ITMI20081836A1 - Dispositivo di ausilio e stabilizzazione della pedalata. - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO DI AUSILIO E STABILIZZAZIONE DELLA PEDALATA"

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha per oggetto un dispositivo di ausilio e di stabilizzazione della pedalata per un mezzo a pedali, particolarmente un mezzo ciclistico.

Nella presente descrizione per "mezzo a pedali" si intende un qualsiasi mezzo, fisso o mobile, comprendente una coppia di pedivelle che hanno un'estremità accoppiata ad un albero girevole e l'estremità opposta associata o associabile ad un rispettivo pedale.

L'albero girevole può essere collegato mediante mezzi di trasmissione del moto ad una ruota di trazione, come nel caso delle biciclette, o ad un volano, come in alcune tipologie di cyclette .

Per "mezzo a pedali" si intende indicare, in particolare, una bicicletta o una cyclette di qualsiasi tipo: da corsa, sportiva, mountain-bike, da camera, idro-bike e simili, od anche un veicolo a pedali anche a più di due ruote.

Come noto ciascuna pedalata si sviluppa lungo una traiettoria circolare lungo la quale si distinguono un punto morto superiore e un punto morto inferiore, in corrispondenza dei quali il pedale è rispettivamente alla massima ed alla minima quota rispetto al suolo.

Ogni pedalata comprende una fase di spinta, che sostanzialmente va, considerando il verso di avanzamento di un mezzo a pedali, dal punto morto superiore al punto morto inferiore, e una fase di recupero che, va dal punto morto inferiore al punto morto superiore.

La maggior parte del lavoro è compiuta da un utente nella fase di spinta, ossia mentre il piede passa da una posizione più alta rispetto al suolo ad una più bassa.

Al contrario, nella fase di tiro, ossia quando il piede passa dalla posizione più bassa a quella più alta, l'utente non fornisce un'azione rilevante ai fini dell'avanzamento del veicolo. In particolare, nel caso di pedalata utilizzando un pedale di tipo non sportivo, ossia senza agganci scarpa/pedale, il movimento della gamba dell'utente nella fase di tiro serve sostanzialmente solo a riportare il piede alla posizione elevata, per la spinta al giro di pedale successivo. Anche nel caso di uso di pedale sportivo, l'azione di tiro risulta comunque meno redditizia e più faticosa rispetto a quella di spinta, per la conformazione muscolare umana e per l'assetto in fase di pedalata.

La domanda di brevetto italiana No. MI2006A001052 descrive un dispositivo di ausilio alla pedalata che supera gran parte degli inconvenienti sopra lamentati ma che, tuttavia, è suscettibile di ulteriore miglioramento.

Compito precipuo del presente trovato è quindi quello di escogitare un sistema in grado di accumulare e restituire energia durante la pedalata, in modo da coadiuvare l'utente nel movimento di pedalata e, al contempo, stabilizzare il veicolo a pedali.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di alleviare lo stato di affaticamento di un utente di un mezzo a pedali, ottimizzando l'impiego d'energia profuso dall'utente nel corso dell'azione di pedalata.

Altro scopo del presente trovato consiste nel coadiuvare un utente di un mezzo a pedali a mantenere un assetto stabile e in equilibrio.

Ulteriore scopo del presente trovato consiste nel fornire un dispositivo che sia applicabile in modo semplice e senza apportare sostanziali modifiche ad un qualsiasi mezzo a pedali già noto ed esistente.

Non ultimo, scopo del presente trovato è quello di assolvere i compiti precedenti con una struttura semplice, di relativamente facile attuazione pratica, di sicuro impiego ed efficace funzionamento, nonché di costo relativamente contenuto .

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo di ausilio alla pedalata per un mezzo a pedali, caratterizzato dal fatto di comprendere un supporto associabile al telaio di un mezzo a pedali e supportante un organo rotante sul quale si impegna un tratto di almeno un elemento filiforme e flessibile deformabile in campo elastico, le cui estremità sono direttamente o indirettamente associate ad un corrispondente pedale di detto mezzo a pedali, i pedali di detto mezzo a pedali essendo connessi a primi e secondi mezzi di trasmissione del moto, detti secondi mezzi di trasmissione del moto essendo a loro volta atti a movimentare una massa volanica supportata dal telaio di detto mezzo a pedali.

