ITUD20120035A1 - "apparato atto ad essere installato su un veicolo con trazione a pedali" - Google Patents

Description

APPARATO ATTO AD ESSERE INSTALLATO SU UN VEICOLO CON TRAZIONE A PEDALI

DESCRIZIONE

Campo tecnico

La presente invenzione riguarda un apparato atto ad essere installato su un veicolo con trazione a pedali per sua trasformazione in veicolo a trazione ibrida del tipo a pedalata assistita secondo le caratteristiche della parte precaratterizzante della rivendicazione 1 .

La presente invenzione riguarda anche un veicolo a trazione ibrida secondo le caratteristiche della parte precaratterizzante della rivendicazione 16.

Tecnica anteriore

Nel campo della realizzazione di veicoli a trazione ibrida del tipo a pedalata assistita, ed in particolare con riferimento ma non limitatamente alle biciclette a pedalata assistita, un motore elettrico agisce in corrispondenza del perno di una o più ruote posteriori del veicolo. Ad esempio nel caso di una bicicletta, il motore elettrico di norma agisce sulla ruota posteriore, cioè sulla stessa ruota sulla quale agisce anche l’utilizzatore che pedala su una coppia di pedivelle e che trasmette il moto alla ruota posteriore mediante una catena.

Problemi della tecnica anteriore

I veicoli della tecnica anteriore in genere prevedono che il motore di trazione agisca sulla ruota posteriore o comunque sulla medesima ruota su cui agisce anche l’utilizzatore mediante i pedali. Questa configurazione comporta delle complicazioni per il fatto che è necessario modificare pesantemente il sistema di trasmissione alla ruota di trazione per integrare le due azioni esercitate dal motore e dall’utilizzatore mediante i pedali.

Conseguentemente risulta difficoltoso operare la manutenzione sul veicolo a trazione ibrida e risulta particolarmente complicato convertire un veicolo privo di trazione ibrida in un veicolo dotato del motore elettrico che coadiuva l’azione deH’utilizzatore. Analogamente per un veicolo a trazione ibrida risulta particolarmente complicato operare anche la conversione opposta, cioè risulta particolarmente complicato rendere il veicolo a pedalata assistita un veicolo con la sola trazione data dai pedali in quanto tale utilizzazione di norma prevede la sola disabilitazione della azione del motore con la conseguenza che se l’utilizzatore vuole usare il veicolo a trazione ibrida come un normale veicolo a pedali è costretto a portare con sé il motore e tutti gli apparati di trasmissione, oltre alle batterie, aumentando il peso del veicolo e, quindi, lo sforzo necessario per utilizzarlo come un veicolo a pedali.

Scopo dell’invenzione

Lo scopo della presente invenzione è quello di fornire un apparato di conversione di un veicolo a pedali ed un veicolo a trazione ibrida che sia facilmente configurabile tra una condizione di utilizzo come veicolo a trazione ibrida con funzione di pedalata assistita ed un veicolo a pedali privo della trazione ibrida.

Concetto dell’invenzione

Lo scopo viene raggiunto con le caratteristiche della rivendicazione principale. Le sottorivendicazioni rappresentano soluzioni vantaggiose.

Effetti vantaggiosi dell’invenzione

La soluzione in conformità con la presente invenzione, attraverso il notevole apporto creativo il cui effetto costituisce un immediato e non trascurabile progresso tecnico, presenta diversi vantaggi.

Innanzitutto la soluzione secondo la presente invenzione consente di ottenere un veicolo a trazione ibrida che è facilmente configurabile tra una condizione di utilizzo come veicolo a trazione ibrida con funzione di pedalata assistita ed un veicolo a pedali privo della trazione ibrida senza che l’utilizzatore sia costretto a portare con sé tutti i componenti del sistema nel caso in cui lo voglia utilizzare come un veicolo a pedali tradizionale.

Ulteriormente la soluzione secondo la presente invenzione consente di configurare come veicolo a trazione ibrida con funzione di pedalata assistita anche veicoli che non sono predisposti per tale utilizzo.

