ITPN20120053A1

ITPN20120053A1 - Mozzo per ruote di bicicletta

Info

Publication number: ITPN20120053A1
Application number: IT000053A
Authority: IT
Inventors: Sandro Marcorin
Original assignee: Alchemist S R L
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-03-21
Also published as: EP2711582A1

Description

â€œMOZZO PER RUOTE DI BICICLETTAâ€

DESCRIZIONE

SETTORE TECNICO DELLâ€™INVENZIONE

[0001]. La presente invenzione si riferisce ad un mozzo per ruote di bicicletta, in particolare ad un mozzo per la ruota motrice, generalmente corrispondente alla ruota posteriore, di biciclette del tipo a ruota libera.

STATO DELLA TECNICA

[0002]. Il mozzo posteriore di una bicicletta Ã ̈ composto essenzialmente da tre parti, come esemplificato in fig. 1: un perno centrale 1 che permette di fissare la ruota posteriore alla bicicletta e definente un asse sul quale ruota il mozzo, un corpo ruota libera 2 il quale svolge la funzione di trasmettere, attraverso cinematismi noti, il movimento di rotazione impresso dai pedali alla ruota permettendo la libera rotazione in folle di questâ€™ultima in assenza di potenza trasmessa dai pedali, ed un corpo centrale 3 comprendente le flange alle quali sono collegati i raggi che consentono di trasferire la rotazione dal mozzo al cerchione.

[0003]. Generalmente i corpi ruota libera attualmente noti sono composti, con riferimento alle figure 2A e 2B, da un corpo esterno 4 sul quale viene innestato il pacco pignoni, ossia lâ€™assieme di ruote dentate facenti parte del dispositivo di cambio rapporto, ed un sistema di innesto capace di trasformare lo sforzo impresso dalla pedalata in movimento di rotazione della ruota motrice.

[0004]. I sistemi di innesto sono generalmente composti da elementi di innesto 5, quali dei cricchetti, incernierati circonferenzialmente al corpo ruota libera 2 ed oscillanti in contrasto a mezzi elasticamente deformabili 6, quali una molla a lamina o mezzi equivalenti. I mezzi elasticamente deformabili 6 spingono gli elementi di innesto 5 in impegno con una corona dentata 7 solidale al corpo centrale 3; nelle figure 2A e 2B la corona dentata 7 Ã ̈ raffigurata associata al corpo ruota libera 2 per una migliore comprensione del funzionamento del sistema. In tal modo, una rotazione in senso antiorario, secondo il riferimento di fig. 2B, impressa dai pedali al corpo ruota libera 2 provoca lâ€™impegno tra gli elementi di innesto 5 e la dentatura della corona dentata 7, trascinando cosÃ¬ in rotazione il corpo centrale 3 al quale la corona dentata 7 Ã ̈ solidale; in questo modo la potenza della pedalata viene trasferita alla ruota motrice della bicicletta. Viceversa, quando la pedalata viene interrotta e quindi non si ha trasferimento di potenza, il corpo ruota libera 2 rimane fermo ed il corpo centrale 3 puÃ² ruotare liberamente in folle perchÃ© gli elementi di innesto 5 vengono disimpegnati dalla dentatura della corona dentata 7, in contrasto ai mezzi elasticamente deformabili 6, per effetto della conformazione a piano inclinato dei denti della corona dentata 7.

[0005]. Lo sforzo derivante dalla trasmissione di potenza della pedalata si scarica quindi sugli elementi di innesto 5, i quali risultano pertanto soggetti ad un carico assiale di punta che genera su ogni singolo elemento 5 un elevato sforzo di compressione.

[0006]. Un inconveniente che si riscontra nei sistemi di innesto noti sopra descritti consiste nel fatto che il funzionamento ottimale e la durata del sistema di innesto sono strettamente legati alla qualitÃ , intesa come caratteristiche di resistenza e capacitÃ di mantenere inalterate nel tempo le caratteristiche elastiche, del tipo di molle adottate per fornire il contrasto elastico agli elementi di innesto in modo da garantire il mantenimento di questi ultimi a contatto con la corona dentata.

[0007]. Un ulteriore inconveniente risiede nella necessitÃ di effettuare frequenti manutenzioni del sistema per evitare che infiltrazioni di polvere o sporco che possono interporsi tra le molle 6 e gli elementi di innesto 5 ne compromettano il corretto funzionamento.