Il compito e gli scopi prefissi sono altresì raggiunti da una porzione di telaio per la realizzazione di un mezzo a pedali, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento supportante un organo rotante sul quale si impegna un tratto di almeno un elemento filiforme e flessibile deformabile in campo elastico, le cui estremità sono direttamente o indirettamente associate pedali supportati da detta porzione di telaio, detti pedali essendo connessi a primi e secondi mezzi di trasmissione del moto, detti secondi mezzi di trasmissione del moto essendo a loro volta atti a movimentare una massa volanica supportata da detta porzione di telaio.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di dettaglio di alcune forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di un dispositivo di ausilio alla pedalata secondo il trovato, illustrate a titolo esemplificativo ma non limitativo nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 è una vista schematica di un mezzo a pedali con applicato il dispositivo secondo il trovato ;

le figure 2 e 3 sono viste in prospettiva di una prima forma di realizzazione degli elementi astiformi e dei pedali del dispositivo secondo il trovato rispettivamente in esploso e in assieme; le figure 4 e 5 sono viste in prospettiva di una seconda forma di realizzazione degli elementi astiformi e dei pedali del dispositivo secondo il trovato rispettivamente in esploso e in assieme; la figura 6 è una vista in prospettiva ed in esploso del supporto, dell'organo rotante e di una porzione dell'elemento filiforme e flessibile del dispositivo secondo il trovato;

la figura 7 è una vista in prospettiva di un particolare di un'alternativa forma di realizzazione del dispositivo secondo il trovato;

la figura 8 è una vista in prospettiva di una porzione di un mezzo ciclistico provvisto di un dispositivo di pedalata ad alto rendimento al quale è applicato un dispositivo secondo il trovato;

la figura 9 è una vista prospettica di un'ulteriore caratteristica del dispositivo secondo il presente trovato, applicato al mezzo ciclistico ;

la figura 10 è una vista di dettaglio dell'ulteriore caratteristica del dispositivo secondo il trovato applicato al mezzo ciclistico;

la figura 11 illustra in vista prospettica un dettaglio della figura 10;

la figura 12 illustra in vista schematica una seconda forma di realizzazione del dettaglio della figura 11;

la figura 13 illustra una variante del pedale del mezzo a pedali secondo il trovato; e

la figura 14 illustra un particolare dello sterzo del mezzo a pedali a cui è applicato il dispositivo secondo il trovato.

Con particolare riferimento a tali figure si è complessivamente indicato con 1 un dispositivo di ausilio alla pedalata per un mezzo a pedali.

Il dispositivo 1 comprende un supporto costituito da una staffa 2 che è associabile, direttamente o indirettamente, al telaio 3 di un mezzo a pedali 4 e che supporta un organo rotante 5 sul quale poggia un tratto di almeno un elemento filiforme e flessibile 6, deformabile in campo elastico. L'elemento elastico 6 e la superficie esterna dell'organo rotante 5 sono preferibilmente costituiti da materiali che garantiscano un basso attrito volvente, ma un elevato attrito radente reciproco, così da minimizzare la possibilità di scorrimento dell'elemento elastico 6 sulla superficie dell'organo rotante 5.

Il dispositivo 1 comprende, inoltre, una coppia di elementi astiformi 7 ciascuno dei quali ha una prima estremità 7a associata ad una rispettiva estremità dell'elemento filiforme e flessibile 6 e una seconda estremità 7b associabile ad uno dei due pedali 8 del mezzo a pedali 4.

I pedali 8 sono parte del dispositivo 1 o, in alternativa, sono parte del mezzo a pedali 4 al quale è applicato il dispositivo 1.

La staffa 2 comprende mezzi di fissaggio, preferibilmente amovibile del tipo di una morsa 9, ad una porzione del telaio 3, quale, ad esempio un tratto tubolare 10 del sellino 11 o un tratto della canna del telaio 3 o un qualsiasi altro tratto del telaio 3 che si trova ad una quota superiore al punto morto superiore della traiettoria circolare di pedalata.

La morsa 9 può comprendere, inoltre, una coppia di ganasce 12 tra loro serrate da una vite 13. Il gambo della vite 13 può attraversare in sequenza un cannotto 14, una delle due ganasce 12 e un foro passante 15 ricavato nella staffa 2 e impegnarsi in un corrispondente dado ricavato nell'altra delle due ganasce 12.

Non si escludono tuttavia diverse forme di realizzazione dei mezzi di fissaggio amovibile, facilmente comprensibili al tecnico del ramo.

Alla staffa<_>2 può essere fissato un perno 16 sul quale è montato in modo girevole e, preferibilmente, assialmente scorrevole, l'organo rotante 5. Il perno 16 può avere un'estremità direttamente fissata alla staffa 2 mediante una vite ad espansione 17 e l'estremità opposta fissata al cannotto 14.

In configurazione di montaggio del dispositivo 1, il perno 16 è disposto sostanzialmente parallelo all'asse longitudinale del mezzo a pedali 4.

L'organo rotante 5 può essere costituito da un rocchetto, da una puleggia, da una ruota o simile, provvisto di una scanalatura o di una gola 18 entro la quale viene trascinato per attrito radente un tratto dell'elemento filiforme e flessibile 6 .

L'elemento filiforme e flessibile 6 è di tipo deformabile in campo elastico; esso è costituito, ad esempio, da un cordone, una corda, un cavetto, una fune o simili di tipo elastico e, in una preferita forma di realizzazione, comprende una treccia di fibre elastiche, ad esempio in caucciù, avvolte entro una guaina di tessuto estensibile.

