ITMI940065A1 - Dispositivo di propulsione a due pedivelle contrapposte tali da produrre momenti di spinta sempre positivi con minimi regolabili, specialmente per velocipedi e simili - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di propulsione a spinta con pedivelle contrapposte, tali da produrre, durante l'azione di propulsione, momenti di spinta sempre positivi, e quindi utili, con quelli minimi regolabili, detto dispositivo essendo adatto per velocipedi in genere.

E’ noto che nel normale dispositivo di propulsione a pedivelle, applicato su tutti i tipi di velocipedi noti, le pedivelle sono rigidamente collegate tra loro e alla moltiplica in modo da risultare costantemente allineate tra loro a 180°. Conseguentemente, ogni qualvolta esse vengono a trovarsi in posizione verticale il braccio di leva che offrono alla spinta risulta nullo, e quindi nullo anche il momento relativo. Esso pertanto varia ciclicamente, ad ogni mezzo giro di moltiplica, da 0 ad un massimo per ritornare a 0.

Soltanto l'inerzia di tutta la massa interessata, dovuta alla velocità acquisita dal velocipede, consente di mantenere la continuità di movimento, a patto che quest'ultima sia mantenuta oltre un certo valore, al di sotto del quale si verifica la perdita dell'equilibrio e quindi l'arresto.

Questa specifica particolarità dell'attuale dispositivo di propulsione costituisce una caratteristica negativa in tutti i tipi di velocipedi noti, in quanto obbliga l'utente ad esercitare uno sforzo sempre maggiore man mano che le asperità del percorso o l'aumento della sua pendenza tendono a rallentarne la velocità.

E' altresì noto che per ridurre lo sforzo corrispondente a questa velocità critica sono previsti dei dispositivi aggiuntivi, inseribili a comando, nella catena cinematica del dispositivo di propulsione attuale, costituita da un ingranaggio centrale (moltiplica) solidalmente coassiale con le pedivelle, da una catena di trasmissione e dalla ruota dentata di minor diametro rigidamente calettata sull'asse della ruota posteriore. Si tratta dei cosiddetti "cambi" la cui funzione è quella di variare il rapporto tra il numero dei giri della moltiplica e quello della ruota posteriore, particolarmente impiegati nelle biciclette cosiddette "fuori strada" (Mountain bikes) ed in quelle da competizione, aumentandone per altro i costi e gli ingombri, però adottabili, volendo anche con il dispositivo di propulsione oggetto della presente invenzione.

Scopo principale della presente invenzione è quello di eliminare radicalmente il difetto organico che penalizza il dispositivo di propulsione attuale, consistente essenzialmente nel fatto che le pedivelle essendo rigidamente contrapposte a 180° producono un momento di spinta nullo ogniqualvolta si trovano in posizione verticale.

Diversamente nel trovato in oggetto la contrapposizione delle pedivelle risulta continuamente variabile durante ogni mezzo giro di moltiplica, essendo congegnato in modo tale che quando la pedivella attiva è spinta in basso, fino a raggiungere la posizione verticale, contemporaneamente quella contrapposta viene trascinata in alto disponendosi, in corrispondenza, inclinata in avanti, cioè verso la ruota anteriore del velocipede secondo un angolo prestabilito, che chiameremo angolo di anticipo delle pedivelle, mentre quando la pedivella attiva si trova in una posizione intermedia, pressoché orizzontale, entrambe le pedivelle risultano perfettamente allineate cioè contrapposte di 180°.'

Secondo scopo del presente trovato è che detto angolo di anticipo possa assumere, a comando, più valori da scegliere in rapporto alle condizioni del percorso, comprendendo tra questi anche quello nullo, nel quale l'asse delle pedivelle coincide con quello della moltiplica, per cui il movimento di spinta diventa analogo a quello tradizionale. Questo per consentire all'utente anche questa alternativa.