Vantaggiosamente le operazioni di trasformazione tra le due condizioni di utilizzo, cioè tra veicolo a trazione ibrida e veicolo a trazione a pedali oppure la trasformazione di un veicolo progettato e realizzato come veicolo a pedali in un veicolo a trazione ibrida sono particolarmente semplici e possono essere effettuate direttamente daH’utilizzatore del veicolo stesso.

Il kit che compone i componenti necessari per trasformare un veicolo a trazione a pedali in un veicolo ibrido a trazione elettrica e a pedali, inoltre, ha un peso limitato, con conseguenti benefici dal punto di vista della autonomia raggiungibile e della flessibilità di utilizzo del veicolo.

Infine la soluzione secondo la presente invenzione consente anche di ottenere veicoli con capacità di trazione migliorata rispetto ai veicoli a trazione ibrida e pedalata assistita della tecnica anteriore.

Descrizione dei disegni

Viene di seguito descritta una soluzione realizzativa con riferimento ai disegni allegati da considerarsi come esempio non limitativo della presente invenzione in cui:

Fig. 1 rappresenta una vista in esploso dell’apparato di modifica di un veicolo a trazione a pedali per trasformazione in veicolo a trazione ibrida realizzato in conformità con la presente invenzione nella forma di una bicicletta.

Fig. 2 rappresenta una vista parzialmente in esploso dell’apparato di modifica di Figura 1 in cui alcuni dei componenti sono stati montati sul telaio del veicolo.

Fig. 3 rappresenta una vista parzialmente in esploso dell’apparato di modifica di Figura 2 in cui altri componenti sono stati montati sul telaio del veicolo.

Fig. 4 rappresenta una vista dell’apparato di modifica realizzato in conformità con la presente invenzione in cui tutti i componenti del sistema sono assemblati su una bicicletta.

Fig. 5 rappresenta una vista in esploso del sistema di rilevamento della pedalata in conformità con la presente invenzione.

Fig. 6 rappresenta un particolare del montaggio del dispositivo di fissaggio del supporto delle batterie realizzato in conformità con la presente invenzione.

Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11 , Fig. 12, Fig. 13, Fig. 14 rappresentano viste di dettaglio illustranti la applicazione del supporto delle batterie mediante accoppiamento con il dispositivo di fissaggio realizzato in conformità con la presente invenzione.

Fig. 15 e Fig. 16 illustrano la trasformazione di un veicolo a pedali nella forma di una bicicletta da veicolo a trazione ibrida a veicolo a pedali e viceversa.

Descrizione dell’invenzione

Sebbene nella presente descrizione, nelle figure e nelle annesse rivendicazioni si faccia riferimento ad una forma di realizzazione applicata al caso particolare delle biciclette, sarà evidente che la presente invenzione è applicabile anche a veicoli a tre ruote o quattro ruote con funzione di pedalata assistita. L’invenzione e le annesse rivendicazioni si devono intendere come comprendenti anche tali forme di realizzazione, essendo evidenti ad un esperto del settore gli adattamenti e le modifiche necessarie alla implementazione di tali forme di realizzazione.

La presente invenzione risulta particolarmente vantaggiosa, sebbene non sia limitata a questa applicazione, nel caso delle biciclette a pedalata assistita ed in particolare risulta particolarmente vantaggiosa in quanto il sistema di pedalata assistita che caratterizza il veicolo a propulsione ibrida risulta facilmente applicabile sia a biciclette nuove e specificatamente progettate per integrarlo sia a biciclette esistenti che possono essere vantaggiosamente e facilmente convertite in veicoli a trazione ibrida con funzione di pedalata assistita.

Ulteriormente la soluzione secondo la presente invenzione consente in maniera rapida e semplice anche la trasformazione del veicolo a propulsione ibrida in un veicolo a trazione a pedali senza costringere l'utilizzatore a complicate operazioni di smontaggio, mettendo, quindi, a disposizione deN’utilizzatore un veicolo altamente configurabile che con poche e semplici operazioni può essere trasformato tra le due condizioni di utilizzo in funzione delle esigenze dell’utilizzatore stesso.