Ciascuno dei due elementi astiformi 7 comprende un corpo allungato e sostanzialmente piatto che, in una preferita forma di realizzazione, si allarga progressivamente a partire dalla prima estremità 7a verso la seconda estremità 7b.

In una ulteriore preferita forma di realizzazione, inoltre, ciascuno dei due elementi astiformi 7 giace, in configurazione di montaggio, su un piano ortogonale ai perni di articolazione dei pedali 8 e si estende lungo una direzione inclinata verso l'alto e posteriormente al pedale 8 rispetto all'usale verso di pedalata, ossia il verso orario in figura 1.

Lungo il corpo allungato di ciascuno dei due elementi astiformi 7 sono ricavati fori 19 di alleggerimento; vantaggiosamente, inoltre, ciascuno dei due elementi astiformi 7 è realizzato in un materiale polimerico o metallico o composito naturale e/o sintetico meccanicamente resistente ed a basso peso specifico.

Il dispositivo 1 comprende, inoltre, mezzi di attacco delle estremità opposte dell'elemento elastico filiforme e flessibile 6 alla prima estremità 7a del rispettivo elemento astiforme 7.

Nella forma di realizzazione rappresentata nelle allegate figure, tali mezzi di attacco comprendono almeno un occhiello 20 che è definito in corrispondenza della prima estremità 7a di ciascuno dei due elementi astiformi 7 ed entro il quale è inserita una delle due estremità opposte dell'elemento filiforme e flessibile 6.

A ciascuna delle estremità opposte dell'elemento filiforme e flessibile 6 è associata una rispettiva testa di arresto 21 che ne impedisce per ostacolo lo sfilamento dal rispettivo occhiello 20.

Non si escludono, tuttavia alternative forme di realizzazione di tali mezzi di attacco tecnicamente equivalenti.

In corrispondenza della seconda estremità 7b di ciascuno dei due elementi astiformi 7 è definita una piastra di attacco 22 ad un rispettivo pedale 8. La piastra di attacco 22 è vincolata al rispettivo pedale 8 mediante organi di fissaggio amovibile del tipo di bulloni 23.

Nella prima forma di realizzazione rappresentata nelle figure 2 e 3 la piastra di attacco 22 è destinata ad essere sovrapposta ad una delle facce del rispettivo pedale 8 a definire una superficie di appoggio per il piede di un utente .

Il pedale 8 è di tipo tradizionale e presenta un perno 24 di attacco al mezzo a pedali 4; il pedale 8 è attraversato da una pluralità di fori 25 per il passaggio dei gambi dei bulloni 23.

La piastra di attacco 22 si prolunga in un'appendice 26, ad esempio ricurva verso il basso, che si estende a mensola posteriormente al pedale 8.

Sulla piastra di attacco 22 è posto un elemento di copertura 27.

Nella seconda forma di realizzazione rappresentata nelle figure 4 e 5, ciascuno dei due pedali 8 è costituito da un organo di aggancio 28, ad esempio di tipo rapido, alla scarpa di un utente e dal quale sporge in aggetto un perno di articolazione 29 al mezzo ciclistico 4.

In tal caso la piastra di attacco 22 è fissata alla faccia inferiore dell'organo di aggancio 28 con interposizione di una piastrina 30.

In una preferita forma di realizzazione, il dispositivo 1 comprende mezzi di regolazione della lunghezza e/o dello stato di tensione dell'elemento filiforme e flessibile 6 che sono costituiti da almeno un morsetto, clip o serracavo, montato in modo scorrevole ad almeno una delle estremità opposte dell'elemento filiforme e flessibile 6 e, vantaggiosamente, ricavato integrale ad una o entrambe le teste di arresto 21.

Regolando la posizione dei morsetti, cioè delle teste di arresto 21, lungo l'elemento elastico filiforme e flessibile 6 è possibile modificare la lunghezza e/o lo stato di tensione dell'elemento elastico stesso.

In figura 7 è rappresentata un'alternativa forma di realizzazione del dispositivo 1, in cui è prevista una coppia di settori dentati tra loro ingrananti e di cui un primo settore dentato 31 è calettato sull'organo rotante 5 e un secondo settore dentato 32 è montato in modo girevole su un secondo perno 33 fissato alla staffa 2 e assialmente scorrevole su di essa, e sostanzialmente parallelo al perno 16.

Sul secondo settore dentato 32 è montata solidale una massa, non mostrata in dettaglio nelle figure, determinata preferibilmente sulla base della massa gamba/piede dell'utente.

Almeno uno dei due settori dentati è preferibilmente racchiuso tra due spalle che impediscono il distacco dell'ingranaggio durante l'eventuale scorrimento in direzione assiale dell'organo rotante 5.

