ITMI20130253A1

ITMI20130253A1 - Cambio motorizzato di bicicletta, con azionamento in traslazione dell'albero motore

Info

Publication number: ITMI20130253A1
Application number: IT000253A
Authority: IT
Inventors: Alberto Bortoli; Paolo Pasqua
Original assignee: Campagnolo Srl
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2014-08-23
Also published as: US9221519B2; JP6397634B2; TWI610845B; JP2014162476A; CN104002922B; US20140243127A1; EP2769906A1; CN104002922A; EP2769906B1; TW201433497A

Description

Cambio motorizzato di bicicletta, con azionamento in traslazione dell'albero motore

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un cambio di bicicletta, ossia ad un dispositivo meccanico il quale Ã ̈ parte di una trasmissione di bicicletta ed Ã ̈ atto a provocare lo spostamento di una catena tra diverse ruote dentate, spostando a tal fine un guida catena dal quale la catena stessa Ã ̈ guidata.

Nel contesto di questa descrizione brevettual e delle seguenti rivendicazioni, il cambio cui si fa riferimento puÃ² indifferentemente essere quello posteriore, che sposta la catena tra i diversi pignoni associati alla ruota posteriore della bicicletta, sia quello anteriore, che sposta la catena tra le diverse corone associate alle pedivelle.

Normalmente, il dispositivo attuatore del cambio comprende un cinematismo articolato deformabile (tipicamente un quadrilatero o parallelogramma articolato) destinato ad essere fissato ad un telaio di bicicletta ed in grado di assumere diverse configurazioni operative, cosÃ¬ che il guida catena, portato dal cinematismo articolato deformabile, sia in grado di assumere diverse posizioni rispetto al telaio di bicicletta (e quindi rispetto alle diverse ruote dentate) a seconda delle diverse configurazioni operative del cinematismo articolato deformabile.

Il cambio della presente invenzione Ã ̈ un cambio motorizzato, in cui la deformazione del cinematismo articolato deformabile Ã ̈ ottenuta con un motore elettrico che - in seguito ad opportuno comando impartito dal ciclista ed attraverso un idoneo cinematismo - sposta tra loro parti diverse del cinematismo articolato deformabile, deformandolo e spostando cosÃ¬ il guida catena.

Cambi motorizzati sono noti da tempo. Questi cambi, pur potendo avere configurazioni differenti, prevedono comunque un motore elettrico rotativo con un albero motore rotante, la cui rotazione -con opportuni rinvÃ¬i e riduzioni- Ã ̈ utilizzata per muovere angolarmente un elemento girevole del cinematismo articolato deformabile oppure per muovere in traslazione (mediante accoppiamento vite-chiocciola) una parte rispetto ad un'altra del cinematismo articolato deformabile, cosÃ¬ da determinare la desiderata deformazione del cinematismo articolato deformabile.

Costante obiettivo dei produttori di cambi Ã ̈ quello di migliorare la precisione di azionamento, dalla quale dipende la facilitÃ ed affidabilitÃ di funzionamento del cambio. Questa esigenza Ã ̈ chiaramente tanto piÃ¹ sentita quanto piÃ¹ il cambio Ã ̈ destinato ad essere usato in competizioni ciclistiche ad alto livello. Nei cambi motorizzati, tale esigenza Ã ̈ particolarmente sentita, perchÃ© lâ€™azione di deformazione del cinematismo articolato deformabile risulta in tal caso molto diretta, senza la mediazione fornita dai cavi usati nei cambi manuali.

La Richiedente si Ã ̈ resa conto che la precisione di azionamento dei cambi in cui la deformazione del cinematismo articolato deformabile Ã ̈ ottenuta per traslazione di una parte rispetto ad un'altra possono garantire una maggiore precisione. Tuttavia, la Richiedente si Ã ̈ resa anche conto che, soprattutto in tali cambi, la precisione puÃ² essere disturbata da sporcizia che nell'uso su strada si puÃ² accumulare sulle parti del cambio in reciproco movimento.

Pertanto, la presente invenzione riguarda un cambio secondo la rivendicazione 1; caratteristiche preferite sono indicate nelle rivendicazioni dipendenti.

PiÃ¹ in particolare, un cambio motorizzato di bicicletta secondo l'invenzione comprende:

un cinematismo articolato deformabile, destinato ad essere fissato ad un telaio di bicicletta ed in grado di assumere diverse configurazioni operative;

un guida catena, portato dal cinematismo articolato deformabile, in grado di assumere diverse posizioni rispetto al telaio di bicicletta a seconda delle diverse configurazioni operative del cinematismo articolato deformabile;

un organo motore, comprendente un involucro motore ed un albero motore maestro che sporge direttamente dall'involucro motore, l'organo motore essendo montato sul cinematismo articolato in modo da deformarlo, facendogli cosÃ¬ assumere le diverse configurazioni operative; secondo l'invenzione, poi, l'albero motore maestro Ã ̈ fermo in rotazione e mobile in traslazione in senso assiale, rispetto all'involucro motore.