L'operazione di montaggio e smontaggio può essere vantaggiosamente eseguita dallo stesso utente finale del sistema. Eventualmente per utilizzatori non particolarmente esperti sul veicolo, e particolarmente sulla bicicletta, possono essere eseguite solo delle operazioni preliminari di predisposizione che sono modifiche di scarso impatto sulle caratteristiche del veicolo stesso e che non hanno alcun impatto sul peso del veicolo e neppure dal punto di vista estetico.

L’apparato di modifica che compone il sistema e che può essere applicato anche a veicoli esistenti ha un peso ridotto e questo rappresenta un ulteriore vantaggio rispetto ai modelli oggi presenti in commercio. Una bici a pedalata assistita della tecnica anteriore ha un peso medio di 28-30 kg, mentre con il sistema secondo la presente invenzione montato su una bici tradizionale del peso di circa 12 kg si determina un aumento di peso di circa 7 kg per un peso complessivo della bicicletta di circa 19 kg.

L’apparato (Fig. 1) atto ad essere installato su un veicolo con trazione a pedali comprende almeno un motore elettrico (2), una batteria (3) di alimentazione del motore (2). Il motore (2) è atto a coadiuvare la trazione umana ottenuta mediante applicazione di una potenza di spinta fornita da un utilizzatore del veicolo il quale agisce mediante pedalata su una coppia di pedivelle (15) che mettono in moto una corona (27) di trasmissione del veicolo. L’apparato comprende almeno una prima ruota (13) su cui è montato l’almeno un motore elettrico (2) il quale agisce sulla prima ruota (13) coadiuvando l’azione di spinta fornita dall’utilizzatore del veicolo (1) esercitata su almeno una seconda ruota (25) diversa rispetto alla prima ruota (13). L’apparato comprende mezzi di rilevamento (26) della azione di pedalata dell’utilizzatore che sono atti ad essere montati in corrispondenza della corona (27) e che comunicano mediante mezzi di comunicazione ad un dispositivo di controllo (9) la presenza o la assenza della azione di pedalata dell’utilizzatore, il dispositivo di controllo (9) azionante il motore elettrico (2) a seguito della comunicazione dai mezzi di rilevamento (26) della presenza di tale azione di pedalata dell’utilizzatore.

La soluzione secondo la presente invenzione fornisce all’utilizzatore un veicolo che garantisce un utilizzo massimamente flessibile del veicolo stesso, particolarmente della propria bicicletta, la quale risulta facilmente convertibile da sistema a pedalata assistita a bicicletta tradizionale in funzione delle esigenze dell’utente.

Con riferimento alle figure (Fig. 4), il veicolo a trazione ibrida (1), che nel caso particolare della rappresentazione illustrata è una bicicletta, è del tipo in cui un motore elettrico (2) alimentato da una batteria (3) coadiuva la trazione umana ottenuta mediante applicazione di una potenza di spinta fornita da un utilizzatore il quale agisce mediante pedalata su una coppia di pedivelle (15) che mettono in moto una corona (27) di trasmissione. Vantaggiosamente il motore elettrico (2) è montato ed agisce su almeno una prima ruota (13) e l’utilizzatore del veicolo (1) esercita la propria azione di spinta mediante la coppia di pedivelle (15) le quali agiscono su almeno una seconda ruota (25) diversa rispetto alla prima ruota (13) su cui agisce il motore (2). Ovviamente sono possibili anche soluzioni, ad esempio nel caso di tricicli, in cui l’azione di pedalata dell’utilizzatore viene trasmessa ad una coppia di ruote posteriori mentre il motore agisce sulla ruota anteriore. Sono possibili anche soluzioni, ad esempio nel caso di quadricicli, in cui l’azione di pedalata dell’utilizzatore viene trasmessa ad una coppia di ruote posteriori mentre un motore o una coppia di motori agisce/agiscono sulle ruote anteriori. Il sistema comprende mezzi di rilevamento (26) della azione di pedalata dell’utilizzatore che sono montati in corrispondenza della corona (27) e che comunicano mediante mezzi di comunicazione ad un dispositivo di controllo (9) la presenza o la assenza della azione di pedalata dell’utilizzatore. Il dispositivo di controllo (9) aziona il motore elettrico (2) a seguito della comunicazione da parte dei mezzi di rilevamento (26) della presenza della azione di pedalata da parte dell’utilizzatore.