Altro scopo è quello di realizzare i vantaggi sopra indicati senza inserire nella catena cinematica nessun altro organo all*infuori di quelli tradizionali, conservandone sostanzialmente anche la forma e gli ingombri, semplicemente collegando moltiplica e pedivelle in modo e con mezzi diversi, nonché variando la posizione e forma dei loro vincoli. ;Tra l'altro l'applicazione del presente trovato potrebbe risultare utile anche negli attuali velocipedi statici usati in campo medico per la riabilitazione di infortunati o per altri scopi. ;Altre caratteristiche e vantaggi del dispositivo oggetto della presente invenzione risulteranno dalla descrizione che segue, relativa ad una forma realizzativa di esso schematicamente illustrata, a puro titolo indicativo non limitativo, nelle tavole allegate nelle quali: ;la figura 1 ne rappresenta, in modo convenzionale, la vista laterale dalla parte della moltiplica; ;la figura 2 mostra due sezioni radiali contigue del dispositivo di figura 1 di cui quella a sinistra è fatta secondo un piano orizzontale e la destra secondo un piano verticale passante per la cerniera 9b; ;la figura 3 una sezione orizzontale dello stesso dispositivo; ;la figura 4 un'ulteriore variante realizzativa; e ;la figura 5 rappresenta una vista prospettica dell'elemento innovativo che maggiormente differenzia e caratterizza la presente invenzione e che chiameremo supporto oscillante delle pedivelle. ;Per una più facile comprensione vengono anticipate, in forma schematica, le differenze sostanziali tra gli organi costituenti il dispositivo di propulsione tradizionale e quelli omologhi del presente trovato. ;La moltiplica è indipendente da entrambe le pedivelle e liberamente girevole intorno all'asse fisso del mozzo, essendo calettata all'esterno di una sporgenza concentrica del mozzo stesso. ;Le pedivelle sono indipendenti, oltre che dalla moltiplica, anche tra loro, ruotando liberamente girevoli una dall'altra, intorno ad un unico asse diverso e parallelo a quello della moltiplica, nonché spostabile rispetto a questo parallelamente ed orizzontalmente all'indietro (verso la ruota posteriore del velocipede) secondo diverse posizioni commutabili, essendo detto asse delle pedivelle sostenuto da un supporto oscillante incernierato all'interno del mozzo e bloccabile in più posizioni prestabilite. ;La moltiplica è separatamente collegata a ciascuna pedivella mediante organi intermedi indipendenti tali che la contrapposizione delle due pedivelle risulta ciclicamente variabile durante ogni mezzo giro di moltiplica; infatti esse si presentano perfettamente allineate a 180°, quando la pedivella attiva si trova in una posizione pressoché orizzontale, mentre quando questa raggiunge la posizione verticale inferiore, quella contrapposta risulta inclinata in avanti (verso la ruota anteriore del velocipede) di un angolo variabile, secondo più valori, corrispondenti alle posizioni prestabilite del supporto oscillante. ;Con riferimento alle figure sopra citate ed in particolare alle figure 1 e 2, il dispositivo oggetto del presente trovato è congegnato in modo da poter essere agevolmente inserito e ancorato all'interno di un mozzo tubolare 1, avente dimensioni un po' maggiori di quello usuale e provvisto su ciascun lato di una flangia interna 1a, situato, come nelle comuni biciclette, in corrispondenza del nodo inferiore del telaio dove convergono le canne orizzontali 2 e quella inclinata 2a. ;Detto dispositivo di propulsione è costituito da una moltiplica 3, similare a quelle usuali del tipo a unica o doppia dentatura, la quale ruota attorno ad un asse fisso 4 coincidente con quello del mozzo, essendo essa calettata liberamente girevole con vincolo assiale all'esterno di una sporgenza concentrica del mozzo stesso (figura 2); mentre le pedivelle ruotano indipendentemente una dall'altra intorno ad uno stesso asse mobile posto all'interno del mozzo. ;Il dispositivo di propulsione in oggetto è inoltre costituito da due pedivelle 5 e 6, anch'esse pressoché uguali a quelle tradizionali per forma e posizione, le quali sono indipendenti tra loro e dalla moltiplica ruotando entrambe liberamente girevoli, una dall'altra, intorno ad un unico asse 7 diverso e parallelo a quello 4 della moltiplica, nonché spostabile parallelamente ed orizzontalmente all'indietro rispetto all'asse 4, in più posizioni, essendo l'asse 7 sostenuto da un supporto oscillante 8 vincolato all'interno del mozzo 1 tramite una cerniera 9b, il cui asse 8a è parallelo all'asse 7 e solidale al mozzo: detto supporto oscillante essendo a sua volta bloccabile sul mozzo stesso in diverse posizioni prestabilite. ;A questo punto è facile comprendere la particolare caratteristica del presente trovato, costituita dalla contrapposizione variabile delle due pedivelle, durante ogni mezzo giro di moltiplica. ;Nella figura 1, che mostra le due pedivelle all'inizio di tale ciclo, in cui una di esse, la 6, si trova nella posizione verticale inferiore e quella contrapposta 5 inclinata in avanti del massimo angolo previsto, risulta evidente la funzione dei due perni girevoli 14a e 14 per il duplice fatto di impegnare separatamente le due pedivelle 6 e 5, tramite le loro rispettive asole 16a e 15a e di essere, detti perni girevoli, fissati sulla moltiplica diametralmente opposti ed equidistanti dall'asse 4 di essa. ;Infatti nella figura 1 risulta che la pedivella 6 nella posizione verticale inferiore obbliga il perno 14a a disporsi, rispetto alla verticale passante per l'asse 4, inclinato all'indietro dello stesso angolo massimo di quanto il perno girevole 14 risulta necessariamente inclinato in avanti. Conseguentemente la pedivella contrapposta 5 sarà forzata da detto perno 14, tramite la corrispondente asola 15a, ad assumere la massima posizione inclinata in avanti prevista. ;Per le stesse cause, quando una delle due pedivelle si trova orientata orizzontalmente secondo la congiungente i due assi 7 e 4, anche quella contrapposta dovrà risultare allineata alla prima, cioè contrapposta di 180<*>, essendo i due perni girevoli disposti sulla stessa congiungente.

