ITMI972118A1 - Dispositivo ad azionamento muscolare per la produzione di energia ausiliaria per una bicicletta o simile - Google Patents

Description

DISPOSITIVO AD AZIONAMENTO MUSCOLARE PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA AU-SILIARE PER UNA BICICLETTA 0 SIMILE

DESCRIZIONE:

La presente Invenzione ha per oggetto un dispositivo ad azionamento muscolare per la produzione d1 energia ausiliarla per una bicicletta o slmile.

Come è noto, 1n una bicicletta tradizionale ad azionamento muscolare sia del tipo dotato di due ruote e da usare come veicolo da trasporto, sia del tipo statico, cioè senza ruote da impiegare quale apparecchio ginnico che consente la riproduzione da fermo dei movimenti tipici di un ciclista, il moto al mozzo di una ruota viene trasmesso dall 'energia muscolare delle gambe del l ' utilizzatore per mezzo di una coppia di pedali e d1 noti mezzi cinematici dì trasmissione a catena, eventualmente dotati di appositi cambi di velocità.

Le biciclette tradizionali note perciò, pur consentendo di raggiungere con comodità velocità relativamente elevate o di superare pendenze anche consistenti sia su strada che fuori strada, di entità ovviamente dipendenti dal tipo di mezzo impiegato e dalla persona che ne fa uso, sfruttano parzialmente l 'energia muscolare complessiva che ogni persona può fornire, dal momento che tale energia viene ricavata solo dal moto degli arti Inferiori essendo gli arti superiori impegnati, nel caso delle comuni biciclette, nelle operazioni di sterzatura e di mantenimento dell 'equilibrio durante la marcia.

C'è da aggiungere che spesse volte le biciclette da strada, da fuoristrada o da corsa d1 tipo noto Impongono all 'utilizzatore una posizione d1 guida che dà luogo durante la pedalata ad oscillazioni del corpo ed In particolare del torace d1 entità non trascurabile, determinando cosi una stabilità laterale della bicicletta a volte non completamente soddisfacente.

Nelle biciclette d1 tipo statico vengono esercitati 1 muscoli degli arti Inferiori ed 1 muscoli degli arti superiori rimangono sostanzialmente Inattivi, oppure sono Impegnati in movimenti relativamente limitati, che non esercitano o sviluppano a fondo gli stessi.

Ad esempio gl 1 arti superiori vengono utilizzati per fare oscillare avanti e Indietro 11 manubrio delle bicicletta statica.

Occorre poi precisare che in molti casi le biciclette statiche falliscono anche nel compito di esercitare gl 1 arti inferiori: quando esistono marcate difficoltà motorie, la bicicletta statica, per quanto teoricamente utile, non può In pratica essere utilizzata, dato che la stessa richiede sempre un certo sforzo sul pedali o almeno la capacità di eseguire 1 movimenti richiesti dalla pedalata.

In questa situazione 11 compito tecnico posto alla base della presente Invenzione è Ideare un dispositivo ad azionamento muscolare per la produzione d1 energia auslliarla per una bicicletta o simile in grado di ovviare sostanzialmente agli Inconvenienti citati.

Nell'ambito di detto compito tecnico è un importante scopo dell ’ Invenzione ideare un dispositivo per biciclette che consenta di sfruttare maggiormente l 'energia muscolare che un individuo ha a disposizione e quindi di realizzare nelle normali biciclette a due ruote incrementi d1 velocità o di potenza di entità consistente senza accrescere in modo sostanziale la sensazione di fatica.

Un altro importante scopo dell 'Invenzione è ideare un dispositivo che quando applicato alle biciclette statiche per esercizi ginnici determini il coinvolgimento di un numero di muscoli maggiore d1 quello necessario per eseguire la pedalata.

Un ulteriore scopo è ideare un dispositivo che renda le biciclette statiche utilizzabili agevolmente anche da chi ha forti difficoltà motorie agli arti inferiori.