II dispositivo di controllo (9) funge anche da interfaccia utente: esso preferibilmente comprende uno schermo e/o uno schermo touch screen e/o uno o più tasti di comando, costituendo una interfaccia tra l’utente ed il sistema di pedalata assistita. Il dispositivo di controllo (9) comprende preferibilmente anche (Fig. 4) almeno una lampada (10), p eferibilmente almeno due lampade con funzione di luci abbaglianti e/o anabbaglianti che possono essere accese dall'utente in funzione delle condizioni di visibilità. Il dispositivo di controllo (9) può essere alimentato dalla medesima batteria (3) che alimenta il motore oppure esso può essere dotato di una propria batteria per funzionamento autonomo.

I mezzi di rilevamento (26) della azione di pedalata possono comprendere mezzi di comunicazione senza fili per la comunicazione con detto dispositivo di controllo (9). Ad esempio si può prevedere che essi siano dotati di una propria batteria oppure che siano alimentati mediante fili di connessione dalla medesima batteria (3) che alimenta il motore, mentre la comunicazione con il dispositivo di controllo (9) avviene senza fili per ridurre le modifiche che è necessario apportare al veicolo. Ad esempio la comunicazione senza fili potrebbe essere del tipo Bluetooth o WiFi o altri sistemi di comunicazione senza fili equivalenti che potrebbero anche consentire la comunicazione con smartphone, tablet e simili al fine, ad esempio, di sostituire l'unità di controllo o almeno alcune funzioni della stessa mediante uno di essi oppure di trasmettere ad essi dati raccolti dal dispositivo stesso.

Dal momento che il dispositivo di controllo (9) e/o i mezzi di rilevamento (26) possono essere alimentati, in forme di realizzazione differenti oppure in combinazione, mediante una batteria interna oppure mediante la medesima batteria (3) che alimenta il motore, sarà evidente che nel caso di alimentazione mediante la medesima batteria (3) che alimenta il motore sarà presente un cablaggio di alimentazione ed eventualmente un cablaggio di comunicazione tra i dispositivi a meno che non si preveda il ricorso ad una modalità di comunicazione senza fili. Le soluzioni con batteria interna e comunicazioni senza fili facilitano ulteriormente l’installazione dei dispositivi sul veicolo in quanto non è necessario installare eccessivi cablaggi sul veicolo stesso, cosa particolarmente vantaggiosa nel caso di una bicicletta in quanto la presenza dei cablaggi risulta difficilmente occultabile. Tuttavia sarà possibile prevedere anche soluzioni in cui una bicicletta è dotata del dispositivo secondo la presente invenzione i cui componenti sono interconnessi mediante cablaggio.

Il dispositivo di controllo (9) può essere velocemente rimosso dal manubrio grazie ad un sistema a sgancio rapido sia per proteggerlo da eventuali malintenzionati sia per consentire la trasformazione del veicolo ibrido in un veicolo a trazione a pedali.