In figura 8 è rappresentato un dispositivo 1 integrato ad un dispositivo di pedalata ad elevato rendimento 100 oggetto di una domanda di brevetto a nome dello stesso richiedente.

In tal caso i due elementi astiformi 7 coincidono con i due elementi astiformi del dispositivo di pedalata ad alto rendimento 100 sopra citato.

Il dispositivo 100 comprende un pedale 8 associabile alla pedivella di un mezzo a pedali 4 del tipo di una bicicletta, di una cyclette o simili .

Il pedale 8 è associato alla pedivella in modo girevole attorno ad un asse di incernieramento 102 sostanzialmente ortogonale al piano su cui si sviluppa il moto circolare di pedalata.

Il dispositivo 100 comprende, inoltre, l'elemento astiforme 7 che ha una prima estremità articolata al pedale 8 in modo girevole attorno ad un primo asse 104 sostanzialmente parallelo all'asse di incernieramento 102. Opzionalmente, il dispositivo 100 può avere una seconda estremità provvista di mezzi di appoggio 105 di una porzione anteriore della gamba di un utente.

Fra il pedale 8 e l'elemento astiforme 7 possono essere interposti mezzi elastici di contrasto della rotazione dell'elemento astiforme 7 rispetto al pedale 8 nel verso concorde a quello della pedalata.

In una preferita forma di realizzazione, tali mezzi elastici di contrasto sono integrati in una barra telescopica 106 che ha le estremità opposte articolate rispettivamente all'elemento astiforme 7 ed al pedale 8 in modo girevole attorno ad un rispettivo asse di articolazione 107b parallelo all'asse di incernieramento 102.

La barra telescopica 106 può essere posta anteriormente, nel verso della pedalata, all'elemento astiforme 7, ì mezzi elastici, se presenti, essendo interposti fra le porzioni scorrevoli della barra telescopica 106 per il contrasto della ritrazione della barra telescopica stessa .

I mezzi elastici possono ad esempio comprendere mezzi a molla o un fluido comprimibile o simili; in pratica la barra telescopica 106 ed i mezzi elastici in essa integrati possono costituire un'unità pistone-cilindro.

Non si escludono, tuttavia, alternative forme di realizzazione, con mezzi elastici equivalenti o prive di mezzi elastici all'interno del cilindro.

L'asse di incernieramento 102 del pedale 8 è preferibilmente disposto in una posizione intermedia tra il primo asse 104 di articolazione della prima estremità dell'elemento astiforme 7 al pedale 8 e l'asse di articolazione 107b dell'estremità della barra telescopica 106 al pedale 8.

La distanza D fra l'asse di incernieramento 8 del pedale 8 e il primo asse 104 è preferibilmente maggiore della distanza d fra l'asse di incernieramento 102 e l'asse di articolazione 107b dell'estremità della barra telescopica 106 al pedale 8.

Ciascuno fra l'asse di incernieramento 102, il primo asse 104 e gli assi di articolazione 107b è definito da una rispettiva cerniera cilindrica 110, 111, 112, non descritta in dettaglio in quanto nota al tecnico del ramo.

Almeno una delle porzioni scorrevoli della barra telescopica 106 può comprendere mezzi di regolazione 113 della lunghezza del tipo a tenditore .

Il pedale 8 comprende una base 115 nella quale sono ricavate le cerniere cilindriche 110, 111 e 112 che definiscono l'asse di incernieramento 102, il primo asse 104 e l'asse di articolazione 107b dell'estremità della barra telescopica 106 al pedale 8.

Sulla base 115 è disposta una pedana 116 di appoggio del piede dell'utente. La pedana 116 può essere associata alla base 115 in modo girevole attorno ad un asse di oscillazione sostanzialmente ortogonale al piano su cui si sviluppa il moto circolare di pedalata e che è, vantaggiosamente, coincidente con l'asse di incernieramento 102.

La pedana 116 può inoltre comprendere una porzione posteriore 116a che si prolunga a mensola oltre la base 115.

La porzione posteriore 116a della pedana 116 può essere cedevole a flessione in campo elastico per azione della spinta su essa esercitata dal piede dell'utente; tale flessione incurva la pedana 116 cosi da formare sulla superficie superiore della stessa una convessità o una bombatura .

Il dispositivo secondo il trovato prevede primi mezzi di trasmissione del moto, ad esempio costituiti da una prima corona dentata 200, convenzionalmente associata ad uno dei pedali del mezzo ciclistico, e secondi mezzi di trasmissione del moto, ad esempio costituiti da una seconda corona dentata 201, preferibilmente situata dalla parte opposta, rispetto al telaio 3, della prima corona dentata 200.

