

Compito precipuo del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, realizzando un dispositivo per il collegamento di un pedale ad una pedivella di bicicletta che sia atto ad incrementare, a parità di forza applicata al pedale, la coppia trasmessa alla ruota motrice della bicicletta, senza comportare necessariamente una modifica delle pedivelle.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo che possa essere adottato anche senza sostanziali modifiche dei pedali di tipo standard per biciclette.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo strutturalmente semplice che possa essere prodotto con costi competitivi.

Un ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo che mantenga sostanzialmente le stesse condizioni di rigidità dei sistemi di trasmissione della forza dai pedali alla catena di tipo tradizionale.

Un altro scopo ancora del trovato è quello di realizzare un dispositivo che non alteri sostanzialmente le condizioni di pedalata per 1'utilizzatore .

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo per il collegamento di un pedale ad una pedivella di bicicletta, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento di collegamento accoppiato girevolmente, attorno ad un asse di rotazione, ad un perno associabile alla testa di una pedivella ed un elemento di connessione di detto elemento di collegamento ad un pedale, detto elemento di connessione sviluppandosi secondo un asse sostanzialmente parallelo e distanziato da detto asse di rotazione lungo una direzione avente almeno una componente parallela all'asse longitudinale della pedivella, almeno durante un arco di rotazione della pedivella, per un incremento, nella fase di spinta, del braccio della forza esercitata sul pedale rispetto all'asse di rotazione della pedivella.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del dispositivo secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 illustra il dispositivo secondo il trovato in vista prospettica in esploso;

la figura 2 illustra schematicamente il comportamento del dispositivo durante la rotazione della pedivella;

la figura 3 illustra un grafico relativo all'andamento del braccio della forza applicata ad un pedale rispetto all'asse di rotazione della pedivella, durante la rotazione della pedivella, a seguito dell'adozione del dispositivo secondo il trovato.

Con riferimento alle figure citate, il dispositivo secondo il trovato, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un elemento di collegamento 2 che è accoppiato, in modo girevole, attorno ad un asse di rotazione 3, ad un perno 4 il quale è associabile alla testa 5 di una pedivella 6. Il dispositivo comprende inoltre un elemento di connessione 7 dell'elemento di collegamento 2 ad un pedale 8. L'elemento di connessione 7 si sviluppa lungo un asse 9 che è parallelo e distanziato rispetto all'asse di rotazione 3 lungo una direzione che ha almeno una componente parallela all'asse longitudinale della pedivella 6, almeno durante un arco di rotazione della pedivella 6 attorno all'asse di rotazione 30 della stessa pedivella 6.

Più particolarmente, l'elemento di collegamento 2 comprende un corpo a biscotto 10 nel quale è definita una sede 11 per il perno 4. In tale sede 11 è alloggiato almeno un cuscinetto che è interposto tra il perno 4 e il corpo a biscotto 10.

Preferibilmente, all'interno della sede 11 è alloggiata una coppia di cuscinetti a sfere 12 che supportano, in modo girevole, il perno 4 attorno al suo asse 3. I cuscinetti 12 sono interposti tra uno spallamento definito da un rilievo anulare 13, previsto lungo lo sviluppo assiale del perno 4, ed un anello elastico 14.

Un'estremità 4a del perno 4 fuoriesce da un lato del corpo a biscotto 10 e tale estremità 4a è opportunamente dimensionata e filettata per accoppiarsi con la sede filettata 15 prevista nella testa 5 delle pedivelle 6 di tipo tradizionale.

L'elemento di connessione 7 è costituito sostanzialmente da un albero 16 il quale presenta, sul suo mantello, due tratti filettati 16a, 16b che sono accoppiabili rispettivamente con una prima sede filettata 17 prevista nel corpo a biscotto 10 e con una seconda sede filettata 18 definita nel pedale 8.

Vantaggiosamente, il tratto filettato I6b può essere realizzato in modo tale da accoppiarsi con la sede filettata 18 già prevista in molti pedali di tipo standard e destinata ricevere il perno del pedale.

Opportunamente, sul tratto filettato 16a è disposta una ghiera 19 che viene utilizzata per operare il bloccaggio dell'accoppiamento tra lo stesso tratto filettato 16a e la sede 17.

Nel dispositivo secondo il trovato, il pedale 8 risulta solidalmente associato al corpo a biscotto 10 e il complesso costituito dal corpo a biscotto 10 e dal pedale 8 può ruotare, relativamente alla pedivella 6, attorno all'asse di rotazione 3.

Opportunamente, per mantenere il complesso costituito dal pedale 8 e dal corpo a biscotto 10 in una posizione di assetto sostanzialmente orizzontale per favorire il corretto inserimento della scarpa dell'utilizzatore nel dispositivo di aggancio, indicato dalle frecce 20 e 21, usualmente previsto sui pedali di tipo standard, sono previsti mezzi a frizione regolabile che sono interposti tra il corpo a biscotto 10 e il perno 4.

Più particolarmente, tali mezzi a frizione comprendono una bussola tagliata 22 che è alloggiata nella sede 11 e che si estende attorno ad un tratto del perno 4. Tale bussola 22 può essere tensionata, in modo regolabile, mediante un grano filettato 23 in modo tale da regolare il grado della frizione esercitata da tale bussola 22 contro il perno 4, a seconda delle esigenze.