L’asse 7 di dette pedivelle è definito da due elementi cilindrici 7a e 7b, dei quali quello interno 7a, costituito da una barra tonda, è calettato, liberamente girevole con vincolo assiale, entro quello esterno tubolare 7b, a sua volta calettato in modo analogo all'interno di un manicotto a sezione circolare facente parte del supporto oscillante.

Questi due elementi cilindrici sono inoltre collegati rigidamente a 90°, in corrispondenza delle loro estremità opposte, ciascuno ad una pedivella, e precisamente: quello interno 7a alla pedivella 6, vicina alla moltiplica, mentre quello esterno 7b è collegato, dal lato opposto con la pedivella 5 ed inoltre, dallo stesso lato della pedivella 6 e sempre rigidamente a 90‘, è collegato anche con l'appendice 5a.

Questa appendice 5a, simile ad una pedivella normale più corta e senza pedale, è unita alla pedivella 5 ed all'elemento esterno 7b in modo da formare una "U" in cui pedivella ed appendice risultano parallele e complanari (figure 2 e 3).

Scopo di questo particolare innovativo è quello di ottenere, vicino alla moltiplica e su un unico piano parallelo ad essa, due elementi contrapposti: pedivella 6 e appendice 5a indipendenti tra loro ma separatamente collegabili alla moltiplica tramite adatti mezzi di impegno tali da poter trasmettere alla moltiplica stessa la spinta esercitata alternativamente sulle due pedivelle 6 e 5.

Questi particolari mezzi di impegno collegano separatamente ciascuna pedivella alla moltiplica in corrispondenza di due punti di essa diametralmente opposti ed equidistanti dal proprio asse.

Essi sono conformati in modo da consentire alternativamente a ciascuna pedivella di trascinare la moltiplica durante la loro fase attiva e alla moltiplica di trascinarle in alto durante la loro fase passiva: fase quest'ultima che inizia, per ogni pedivella, con la sua posizione verticale inferiore e termina, dopo ogni mezzo giro di moltiplica, con la posizione della stessa pedivella inclinata in avanti di un angolo, variabile secondo valori prestabiliti corrispondenti alle diverse posizioni angolari previste per il supporto oscillante.

Il collegamento sopra accennato moltiplica-pedivelle può essere realizzato, per esempio, mediante due perni girevoli 14 e 14a, o simili, i cui assi risultino emergenti dalla moltiplica e disposti diametralmente opposti e alla stessa distanza dall'asse 4 di essa, in modo che detti perni siano impegnati entro asole 15a e 16a ricavate rispettivamente sulla pedivella 6 e sull'appendice 5a, solidale all'altra pedivella 5.

Sempre secondo il trovato, dette pedivelle possono essere collegate alla moltiplica anche tramite due biellette 17 e 17a incernierate, ad una delle loro estremità, sulla moltiplica in due punti diametralmente opposti e nell'altra estremità rispettivamente sulla pedivella 6 e sull'appendice 5a dell'altra pedivella, come mostra la figura 3.

Infine il supporto che sostiene l'asse 7 delle pedivelle è costituito da un manicotto a sezione circolare 9 provvisto alle due estremità di due flange 9a, opportunamente sagomate ed irrigidite posteriormente, ottenendo complessivamente un elemento foggiato a "U", come mostra la figura 5.

Dette flange o ali sono inoltre collegate in alto da un secondo manicotto più piccolo 9b analogo e parallelo a quello centrale 9 che costituisce, tramite l'asse 8a, la cerniera per mezzo della quale il supporto oscillante 8 è vincolato al mozzo: essendo detto asse 8a calettato liberamente girevole entro il suddetto manicotto 9b e fissato all'interno del mozzo in una particolare posizione.