La seconda corona dentata 201 può essere vantaggiosamente collegata ad un pignone 202 mediante una catena 203. Il pignone 202 è a sua volta collegato all'albero primario (lento) in modo coassiale ad un moltiplicatore di giri, non illustrato, ad esempio ad ingranaggi epicicloidali al quale è collegato un disco 204 con funzione di massa volanica, recante alla sua periferia una serie di pesi supplementari 210.

Tale sistema è posto in rotazione dal movimento del pignone 202, il quale a sua volta riceve il moto rotatorio dalla seconda corona dentata 201, e dalla catena che li collega 203. Opportunamente, il gruppo composto dal pignone 202, dal moltiplicatore epicìcloidale e dalla massa volanica 204 può essere contenuto in un involucro protettivo 208 che può fungere anche da elemento di contenimento della lubrificazione.

Tale gruppo è oltremodo atto ad essere disposto al di sotto della canna 206 del mezzo ciclistico 4, o comunque anteriormente o posteriormente il movimento centrale recante la corona 201, collegato ad un organo strutturale del telaio .

Inoltre, possono essere previsti mezzi di asservimento di sterzo costituiti da mezzi elastici 300 passanti attorno ad un supporto 301 fissato inferiormente alla canna del telaio del mezzo a pedali e ancorato alla forcella del mezzo a pedali.

Il funzionamento del trovato è il seguente. Il dispositivo 1 costituisce un kit completo di pedali da applicare ad un qualsiasi mezzo a pedali 4.

Il dispositivo 1 viene montato ad un mezzo a pedali 4 fissando la staffa 2, mediante la morsa 9 o altro mezzo di fissaggio amovibile equivalente, ad una porzione del telaio 3 del mezzo a pedali 4 ad una quota maggiore del punto morto superiore della traiettoria circolare seguita dai pedali 8.

Il fissaggio può avvenire in modo indiretto attraverso un elemento a sua volta fissato al telaio, ad esempio il sellino come nel caso illustrato nelle figure.

I pedali 8 vengono articolati per mezzo del loro rispettivo perno 24 o 29 alle pedivelle del mezzo a pedali 4. Ai pedali 8 viene fissata, mediante la piastra di attacco 22 ed i bulloni 23, la seconda estremità 7b degli elementi astiformi 7.

Alternativamente, gli elementi astiformi 7 possono costituire un monoblocco inamovìbile con i pedali stessi, che rimpiazzano quindi completamente i pedali convenzionali.

Alla prima estremità 7a dei due elementi astiformi 7 è vincolata la rispettiva estremità dell'elemento elastico filiforme e flessibile 6, che poggia o si impegna sull'organo rotante 5.

Agendo sui mezzi di regolazione, cioè sui morsetti vantaggiosamente integrati nelle teste di arresto 21, è possibile regolare la lunghezza o lo stato di tensione del tratto dell'elemento filiforme e flessibile 6 che collega le prime estremità 7a dei due elementi astiformi 7.

In configurazione di riposo, cioè quando il mezzo a pedali 4 non è utilizzato, l'elemento elastico filiforme e flessibile 6 deve essere precaricato in modo da mantenere i due pedali 8 in uno stato di sostanziale equilibrio e parallelismo quando essi si trovano sulla verticale (0°-180), allineando tendenzialmente quindi, in questa posizione, i baricentri della loro massa e dei pedali ai quali sono vincolati, con l'asse rotante dei pedali stessi.

In uso, l'elemento filiforme e flessibile 6 viene movimentato dal movimento dei pedali e, in virtù dell'attrito esercitato sull'organo rotante 5, causa la rotazione di quest'ultimo. Inoltre, grazie alla sua elasticità, l'elemento flessibile e filiforme 6 si deforma allungandosi ed accorciandosi in relazione alle variazioni degli angoli piede-gamba (angoli alla caviglia).

Più in dettaglio, dividendo l'elemento elastico in due parti, a destra e a sinistra del punto di appoggio sull'organo rotante 5, si identificano due porzioni nell'elemento filiforme e flessibile 6, ciascuna operante sostanzialmente dal lato del ciclo relativo al corrispondente punto di aggancio con l'elemento astiforme 7 o pedale 8.

Durante il movimento di pedalata, la porzione dell'elemento elastico 6, collegata con il pedale che si trova inizialmente più in alto, tende ad allungarsi sotto l'effetto della spinta esercitata dal ciclista, caratterizzata dalla chiusura dell'angolo piede-gamba, sul pedale cui la prima porzione dell'elemento filiforme 6 è connessa, allontanandosi l'estremità dell'elemento filiforme 6 dall'organo rotante 5.

Contemporaneamente, la seconda porzione dell'elemento filiforme 6, connessa direttamente o indirettamente al secondo pedale, tende ad accorciarsi, dato che, cessata la spinta, l'angolo piede-gamba tende ad aprirsi, avvicinandosi l'estremità dell'elemento 6 all'organo rotante 5.