Non ultimo scopo dell 'Invenzione è Ideare un dispositivo per la produzione di energia auslliaria che sia applicabile con facili interventi meccanici su tradizionali biciclette disponibili sul mercato.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo ad azionamento muscolare per la produzione di energia auslliaria per una bicicletta o simile che si caratterizza per il fatto di comprendere una qualsiasi delle nuove soluzioni tecniche in seguito descritte o rivendicate, od una qualsiasi combinazione tra le stesse.

Viene ora riportata, a titolo di esempio non limitativo, la descrizione di esecuzioni preferite di un dispositivo secondo l 'invenzione, illustrate negli uniti disegni, nei quali :

la figura 1 mostra una vista d'insieme, 1n alzata laterale, di una comune bicicletta da strada cui è applicato il dispositivo secondo l 'Invenzione;

la figura 2 illustra 1n alzato frontale la bicicletta ed il dispositivo di cui in figura 1;

le figure 3 e 4 evidenziano con vistu Ingrandite due particolari della figura 1;

la figura 5 presenta una particolare realizzazione del dispositivo secondo l 'Invenzione;

la figura 6 illustra schematicamente, con una vista semplificata e prospettica, gli organi mobili di una bicicletta statica dotata del dispositivo secondo l 'invenzione; e

le figure 7 e 8 mostrano in alzato frontale alcuni particolari della figura 6.

Con riferimento alle figure citate, il dispositivo secondo l ' invenzione è globalmente Indicato con il numero 1.

Esso comprende una coppia di manovelle 2 dotate di manopole 2a affer rabili manualmente e perciò atte ad essere poste in rotazione dalla forza muscolare degli arti superiori di una persona.

Le manovelle 2 sono sostenute in prossimità della parte anteriore di una normale bicicletta 3 a due ruote o di una bicicletta statica 23 impiegata per esercizi ginnici, priva di ruote.

Il sostegno è realizzato da mezzi d1 supporto 4 che possono essere formati da una struttura portante ausiliaria solidale ad un normale manubrio 5 girevole di bicicletta 3, o ad un manubrio sostanzialmente fisso nel caso di bicicletta statica 23, oppure i mezzi di supporto 4 possono sostituire il manubrio della bicicletta, che risulta cosi parzialmente modificato per adattarsi al sostegno delle manovelle.

In altre parole la bicicletta 3 o 23 può essere mantenuta Integra in tutti 1 suoi elementi, se 11 dispositiva 1 è semplicemente aggiunto fissando lo stesso al manubrio o al piantone che prosegue 11 manubrio, oppure 11 dispositivo 1 può sostituire in parte gli organi della bicicletta, in particolare 11 manubrio, ed essere direttamente impegnato ad un telaio 3a, ad esempio -nel caso della bicicletta 3- nel cannotto anteriore fisso 3b.

Il moto rotatorio delle manovelle 2 viene trasmesso ad un mozzo 6 da mezzi cinematici di trasmissione 7 comprendenti una ruota dentata 8 calettata su un alberino di comando 9 solidale alle stesse manovelle 2, una catena IO, ed almeno un pignone 11 a ruota lihera, dotato di una dentatura ed eventualmente di più dentature, se si desidera realizzare un cambio d1 velocità.

I mezzi cinematici di trasmissione 7 sono preferibilmente almeno in parte coperti da una carteratura 7a, ad esemplo avvolgente almeno la ruota dentata 8 e parte della catena 10.

Nel caso di bicicletta 3 a due ruote il mozzo 6 è vantaggiosamente definito dal mozzo della ruota anteriore 12 della bicicletta, che perciò risulta dotata di due ruote motrici e cioè di una ruota posteriore 13 azionata tradizionalmente attraverso una coppia di pedali 14 e di una ruota anteriore 12 comandata dagli arti superiori mediante le manovelNel caso di bicicletta statica 23 per esercizi ginnici il mozzo 6 è preferibilmente lo stesso mozzo azionato dai pedali 14, sul quale perciò viene a scaricarsi, oltre all 'energia muscolare degli arti inferiori, anche quella degli arti superiori .

