ITMI20090034A1 - Dispositivo di protezione, con effetto aerodinamico, per motoveicolo. - Google Patents

Description

DISPOSITIVO DI PROTEZIONE, CON EFFETTO AERODINAMICO, PER MOTO-VEICOLO

CAMPO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo di protezione per motocicli, in particolare un dispositivo di protezione da applicare al manubrio di un motociclo.

STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

Come noto, la parte anteriore di un motociclo genericamente presenta un gruppo di sterzo (dotato di una ruota o, come nei quad, di due ruote) montato girevole su una colonna di sterzo e controllato da un manubrio superiore con due estensioni laterali.

Il manubrio, in condizioni di marcia normale, à ̈ disposto ortogonale alla direzione di avanzamento, con le due estensioni laterali che normalmente terminano a filo o all'esterno della sagoma laterale della moto. All'estremità delle estensioni laterali del manubrio sono previste impugnature per le mani ed altri comandi essenziali al funzionamento della moto, quali una manopola/levetta del gas, una leva della frizione ed una leva del freno.

Poiché le estremità del manubrio costituiscono una delle parti più esposte del motociclo, sia in direzione anteriore che laterale, esiste l'esigenza di definire mezzi di protezione non solo nei confronti di cadute accidentali, ma anche rispetto all'urto con altri elementi durante la normale marcia.

Infatti, in caso di caduta, tipicamente le estremità del manubrio urtano il terreno: in assenza di mezzi di protezione, non solo si rischia di rigare o ammaccare l'estremità del manubrio, ma si rischia anche di rompere o piegare le leve del freno/frizione.

Una soluzione parziale a tale problema à ̈ offerta da cappucci amovibili (metallici o di materiale elastico), che possono essere avvitati alle estremità del manubrio. In caso di caduta, essi possono essere rimossi e sostituiti.

Questa soluzione, in alcuni casi, non assicura però un'adeguata protezione delle le leve freno/frizione.

Ancora, durante il movimento del motociclo à ̈ possibile che rami o altri elementi di vegetazione - in caso di marcia fuoristrada - urtino le estremità del manubrio, impigliandosi pericolosamente nelle leve freno/frizione o causando ferite alle mani del conduttore. La stessa pressione dinamica dell'aria sulle leve freno/frizione - in caso di marcia stradale ad elevata velocità - può provocare degli effetti indesiderati sul circuito idraulico: ad esempio, una lieve pressione sulla leva freno, può determinare un minimo spostamento delle pastiglie freno che, col tempo, provoca un'usura irregolare del sistema frenante.

Nel campo delle competizioni, in particolare, si à ̈ riscontrato che oltre una velocità di 180 km/h la leva freno anteriore e leva frizione sono interessate da una pressione dinamica dell'aria che determina una pressione fino a 0,7÷0,8 bar nel relativo sistema idraulico: ciò crea attriti tra pastiglie freno anteriore e disco ed attriti con i componenti del sistema comando frizione idraulica.

Una possibile soluzione per questi casi limite à ̈ stata trovata prevedendo delle sfinestrature, fresate, nella porzione si estremità esterna delle leve. Queste sfinestrature mantengono inalterata la funzionalità della leva, ma permettono di ridurre in parte la pressione aerodinamica.

Un'altra soluzione à ̈ costituita da carenature complesse, montate sul manubrio ed estendentisi di fronte alle leve freno/frizione.

Queste carenature, tuttavia, sono ingombranti ed antiestetiche e soprattutto sono soggette a rompersi a loro volta in caso di caduta.

Peraltro, queste carenature non sono utilizzabili nel campo delle competizioni di velocità - tipicamente Moto GP - perché uscirebbero dalla sagoma massima prevista da regolamento. Nel campo delle competizioni, invece, sarebbe alquanto gradito poter disporre di una protezione efficace anche contro gli urti, perché non à ̈ raro che una leva freno di un motoveicolo possa entrare in contatto con un motoveicolo immediatamente davanti, con le immaginabili conseguenze.

Scopo della presente invenzione à ̈ dunque quello di offrire un dispositivo di protezione perfezionato, che sia efficace nei confronti sia di contatti accidentali con ostacoli o col suolo, sia in caso di interferenza con altri elementi durante la marcia (ivi compresa l'aria in pressione).

Allo stesso tempo, si intende fornire un dispositivo che sia snello ed economico, abbia un impatto estetico particolarmente gradevole e sia efficace dal punto di vista aerodinamico.

DESCRIZIONE SOMMARIA DELL'INVENZIONE

Tali scopi vengono raggiunti attraverso le caratteristiche menzionate nelle rivendicazioni indipendenti allegate. Le rivendicazioni subordinate descrivono caratteristiche preferite della presente invenzione.