Contemporaneamente, essendo l'elemento filiforme e flessibile 6 impegnato per attrito sulla superficie dell'organo rotante 5, innesta un movimento di rotazione dell'organo rotante 5, la cui velocità di rotazione è proporzionale al rapporto tra il diametro della corona del ciclo e il diametro dell'organo rotante 5 stesso ed il suo verso di rotazione cambia segno ogni 180° di rotazione angolare della pedivella.

Analizzando una fase completa di spinta della pedalata, si nota che il tratto di elemento elastico collegato al pedale impegnato nella fase di spinta, tende, data la naturale chiusura dell'angolo piede-gamba, amplificata dall'elemento di prolunga del pedale stesso, ad allungarsi mentre, per attrito, realizza il moto rotatorio dell'organo rotante 5. Al cessare della fase di spinta, ossia nell'intorno di 135°-150° del quadrante cinematico della pedivella, l'angolo piede-gamba tende ad aprirsi e, amplificato dall'elemento di prolunga del pedale, tende quindi a restituire sotto forma di contrazione dell'elemento elastico 6 l'energia accumulata precedentemente. Questo avviene mentre, per condizione meccanica, la puleggia subisce una decelerazione del proprio moto rotatorio fino ad invertirne il senso (al punto sostanzialmente corrispondente a 180° del quadrante cinematico della pedivella) , favorendo in tal modo il recupero energetico, sotto forma di contrazione dell'elemento elastico 6.

A quanto sopra si aggiunge il fatto che la movimentazione, grazie all'azione della seconda corona dentata 201, del pignone 202 e della catena 203 che li collega, del moltiplicatore di giri ad ingranaggi epicicloidali e della massa volanica 204, pone in rotazione la massa volanica 204 animandola con un numero di giri pari ad almeno 10 volte il numero di giri degli arti inferiori, attuando in tal modo la sinergia con i particolari pedali ed il loro energiz zatore rappresentato dall'elemento elastico che li collega (l'elemento filforme), in modo tale da immagazzinare e restituire energia.. Tale energia è rappresentata, in ingresso al moltiplicatore ad ingranaggi epicicloidali, dalle forze di "spinta" caratterizzate dalle note irregolarità (forze negli arti inferiori correlate alla loro estensione) e da tutte le accelerazioni di nuovo molto irregolari in vettore ed intensità, tipiche dei cinematismi biella-manovella, che vengono trasferiti grazie al tiro che si realizza su di un ramo della catena di trasmissione che collega la corona 201 al rocchetto 202 (ramo conduttore) . Tale tiro sarà quindi, in intensità, irregolare tanto quanto le forze e le accelerazioni che trasmette, descritte sopra.

Attraverso il moltiplicatore di giri ad ingranaggi epicicloidali la rotazione all'albero di ingresso verrà amplificata e moltiplicata all'albero di uscita di una quantità di almeno un ordine di grandezza superiore a quello che, attraverso la rotazione degli arti inferiori, la genera .

Coassiale e solidale all'albero di uscita è collegata la massa volanica costituita, come detto, da un apposito disco in materiale metallico o composito atto a possedere una certa massa ed una certa inerzia correlate alla sua velocità media di rotazione.

Tale massa ed inerzia possono ulteriormente essere messe a punto attraverso la sostituzione/interposizione di alcune piccole masse disposte alla periferia del disco e collegate ad esso attraverso delle viti.

Tutti gli elementi della catena cinematica descritti sono sostanzialmente collegati in modo rigido e coassiale fra di loro ed in tal modo la massa volanica rotante ad elevata velocità assorbe e dissipa nel suo moto tutte le irregolarità delle forze in ingresso descritte precedentemente, restituendo un moto molto regolare e "rotondo", privo cioè di picchi di accelerazione. La restituzione di tale moto agli arti inferiori dell'uomo che genera il segnale di ingresso, avviene attraverso il tiro del ramo di catena 203 condotto (il tratto che dal rocchetto 202 va alla corona 201) tanto velocemente da condizionare le irregolarità in ingresso e in tal modo, nell'interazione, si realizza una efficienza, per recupero di irregolarità che rappresenterebbero altrimenti una fonte energetica di disturbo e necessaria dissipazione all'interno del corpo umano, praticamente di tipo propulsivo.

Il sistema descritto interagisce poi con 1'energizzatore rappresentato dall'elemento elastico filiforme in modo sinergico essendo quest'ultimo imputato ad ovviare le forze e le accelerazioni più importanti in verso ed intensità, ossia quelle verticali.

Tale effetto congiunto permette, in particolare, di diminuire drasticamente le forti accelerazioni subite dall'arto inferiore tipiche al cessare della fase di spinta e caratterizzate da vettori non congrui con il moto stesso: l'arto, infatti, tenderebbe ad estendersi ancora secondo una direzione radiale mentre il percorso cinematico richiede ad esso una contrazione tangenziale. Risulta evidente come la simmetria del movimento rende congrua la spiegazione analizzando solo la fase di spinta.