I mezzi di supporto 4 sono, come già accennato, una struttura portante che supporta le manovelle 2 e che può anche essere costituita da un nuovo manubrio 15. In tal caso, come Illustra la figura 5, l 'alberino di comando 9 attraversa girevolmente il nuovo manubrio 15 e le manovelle 2 si articolano in vicinanza d1 Impugnature di presa 16 di tipo convenzionale, supportate da espansioni della struttura portante 4, da una parte, e della carteratura 7a, dall 'altra parte.

Dal nuovo manubrio 15 si espande poi verso il basso un semplice montante 4a che si inserisce coassialmente ad esempio nel cannotto anteriore 3b del telaio 3a.

Quando invece 1 mezzi di supporto 4 sono aggiuntivi ad un normale manubrio 5, gli stessi sono vantaggiosamente realizzati da un montante 4a ad esempio sostanzialmente parallelo al cannotto anteriore 3b ed inferiormente applicato al manubrio 5 tramite una squadretta di ancoraggio 4b, con funzione di rinforzo e variamente dimensionata.

L'impegno al manubrio 5 può avvenire ad esempio per saldatura, avvitamento, ancoraggio agli organi già previsti per impegnare il manubrio, od con un qualsiasi altro modo.

Superiormente, per il sostegno del l 'alberino di comando 9 cui sono connesse le manovelle 2 e la ruota dentata 8, è preferibilmente prevista una squadretta di sostegno 4c.

Ιl mantenimento di un normale manubrio 5 non obbliga tuttavia a fissare il montante 4a allo stesso: il montante 4a può essere reso solidale ad esempio al piantone 17 che prosegue il manubrio 5.

In tal caso è anche possibile disporre il dispositivo 1 sotto il manubrio 5 e/o anteriormente ad esso, con la ruota dentata 8 già allineata verticalmente al pignone 11 della ruota anteriore 12, nel caso di bicicletta 3.

Per l 'applicazione ad una bicicletta 3 la soluzione tecnica preferita prevede tuttavia che il centro della ruota dentata 8 sia sostanzialmente allineato verticalmente al cannotto fisso anteriore 3b, e che vengano vantaggiosamente predisposti ulteriori mezzi cinematici d1 trasmissione 7 comprendenti almeno una rotella di rinvio 18 e un gruppo tendicatena 19 dotato di una rotella di tenslonamento 19a.

Il gruppo 19 e la rotella di rinvio 18 sono sostenuti da mezzi di impegno 20 solidali agli organi di sterzo della bicicletta 3, in modo atto a seguire gli stessi nei loro movimenti.

Inoltre i mezzi di impegno 20 si sviluppano a sbalzo, in modo da disporre la rotella d1 rinvio 18 ed il gruppo tendicatena 19 sostanzialmente allineati al di sopra del pignone 11.

In pratica la struttura portante 4, 1 mezzi di impegno 20 ed i mezzi cinematici di trasmissione 7 si spostano insieme agli organi sterzanti e consentono di evitare interferenze degli stessi con la catena 10, nonostante la posizione arretrata prevista in particolare per la ruota dentata 8, come meglio precisato in seguito.

Nelle figure 1 mezzi di Impegno 20 sono illustrati solidali, a titolo di' esempio, direttamente alla squadretta di ancoraggio 4b, alla base del montante 4a. In tal modo una parte sostanziale del dispositivo 1 risulta tutta raggruppata in un apparato autoportante ed applicabile come un sol pezzo.

Si evidenzia che la struttura portante 4 ed i mezzi di impegno 20 risolvono, cosi come sono realizzati, un problema tecnico di fondamentale importanza per la bicicletta 3, che va oltre l 'eliminazione di ogni interferenza con gli organi sterzanti: il mantenimento di una posizione di massima stabilità, nonostante il movimento sia degli arti inferiori sia degli arti superiori , e dei muscoli ad essi connessi .