RIASSUNTO DELLâ€™INVENZIONE

[0008]. Compito principale di quanto forma oggetto della presente invenzione Ã ̈ quello di escogitare un mozzo per ruote di bicicletta avente un funzionamento migliorato rispetto alle soluzioni appartenenti alla tecnica nota.

[0009]. Nellâ€™ambito del compito sopra esposto, uno scopo Ã ̈ quello di realizzare un mozzo i cui componenti, in particolare il sistema di innesto, possiedano elevate caratteristiche di affidabilitÃ e di durata richiedendo allo stesso tempo una minore frequenza di manutenzione.

[0010]. Un altro scopo della presente invenzione Ã ̈ quello di realizzare un mozzo in grado di fornire prestazioni migliorate rispetto alle soluzioni esistenti.

[0011]. Non ultimo scopo Ã ̈ quello di escogitare un mozzo per ruote di bicicletta in grado di conseguire il compito e gli scopi sopra indicati ad un costo economicamente vantaggioso ed ottenibile mediante gli usuali e noti impianti, macchinari ed attrezzature.

[0012]. Il compito e gli scopi sopra indicati, ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un mozzo per ruote di bicicletta come definito alla rivendicazione 1.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

[0013]. Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi ottenibili di un mozzo per ruote di bicicletta secondo la presente invenzione diverranno piÃ¹ evidenti dalla seguente descrizione di una particolare, ma non esclusiva, forma di realizzazione illustrata a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento alle seguenti figure:

- la figura 1 illustra, secondo una vista prospettica in esploso, i componenti di un mozzo appartenente alla tecnica nota piÃ¹ sopra descritta;

- le figura 2A e 2B sono rispettivamente una vista prospettica e in alzato frontale di un componente del mozzo, specificatamente il corpo ruota libera a cui Ã ̈ associata la corona dentata, appartenente allo stato della tecnica illustrato in figura 1;

- le figure 3A e 3B mostrano, rispettivamente secondo una vista prospettica ed una vista in alzato frontale, un corpo ruota libera provvisto di un dispositivo di innesto facente parte di un mozzo secondo la presente invenzione;

- la figura 4 rappresenta, secondo una vista prospettica in esploso, una seconda forma realizzativa di un dispositivo di innesto per un mozzo secondo la presente invenzione;

- la figura 4A Ã ̈ un particolare di un componente del mozzo di figura 4;

- le figure 5A e 5B mostrano, rispettivamente secondo una vista prospettica ed una vista in alzato frontale, un corpo ruota libera provvisto del dispositivo di innesto di cui alla figura 4.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLâ€™INVENZIONE

[0014]. Con riferimento alle figure precedentemente citate, un mozzo per ruote di bicicletta secondo la presente invenzione comprende un perno centrale 1 (fig. 1) che permette di fissare la ruota posteriore alla bicicletta e definente un asse sul quale ruota il mozzo, un corpo ruota libera 102 (figg. 3A, 3B) il quale svolge la funzione di trasmettere il movimento di rotazione impresso dai pedali alla ruota permettendo la libera rotazione in folle di questâ€™ultima in assenza di potenza trasmessa dai pedali, ed un corpo centrale 3 (fig.1) comprendente le flange alle quali sono collegati i raggi che consentono di trasferire la rotazione dal mozzo al cerchione.

[0015]. Il corpo ruota libera 102 Ã ̈ costituito essenzialmente da un corpo esterno 104 sul quale viene innestato il pacco pignoni, ossia lâ€™assieme di ruote dentate facenti parte del dispositivo di cambio rapporto, e da un disco 108 nel quale vengono fulcrati, entro rispettive ed apposite sedi 109 ricavate circonferenzialmente al disco 108, uno o piÃ¹ elementi di innesto 105 con capacitÃ di oscillazione rispetto al disco 108 in contrasto a mezzi di spinta 106.

[0016]. I mezzi di spinta 106 hanno la funzione di spingere gli elementi di innesto 105 a contatto con la dentatura di una corona dentata 107 solidale al corpo centrale 3; nelle figure 3A e 3B la corona dentata 107 Ã ̈ raffigurata associata al corpo ruota libera 102 per una migliore comprensione del funzionamento dellâ€™assieme. I denti 110 della corona dentata 107 sono conformati essenzialmente a dente di sega per formare una porzione a piano inclinato. In tal modo, una rotazione in senso antiorario, secondo il riferimento di fig. 3B, impressa dai pedali al corpo ruota libera 102 provoca lâ€™impegno tra gli elementi di innesto 105 ed un rispettivo dente 110 della corona dentata 107, trascinando cosÃ¬ in rotazione il corpo centrale 3 al quale la corona dentata 107 Ã ̈ solidale; in questo modo la potenza della pedalata viene trasferita alla ruota motrice della bicicletta. Viceversa, quando la pedalata viene interrotta e quindi non si ha trasferimento di potenza, il corpo ruota libera 102 rimane fermo ed il corpo centrale 3 puÃ² ruotare liberamente in folle perchÃ© gli elementi di innesto 105 vengono disimpegnati dalla dentatura della corona dentata 107 per effetto della forza di spinta generata dalla conformazione a piano inclinato dei denti della corona dentata 107, i quali fanno oscillare alternativamente gli elementi di innesto 105 in contrasto ai mezzi di spinta 106.