In particolare, secondo l'invenzione si fornisce un dispositivo di protezione per le estremità di un manubrio di un motociclo, del tipo comportante un elemento di protezione fissabile alle estremità di detto manubrio, che comprende almeno una porzione di fissaggio solidale ad una porzione strutturale di protezione alla cui estremità à ̈ previsto un tegolino aerodinamico destinato ad essere disposto davanti ad una leva di azionamento di detto manubrio del motoveicolo, il tegolino aerodinamico essendo configurato per ridurre la pressione dinamica a valle di esso.

Secondo un'applicazione preferita dell'invenzione, il tegolino aerodinamico à ̈ in forma di un corpo prismatico sostanzialmente triangolare a sezione crescente, in cui à ̈ previsto uno spigolo che agisce da bordo di attacco per separare un flusso dinamico in una porzione superiore ed una inferiore. BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risultano comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata, data a titolo di esempio ed illustrata nei disegni allegati, nei quali

fig. 1 Ã ̈ una vista in alzato frontale del dispositivo secondo l'invenzione;

fig. 2A Ã ̈ una vista in alzato laterale del dispositivo secondo l'invenzione;

fig. 2B Ã ̈ una vista pittorica analoga a quella di fig. 2A ma vista dal lato opposto;

fig. 3A Ã ̈ una vista in pianta dall'alto del dispositivo secondo l'invenzione;

fig. 3B Ã ̈ una vista pittorica in pianta dal basso del dispositivo secondo l'invenzione;

fig. 4 Ã ̈ una vista in sezione presa lungo la linea B-B di fig. 3; figg. 5 e 6 sono viste pittoriche secondo due prospettive diverse del dispositivo secondo l'invenzione;

fig. 7 Ã ̈ una vista di una simulazione numerica della distribuzione di pressione sul dispositivo secondo l'invenzione immerso in un flusso d'aria; figg. 8A e 8B sono viste di simulazioni numeriche di filetti fluidi a 200km/h su una porzione di manubrio rispettivamente dotata e priva del dispositivo secondo l'invenzione; e

figg. 9 e 10 sono altre viste di simulazione numerica dell'andamento del flusso prossimità di un manubrio provvisto del dispositivo secondo l'invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA PREFERITA FORMA DI ESECUZIONE

Come rappresentato bene nelle figg. 1-6, il dispositivo secondo l'invenzione comprende un elemento strutturale 1, sostanzialmente a forma di L, ossia composto da due gambe 2 e 3 unite tra loro ortogonalmente. Il dispositivo 1 à ̈ predisposto in modo che l'estremità 2a di una gamba di fissaggio 2 possa essere collegata all'apice esterno di un manubrio di motociclo, mentre l'altra gamba 3 ortogonale presenta una conformazione aerodinamica che si illustra nel seguito.

In particolare, la gamba di fissaggio 2, nella forma d'esecuzione illustrata, presenta un tratto rettilineo la cui estremità 2a à ̈ ingrossata a formare un bulbo di fissaggio. Quest'ultimo à ̈ attraversato da un foro passante, trasversale all'asse longitudinale della gamba 2, in cui à ̈ inserita una vite a brugola 2b destinata ad essere avvitata in un foro longitudinale (non rappresentato) previsto alle due estremità di un manubrio di motociclo.

Preferibilmente, per definire un migliore raccordo anche con la manopola di cui à ̈ dotato normalmente il tratto terminale del manubrio, tra l'estremità 2a e l'estremità del manubrio à ̈ interposto un distanziale 2c, in forma di una campana opportunamente sagomata e raccordata. Il distanziale ha il compito, nella specifica forma d'esecuzione illustrata, di spostare verso l'esterno del manubrio il punto di attacco della gamba aerodinamica 3.

Secondo una preferita forma d'esecuzione, la gamba di fissaggio 2 à ̈ regolabile in lunghezza, così da poter adattare la posizione della gamba aerodinamica 3 rispetto al manubrio.

A tale scopo, la gamba di fissaggio 2 si compone di due porzioni inseribili una nell'altra. In particolare, la porzione di testa 2a presenta un prolungamento a canotto 2a', dotato di un foro longitudinale in cui à ̈ inseribile, più o meno profondamente, mentre la rimanente porzione della gamba 2 à ̈ in forma di stelo 2' a cui à ̈ poi solidale la gamba aerodinamica 3. Nella porzione di canotto 2a', in particolare sul lato inferiore (si vedano le figg. 3B e 4), sono inoltre previsti uno o due fori filettati G in cui trova posto un corrispondente numero di grani filettati, per esempio del tipo M4x4.)

La posizione relativa di inserimento tra lo stelo 2' e il canotto 2a', una volta individuata, può essere mantenuta bloccando i grani filettati inseriti nei fori G. Così facendo, si consente all'utente di eseguire la regolazione evidenziata in fig. 3A.

