ITRM20090615A1

ITRM20090615A1 - MECHANICAL DEVICE TO INCREASE THE CURRENT BICYCLE PROPULSION SYSTEM

Info

Publication number: ITRM20090615A1
Application number: IT000615A
Authority: IT
Inventors: Alfonso Cutolo
Original assignee: Alfonso Cutolo
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2011-05-25

Description

Dispositivo meccanico ato ad incrementare il sistema attuale di propulsione della bicicleta Mechanical device designed to increase the current propulsion system of the bicycle

Descrizione Description

L'invenzione concerne un meccanismo che risolva il problema delle resistenze che si devono vincere con la forza di spinta della pedalata ottenuta grazie all'invenzione di elementi costitutivi che permettono al ciclista di ottenere un notevole risparmio di energie per vincere le suddette resistenze. The invention relates to a mechanism that solves the problem of the resistances that must be overcome with the thrust force of the pedaling obtained thanks to the invention of constitutive elements that allow the cyclist to obtain a considerable saving of energy in order to overcome the aforementioned resistances.

Nella attuale tipologia di biciclette gli elementi atti a superare la resistenza al moto che si deve vincere con la forza di spinta della pedalata sono: catena, moltiplica, rocchetto e pedivella. Questi elementi hanno finora permesso i vari rapporti per meglio distribuire lo sforzo muscolare. In the current type of bicycles, the elements capable of overcoming the resistance to motion that must be overcome with the thrust force of the pedaling are: chain, gearbox, sprocket and pedal crank. These elements have so far allowed the various ratios to better distribute the muscular effort.

Sul carico e sul ritmo della pedalata non influisce solo il rapporto meccanico ma anche la lunghezza della pedivella. Il suo allungamento Ã ̈ opportuno sin quando lo consente la lunghezza della gamba. Per migliorare la prestazione e l'efficienza della pedalata si usa allungare la lunghezza della pedivella non superiore ad una quantitÃ fissa legata all'altezza del ciclista (es. per una altezza media di 1,70 m risulta c.ca 17 cm). La lunghezza finale della pedivella puÃ² essere ulteriormente incrementata per non piÃ¹ di ca. 1,5 cm. Oltre questa misura l'allungamento della pedivella risulta ergonomicamente inadatto. Not only the mechanical ratio affects the load and pedaling rhythm but also the length of the crank arm. Its lengthening is appropriate as long as the length of the leg allows it. To improve pedaling performance and efficiency, it is customary to lengthen the length of the crank arm not exceeding a fixed amount linked to the height of the cyclist (eg for an average height of 1.70 m it is approximately 17 cm). The final length of the crank arm can be further increased by no more than approx. 1.5 cm. Beyond this measure, the elongation of the crank arm is ergonomically unsuitable.

Inoltre la lunghezza fissa ed eccessiva della pedivella non consente un angolo stretto fra bicicletta e piano stradale in curva, causa la interferenza del pedale con il manto stradale. Furthermore, the fixed and excessive length of the crank arm does not allow a narrow angle between the bicycle and the road surface when cornering, due to the interference of the pedal with the road surface.

Esistono dispositivi atti ad incrementare la lunghezza della pedivella ed avere una maggiore potenza in fase di spinta dall'alto verso il basso del pedale. Il problema di questi dispositivi atti semplicemente ad allungare la pedivella portano ad una pedalata ovale e quindi ergonomicamente inadatta. Altri dispositivi risolvono il problema di circolaritÃ della pedalata con sistemi di manovellismo e spostamento dell'asse di rotazione del perno del movimento There are devices designed to increase the length of the crank arm and have greater power when pushing the pedal from the top to the bottom. The problem of these devices simply designed to lengthen the pedal crank lead to an oval pedaling and therefore ergonomically unsuitable. Other devices solve the pedaling circularity problem with crank systems and movement of the axis of rotation of the movement pivot

centrale mantenendo il vantaggio nella sola fase discendente (dal suo punto superiore a quello inferiore del pedale) nella fase di ritrazione dell'atto (fase ascendente del pedale) queste soluzioni portano ad uno svantaggio propulsivo (minore efficienza globale della pedalata). while maintaining the advantage only in the descending phase (from its upper point to the lower one of the pedal) in the retraction phase of the act (ascending phase of the pedal) these solutions lead to a propulsive disadvantage (lower overall pedaling efficiency).

Il sistema di propulsione attuale pone dei limiti non permettendo l'aumento del braccio della forza applicata (pedivella) perchÃ© comprometterebbe l'ergonomia della pedalata. L'unica possibilitÃ per incrementare la potenza sarebbe quella di diminuire il raggio della moltiplica al quale corrisponde perÃ² una riduzione del rapporto moltiplica/rocchetto e di conseguenza la riduzione della velocitÃ della bicicletta. The current propulsion system sets limits not allowing the increase of the applied force arm (crank arm) because it would compromise the ergonomics of the pedaling. The only possibility to increase the power would be to decrease the radius of the gearbox which, however, corresponds to a reduction in the gear ratio / spool and consequently a reduction in the speed of the bicycle.