[0017]. Lâ€™assieme comprendente gli elementi di innesto 105, i mezzi di spinta 106 e la corona dentata 107 costituisce quindi un dispositivo di innesto capace di trasmettere il moto di rotazione impresso dalla pedalata alla ruota motrice, generalmente la ruota posteriore, e di permettere la libera rotazione di questâ€™ultima nella direzione di avanzamento in assenza di pedalata.

[0018]. Secondo una caratteristica peculiare della presente invenzione, i mezzi di spinta 106 sono costituiti da una coppia di magneti permanenti per ciascun elemento di innesto 105. Ciascuna coppia di magneti comprende un primo magnete 111 associato al rispettivo elemento di innesto 105 ed un secondo magnete 112 associato al corpo ruota libera 102 in corrispondenza della sede 109 entro la quale Ã ̈ alloggiato il suddetto elemento di innesto 105; il primo ed il secondo magnete 111, 112 sono disposti in modo che i poli aventi la medesima polaritÃ siano tra loro affacciati e tra loro distanziati quando lâ€™elemento di innesto 105 Ã ̈ in impegno con il rispettivo dente 110, allo scopo di creare una forza di repulsione magnetica tra lâ€™elemento di innesto 105 e la sede 109 tale da spingere lâ€™elemento di innesto 105 in impegno con la corona dentata 107 quando vi Ã ̈ trasmissione di potenza e quindi il corpo ruota libera 102 trascina in rotazione il corpo centrale 3; quando invece il corpo ruota libera 102 rimane fermo, durante una interruzione della pedalata, lâ€™oscillazione alternativa degli elementi di innesto 105 in contrasto alla forza repulsiva esplicata dalle coppie di magneti 111, 112 per poter scavalcare i denti 110 permette al corpo centrale 3 di continuare a ruotare folle.

[0019]. Per rendere ottimale lâ€™effetto magnetico di repulsione, la sede 109 potrÃ essere vantaggiosamente provvista di una porzione 113 avente circa la medesima inclinazione del rispettivo elemento di innesto 105 quando Ã ̈ nella posizione di impegno con la corona dentata 107; in tal modo i due magneti 111, 112 sono rivolti uno contro lâ€™altro e circa paralleli tra loro.

[0020]. Da quanto precede risulta quindi evidente come la presente invenzione consegua gli scopi ed i vantaggi inizialmente previsti: si Ã ̈ infatti escogitato un mozzo per ruote di bicicletta che presenta un funzionamento migliorato rispetto alle soluzioni appartenenti alla tecnica nota.

[0021]. In particolare, lâ€™impiego di un sistema magnetico per fornire la forza di spinta agli elementi di innesto 105 garantisce una elevata affidabilitÃ e durata del dispositivo di innesto in quanto la vita utile di un magnete Ã ̈ estremamente piÃ¹ lunga di quella di sistemi elastici di tipo meccanico, quali le molle, e comunque molto piÃ¹ lunga della vita della ruota alla quale il mozzo Ã ̈ accoppiato.

[0022]. Inoltre lâ€™impiego di magneti permanenti rende il funzionamento del dispositivo di innesto non piÃ¹ soggetto ad eventuali infiltrazioni di polvere o sporco, per cui la frequenza di manutenzione richiesta si riduce considerevolmente.

[0023]. Naturalmente, la presente invenzione Ã ̈ suscettibile di numerose applicazioni, modifiche o varianti senza con ciÃ² uscire dallâ€™ambito di protezione, come definito dalla rivendicazione 1 allegata.

[0024]. Le figure 4, 4A, 5A e 5B rappresentano, a titolo esemplificativo, una seconda forma realizzativa di un mozzo per ruote di bicicletta secondo la presente invenzione, in cui il corpo ruota libera 202 Ã ̈ provvisto, in corrispondenza della periferia del disco 208, di apposite sedi rettilinee 209 in ognuna delle quali viene alloggiato un elemento di innesto 205 con capacitÃ di scorrimento lungo detta sede 209 in contrasto a mezzi di spinta 206.