La gamba aerodinamica 3 Ã ̈ costituita sostanzialmente da un corpo aerodinamico a "tegolino", come ben apprezzabile nelle figg. 1, 2A, 2B, che si protende dalla gamba di fissaggio 2, ossia dall'esterno del manubrio, per un breve tratto verso l'interno, in modo da disporsi in parte di fronte, non solo alla manopola del manubrio, ma anche alla rispettiva leva L di azionamento (frizione o freno).

In particolare, il "tegolino" della gamba 3 à ̈ in forma di un corpo prismatico sostanzialmente triangolare. Secondo la forma d'esecuzione preferita illustrata, il tegolino presenta una profondità (nel senso della direzione di moto) ed un'altezza crescenti procedendo in direzione dell'asse longitudinale del motoveicolo. Uno spigolo anteriore del tegolino funge da bordo di attacco aerodinamico, rispetto al flusso che investe il motoveicolo in movimento. Dopo aver investito tale bordo d'attacco, i filetti fluidi del flusso d'aria si suddividono in parte sotto ed in parte sopra. Come si evince dalle figure, preferibilmente la sezione triangolare del tegolino non à ̈ regolare, ma la parte superiore allo spigolo anteriore (bordo d'attacco) à ̈ maggiore rispetto a quella inferiore. Meglio, la sezione del tegolino à ̈ crescente in altezza solo nella parte al di sopra dello spigolo, così che lo spigolo rimane definito sostanzialmente orizzontale (ossia allineato con la retrostante manopola/leva di azionamento).

La parte interna del corpo prismatico, ossia la parte sottovento, non svolge un ruolo fondamentale e quindi può essere piana od ampiamente scaricata, per alleggerire il pezzo.

In sostanza, l'effetto che il tegolino à ̈ destinato a produrre à ̈ una vorticosità del flusso che diminuisce drasticamente la pressione dinamica del flusso d'aria sulla porzione di motociclo subito a valle di esso, ossia sull'apice della leva di azionamento predisposta alle estremità del manubrio.

Pertanto, per un buon funzionamento del sistema, il distanziale 2c e la regolazione in lunghezza della gamba di fissaggio 2 vanno predisposti in modo che il tegolino aerodinamico della gamba 3 metta aerodinamicamente "in ombra" almeno la porzione terminale della leva di azionamento del motociclo.

Nelle figg. 7-10 sono illustrate alcune simulazioni numeriche del flusso intorno al dispositivo dell'invenzione montato sul manubrio di un motoveicolo, che hanno confermato l'efficacia dell'invenzione.

In fig. 7 à ̈ rappresentata in falsi colori la pressione (Pa) dinamica del flusso d'aria sui vari componenti. Grazie alla presenza del dispositivo dell'invenzione, si può rilevare che la pressione sull'apice della leva si mantiene a livelli favorevoli.

Da un confronto delle figg. 8A e 8B, si può rilevare che i filetti fluidi che interessano l'apice della leva di azionamento in assenza del dispositivo (fig. 8B), spariscono in presenza dello stesso (fig. 8A).

Dalla fig. 9 si può rilevare l'andamento dei filetti fluidi subito a valle del tegolino aerodinamico, da cui si ricava che quest'ultimo produce un punto si stagnazione a valle del quale si produce turbolenza che toglie energia al flusso e quindi porta a duna riduzione di pressione dinamica sul retrostante (a sinistra nella figura) apice della leva di azionamento del motoveicolo.

Dalla fig. 10 si ricavano informazioni analoghe a quelle ottenibili dalla simulazione di fig. 9; qui la rappresentazione dei filetti fluidi à ̈ tuttavia espressa come vettori su un piano di riferimento.

Secondo una forma d'esecuzione preferita, si à ̈ riscontrato che i risultati più vantaggiosi - come compromesso tra la resistenza causata dal dispositivo e l'effetto benefico di riduzione di pressione dinamica sulla leva - si ottiene con un tegolino di altezza crescente da circa 1 cm a circa 2 cm ed una profondità (dimensioni nel senso del flusso) analogamente crescente da circa 1 cm a 2 cm. Inoltre, preferibilmente il tegolino aerodinamico va disposto di fronte alla leva per almeno il 10% della sua lunghezza, preferibilmente sino al 30%: ciò significa, per una disposizione standard di manopola e leva su un motoveicolo da strada, una lunghezza della gamba aerodinamica 3 di circa 5-6 cm.

Il tegolino, inoltre, deve rimanere ad una distanza dalla leva di azionamento non superiore a due volte la dimensione in altezza o la sua corda aerodinamica (ossia la sua dimensione in direzione del flusso). Ciò si ottiene eventualmente agendo sulla regolazione in lunghezza del gambo di fissaggio 2.