Si noti che il termine "albero" riferito all'albero motore maestro non implica rotazione dello stesso, bensÃ¬ solo traslazione in senso assiale.

La Richiedente ha verificato che un tale cambio fornisce nell'uso una miglior precisione, perchÃ© eventuale presenza di sporcizia sull'albero motore maestro non ostacola i movimenti dello stesso: questi movimenti sono infatti movimenti di semplice traslazione. Non vi sono invece movimenti relativi di elementi ingranati fra loro, situazione tipica in cui la presenza di sporcizia aumenta gli attriti (anche di molto), compromettendo la precisione di funzionamento.

Questa forma costruttiva del cambio di bicicletta puÃ² venire ulteriormente migliorata attraverso le seguenti caratteristiche aggiuntive combinabili tra loro a piacere.

L'organo motore puÃ² comprendere un elemento motore in grado di produrre direttamente lo spostamento traslatorio dell'albero motore maestro.

Preferibilmente, tuttavia, l'organo motore comprende un motore elettrico rotativo, un albero motore primario mosso in rotazione dal motore elettrico rotativo, ed una trasmissione cinematicamente interposta fra l'albero motore primario e l'albero motore maestro, in cui il motore elettrico rotativo, l'albero motore primario e la trasmissione sono completamente racchiusi entro l'involucro motore.

In questo modo, viene quindi impiegato un motore elettrico rotativo, apprezzato per semplicitÃ , affidabilitÃ e basso costo; il fatto che nell'involucro sia completamente racchiuso il motore elettrico rotativo con il suo albero motore primario, insieme alla trasmissione (che trasforma il moto rotativo del motore elettrico rotativo in moto lineare dell'albero motore maestro), assicura che le parti dell'organo motore esposte all'eventuale deposito di sporcizia non comprendano parti in reciproco ingranamento ma solo parti statiche (l'involucro motore) oppure mobili di semplice moto traslatorio (l'albero motore maestro).

La trasmissione puÃ² essere realizzata in vari modi. Preferibilmente, la trasmissione comprende un albero motore secondario, un treno di ingranaggi di riduzione della rotazione interposto fra l'albero motore primario e l'albero motore secondario, ed un pignone montato solidale in rotazione sull'albero motore secondario, in cui inoltre sull'albero motore maestro Ã ̈ formata una cremagliera, il pignone sull'albero motore secondario essendo in impegno con la cremagliera. Questa configurazione permette di avere le necessarie trasformazioni di moto in uno spazio ridotto, adatto quindi ad un alloggiamento completamente all'interno dell'involucro motore; in particolare, con il treno di ingranaggi di riduzione si ottiene una forte riduzione di rotazione fra albero motore primario e albero motore secondario, mentre poi la rotazione (a bassissima velocitÃ ) dell'albero motore secondario viene facilmente trasformata in traslazione dell'albero motore maestro mediante la coppia pignone-cremagliera.

Preferibilmente, la cremagliera Ã ̈ formata su una prima porzione dell'albero motore maestro che rimane sempre interna all'involucro motore, in qualsiasi configurazione operativa del cinematismo articolato. Ancor piÃ¹ preferibilmente, l'involucro motore comprende una porzione tubolare in cui Ã ̈ scorrevolmente impegnato l'albero motore maestro, una guarnizione di tenuta a strisciamento essendo interposta fra la porzione tubolare e l'albero motore maestro, in corrispondenza di una seconda porzione di esso; in questo modo, la seconda porzione dell'albero motore maestro puÃ² essere lavorata in modo da presentare una superficie liscia, che favorisce la tenuta in accoppiamento con la guarnizione. Preferibilmente, la guarnizione Ã ̈ una guarnizione toroidale, del tipo comunemente detto O-ring.

Preferibilmente, l'albero motore primario e l'albero motore secondario sono disposti lungo rispettivi assi primario e secondario paralleli fra loro, ed il treno di ingranaggi comprende organi rotanti aventi assi di rotazione ortogonali sia all'asse primario sia all'asse secondario. Questa disposizione favorisce la compattezza della trasmissione.

Preferibilmente, la trasmissione comprende una coppia a trasmissione unidirezionale del moto, nel senso dall'albero motore primario all'albero motore maestro. Ancor piÃ¹ preferibilmente, la coppia a trasmissione unidirezionale comprende una vite senza fine accoppiata ad un settore dentato; questa soluzione, meccanicamente semplice, permette di sfruttare al meglio un cambio di 90° della direzione dell'asse di rotazione.

Come detto all'inizio, il cambio cui si fa riferimento puÃ² essere quello posteriore oppure quello anteriore.