Infatti la struttura portante 4 posiziona sorprendentemente , nella sua realizzazione preferita, illustrata, 11 centro della ruota dentata 8 e la stessa ruota dentata 8 1n una posizione che è nettamente sollevata rispetto alla usuale posizione di un normale manubrio 5 e di una normale sella, e che è anche nettamente arretrata, verso la sella, rispetto ad una linea verticale passante per il pignone 11 della ruota anteriore 12.

In pratica impone un posizionamento verso l 'alto degli arti anteriori quando questi sono utilizzati per la rotazione delle manovelle 2, ed una posizione sostanzialmente eretta sulla sella.

Questa è risultata essere la posizione di massima stabilità, in quanto il busto non risulta piegato in avanti ed appoggiato sulle manopole 2a. I movimenti delle braccia, pertanto, anche se eventualmente ampi, non spostano in modo sostanziale il busto ed il peso prevalente dello stesso rimane in posizione stabile.

Le figure evidenziano che in una bicicletta 3 includente il dispositivo 1 vengono mantenuti gl 1 usuali freni 21, anche quando si utilizza un nuovo manubrio 15, ma è possibile modificare questa soluzione tecn i ca .

Infatti i mezzi cinematici di trasmissione 7 possono comprendere organi agenti sul mozzo della ruota anteriore 12 ad azione frenante generata dall 'inversione del movimento rotatorio delle manovelle 2.

Tali organi, 1n sè di tipo ben noto, possono essere vantaggiosamente disposti anche sul mozzo della ruota posteriore 13 in modo da realizzare anteriormente e/o posteriormente il cosiddetto freno "a contropedale".

L'impiego di mezzi frenanti attivabili con 1 pedali 14 e/o con le manovelle 2 può consentire di non intervenire su leve dei freni 21 usualmente disposte sul manubrio 5 e di evitare perciò Interr uzioni della presa degli arti anteriori sulle stesse manovelle.

La bicicletta 3 includente il dispositivo 1 comprende poi, vantaggiosamente, mezzi di sostegno 22 di una persona atti a consentire a quest'ultima di esercitare una pressione laterale di ancoraggio alla stessa bicicletta che riduca ulteriormente le oscillazioni del corpo ed in particolare del torace, per accrescere ulteriormente la stabilità di marcia.

In pratica i mezzi di sostegno 22 sono definiti da una nuova sella presentante un'espansione anteriore 22a sviluppantesi in avvicinamento al manubrio ed ancorata saldamente con un'asta ausiliaria 22b al telaio 3a della bicicletta 3.

L'espansione anteriore 22a della sella permette all ’utll izzatore della bicicletta 3 di contrastare spontaneamente le spinte laterali generate dal movimento degli arti e quindi di mantenere il proprio baricentro maggiormente allineato con l 'asse longitudinale della stessa bicicletta.

La bicicletta statica 23 Includente 11 dispositivo 1 trasmette, come già precisato, tutti gl 1 sforzi, sia quelli degli arti inferiori, sia quelli degli arti superiori, ad un unico mozzo 6, che è coassiale almeno ad un volano 24.

Sono pertanto tipicamente previsti due pignoni 11 a ruota libera, sullo stesso mozzo 6, come mostra la figura 8, azionati rispettivamente dai pedali 14 e dalle manovelle 2.

In questa situazione è possibile esercitare gli arti inferiori, in modo tradizionale, oppure gli arti superiori, tramite il dispositivo 1, oppure ancora entrambi, indipendentemente e liberamente, per una movimentazione quasi completa del corpo.

La figura 6 evidenzia, in corrispondenza dei pedali 14, una particolare struttura che rende possibile una ulteriore vantaggiosa utilizzazione della bicicletta statica 23: 11 movimento concatenato e interdipendente degli arti superiori e degli arti inferiori .

La catena 10 fa infatti capo all 'asse 14a dei pedali 14, dove impegna elementi di trasmissione 25 girevolmente montati sull 'asse 14a stesso tramite cuscinetti 26.

Nella figura gli elementi di trasmissione 25 sono realizzati da due ruote dentate 27 solidali tra loro e di diverso diametro, una impegnata alla catena 10, l 'altra ad una carena ausiliaria 28 svlluppantesi fino ad un detto pignone 11 a ruota Ubera.