Questa posizione è quella per la quale lo spostamento dell'asse 7 avviene orizzontalmente e all'indietro, cioè mantenendo allo stesso livello le due posizioni estreme previste per detto asse e spostando questo verso la ruota posteriore del velocipede. Ciò si ottiene equidistanziando l'asse 8a della cerniera dall'asse 4 del mozzo e da quello 7 delle pedivelle posto nella posizione più arretrata.

La parte inferiore del supporto oscillante è anch'essa conformata a "IT" come quella superiore, ma con le ali più estese per consentire l'applicazione di mezzi atti a realizzare il bloccaggio e la commutazione di detto supporto in vari modi e secondo principi noti, tali da risultare appropriati al tipo di velocipede sul quale il dispositivo di propulsione in oggetto viene applicato.

Per esempio, nella forma realizzativa proposta come riferimento, ne sono stati previsti due di detti modi:

Uno, rappresentato in dettaglio nella figura 3, consiste nel praticare su entrambe le ali della parte inferiore del supporto oscillante 8 una serie di fori D, C, B e A in corrispondenza di altrettante posizioni angolari previste per detto supporto, entro i quali si incastrano, ad ogni posizione, due perni 12 e 12a coassiali ed estensibili tramite la molla 11, precaricata, interposta tra di loro. Detti perni essendo scorrevoli all'interno di due appendici predisposte, all'interno del mozzo, in corrispondenza della posizione A, in cui gli assi 7 delle pedivelle (e del manicotto 9) e 4 del mozzo coincidono; mentre la D corrisponde al massimo arretramento dell'asse 7 rispetto al 4.

L'estrazione di tali perni 12 e 12a è ottenuta mediante due leve a squadra 13 fulcrate tra loro a pinza e impegnate nei perni suddetti, in modo da consentire alla molla 11 di mantenerli nella posizione di bloccaggio, quando su dette leve non viene esercitata alcuna sollecitazione.

Quando invece, tramite un cavo flessibile 20, azionato dall'esterno e collegato a dette leve, in corrispondenza del fulcro che le unisce, sono forzate a chiudersi, esse obbligano i perni 12 e 12a a disimpegnarsi; consentendo, in tal modo, di variare la posizione angolare del supporto oscillante 8 ed il suo successivo bloccaggio, previo opportuno assestamento di esso tramite le pedivelle ed i pedali.

Il secondo modo di realizzare il bloccaggio e la commutazione del supporto oscillante, secondo quanto è illustrato nelle figure 1 e 2, si ottiene più semplicemente mediante la leva 18, solidale al supporto oscillante in corrispondenza della cerniera 9b, conformata in modo da risultare rigida nel senso della rotazione nel piano verticale, e flessibile, o snodata, nel senso trasversale, così da consentirne l'incastro (ed il disimpegno) entro nicchie, predisposte su un'appendice 19 verticale del telaio o del mozzo, in modo da corrispondere alle posizioni angolari D, C, B e A previste per il supporto oscillante.