In forme di realizzazione preferite, il cambio Ã ̈ un cambio posteriore, in cui:

il cinematismo articolato deformabile Ã ̈ un cinematismo a quadrilatero articolato, avente un corpo di base e un corpo mobile tra loro collegati mediante una coppia di bielle di collegamento articolate al corpo di base e al corpo mobile in corrispondenza di quattro elementi di perno;

l'organo motore Ã ̈ montato sul cinematismo a quadrilatero articolato tra una prima ed una seconda zona di esso la cui distanza varia in funzione della configurazione operativa del cinematismo a quadrilatero articolato.

In questo modo, si sfrutta al meglio la peculiaritÃ dell'organo motore con azionamento in traslazione dell'albero motore maestro: le deformazioni del quadrilatero articolato necessarie per le cambiate sono infatti ottenute con sforzi relativamente modesti, e questo favorisce la precisione di azionamento.

In forme di esecuzione preferite, l'organo motore Ã ̈ montato sul cinematismo a quadrilatero articolato

con l'involucro motore portato da un primo dei quattro elementi di perno, e

con l'albero motore maestro vincolato ad un secondo dei quattro elementi di perno, diagonalmente opposto al primo.

La disposizione risultante Ã ̈ quindi secondo una diagonale del quadrilatero articolato e permette cosÃ¬ all'albero motore maestro di operare nelle condizioni cinematicamente piÃ¹ favorevoli, assicurando la migliore precisione ed affidabilitÃ di funzionamento del cambio.

In altre forme di esecuzione preferite, l'organo motore Ã ̈ montato sul cinematismo a quadrilatero articolato

- con l'involucro motore imperniato al corpo di base, in prossimitÃ di un primo dei quattro elementi di perno, e/o

con l'albero motore maestro vincolato al corpo mobile, in prossimitÃ di un secondo dei quattro elementi di perno, diagonalmente opposto al primo.

II montaggio dell'involucro motore e/o il vincolo dell'albero motore maestro sul corpo di base puÃ² favorire la soliditÃ del cambio e ne puÃ² semplificare la costruzione, dal momento che non interessa alcun elemento di perno.

Preferibilmente, l'albero motore maestro Ã ̈ vincolato al cinematismo a quadrilatero deformabile (al secondo dei quattro elementi di perno ovvero al corpo mobile) per mezzo di un fusibile meccanico, ovvero un dispositivo di limitazione dello sforzo trasmesso. Per fusibile meccanico si intende un elemento meccanico che sia dotato di una resistenza allo sforzo limitata e prefissata, inferiore alla resistenza di tutti gli altri elementi. Un dispositivo di questo genere permette di proteggere il cambio ed in particolare l'organo motore da eventuali danni nel caso di colpi sul cambio, a causa di cadute della bicicletta o di urti accidentali; in tali situazioni, se lo sforzo supera una soglia prefissata, il dispositivo sgancia l'albero motore maestro dal perno, evitando la trasmissione di sforzi pericolosi.

Il fusibile meccanico puÃ² essere realizzato in vari modi.

Secondo una forma di esecuzione preferita, il fusibile meccanico comprende una sede ricavata in un corpo del secondo perno, una controsede formata nella seconda porzione dell'albero motore maestro di fronte alla sede, ed uno spintore scorrevolmente montato nella sede, elasticamente spinto in impegno nella controsede. Preferibilmente, lo spintore Ã ̈ formato da una sfera ed una molla di spinta, compressa fra la sfera ed un fondello regolabilmente associato alla sede. In questo modo, la soglia di intervento del fusibile meccanico puÃ² facilmente essere regolata, agendo sul fondello cosÃ¬ da aumentare o diminuire la spinta della molla sulla sfera e quindi sulla controsede nell'albero motore maestro.

Si noti che il fusibile meccanico Ã ̈ particolarmente importante con questo cambio, in cui l'azione di spinta dell'organo motore si scarica esattamente o approssimativamente lungo la diagonale del quadrilatero deformabile. Infatti, con questa disposizione eventuali urti sul cambio possono trasmettere sollecitazioni molto forti sull'organo motore.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dellâ€™invenzione risulteranno meglio dalla seguente descrizione di alcune forme di esecuzione preferite, fatte con riferimento ai disegni allegati. In tali disegni:

la fig. 1a Ã ̈ una vista prospettica parzialmente in esploso di un cambio secondo l'invenzione, in una sua prima forma di esecuzione;

la fig. 1b Ã ̈ una vista in sezione di un particolare del cambio della fig. I a;

- le fig. 2a e 2b sono viste prospettiche parzialmente in esploso, prese da angolature diverse, di un cambio secondo l'invenzione, in una sua seconda forma di esecuzione;

le fig. 3a e 3b sono rispettivamente una vista ed una sezione (secondo la linea BB di fig. 3a) del cambio di fig. 2a e 2b, in una configurazione operativa in cui l'organo motore Ã ̈ completamente esteso;

le fig. 4a, 4b e 4c sono rispettivamente una vista e due sezioni (secondo la linea BB e secondo la llinea spezzata CC di fig. 4a) del cambio di fig. 2a e 2b, in una configurazione operativa in cui l'organo motore Ã ̈ completamente contratto;

- la fig. 5 Ã ̈ una vista prospettica parzialmente in esploso di parte dell'organo motore del cambio di fig. 2a e 2b.