Il motore (2) è preferibilmente montato su una ruota diversa rispetto alla ruota su cui agisce l’utilizzatore mediante i pedali. Ad esempio (Fig. 15, Fig. 16) si prevede che il veicolo a trazione ibrida (1), particolarmente nella forma di bicicletta, sia configurabile tra due condizioni di utilizzo:

- una prima condizione di utilizzo in cui la bicicletta è configurata e strutturata come veicolo a trazione ibrida comprendente la prima ruota (13) che è dotata di mezzi di sganciamento (32). La prima ruota (13) è provvista del motore elettrico (2). La bicicletta comprende ulteriormente il primo supporto (4) accoppiato al dispositivo di fissaggio (5) e comprende ulteriormente la batteria (3) montata sul primo supporto (4);

- una seconda condizione di utilizzo in cui la bicicletta è configurata e strutturata come veicolo a trazione umana, cioè con i solo pedali, comprendente una terza ruota (31) sostituibile a ed intercambiabile con la prima ruota (13) mediante azione sui mezzi di sganciamento (32). I mezzi di sganciamento (32) consentono la sostituzione della prima ruota (13) con la terza ruota (31) e viceversa. La terza ruota (31) è una ruota priva del motore elettrico (2). Ulteriormente, come sarà spiegato, anche il primo supporto (4) e la batteria (3) possono essere facilmente rimossi dal telaio (16) mediante un sistema di fissaggio ad attacco rapido.

In pratica si fornisce preferibilmente una coppia di ruote anteriori intercambiabili, una delle quali è una ruota tradizionale (31) priva del motore, mentre l’altra è una ruota (13) dotata del motore (2). Entrambe le ruote (13, 31) potranno essere predisposte con altri accessori (non raffigurati) come ad esempio freni a disco. Il motore (2) potrà essere a 36 V o a 24 V in funzione delle esigenze. Conseguentemente sarà sufficiente sostituire la ruota anteriore della bicicletta, o terza ruota (31) con quella fornita assieme al kit di modifica, cioè la prima ruota (13) per convertire la propria bicicletta a pedali in un veicolo ibrido a pedalata assistita. E, viceversa, sarà sufficiente rimuovere la prima ruota (13), cioè quella con il motore, e reinstallare la terza ruota (31) priva di motore per poter riutilizzare normalmente la bicicletta. Le due ruote (13, 31) sono dotate di mezzi di sganciamento (32) a sgancio rapido per cui le operazioni di sostituzione della ruota richiedono tempi ridottissimi. Il motore sarà collegato al dispositivo di controllo (9) che preferibilmente viene montato sul manubrio (12), dove sono collocati tutti i sistemi di gestione della trazione.

Vantaggiosamente il motore elettrico (2) può venire utilizzato come generatore di ricarica della batteria (3) ed il dispositivo di controllo (9) comanda la ricarica della batteria (3) a seguito della comunicazione da parte dei mezzi di rilevamento (26) della assenza della azione di pedalata de utilizzatore. Inoltre il dispositivo di controllo (9) monitora lo stato di carica della batteria (3) e previene eccessive cariche della batteria (3) disabilitando la funzione di ricarica quando la batteria supera una soglia di ricarica pre-impostata.

La batteria (3) viene preferibilmente montata sul tubo obliquo (17) del telaio (16) della bicicletta (1) e viene collegata al dispositivo di controllo (9) mediante cavi (non raffigurati).

Preferibilmente la batteria (3) è montata in modo amovibile su un primo supporto (4) fissato anch’esso in modo amovibile mediante un sistema di fissaggio ad attacco rapido sul telaio (16) della bicicletta (1). In particolare (Fig. 1 , Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4) il sistema secondo la presente invenzione comprende un dispositivo di fissaggio (5) fissato in posizione inclinata sul tubo obliquo (17). Il dispositivo di fissaggio (5) è atto ad accoppiarsi per mezzo di un sistema di fissaggio ad attacco rapido con il primo supporto (4) che funge da supporto della batteria (3). Una azione di sganciamento esercitata su tale sistema ad attacco rapido comporta la rimozione del primo supporto (4) della batteria (3) dal telaio (16), contribuendo a ottenimento di un mezzo altamente flessibile che può essere vantaggiosamente configurato a piacere come veicolo ibrido a pedalata assistita o come veicolo con la sola trazione a pedali.