[0025]. Gli elementi di innesto 205 sono costituiti da blocchetti essenzialmente a forma di parallelepipedo allungato e sono atti ad impegnarsi con la dentatura di una corona dentata 207 solidale al corpo centrale 203. I denti 210 della corona dentata 207 sono conformati a triangolo isoscele in modo da formare un angolo di circa 90° tra due denti adiacenti; lâ€™asse longitudinale delle sedi 209 Ã ̈ inclinato rispetto alla dentatura della corona dentata 207 in modo che la superficie di testa di un elemento di innesto 205 possa appoggiare contro la superficie di uno dei lati inclinati del dente 210 impegnato ed una porzione laterale dellâ€™elemento di innesto 205 adiacente alla superficie di testa possa appoggiare contro il lato inclinato del dente adiacente al dente impegnato, come esemplificato in fig.5B.

[0026]. I mezzi di spinta 206, aventi la funzione di mantenere in contatto gli elementi di innesto 205 con i denti 210 della corona dentata 207, sono ancora costituiti da una coppia di magneti permanenti per ciascun elemento di innesto 205. Ciascuna coppia di magneti comprende un primo magnete 211 associato al rispettivo elemento di innesto 205 da parte opposta alla corona dentata 207 ed un secondo magnete 212 associato al corpo ruota libera 202 in corrispondenza del fondo della sede rettilinea 209 entro la quale Ã ̈ scorrevolmente alloggiato il suddetto elemento di innesto 205, come schematizzato nelle figg.4 e 4A.

[0027]. Il primo ed il secondo magnete 211, 212 sono disposti in modo che i poli aventi la medesima polaritÃ siano tra loro affacciati allo scopo di creare una forza di repulsione magnetica tra lâ€™elemento di innesto 205 e la sede 209 tale da spingere lâ€™elemento di innesto 205 in impegno con la corona dentata 207, quando vi Ã ̈ trasmissione di potenza e quindi il corpo ruota libera 202, ruotando in senso orario secondo il riferimento di figura 5B, trascina in rotazione il corpo centrale 3.

[0028]. Viceversa, quando la pedalata viene interrotta e quindi non si ha trasferimento di potenza, il corpo ruota libera 202 rimane fermo ed il corpo centrale 203 puÃ² ruotare liberamente in folle per effetto della conformazione triangolare dei denti 210, i quali impongono uno scorrimento a moto alternativo lungo la rispettiva sede 209 a ciascuno degli elementi di innesto 205, in contrasto alla forza repulsiva esplicata dalle coppie di magneti 211, 212; in tal modo gli elementi di innesto 205 vengono indotti a scavalcare la dentatura della corona dentata 207 permettendo al corpo centrale 203, e quindi alla ruota motrice alla quale il corpo 203 Ã ̈ solidale, di continuare a ruotare folle rispetto al corpo ruota libera 202 nella direzione di avanzamento della bicicletta.

[0029]. Unitamente ai vantaggi piÃ¹ sopra evidenziati con riferimento alla prima forma realizzativa, si evidenzia come la particolare conformazione e disposizione dei denti 210 e delle sedi 209 di questa seconda forma realizzativa permetta di sottoporre gli elementi di innesto 205 ad uno sforzo di taglio e non piÃ¹ di compressione durante la fase di trasmissione di potenza, ossia quando gli elementi di innesto 205 sono in impegno con un rispettivo dente 210 ed il corpo ruota libera 202 ruota in solido con il corpo centrale 203.

[0030]. Inoltre la sostituzione del movimento oscillatorio con un movimento di traslazione degli elementi di innesto 205, unitamente alla particolare conformazione dei denti 210, permette di ridurre sensibilmente lâ€™angolo di innesto tra dente e dente riducendo in tal modo il gioco di rotazione a vuoto del corpo ruota libera 202 prima che gli elementi di innesto 205 entrino in impegno con un dente 210, ossia alla ripresa della pedalata. Questo permette di ottenere una maggiore reattivitÃ della pedalata, migliorando le prestazioni della bicicletta.

[0031]. Un ulteriore vantaggio della seconda forma realizzativa risiede nel fatto che gli elementi di innesto 205 sono sottoposti a sforzi di taglio durante la trasmissione di potenza anzichÃ© ad un carico assiale di punta, come nella prima forma realizzativa; questo permette di incrementare considerevolmente lâ€™affidabilitÃ e la durata degli elementi di innesto stessi.