Nella figura 1a, con il riferimento 10 Ã ̈ complessivamente indicato un cambio motorizzato di bicicletta secondo una prima forma di esecuzione dell'invenzione, in particolare e ad esempio un cambio posteriore, destinato quindi ad essere montato su un telaio di bicicletta in prossimitÃ di un pacco pignoni, per spostare una catena di trasmissione fra i pignoni del pacco.

II cambio 10 comprende un cinematismo articolato deformabile, in particolare un cinematismo a quadrilatero articolato 20 formato da un corpo di base 21, un corpo mobile 22 e due bielle di collegamento fra di essi: una biella 23 (detta anche biella esterna con riferimento alla sua collocazione rispetto alla bicicletta su cui Ã ̈ destinato ad essere montato il cambio 10) ed una biella 24 (detta anche biella interna con riferimento alla sua collocazione rispetto alla bicicletta su cui Ã ̈ destinato ad essere montato il cambio 10). Il corpo di base 21, il corpo mobile 22 e le due bielle 23 e 24 sono tra loro articolati secondo quattro assi di perno paralleli P1, P2, P3, P4 da quattro rispettivi elementi di perno 31, 32, 33, 34, cosÃ¬ da formare il suddetto cinematismo a quadrilatero articolato 20. Si noti che nella figura 1A ciascuno di questi assi Ã ̈ riportato piÃ¹ volte: poichÃ© questa figura Ã ̈ in esploso, ogni asse Ã ̈ mostrato su ciascuna delle due parti che vi sono imperniate. Il corpo di base 21 Ã ̈ destinato ad essere montato ad un telaio di bicicletta, mentre il corpo mobile 22 porta un guida catena 40, in grado quindi di assumere diverse posizioni rispetto al telaio di bicicletta a seconda delle diverse configurazioni operative del cinematismo a quadrilatero articolato 20.

Si noti che sia il corpo di base 21, sia il corpo mobile 22, sia le due bielle 23 e 24, sia gli elementi di perno 31, 32, 33, 34 possono avere una conformazione qualsiasi, piÃ¹ o meno complessa. Nell'esempio illustrato, il corpo di base 21 ha una conformazione relativamente massiccia, cosÃ¬ come il corpo mobile 22; la biella esterna 23 invece ha una conformazione sostanzialmente piastriforme, mentre la biella interna 24 Ã ̈ formata da una struttura monolitica con due bracci paralleli 24a e 24b uniti da un ponte 24c. Sempre nell'esempio illustrato, l'elemento di perno 31 Ã ̈ formato da due semiperni, formati sul corpo di base 21 ed inseriti in sedi di imperniamento 31 a formate nella biella esterna 23 e quindi in sedi di imperniamento 31 b formate su un supporto 36; l'elemento di perno 32 Ã ̈ formato da due semiperni, formati sul corpo di base 21 ed inseriti in sedi di imperniamento 32a formate nella biella esterna 23; l'elemento di perno 33 Ã ̈ un semplice perno, inserito in sedi di imperniamento 33a e 33b, formate rispettivamente nel corpo mobile 22 e nella biella esterna 23; lâ€™elemento di perno 34 Ã ̈ formato da semiperni formati su un corpo 37 ed inseriti in sedi di imperniamento 34a formate nella biella interna 24 e quindi in sedi di imperniamento 34b formate sul corpo mobile 22.

Quanto alle dimensioni, nel cambio 10 illustrato le distanze tra gli assi di perno P1, P2, P3, P4 sono a due a due uguali: la distanza tra gli assi P1 e P2 Ã ̈ uguale alla distanza tra gli assi P3 e P4, cosÃ¬ come la distanza tra gli assi P1 e P3 Ã ̈ uguale alla distanza tra gli assi P2 e P4. Questo vuol dire che il cinematismo a quadrilatero articolato 20 Ã ̈ piÃ¹ precisamente un cinematismo a parallelogramma articolato, e che quindi - visto che il corpo di base 21 Ã ̈ montato al telaio della bicicletta - una deformazione del cinematismo a quadrilatero articolato 20 implica che il corpo mobile 22 si muova di moto traslatorio lungo una traiettoria circolare, definita dalle bielle 23 e 24. Se il cinematismo a quadrilatero articolato non fosse un parallelogramma, il moto del corpo mobile avrebbe non solo una componente traslatoria, ma anche una componente rotatoria; tale situazione non Ã ̈ di norma desiderata, ma potrebbe risultare utile in certe condizioni, per conferire movimenti particolari al guida catena.