In particolare (Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10, Fig. Fig. 11 , Fig. 12, Fig. 13, Fig. 14), il sistema ad attacco rapido comprende (Fig. 6) coppie di sedi (19) disposte su lati opposti del dispositivo di fissaggio (5) rispetto all’asse (28) mediano del dispositivo di fissaggio (5) stesso. Le sedi (19) sono ricavate internamente al dispositivo di fissaggio (5) e sono conformate a “L”. Ciascuna delle sedi (19) è collegata con un corrispondente lato esterno (29) del dispositivo di fissaggio (5) per mezzo di un’asola oblunga (21) connessa in corrispondenza di una estremità dell’asola stessa ad un foro (20) di diametro maggiore rispetto alla larghezza dell’asola (21). Esterno è riferito rispetto all’asse (28) mediano, cioè il lato esterno è un lato che si trova esternamente sul parallelepipedo approssimante il dispositivo di fissaggio (5) rispetto all’asse (28) mediano. Dal momento che il dispositivo di fissaggio (5) è montato sul tubo obliquo (17) del telaio (16) anche l’asola (21) oblunga sarà inclinata ed il foro (20) sarà posizionato in corrispondenza dell’estremità dell’asola (21) che è posizionata ad una altezza maggiore da terra rispetto all’altra estremità dell’asola (21) stessa. Ulteriormente il foro (20) sarà posizionato in corrispondenza della estremità del lato lungo della conformazione a L della sede (19). Il foro (20) e l’asola (21) mettono in comunicazione la sede (19) interna al dispositivo di fissaggio (5) con l’esterno dello stesso in corrispondenza del lato esterno (29). Il primo supporto (4) è dotato di almeno due bracci (30) opposti (Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9) protrudentisi rispetto alla base del primo supporto (4) che sono bracci (30) disposti ad una distanza reciproca essenzialmente uguale alla larghezza del dispositivo di fissaggio (5). I bracci (30) sono provvisti (Fig. 10) di coppie di perni (22) in numero corrispondente al numero delle coppie di sedi (19). Ciascuno di tali perni (22) è dotato di una sporgenza di estremità (23) avente dimensioni in sezione minori del diametro del foro (20) e maggiori della larghezza dell’asola (21). L’asse dei perni (22) è essenzialmente ortogonale rispetto al piano su cui giacciono l’asola (21) ed il foro (20). Ulteriormente i perni (22) sono movimentabili lungo il proprio asse a comando tra almeno due posizioni delle quali una posizione prossimale rispetto al braccio (30) ed una posizione distale rispetto al braccio (30) per mezzo di un corrispondente pulsante (24) dotato di mezzi elastici di richiamo. Esercitando (Fig. 7, Fig. 11) una pressione sul pulsante (24) si comanda la movimentazione dei perni dalla posizione prossimale (Fig. 7, Fig. 11) alla posizione distale (Fig. 8, Fig. 12) con della sporgenza di estremità (23) entro la sede (19) attraverso il foro (20). Applicando successivamente una traslazione (Fig. 8, Fig. 12) parallela rispetto all’asse mediano (28) del primo supporto (4) rispetto al dispositivo di fissaggio (5) si causa la traslazione (Fig. 13) della sporgenza di estremità (23) entro la sede (19) con scorrimento del perno (22) entro l’asola (21). Infine, rilasciando il pulsante (24) si comanda la movimentazione dei perni dalla posizione distale (Fig. 13) alla posizione prossimale (Fig. 9, Fig. 14) con penetrazione della sporgenza di estremità (23) entro la porzione della sede (19) che è la porzione corrispondente al lato corto della conformazione a “L” con corrispondente bloccaggio del primo supporto (4) rispetto al dispositivo di fissaggio (5). Preferibilmente (Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 10) il dispositivo di fissaggio (5) comprende almeno un dente (35) protrudentesi rispetto al lato esterno (29) ed il primo supporto (4) comprende almeno un corrispondente incavo (36) posizionato sul braccio (30) in prossimità dei perni (22). Il dente (35) è atto ad inserirsi entro l’incavo (36) guidando la traslazione parallela del primo supporto (4) rispetto al dispositivo di fissaggio (5).