Gli elementi dì trasmissione 25 sono coassiali e vicini alla ruota dentata 14b solidale all 'asse 14a ed al pedali 14, come mostra la figura 7, e sono originalmente previsti organi di bloccaggio 29, ad esempio realizzati da una semplice spina di collegamento, capaci d1 rendere i detti elementi 25 e ruota dentata 14b solidali reciprocamente alla rotazione.

In tal modo la rotazione delle manovelle 2 determina la rotazione del pedali 14, e viceversa, con trasmissione del movimento ad entrambi 1 pignoni 11 a ruota libera.

La spina 29 si inserisce in sedi 30, è liberamente sillabile, e può essere sostituita da un qualunque adatto dispositivo rimovibile.

L’Invenzione consegue importanti vantaggi.

Infatti ogni bicicletta dotata del dispositivo 1 secondo l 'invenzione consente di sviluppare velocità di marcia superiori a quelle ottenibili con il solo uso dei pedali oppure di affrontare pendenze od ostacoli maggiori di quelli superabili con la sola energia messa a disposizione degli arti inferiori .

Soprattutto, questi vantaggi vengono raggiunti senza compromettere la stabilità di chi guida.

Inoltre il coinvolgimento anche degli arti superiori realizzato dal dispositivo trasforma una normale bicicletta od una bicicletta statica per esercizi gìnnici in un apparecchio più completo dal punto di vista dell ' impegno muscolare richiesto al suo ntllizzatore.

Una gran parte dei muscoli del corpo viene infatti messa in movimento in modo coordinato e continuo.

Va sottolineato che il dispositivo s1 presta eventualmente a realizzare la trazione di una bicicletta anche senza l 'uso dei pedali e può quindi essere impiegato vantaggiosamente in quei casi in cui gli arti inferiori presentano difficoltà ad essere utilizzati per la rotazione della ruota posteriore della bicicletta.

Inoltre utilizzando una bicicletta statica del tipo mostrato in figura 6, con 11 dispositivo 1 reso mobile unitamente ai pedali 14, possono essere esercitati gli arti Inferiori, oppure quelli superiori, che presentano forti difficoltà di movimento, dato che gli arti da rinforzare possono seguire passivamente 1 movimenti imposti dagli arti sani . Infine è da rilevare che il dispositivo secondo l 'invenzione può essere facilmente applicato su una qualsiasi tradizionale bicicletta, con necessità di adattamento e di interventi limitati e di costo contenuto.

L'invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell 'ambito del concetto inventivo.

Tutti i dettagli sono sostituibili da elementi equivalenti .