II cambio 10 comprende poi un organo motore 50, avente nel suo complesso lunghezza variabile lungo un asse motore M. L'organo motore 50 comprende infatti a sua volta un involucro motore 51 ed un albero motore maestro 52 direttamente sporgente dall'involucro motore 51, da una apertura 53 formata nell'involucro motore 51, per lunghezze diverse in corrispondenza delle diverse configurazioni operative del cinematismo a quadrilatero articolato 20. Lâ€™albero motore maestro 52 Ã ̈ fermo in rotazione e mobile in traslazione rispetto all'involucro motore 51.

L'organo motore 50 Ã ̈ montato sul cinematismo a quadrilatero articolato 20 in posizione tale da poterlo deformare, cosÃ¬ da fargli assumere le diverse configurazioni operative rispetto al telaio a seconda della sporgenza dell'albero motore maestro 52 dall'involucro motore 51. PiÃ¹ in particolare, l'involucro motore 51 dell'organo motore 50 Ã ̈ portato dal supporto 36 ed Ã ̈ quindi vincolato al primo elemento di perno 31; l'albero motore maestro 52 Ã ̈ accoppiato al corpo 37 ed Ã ̈ quindi vincolato all'elemento di perno 34. Ne consegue che l'organo motore 50 Ã ̈ montato lungo una diagonale del cinematismo a quadrilatero articolato 20, fra i contrapposti elementi di perno 31 e 34.

Il corpo 37, con cui l'albero motore maestro 52 Ã ̈ vincolato al cinematismo a quadrilatero deformabile 20, Ã ̈ un fusibile meccanico, ovvero un dispositivo di limitazione dello sforzo trasmesso. A tal fine, come visibile nella fig, 1 b, una sede 371 Ã ̈ formata nel corpo 37 ed una controsede 521 Ã ̈ formata nell'albero motore maestro 52, di fronte alla sede 371; nella sede 371 Ã ̈ montato scorrevole uno spintore, elasticamente spinto in impegno nella controsede 521. Lo spintore Ã ̈ formato da una sfera 373 sporgente dalla sede 371 verso la controsede 521, un piattello 374 appoggiato alla sfera 373, un fondello 375 avvitato nella sede 371 come fondo regolabile di essa, ed una molla 376 compressa fra il piattello 374 ed il piattello 375. In questo modo, la soglia di intervento del fusibile meccanico 37 puÃ² facilmente essere regolata, agendo sul fondello 375 cosÃ¬ da aumentare o diminuire la spinta della molla 376 sul piattello 374 e sulla sfera 373 e quindi sulla controsede 521 nell'albero motore maestro 52.

L'organo motore 50 comprende all'interno dell'involucro 51 mezzi elettromeccanici per l'azionamento in traslazione dell'albero motore maestro 52, alimentati e comandati da un cavo 48. Questi mezzi possono essere di tipo diverso, e non sono illustrati con riferimento al cambio 10.

Nelle figure da 2 a 5, con il riferimento 110 Ã ̈ complessivamente indicato un cambio motorizzato di bicicletta secondo una seconda forma di esecuzione dell'invenzione, in particolare e ad esempio un cambio posteriore, destinato quindi ad essere montato su un telaio di bicicletta in prossimitÃ di un pacco pignoni, per spostare una catena di trasmissione fra i pignoni del pacco.

Il cambio 110 Ã ̈ analogo al cambio 10, dal quale differisce -come si vedrÃ soprattutto per l'organo motore. Per maggior chiarezza espositiva, saranno quindi utilizzati per elementi corrispondenti numeri di riferimento simili a quelli del cambio 10, preceduti dalla cifra "1".

Il cambio 110 comprende un cinematismo articolato deformabile, in particolare un cinematismo a quadrilatero articolato 120 formato da un corpo di base 121, un corpo mobile 122 e due bielle di collegamento fra di essi: una biella 123 (detta anche biella esterna) ed una biella 124 (detta anche biella interna). Il corpo di base 121, il corpo mobile 122 e le due bielle 123 e 124 sono tra loro articolati secondo quattro assi di perno paralleli Q1, Q2, Q3, Q4 da quattro rispettivi elementi di perno 131, 132, 133, 134, cosÃ¬ da formare il suddetto cinematismo a quadrilatero articolato 120. Si noti che nella figura 2 ciascuno di questi assi Ã ̈ riportato piÃ¹ volte: poichÃ© questa figura Ã ̈ in esploso, ogni asse Ã ̈ mostrato su ciascuna delle due parti che vi sono imperniate. Il corpo di base 121 Ã ̈ destinato ad essere montato ad un telaio T di bicicletta, mentre il corpo mobile 122 porta un guida catena 140, in grado quindi di assumere diverse posizioni rispetto al telaio T di bicicletta a seconda delle diverse configurazioni operative del cinematismo a quadrilatero articolato 120.