In pratica, quindi il primo supporto (4) della batteria è dotato di un sistema di sgancio rapido che vincola il pacco batteria alla bicicletta e ne consente la veloce rimozione tramite la pressione di due tasti che agiscono sui perni (22) di bloccaggio.

Il primo supporto (4) è preferibilmente realizzato in materiale plastico e di peso contenuto e la batteria (3) viene agganciata tramite un sistema a coda di rondine. In questo modo la batteria può quindi essere rimossa per essere ricaricata o sostituita con un’altra batteria carica.

La batteria è costituita da un guscio plastico al cui interno sono collocate delle batterie ricaricabili. Il guscio contiene anche diversi dispositivi di sicurezza e per la gestione della caricascarica della batteria, i quali possono essere eventualmente controllati da o integrati nel dispositivo di controllo (9). La batteria (3) ed il primo supporto (4) comprendono (Fig. 2) un sistema di accoppiamento reciproco costituito da guide scanalate (33) e/o a coda di rondine che si accoppiano con corrispondenti elementi di accoppiamento (34). Preferibilmente, come nel caso raffigurato, la batteria (3) può quindi essere rimossa con una semplice traslazione laterale. La batteria (3) può essere ricaricata sulla bicicletta (1) o, una volta smontata dal primo supporto (4), grazie alla presenza di un jack di ricarica appositamente collocato lateralmente, cioè in posizione accessibile anche quando la batteria è installata sulla bicicletta. La batteria costituisce un sistema chiuso e perfettamente sigillato e dotato di un sistema di blocco sul proprio supporto per evitare che la batteria stessa sia rimossa come ad esempio una chiave di bloccaggio in posizione. La batteria (3) potrà essere ricaricata anche senza la sua rimozione dal primo supporto (4) ed eventualmente anche senza rimuovere il primo supporto (4) con la batteria dal veicolo. In alcune soluzioni la batteria (3) ed il primo supporto (4) possono essere realizzati come un corpo unico.

Come precedentemente spiegato, il dispositivo di fissaggio (5) ed il primo supporto (4) sono configurati e strutturati per il bloccaggio rapido del pacco batteria sul telaio della bicicletta. Il sistema di aggancio impedisce lo spostamento del pacco batteria rispetto al telaio, impedendone il danneggiamento e garantendo il mantenimento in posizione del pacco batterie anche su terreni sconnessi o in seguito all'urto con buche, ecc.

Vantaggiosamente il dispositivo di fissaggio (5) è perfettamente integrato al portaborracce della bicicletta e non necessita di essere rimosso se si vuole utilizzare la bicicletta senza il sistema di pedalata assistita. Ad esempio esso può essere strutturato e conformato come portaborracce oppure può integrare un portaborracce.

I mezzi di rilevamento (26) sono costituiti (Fig. 1 , Fig. 5) da almeno un magnete e da almeno un sensore (7) comunicanti mediante mezzi di comunicazione con il dispositivo di controllo (9). Il sensore (7) è montato in posizione fissa in corrispondenza della corona (27) di trasmissione per mezzo di una staffa (6) ingaggiantesi sul telaio (16) del veicolo in posizione intermedia tra la corona (27) ed un attacco (14) della pedivella (15) che è presente sul telaio (16). Il/i magnete/i è/sono fissato/i su un secondo supporto (8) o supporto del magnete che è solidale con la corona (27). Il secondo supporto (8) è messo in rotazione dalla azione di pedalata dell’utilizzatore ed il sensore (7) ed il magnete sono disposti approssimativamente alla medesima distanza radiale rispetto all’asse definito dal centro della corona (27). L’azione di pedalata dell’utilizzatore mette in rotazione il secondo supporto (8) su un piano parallelo rispetto al piano su cui giace il sensore (7) e la rotazione del secondo supporto (8) causa la rotazione del magnete tra una condizione di prossimità con il sensore (7) con suo conseguente rilevamento ed una condizione di allontanamento del magnete rispetto al sensore (7) con conseguente mancato rilevamento del magnete stesso. Ovviamente per migliorare il rilevamento si possono usare più magneti. Ad esempio i mezzi di rilevamento (26) possono comprendere una serie di due, preferibilmente tre, ancor più preferibilmente quattro magneti, ciascun magnete essendo distanziato angolarmente dal magnete adiacente della serie di magneti di un angolo pari a 360° diviso per il numero di magneti presenti.