Nella pratica attuazione del trovato 1 materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (20)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo ad azionamento muscolare per la produzione di energia ausiliarla per una bicicletta o simile, caratterizzato dal fatto di comprendere: -una coppia di manovelle azionabili manualmente, -mezzi di supporto di dette manovelle atti a posizionare le stesse in prossimità della parte anteriore d1 una bicicletta o simile, -e mezzi cinematici d1 trasmissione del moto di dette manovelle ad un mozzo di detta bicicletta o simile.
2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detto mozzo girevole è il mozzo della ruota anteriore di detta bicicletta o simile.
3. 3) Dispositivo secondo una o più delle riv. precedenti, in particolare la 2, in cui detti mezzi cinematici di trasmissione del moto comprendono una ruota dentata solidale a dette manovelle, in cui detti mezzi di supporto sono atti a disporre detta ruota dentata in una posizione sollevata rispetto a quella della sella di detta bicicletta o simile, ed in cui detta ruota dentata à arretrata verso detta sella rispetto ad una linea verticale passante per detto mozzo.
4. 4) Dispositivo secondo una o più dello rivendicazioni precedenti , in particolare la 1, 1n cui detti mezzi di supporto definiscono sostanzialmente il manubrio di detta bicicletta o simile.
5. 5) Dispositivo secondo una o più delle riv. precedenti, 1n particolare la 1, in cui detti mezzi di supporto sono solidali ad organi di sterzp di detta bicicletta o simile e comprendono almeno un montante sviluppantesi verso l 'alto in modo atto a disporre dette manovelle al di sopra del manubrio di detta bicicletta o simile.
6. 6) Dispositivo secondo una o più delle rlv. precedenti, in particolare la 1, in cui detti mezzi cinematici d1 trasmissione del moto comprendono almeno una ruota dentata mossa da dette manovelle, almeno un pignone solidale a detto mozzo, ed una catena impegnata tra detta ruota dentata e su detto pignone.
7. 7) Dispositivo secondo una o più delle riv. precedenti , in particolare la 6, in cui detti mezzi cinematici di trasmissione del moto comprendono almeno una rotella di rinvio e una rotella di tenslonamento di detta catena ed in cui sono previsti mezzi di impegno di dette rotelle solidali a organi di sterzo di detta bicicletta.
8. 8) Dispositivo secondo una o più del le riv. precedenti, in particolare la 7, in cui detti mezzi di impegno si sviluppano anteriormente a detti organi di sterzo in modo atto a disporre dette rotelle sostanzialmente allineate verticalmente al di sopra di detto pignone.
9. 9) Dispositivo secondo una o più delle riv. precedenti, in particolare la 1, 1n cui detti mezzi cinematici della trasmissione del moto comprendono organi ad azione frenante generata dall 'inversione del movimento rotatorio di dette manovelle.
10. 10) Bicicletta comprendente un dispositivo ad azionamento muscolare per la produzione di energia ausiliaria, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo comprende: una coppia di manovelle azionabili manualmente, mezzi di supporto di dette manovelle atti a posizionare le stesse in prossimità della parte anteriore della bicicletta, e mezzi cinematici di trasmissione del moto di dette manovelle al mozzo della ruota anteriore di detta bicicletta.
11. 11) Bicicletta secondo la rivendicazione 10, in cui è previsto almeno un freno a contropedale su un mozzo di una ruota.
12. 12) Bicicletta secondo una o più delle rlv. precedenti , In particolare la 10, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di sostegno di una persona atti a consentire alla stessa d1 esercitare una pressione laterale di ancoraggio a detta bicicletta.
13. 13) Bicicletta secondo una o più delle riv. precedenti, 1n particolare la 12, in cui detti mezzi di sostegno sono definiti da una sella presentante un'espansione anteriore svi luppantesi in avvicinamento al manubrio delle bicicletta.
14. 14) Bicicletta statica per esercizi ginnici comprendente un dispositivo ad azionamento muscolare per la produzione di energia ausil laria, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo comprende: una coppia d1 manovelle azionabili manualmente, mezzi di supporto di dette manovelle atti a posizionare le stesse 1n prossimità della parte anteriore della bicicletta, e mezzi cinematici di trasmissione del moto di dette manovelle ad un mozzo girevole connesso ad un volano.
15. 15) Bicicletta statica secondo la rivendicazione precedente, in cui sono previsti sia un un detto dispositivo azionabile manualmente sia una trasmissione a pedali entrambi connessi a detto volano.
16. 16) Bicicletta statica secondo la rivendicazione 15, in cui detto dispositivo e detta trasmissione a pedali sono Indipendenti tra loro.
17. 17) Bicicletta statica secondo la rivendicazione 15, in cui sono previsti organi di bloccaggio atti a rendere tra loro concatenati ed Interdipendenti detto dispositivo e detta trasmissione a pedali.
18. 18) Bicicletta statica secondo la rivendicazione 17, in cui detti organi di bloccaggio sono rimovibili .
19. 19) Dispositivo ad azionamento muscolare caratterizzato dal fatto di comprendere una qualsiasi delle nuove soluzioni tecniche descritte o rivendicate, od una qualsiasi combinazione tra le stesse.
20. 20) Bicicletta comprendente un dispositivo ad azionamento muscolare caratterizzata dal fatto di comprendere una qualsiasi delle nuove soluzioni tecniche descritte o rivendicate, od una qualsiasi combinazione tra le stesse.