Il dispositivo dell'invenzione deve essere fabbricato con materiale resistente, poiché una delle sue funzioni primarie à ̈ quella di costituire protezione dal contatto con ostacoli, sopportando il più possibile l'energia cinetica derivante anche dalla velocità. D'altra parte, si desidera fornire un oggetto che non sia eccessivamente pesante e che si possa lavorare facilmente con le linee estetiche o aerodinamiche preferite, senza compromessi.

Oltre ad un materiale metallico, quale lega di alluminio, la richiedente ha individuato come materiale particolarmente preferibile il POM C, eventualmente caricato con fibra di vetro, ossia una resina sintetica che ha anche un ottimo comportamento agli agenti atmosferici.

Come si evince dalla descrizione fornita sopra, il dispositivo secondo l'invenzione raggiunge perfettamente gli scopi esposti nelle premesse.

Infatti, la conformazione del dispositivo permette, da una parte, di disporre di un valido elemento di protezione contro i contatti accidentali delle parti più esposte di un motoveicolo, quali le estremità del manubrio. La robustezza e la curvatura del dispositivo, fanno sì che esso, in caso di contatto, definisca un punto di appoggio sacrificale del motociclo e assorba bene l'energia dell'impatto, senza che vengano compromessi altri organi critici del motociclo o impedendo un azionamento accidentale della leva freno (ciò che provocherebbe il ribaltamento del motoveicolo).

La protezione offerta alle leve, garantisce anche una sicurezza di pilotaggio sia nelle competizioni di velocità in pista, sia nella marcia sui percorsi tradizionali.

La peculiare forma delle superfici anteriori, rende il dispositivo gradevole esteticamente e allo stesso tempo aerodinamicamente efficace, ossia con bassa resistenza ma con un'ottima capacità di ridurre la pressione sulle leve di azionamento.

La sostanziale riduzione della pressione sulle leve, specie in corrispondenza della porzione terminale, garantisce un buon funzionamento dell'impianto di comando e quindi evita surriscaldamenti del sistema frenante.

S'intende comunque che l'invenzione non à ̈ limitata alle particolari configurazioni illustrate sopra, che costituiscono solo degli esempi non limitativi della portata dell'invenzione, ma che numerose varianti sono possibili, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione stessa.

Ad esempio, non à ̈ strettamente necessario che la gamba di fissaggio sia rettilinea ed ortogonale alla gamba aerodinamica, purché quest'ultima possa venir disposta in modo aerodinamicamente efficace di fronte alle estremità delle leve di azionamento del motociclo. In ultima analisi, il dispositivo potrebbe costituirsi di un unico corpo allungato curvo, che si diparte dall'estremità del manubrio e termina di fronte alla leva di azionamento con un tegolino aerodinamico.

Ancora, non si esclude che lo stesso apice interno del tegolino (ossia l'estremità rivolta verso l'asse principale del motociclo) possa comprendere altre soluzioni aerodinamiche (per esempio aperture o alette) per ridurne ulteriormente la resistenza aerodinamica indotta.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di protezione per le estremità di un manubrio di un motociclo, del tipo comportante un elemento di protezione fissabile alle estremità di detto manubrio, caratterizzato da ciò che comprende almeno una porzione di fissaggio (2a) solidale ad una porzione strutturale di protezione (2) alla cui estremità à ̈ previsto un tegolino aerodinamico (3) destinato ad essere disposto davanti ad una leva di azionamento di detto manubrio del motoveicolo, il tegolino aerodinamico essendo configurato per ridurre la pressione dinamica a valle di esso.
2. 2. Dispositivo come in 1), in cui detto tegolino aerodinamico à ̈ in forma di un corpo prismatico sostanzialmente triangolare a sezione crescente.
3. 3. Dispositivo come in 2), in cui detto tegolino aerodinamico presenta uno spigolo che agisce da bordo di attacco per separare un flusso dinamico in una porzione superiore ed una inferiore.
4. 4. Dispositivo come in 3), in cui detto tegolino aerodinamico ha un profilo in sezione crescente in altezza solo al di sopra di detto spigolo.
5. 5. Dispositivo come in una qualsiasi delle rivendicazioni 2) a 4), in cui detto corpo prismatico ha sezione crescente in profondità.
6. 6. Dispositivo come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta porzione strutturale di protezione (2) presenta una lunghezza regolabile.
7. 7. Dispositivo come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta porzione strutturale di protezione (2) costituisce una gamba di fissaggio sostanzialmente rettilinea unita ad L ad una gamba aerodinamica (3) comprendente detto tegolino.
8. 8. Dispositivo come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta porzione di fissaggio (2a) comprende un distanziale a campana (2c).