Una contemporanea applicazione dei due sistemi descritti è prevista nel caso si voglia semplificarne la commutazione e migliorarne il bloccaggio.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di propulsione a due pedivelle contrapposte tali da produrre momenti di spinta sempre positivi con minimi regolabili, particolarmente per velocipedi e simili, caratterizzato dal fatto che è costituito da un'usuale moltiplica dentata calettata esternamente sull'estremità del mozzo tubolare del velocipede, in modo liberamente girevole attorno ad un asse fisso coassiale a detto mozzo, da due pedivelle contrapposte e girevoli in modo indipendente, sia fra loro che rispetto a detta moltiplica, intorno ad un unico asse diverso e parallelo a quello fisso della moltiplica ed anche spostabile, verso la ruota posteriore del velocipede, parallelamente e orizzontalmente rispetto a detto asse fisso, secondo diverse posizioni prestabilite, essendo l'asse delle pedivelle sostenuto da un supporto oscillante intorno ad un altro asse parallelo solidale al mozzo in modo da poter assumere le diverse posizioni stabilite, in ognuna delle quali il supporto oscillante viene bloccato al mozzo, essendo inoltre dette pedivelle collegate alla moltiplica tramite mezzi di impegno tali da consentire alla pedivella attiva di trascinare la moltiplica e contemporaneamente a quest'ultima di trascinare l'altra pedivella in modo ciclicamente ripetibile, tale che quando la pedivella attiva raggiunge una posizione pressoché orizzontale quella contrapposta risulta allineata alla prima, mentre quando detta pedivella attiva raggiunge la posizione verticale inferiore quella contrapposta risulta inclinata in avanti, verso la ruota anteriore del velocipede, di un angolo variabile secondo diversi valori prestabiliti, corrispondenti ad altrettante posizioni del supporto oscillante, definibile come angolo di anticipo.
2. 2. Dispositivo di propulsione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'asse di rotazione delle pedivelle è definito da due elementi cilindrici coassiali e liberamente girevoli uno all'interno dell'altro, entrambi solidali, in corrispondenza delle loro estremità opposte, ciascuno ad una pedivella alla quale, in corrispondenza dell'estremità libera dell'elemento esterno, si aggiunge un'appendice, anch'essa solidale a detto elemento, in modo che pedivella ed appendice risultino parallele e complanari, nonché orientate dalla stessa parte a guisa di "U".
3. 3. Dispositivo di propulsione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di impegno, per il collegamento separato e non rigido delle pedivelle alla moltiplica, sono costituiti da perni girevoli calettati sulla moltiplica in due posizioni diametralmente opposte ed equidistanziate dall'asse della stessa moltiplica, detti perni essendo inseriti in asole o simili ricavate, una nella pedivella solidale all'elemento interno e l'altra nell'appendice solidale all'elemento esterno.
4. 4. Dispositivo di propulsione secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi di impegno per il collegamento delle pedivelle alla moltiplica sono costituiti da due biellette, o simili, aventi una delle loro estremità fulcrata sulla moltiplica, in corrispondenza di due posizioni equidistanziate dall'asse e diametralmente opposte, e le altre due estremità fulcrate: una sull'appendice solidale ad una pedivella e l’altra sulla seconda pedivella.
5. 5. Dispositivo di propulsione secondo le rivendicazioni 1, 2 e 3 o 4, caratterizzato dal fatto che il supporto oscillante è costituito essenzialmente da un manicotto tubolare entro il quale sono calettati, girevoli indipendentemente, i due elementi cilindrici coassiali che definiscono l'asse spostabile delle pedivelle, essendo detto manicotto provvisto esternamente di due appendici solidali, delle quali quella superiore è incernierata al mozzo tramite un asse parallelo ad entrambi gli assi delle pedivelle e del mozzo ed inoltre fissato all'interno di questo in posizione tale da consentire lo spostamento dell'asse delle pedivelle, parallelamente ed orizzontalmente all'indietro, in modo che la posizione più arretrata di questo e quella iniziale, in cui esso può coincidere con l'asse del mozzo, risultino allo stesso livello, mentre l'appendice inferiore del manicotto è predisposta per poter utilizzare mezzi diversi atti a realizzare la commutazione ed il bloccaggio del supporto oscillante secondo le diverse posizioni previste, ad ognuna delle quali corrisponde un differente angolo di anticipo delle pedivelle.
6. 6. Dispositivo dì propulsione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la commutazione ed il blocco nelle varie posizioni relative al supporto oscillante, e quindi all'angolo di anticipo delle pedivelle, possono essere effettuati mediante una leva solidale a detto supporto in corrispondenza della cerniera e conformata in modo da risultare rigida nella rotazione verticale e flessibile o snodata nel senso trasversale, così da consentirne l'incastro entro nicchie predisposte su un'appendice verticale del telaio o del mozzo, secondo le posizioni angolari previste per detto supporto oscillante.
7. 7. Dispositivo di propulsione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le commutazioni ed il bloccaggio del supporto oscillante sono ottenuti mediante due perni coassiali estensibili, tramite molla precaricata interposta, spostabili in un foro praticato nel mozzo nonché inseribili, entro più fori ricavati su appendici di detto supporto secondo le varie posizioni di esso, mediante un dispositivo a tenaglia azionabile, nel senso del bloccaggio e sbloccaggio, tramite un cavo flessibile, previo assestamento del supporto oscillante nella posizione desiderata per mezzo dei pedali e relative pedivelle.
8. 8. Dispositivo di propulsione secondo le rivendicazioni 6 e 7, caratterizzato dal fatto che per la commutazione e bloccaggio del supporto oscillante sono applicati entrambi i sistemi, dei due perni estensibili e della leva, utilizzando i perni come mezzi complementari di blocco e la leva per la commutazione e per ulteriore blocco.
9. 9. Dispositivo di propulsione secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che tra le diverse posizioni, in cui il supporto oscillante può essere spostato e bloccato, sia compresa anche quella in cui l’asse delle pedivelle e quello della moltiplica coincidono, rendendo in tal modo le pedivelle costantemente contrapposte di 180° e conseguentemente il movimento del velocipede analogo a quello tradizionale.