Come per il cambio 10, sia il corpo di base 121, sia il corpo mobile 122, sia le due bielle 123 e 124, sia gli elementi di perno 131, 132, 133, 134 possono avere una conformazione qualsiasi, piÃ¹ o meno complessa. Nell'esempio illustrato, il corpo di base 121 ha una conformazione relativamente massiccia, cosÃ¬ come il corpo mobile 122; la biella esterna 123 invece ha una conformazione sostanzialmente piastriforme, mentre la biella interna 124 Ã ̈ formata da una struttura monolitica con due bracci paralleli 124a e 124b uniti da un ponte 124c. Sempre nell'esempio illustrato, l'elemento di perno 131 Ã ̈ formato da due semiperni, formati sul corpo di base 121 ed inseriti in sedi di imperniamento 131 a formate nella biella esterna 123; l'elemento di perno 132 Ã ̈ un semplice perno, inserito in sedi di imperniamento 132a formate nella biella interna 124 e quindi in sedi di imperniamento 132b formate nel corpo di base 121; l'elemento di perno 133 Ã ̈ un semplice perno, inserito in sedi di imperniamento 133a e 133b, formate rispettivamente nel corpo mobile 122 e nella biella esterna 123; l'elemento di perno 134 Ã ̈ formato da semiperni formati su un corpo 137 ed inseriti in sedi di imperniamento 134a formate nella biella interna 124 e quindi in sedi di imperniamento 134b formate sul corpo mobile 122.

Nel cambio 110 illustrato, le distanze tra gli assi di perno Q1, Q2, Q3, Q4 sono a due a due uguali: la distanza tra gli assi Q1 e Q2 Ã ̈ uguale alla distanza tra gli assi Q3 e Q4, cosÃ¬ come la distanza tra gli assi Q1 e Q3 Ã ̈ uguale alla distanza tra gli assi Q2 e Q4. Questo vuol dire che il cinematismo a quadrilatero articolato 120 Ã ̈ piÃ¹ precisamente un cinematismo a parallelogramma articolato, e che quindi - visto che il corpo di base 121 Ã ̈ montato al telaio della bicicletta - una deformazione del cinematismo a quadrilatero articolato 120 implica che il corpo mobile 122 si muova di moto traslatorio lungo una traiettoria circolare, definita dalle bielle 123 e 124.

Il cambio 110 comprende poi un organo motore 150, avente nel suo complesso lunghezza variabile lungo un asse motore N. L'organo motore 150 comprende infatti a sua volta un involucro motore 151 ed un albero motore maestro 152 direttamente sporgente dall'involucro motore 151, da una apertura 153 formata nell'involucro motore 151, per lunghezze diverse in corrispondenza delle diverse configurazioni operative del cinematismo a quadrilatero articolato 120. L'albero motore maestro 152 Ã ̈ fermo in rotazione e mobile in traslazione rispetto all'involucro motore 151.

L'organo motore 150 Ã ̈ montato sul cinematismo a quadrilatero articolato 120 in posizione tale da poterlo deformare, cosÃ¬ da fargli assumere le diverse configurazioni operative rispetto al telaio T a seconda della sporgenza dell'albero motore maestro 152 dall'involucro motore 151. PiÃ¹ in particolare, l'involucro motore 151 dell'organo motore 150 Ã ̈ imperniato al corpo di base 121, secondo l'asse A, parallelo e prossimo all'asse di imperniamento Q1; l'albero motore maestro 152 Ã ̈ accoppiato al corpo 137 ed Ã ̈ quindi vincolato all'elemento di perno 134. Ne consegue che l'organo motore 150 Ã ̈ montato approssimativamente lungo una diagonale del cinematismo a quadrilatero articolato 120, fra i contrapposti elementi di perno 131 e 134.

Il corpo 137, con cui l'albero motore maestro 152 Ã ̈ vincolato al cinematismo a quadrilatero articolato 120, Ã ̈ un fusibile meccanico identico al corpo 37 del cambio 10, e non sarÃ quindi descritto in dettaglio; per le sue caratteristiche, si faccia riferimento al corpo 37 sopra descritto.

L'organo motore 150 comprende all'interno dell'involucro 151 mezzi elettro-meccanici per l'azionamento in traslazione dell'albero motore maestro 152.