[0032]. Naturalmente i materiali e le attrezzature utilizzati per la realizzazione della presente invenzione, nonchÃ© le forme e le dimensioni dei singoli componenti, potranno essere i piÃ¹ idonei a seconda delle specifiche esigenze.

Claims

â€œMOZZO PER RUOTE DI BICICLETTAâ€ RIVENDICAZIONI 1. Mozzo per ruote di bicicletta comprendente un corpo ruota libera (102; 202) accoppiabile ad un corpo centrale (3; 203) mediante un dispositivo di innesto comprendente almeno un elemento di innesto (105; 205) associato a detto corpo ruota libera (102; 202) impegnabile con un rispettivo dente (110; 210) di una corona dentata (107; 207) solidale a detto corpo centrale (3; 203), mezzi di spinta (106; 206) essendo previsti per mantenere in impegno detto elemento di innesto (105; 205) con detto dente (110; 210), caratterizzato dal fatto che detti mezzi di spinta (106; 206) sono essenzialmente costituiti da una coppia di magneti permanenti (111, 112; 211, 212) rispettivamente associati a detto elemento di innesto (105; 205) e a detto corpo ruota libera (102; 202), detti magneti permanenti (111, 112; 211, 212) essendo disposti con le polaritÃ dello stesso segno tra loro affacciate.
2. Mozzo come alla rivendicazione 1, in cui una rotazione impressa a detto corpo ruota libera (102; 202) viene trasmessa a detto corpo centrale (3; 203) attraverso lâ€™impegno di detto almeno un elemento di innesto (105; 205) con detto rispettivo dente (110; 210), mentre in assenza di rotazione impressa a detto corpo ruota libera (102; 202) detto corpo centrale (3; 203) puÃ² continuare a ruotare rispetto a detto corpo ruota libera (102; 202) per effetto della forza di spinta esercitata da detti denti (110; 210) su detto almeno un elemento di innesto (105; 205), detta forza di spinta imprimendo a detto almeno un elemento di innesto (105; 205) un moto alternativo in contrasto alla forza di repulsione magnetica generata da detta coppia di magneti (111, 112; 211, 212), detto moto alternativo determinando il disimpegno di detto almeno un elemento di innesto (105; 205) da detti denti (110; 210).
3. Mozzo come alla rivendicazione 1, in cui detta coppia di magneti permanenti (111, 112; 211, 212) comprende un primo magnete (111; 211) ed un secondo magnete (211; 212) disposti reciprocamente distanziati e circa paralleli quando detto elemento di innesto (105; 205) Ã ̈ in impegno con detto rispettivo dente (110); 210).
4. Mozzo come ad una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto corpo ruota libera (102; 202) comprende un disco (108; 208), detto elemento di innesto (105; 205) essendo alloggiato in una sede (109; 209) ricavata circonferenzialmente su detto disco (108)
5. Mozzo come alla rivendicazione 4, in cui detto elemento di innesto (105) Ã ̈ fulcrato a detta sede (109), detto moto alternativo consistendo in un moto oscillatorio di detto elemento di innesto (105) rispetto a detta sede (109).
6. Mozzo come alla rivendicazione 5, in cui detta sede (109) Ã ̈ provvista di una porzione (113) circa parallela al rispettivo elemento di innesto (105) quando detto elemento di innesto (105) Ã ̈ in impegno con detto rispettivo dente (110).
7. Mozzo come alle rivendicazioni 5 o 6, in cui i denti (110) di detta corona dentata (107) sono conformati a dente di sega.
8. Mozzo come alla rivendicazione 4, in cui detta sede (209) Ã ̈ di forma essenzialmente rettilinea e si estende lungo un asse inclinato rispetto ai denti (210) di detta corona dentata (207), detto almeno un elemento di innesto (205) essendo scorrevolmente alloggiato entro detta sede (209), detto moto alternativo consistendo in un moto di traslazione rettilineo lungo detta sede (209).
9. Mozzo come alla rivendicazione 8, in cui detto primo magnete (211) Ã ̈ associato a detto elemento di innesto (205) da parte opposta rispetto a detta corona dentata (207) e detto secondo magnete Ã ̈ associato in corrispondenza del fondo di detta sede rettilinea (209).
10. Mozzo come alle rivendicazioni 8 o 9, in cui i denti (210) di detta corona dentata (207) sono conformati a triangolo isoscele.