Vantaggiosamente, grazie all'adozione della coppia di cuscinetti 12, il carico che si trasmette dal corpo a biscotto 10 al perno 4 risulta distribuito su un'area sufficientemente grande che consente di realizzare il perno 4 in un materiale leggero. Preferibilmente, il perno 4 viene realizzato in lega al titanio. Anche il corpo a biscotto 10 può essere realizzato in lega leggera conseguendo, per tutto il dispositivo secondo il trovato, un peso estremamente contenuto.

Il comportamento del dispositivo secondo il trovato, durante l'azionamento della bicicletta è illustrato nelle figure 2 e 3.

Con particolare riferimento alla figura 2, a seguito del fatto che il pedale 8 è mantenuto costantemente in una posizione sostanzialmente orizzontale dal piede del ciclista, anche il corpo a biscotto 10 conserverà la medesima posizione e pertanto, durante la rotazione della pedivella 6 attorno all'asse 30 del perno che collega tra loro le due pedivelle, l'asse 9 risulterà sempre posizionato anteriormente all'asse 3. A seguito di questo fatto, durante la fase di spinta, il cui angolo effettivo è stato indicato con a nella figura 2, l'asse 9 si troverà distanziato dall'asse 30 in misura maggiore rispetto alla fase di recupero. In sostanza, durante la fase di spinta, grazie al dispositivo secondo il trovato, il braccio della forza applicata dall'utente al pedale 8, rispetto all'asse 30, subisce un incremento variabile che, nel suo punto massimo, è pari alla distanza tra gli assi 3 e 9.

Più particolarmente, detto R il braccio di pedivella 6 e cioè la distanza tra l'asse 3 e l'asse 30 e detta a la distanza tra l'asse 9 e l'asse 3, il braccio della forza applicata al pedale rispetto all'asse 30, ha un andamento sinusoidale che varia da un massimo di R a ad un minimo di R - a.

In particolare, i valori maggiori di tale braccio si hanno durante la fase di spinta che vanno ad incrementare corrispondentemente la coppia motrice che si trasmette alla ruota posteriore della bicicletta, mentre i valori minori si hanno durante la fase di richiamo e pertanto non influiscono negativamente sulla pedalata.

In sostanza, il dispositivo secondo il trovato incrementa il braccio della forza applicata ai pedali rispetto all'asse di rotazione 30 delle pedivelle e quindi consente di incrementare, a parità di forza applicata al pedale, la coppia motrice che viene trasmessa alla ruota posteriore della bicicletta.

E' da notare che il dispositivo secondo il trovato non richiede alcuna modifica delle pedivelle tradizionali e può anche utilizzare pedali di tipo standard.

Un ulteriore vantaggio del dispositivo secondo il trovato è quello di mantenere la rotondità della pedalata e quindi di richiedere un adattamento minimo da parte dell'utilizzatore.

E' da notare anche che, il dispositivo secondo il trovato, qualora richiesto, può essere asportato dalle pedivelle per consentire il montaggio, su di queste, di pedali tradizionali.

Si è in pratica constatato come il dispositivo secondo il trovato assolva pienamente il compito prefissato in quanto consente di incrementare il braccio della forza applicata ai pedali rispetto all'asse di rotazione delle pedivelle senza richiedere necessariamente una modifica delle stesse pedivelle .

Il dispositivo così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti .

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (10)

1. R IV E N D I CA Z IO N I 1. Dispositivo per il collegamento di un pedale ad una pedivella di bicicletta, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento di collegamento accoppiato girevolmente, attorno ad un asse di rotazione, ad un perno associabile all'estremità libera di una pedivella ed un elemento di connessione di detto elemento di collegamento ad un pedale, detto elemento di connessione sviluppandosi secondo un asse sostanzialmente parallelo e distanziato da detto asse di rotazione lungo una direzione avente almeno una componente parallela all'asse longitudinale della pedivella, almeno durante un arco di rotazione della pedivella, per un incremento, nella fase di spinta, del braccio della forza esercitata sul pedale rispetto all'asse di rotazione della pedivella.
2. 2. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento di collegamento comprende un corpo a biscotto con definita una sede per detto perno, in detta sede essendo alloggiato almeno un cuscinetto interposto tra detto perno e detto corpo a biscotto.
3. 3. Dispositivo, secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detto perno fuoriesce con una sua estremità assiale da un lato di detto corpo a biscotto, detta estremità del perno essendo dimensionata e filettata per accoppiarsi con la sede filettata prevista nella testa di pedivelle standard.
4. 4. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto almeno un cuscinetto comprende una coppia di cuscinetti a sfere.
5. 5. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento di connessione comprende un albero con due tratti filettati accoppiabili rispettivamente con una prima sede filettata definita in detto corpo a biscotto e con una seconda sede filettata definita nel pedale.
6. 6. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto pedale è costituito da un pedale standard e dal fatto che detta seconda sede filettata è costituita dalla sede filettata per il perno del pedale.
7. 7. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una ghiera di bloccaggio dell'accoppiamento filettato tra detto albero e la pedivella.
8. 8. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi a frizione regolabile interposti tra detto elemento di collegamento e detto perno.
9. 9. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto perno è realizzato in una lega al titanio.
10. 10. Dispositivo per il collegamento di un pedale ad una pedivella di bicicletta, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.