PiÃ¹ precisamente, l'organo motore 150 comprende un motore elettrico rotativo 154, un albero motore primario 155 mosso in rotazione dal motore elettrico rotativo 154, ed una trasmissione 156 cinematicamente interposta fra l'albero motore primario 155 e l'albero motore maestro 152; il motore elettrico rotativo 154, l'albero motore primario 155 e la trasmissione 156 sono completamente racchiusi entro l'involucro motore 151.

La trasmissione 156 comprende a sua volta un albero motore secondario 158, un treno di ingranaggi 161 di riduzione della rotazione interposto fra l'albero motore primario 155 e l'albero motore secondario 158, ed un pignone 162 montato solidale in rotazione sull'albero motore secondario 158; sull'albero motore maestro 152 Ã ̈ formata una cremagliera 163 con la quale Ã ̈ in impegno di ingranamene il pignone 162 sull'albero motore secondario 158. La cremagliera 163 Ã ̈ formata su una prima porzione 165 dell'albero motore maestro 152 che rimane sempre interna all'involucro motore 151, in qualsiasi configurazione operativa del cinematismo a quadrilatero articolato 120, come visibile dal confronto fra le figure 3b e 4b/4c.

L'involucro motore 151 comprende una porzione tubolare 166 in cui Ã ̈ scorrevolmente impegnato l'albero motore maestro 152; una guarnizione di tenuta 167 a strisciamento, preferibilmente una guarnizione toroidale O-ring, Ã ̈ interposta fra la porzione tubolare 166 e l'albero motore maestro 152, in corrispondenza di una seconda porzione 169 di esso.

Nell'organo motore 150, l'albero motore primario 155 e l'albero motore secondario 158 sono disposti lungo rispettivi assi primario C1 e secondario C2 paralleli fra loro. Il treno di ingranaggi 161 comprende organi rotanti aventi assi di rotazione ausiliari D1 e D2, paralleli fra loro ed ortogonali sia all'asse primario C1 sia all'asse secondario C2.

PiÃ¹ in particolare, il treno di ingranaggi 161 comprende nell'ordine, dall'albero motore primario 155 verso l'albero motore secondario 158: un pignone 171 di piccolo diametro, montato solidale in rotazione sull'albero motore primario 155; una ruota dentata a denti assiali 172, in ingranamento con il pignone 171 e montata solidale in rotazione su un primo albero ausiliario 173, disposto secondo l'asse ausiliario D1; un pignone 174 di piccolo diametro, montato solidale in rotazione sul primo albero ausiliario 173; una ruota dentata 175, in ingranamento con il pignone 174 e montata solidale in rotazione su un secondo albero ausiliario 176, disposto secondo l'asse ausiliario D2; una vite senza fine 177, montata solidale in rotazione sul secondo albero ausiliario 176; un settore dentato 178, in ingranamento con la vite senza fine 177 e montato solidale in rotazione sull'albero motore secondario 158.

In questo treno di ingranaggi 161, viene ottenuta una forte riduzione di velocitÃ angolare fra l'albero motore primario 155 e l'albero motore secondario 158, grazie alla presenza dei tre ingranaggi a forte riduzione formati rispettivamente dal pignone 171 e dalla ruota dentata 172, dal pignone 174 e dalla ruota dentata 175, dalla vite senza fine 177 e dal settore dentato 178. Inoltre, lâ€™ingranaggio formato dalla vite senza fine 177 e dal settore dentato 178, oltre a permettere la variazione di 90° dell'asse di rotazione, Ã ̈ anche una coppia a trasmissione unidirezionale, in quanto permette la trasmissione solo nel senso dall'albero ausiliario 175 all'albero motore secondario 158, mentre ogni trasmissione nel verso opposto Ã ̈ impedita. L'unidirezionalitÃ Ã ̈ come noto particolarmente desiderata nel contesto di un cambio di bicicletta quale il cambio dell'invenzione, per impedire che urti sul guida catena 140 possano determinare spostamenti del guida catena 140 stesso e quindi cambi marcia indesiderati.

Dalla descrizione che precede risultano chiare le caratteristiche ed i vantaggi del cambio motorizzato di bicicletta della presente invenzione.