Analizzando ora, per coppie (arto destro-arto sinistro dell'utente) ogni punto del quadrante cinematico delle pedivelle, si nota che la tensione sui due rami dell'elemento elastico 6 non risulterà mai uguale, dati i sempre differenti valori angolari alla caviglia.

In particolare ciò si verifica anche nella condizione con le pedivelle poste sull'orizzontale (90°/~90°), corrispondente ai punti morti della gamba nella sua rotazione al ginocchio.

Si è constatato che tali differenziali di energia elastica, agendo sulle variazioni di accelerazione tipiche di ogni punto del quadrante cinematico, impediscono l'allineamento dei punti morti meccanici con quelli interni al corpo rappresentato dalle aste articolate coscia-gamba dell'utente, rimuovendo completamente le note limitazioni del moto.

Nella forma di realizzazione di Figura 7, il movimento di rotazione dell'organo rotante 5 comporta una corrispondente rotazione della massa, preferibilmente tarata in funzione della massa gamba-piede del ciclista, ad esso connessa per mezzo dei segmenti dentati, contribuendo a regolare il processo di immagazzinamento dell'energia nella fase di spinta e il suo rilascio nella fase di tiro.

Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti.

Il dispositivo di ausilio secondo il trovato consente, infatti, ad ogni pedalata, di accumulare almeno una frazione dell'energia spesa da un utente durante la fase di spinta e di restituirla, in forma di un’azione di trazione verso l'alto esercitata sui pedali, così da assistere e coadiuvare oltre la fase di recupero o di ritorno della pedalata stessa, anche quella di spinta sotto forma di migliorata distribuzione dello sforzo muscolare, migliorando sensibilmente il rendimento della pedalata a fronte di una medesima spesa energetica.

Il dispositivo secondo il trovato è, inoltre, di semplice installazione su un qualsiasi mezzo a pedali esistente e di facile impiego da parte di un utente.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Così, ad esempio, è possibile, come illustrato nella figura 12, prevedere che la catena 203 passi attorno alla corona dentata 201 e da qui si sviluppi attorno ad una prima puleggia di rinvio 210, ad una seconda puleggia di rinvio 211 e infine al pignone 202.

I versi di rotazione della corona dentata 201 e della prima e seconda puleggia di rinvio 210 e 211 sono fra loro concordi, come illustrato dalle frecce nella figura 12, mentre la rotazione del pignone 202 avviene in senso contrario, inducendo il moltiplicatore epicicloidale e la massa volanica a ruotare in senso opposto al senso di rotazione della corona 201.

Inoltre, il pedale del mezzo a pedali secondo il trovato può essere realizzato come illustrato nella figura 13.

In tale forma di realizzazione, gruppo il pedale, globalmente indicato dal numero di riferimento 310, comprende un elemento estensibile 311 costituito da un tubetto centrale alle cui estremità sono presenti due parti filettate, una con passo destro, e l'altra sinistro. All'interno di tali estremità filettate si impegnano due viti aventi appositi terminali 312 che si collegano in modo da impedire loro la rotazione intorno al proprio asse, da un lato ad un elemento rigido 313 collegato al pedale in posizione arretrata rispetto al suo asse di rotazione, l'altro ad un altro elemento rigido 314 collegato in posizione avanzata rispetto il suo asse di rotazione.

La regolazione della lunghezza dell'elemento 311 interviene a definire e correlare l'angolo di deflessione del tallone del piede rispetto al malleolo con un certo valore della forza di pensionamento dell'elemento elastico filiforme 6.

L'elemento rìgido 313 sì impegna sulla struttura del pedale, in un apposita parte forata cilìndrica 317 con l'asse parallelo all'asse del pedale tanto da risultare rotante in essa durante la sua regolazione in lunghezza.

L'elemento rigido 313 è collegato direttamente alla struttura del pedale ed è di forma cilindrica con l'asse parallelo all'asse del pedale.

All'estremità dell'elemento rigido 313 è collegato ad esso un attacco cilindrico 6 parallelo all'asse del pedale.