Il meccanismo oggetto della presente invenzione Ã ̈ costituito dai seguenti componenti: The mechanism object of the present invention consists of the following components:

a) pedivella destra (5) a) right crank arm (5)

b) pedivella sinistra (6) b) left crank arm (6)

dove la pedivella destra a sua volta Ã ̈ costituita da: where the right crank arm in turn consists of:

1. un ingranaggio planetario fÃ¬sso al sistema centrale (1); 1. a planetary gear fixed to the central system (1);

2. tre ruote dentate satellitari folli sul proprio perno (2); 2. three idle satellite gears on their own pin (2);

3. due elementi affacciati a forma di racchetta (interno -10- ed esterno - 11) uniti fra loro tramite sei accoppiamenti a vite (12) ; 3. two elements facing each other in the shape of a racket (internal -10- and external - 11) joined together by means of six screw couplings (12);

4. ingranaggio planetario (1), fÃ¬sso al sistema centrale, compreso fra i suddetti elementi a racchetta (10 - 11) detti elementi ruotano rispetto all'ingranaggio grazie a sfere (13) inserite in sedi emisferiche ricavate sulle due facce dell'ingranaggio planetario e rotolanti lungo scanalature circolari (14) ricavate sulle superfici interne degli elementi affacciati; 4. planetary gear (1), fixed to the central system, comprised between the aforementioned racket elements (10 - 11) said elements rotate with respect to the gear thanks to spheres (13) inserted in hemispherical seats obtained on the two faces of the planetary gear and rolling along circular grooves (14) formed on the internal surfaces of the facing elements;

5. un carter (10 - 11) che racchiude l'area inerente gli ingranaggi a protezione della lubrificazione degli stessi; 5. a crankcase (10 - 11) which encloses the area inherent to the gears to protect their lubrication;

6. una moltiplica (8) ancorata all'elemento a racchetta interno attraverso sei viti; 6. a multiply (8) anchored to the internal racket element through six screws;

7. una manovella (4) fissata all'albero centrale del meccanismo (3) nel suo piede di manovella. 7. a crank (4) fixed to the central shaft of the mechanism (3) in its crank foot.

La pedivella sinistra a sua volta Ã ̈ costituita da: The left crank arm in turn consists of:

1. due elementi affacciati a forma di racchetta (interno - 16 - ed esterno - 17) uniti tra loro tramite quattro accoppiamenti a vite (12) 1. two elements facing each other in the shape of a racket (internal - 16 - and external - 17) joined together by four screw couplings (12)

2. corona circolare (18) , fisso al sistema centrale, compresa fra i due elementi affacciati a racchetta (16 - 17). 2. circular crown (18), fixed to the central system, between the two facing racket elements (16 - 17).

3. Una manovella (4) fissata all'albero centrale del meccanismo (3) e folle al bottone di manovella (7) sull'elemento esterno (17) a forma di racchetta. La funzione della manovella (4) permette lo spostamento del fulcro su una traiettoria circolare e il passaggio del momento dalla pedivella sinistra (5) nella sua fase discendente, alla pedivella destra (6) 3. A crank (4) attached to the central shaft of the mechanism (3) and idle to the crank button (7) on the racket-shaped outer member (17). The function of the crank (4) allows the movement of the fulcrum on a circular trajectory and the passage of the moment from the left crank (5) in its descending phase, to the right crank (6)

Con la presente invenzione si ottiene il vantaggio di una pedalata piÃ¹ efficace permettendo una pedalata "rotonda" e l'esecuzione di tutti i consueti stili grazie ad una maggiore coppia disponibile, senza modificare l'ergonomicitÃ della pedalata, tramite l'uso di un meccanismo in grado di spostare il fulcro dall'asse centrale di rotazione alla periferia dell'Ingranaggio planetario con il risultato di aumentare il braccio della forza applicata al pedale e di ridurre il braccio di applicazione della resistenza. With the present invention the advantage of a more effective pedaling is obtained allowing a "round" pedaling and the execution of all the usual styles thanks to a greater torque available, without changing the ergonomics of the pedaling, through the use of a mechanism able to move the fulcrum from the central axis of rotation to the periphery of the Planetary Gear with the result of increasing the arm of the force applied to the pedal and reducing the arm of applying the resistance.

Con la presente invenzione la pedivella Ã ̈ costituita da due elementi, affacciati ed uniti fra loro, di forma particolare (a racchetta) in grado di evitare l'interferenza fra la pedivella stessa e la manovella nel suo centro di rotazione. Infine l'uso di ingranaggi satellitari permette di spostare il fulcro della leva della pedivella oltre l'albero centrale della manovella onde ottenere lo spostamento del fulcro su una traiettoria circolare definita dall'ingranaggio planetario. With the present invention the pedal crank consists of two elements, facing and joined together, of particular shape (racket) capable of avoiding the interference between the pedal crank itself and the crank in its center of rotation. Finally, the use of satellite gears allows to move the fulcrum of the crank lever beyond the central shaft of the crank in order to obtain the displacement of the fulcrum on a circular trajectory defined by the planetary gear.

Claims

Claims 1. A planetary gear of the right crank arm fixed to the central system (1) on which three idle satellite gear wheels are engaged on their pivot (2), between two elements facing each other in the shape of a racket (internal 10 and external 11), joined between them by means of screw couplings (12), which rotate with respect to the gear thanks to balls (13) inserted in hemispherical seats obtained on the two faces of the planetary gear and rolling along circular grooves (14) obtained on the internal surfaces of the aforementioned elements, the all closed by a casing (10-11) to protect the lubrication of the same elements.

2. A left crank arm consisting of two facing racket-shaped elements (internal -16-and external -17) joined together by screw couplings (12), a circular crown (18), fixed with respect to the central system, between the two facing racket elements (16-17) and a crank (4) fixed to the central shaft of the mechanism (3) and idle to the crank button (7) on the outer racket-shaped element (17).