Grazie al fatto che il motore aziona l'albero motore maestro in traslazione invece che in rotazione, il cambio dell'invenzione risulta avere un'ottima precisione di azionamento che non viene compromessa dall'eventuale accumulo di sporcizia durante l'uso. Infatti, i movimenti dell'albero motore maestro sono movimenti di semplice traslazione. Non vi sono invece movimenti relativi di elementi ingranati fra loro, situazione tipica in cui la presenza di sporcizia aumenta gli attriti, compromettendo la precisione di funzionamento.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 . Cambio motorizzato di bicicletta, comprendente: un cinematismo articolato deformabile (20; 120), destinato ad essere fissato ad un telaio (T) di bicicletta ed in grado di assumere diverse configurazioni operative; un guida catena (40; 140), portato dal cinematismo articolato deformabile (20; 120), in grado di assumere diverse posizioni rispetto al telaio (T) di bicicletta a seconda delle diverse configurazioni operative del cinematismo articolato deformabile (20; 120); - un organo motore (50; 150), comprendente un involucro motore (51 ; 151) ed un albero motore maestro (52; 152) direttamente sporgente dall'involucro motore (51 ; 151), l'organo motore (50; 150) essendo montato sul cinematismo articolato (20; 120) in modo da deformarlo, facendogli cosÃ¬ assumere le diverse configurazioni operative; caratterizzato dal fatto che l'albero motore maestro (52; 152) Ã ̈ fermo in rotazione e mobile in traslazione in senso assiale, rispetto all'involucro motore (51 ; 151).
2. Cambio secondo la rivendicazione 1 , in cui l'organo motore (150) comprende un motore elettrico rotativo (154), un albero motore primario (155) mosso in rotazione dal motore elettrico rotativo (154), ed una trasmissione (156) cinematicamente interposta fra l'albero motore primario (155) e l'albero motore maestro (152), in cui il motore elettrico rotativo (154), l'albero motore primario (155) e la trasmissione (156) sono completamente racchiusi entro l'involucro motore (151).
3. Cambio secondo la rivendicazione 2, in cui la trasmissione (156) comprende un albero motore secondario (158), un treno di ingranaggi (161) di riduzione della rotazione interposto fra l'albero motore primario (155) e l'albero motore secondario (158), ed un pignone (162) montato solidale in rotazione sull'albero motore secondario (158), in cui inoltre sull'albero motore maestro (152) Ã ̈ formata una cremagliera (163), il pignone (162) sull'albero motore secondario essendo in impegno con la cremagliera (163).
4. Cambio secondo la rivendicazione 3, in cui la cremagliera (163) Ã ̈ formata su una prima porzione (165) dell'albero motore maestro (152) che rimane sempre interna all'involucro motore (151), in qualsiasi configurazione operativa del cinematismo articolato deformabile (120).
5. Cambio secondo la rivendicazione 4, in cui l'involucro motore (151) comprende una porzione tubolare (166) in cui Ã ̈ scorrevolmente impegnato l'albero motore maestro (152), una guarnizione di tenuta (167) a strisciamento essendo interposta fra la porzione tubolare (166) e l'albero motore maestro (152), in corrispondenza di una seconda porzione (169) di esso.
6. Cambio secondo la rivendicazione 3, in cui l'albero motore primario (155) e l'albero motore secondario (158) sono disposti lungo rispettivi assi primario (C1) e secondario (C2) paralleli fra loro, ed in cui il treno di ingranaggi (161) comprende organi rotanti (172, 173, 174, 175, 176, 177) aventi assi di rotazione (D1, D2) ortogonali sia all'asse primario (C1) sia all'asse secondario (C2).
7. Cambio secondo la rivendicazione 3, in cui la trasmissione (156) comprende una coppia (177, 178) a trasmissione unidirezionale del moto, nel senso dal dall'albero motore primario (155) all'albero motore maestro (152).
8. Cambio secondo la rivendicazione 7, in cui la coppia a trasmissione unidirezionale comprende una vite senza fine (177) accoppiata ad un settore dentato (178).
9. Cambio posteriore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui - il cinematismo articolato deformabile Ã ̈ un cinematismo a quadrilatero articolato (20; 120), avente un corpo di base (21; 121) e un corpo mobile (22; 122) tra loro collegati mediante una coppia di bielle di collegamento (23, 24; 123, 124) articolate a detto corpo di base (21; 121) e a detto corpo mobile (22; 122) in corrispondenza di quattro elementi di perno (31 , 32, 33, 34; 131 , 132, 133, 134); l'organo motore (50; 150) Ã ̈ montato sul cinematismo a quadrilatero articolato (20; 120) tra una prima ed una seconda zona di esso la cui distanza varia in funzione della configurazione operativa del cinematismo a quadrilatero articolato (20; 120).
10. Cambio posteriore secondo la rivendicazione 9, in cui l'organo motore (50) Ã ̈ montato con l'involucro motore (51) portato da un primo (31) dei quattro elementi di perno e con l'albero motore maestro (52) vincolato ad un secondo (34) dei quattro elementi di perno, diagonalmente opposto al primo.
11. Cambio posteriore secondo la rivendicazione 9 quando dipendente dalla rivendicazione 3, in cui l'organo motore (150) Ã ̈ montato sul cinematismo a quadrilatero articolato (120) - con l'involucro motore (151) imperniato al corpo di base (121), in prossimitÃ di un primo (131) dei quattro elementi di perno e/o con l'albero motore maestro (152) vincolato al corpo mobile (122), in prossimitÃ di un secondo (134) dei quattro elementi di perno, diagonalmente opposto al primo.