I terminali 312 posti all'estremità dell'elemento estensibile 311 sono costituiti da attacchi cilindrici con l'asse parallelo all'asse del pedale che si impegnano e possono ruotare durante la regolazione della lunghezza dell'elemento estensibile 311 in attacchi 316 e 314.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica, senza per questo uscire dall'ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (3)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo di ausilio alla pedalata per un mezzo a pedali, caratterizzato dal fatto di comprendere un supporto associabile al telaio di un mezzo a pedali e supportante un organo rotante sul quale si impegna un tratto di almeno un elemento filiforme e flessibile deformabile in campo elastico, le cui estremità sono direttamente o indirettamente associate ad un corrispondente pedale di detto mezzo a pedali, i pedali di detto mezzo a pedali essendo connessi a primi e secondi mezzi di trasmissione del moto, detti secondi mezzi di trasmissione del moto essendo a loro volta atti a movimentare una massa volanica supportata dal telaio di detto mezzo a pedali.
2. 2. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette estremità di detto elemento filiforme sono ciascuna collegata ad una rispettiva prima estremità di elementi astiformi, la cui seconda estremità è associabile a detto corrispondente pedale. 3. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di fissaggio amovibile di detto supporto a detto telaio . 4. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di fissaggio amovibile sono del tipo a morsa. 5. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto supporto comprende una staffa alla quale è fissato un perno sul quale è montato in modo girevole detto organo rotante . 6. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto organo rotante è assialmente scorrevole su detto perno. 7. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto organo rotante comprende un rocchetto provvisto di una gola entro la quale viene trascinato per attrito radente detto elemento filiforme e flessibile. 8. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di attacco delle estremità opposte di detto elemento filiforme e flessibile alla prima estremità di detti elementi astiformi. 9. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di attacco comprendono almeno un occhiello definito in corrispondenza della prima estremità di ciascuno di detti elementi astiformi per l'inserimento della rispettiva estremità di detto elemento filiforme, a ciascuna delle estremità opposte di detto elemento filiforme e flessibile essendo associata una rispettiva testa di arresto atta ad impedirne per ostacolo lo sfilamento dal rispettivo occhiello . 10. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di regolazione della lunghezza e/o dello stato di tensione di detto elemento filiforme e flessibile. 11. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono almeno un morsetto che è montato in modo scorrevole ad almeno una delle estremità opposte di detto elemento filiforme e flessibile. 12. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo le rivendicazioni 7 e 11, caratterizzato dal fatto che detto morsetto è ricavato integrale ad una di dette teste di arresto. 1.
3. 3. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un primo settore dentato ed un secondo settore dentato tra loro ingrananti e di cui il primo settore dentato è calettato su detto organo rotante e il secondo settore dentato è montato su detto supporto in modo girevole attorno ad un asse sostanzialmente parallelo all'asse longitudinale di detto organo rotante . 14. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che comprende una massa associata a detto secondo settore dentato. 15. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che in corrispondenza della seconda estremità di ciascuno di detti elementi astiformi è definita una piastra di attacco ad un rispettivo pedale associabile a detto mezzo a pedali, essendo previsti organi di fissaggio amovibile di dette piastre di attacco a detti pedali. 16. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette piastre di attacco è destinata ad essere sovrapposta ad una delle facce del rispettivo pedale a definire una superficie di appoggio per il piede di un utente. 17. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette piastre di attacco comprende un'appendice sporgente a mensola posteriormente al rispettivo pedale. 18. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende una coppia di pedali associabili ad un mezzo ciclistico, ciascuno di detti pedali essendo associabile alla seconda estremità di uno rispettivo di detti elementi astiformi. 19. Dispositivo di ausilio alla pedalata secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti pedali comprende un organo di aggancio alla scarpa di un utente dal quale sporge in aggetto un perno di articolazione ad un mezzo ciclistico. 20. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti primi e secondi mezzi di trasmissione del moto comprendono ciascuno una corona dentata atta a trascinare in rotazione un rispettivo pignone mediante una catena, detti secondi mezzi di trasmissione del moto trasmettendo il moto, tramite detto pignone, un moltiplicatore epicicloidale . 21. Dispositivo secondo la rivendicazione 20, caratterizzato dal fatto che detto moltiplicatore epicicloidale, trascinato in rotazione da detta corona dentata di detti secondi mezzi di trasmissione del moto, a sua volta pone in rotazione una massa volanica. 22. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta massa volanica è supportata inferiormente al telaio di detto mezzo a pedali, allineata con le ruote di detto mezzo a pedali. 23. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta massa volanica è alloggiata in un involucro di contenimento. 24. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta massa volanica è provvista di pesi disposti sulla sua superficie. 25. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di asservimento della sterzatura. 26. Dispositivo secondo la rivendicazione 21, caratterizzato dal fatto che detta corona dentata di detti secondi mezzi di trasmissione del moto è connessa mediante detta catena a detto pignone, in modo tale che detto pignone ruoti in senso opposto al senso di rotazione di detta corona dentata di detti secondi mezzi di trasmissione del moto. 27. Mezzo a pedali, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti. 28. Porzione di telaio per la realizzazione di un mezzo a pedali, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento supportante un organo rotante sul quale si impegna un tratto di almeno un elemento filiforme e flessibile deformabile in campo elastico, le cui estremità sono direttamente o indirettamente associate pedali supportati da detta porzione di telaio, detti pedali essendo connessi a primi e secondi mezzi di trasmissione del moto, detti secondi mezzi di trasmissione del moto essendo a loro volta atti a movimentare una massa volanica supportata da detta porzione di telaio .