Quindi il sistema rilevazione della pedalata è costituito da un sensore (7) di pedalata e dalla propria staffa (6) più il secondo supporto (8) con integrati i magneti che viene installato nel pacco guarniture anteriore della corona. Il secondo supporto (8) o supporto dei magneti agisce in modo analogo ad un contachilometri: quando l’utente pedala, lo spostamento dei magneti viene rilevato dal sensore (7) e, quindi, il motore (2) viene azionato dal dispositivo di controllo (9) andando a coadiuvare l'azione dell’utente stesso. Il sistema di rilevazione della pedalata viene preferibilmente collegato mediante cavi al primo supporto (4) della batteria e tramite questo al dispositivo di controllo (9), oppure, come spiegato in precedenza, si possono prevedere sistemi di comunicazione senza fili. Il sistema di rilevamento della pedalata è altamente integrato alla bicicletta e non comporta variazioni sostanziali di peso o di tipo estetico. Conseguentemente anche in caso in cui l’utente voglia passare dalla configurazione di veicolo ibrido a normale bicicletta, tale sistema può venire lasciato installato.

Per attrezzare un veicolo, ad esempio una bicicletta, quindi, le operazioni da effettuare sono particolarmente semplici:

- montaggio dei mezzi di rilevamento (26) della pedalata: è sufficiente (Fig. 1 , Fig. 5) smontare le pedivelle (15), il pacco delle guarnizioni ed il movimento centrale della trasmissione per montare il sistema di rilevamento della pedalata. Il secondo supporto (8) o supporto per i magneti viene montato all'interno del pacco delle guarnizioni: è sufficiente smontare dal ragno la guarnizione di dimensioni minori ed inserire il secondo supporto (8) e rimontare il pacco prima di assemblare l'intera trasmissione della bicicletta. Non sono necessari sistemi ulteriori di bloccaggio del secondo supporto (8) in quanto il solo montaggio del pacco guarniture è sufficiente a mantenere in posizione questo componente. Il sensore (7) di pedalata, invece, viene montato mediante la staffa (6) che viene bloccata tra il movimento centrale della trasmissione e il pacco guarnizioni. Eventualmente si potrà prevedere una fase di registrazione della distanza tra il sensore ed il secondo supporto (8) o una fase di calibrazione e taratura del dispositivo di controllo (9);

- montaggio del dispositivo di fissaggio (5) che viene montato nei due fori del telaio (16) che normalmente sono destinati al montaggio del portaborracce, il quale può essere vantaggiosamente integrato nel dispositivo di fissaggio (5) stesso. Tutte le successive operazioni di installazione dei componenti sono eseguibili in maniera semplice, come precedentemente spiegato. Vantaggiosamente il sistema può essere montato su qualsiasi bicicletta e non è necessario l’acquisto da parte dell’utente di una bicicletta particolare.

Una volta installati tali componenti l'utente finale può velocemente convertire il veicolo, o la bicicletta, tra le due condizioni di utilizzo precedentemente descritte, cioè tra una prima condizione di utilizzo in cui la bicicletta è configurata e strutturata come veicolo a trazione ibrida e una seconda condizione di utilizzo in cui la bicicletta è configurata e strutturata come veicolo a trazione mediante i soli pedali.

Per il montaggio del secondo supporto (8) della batteria (3) l'utilizzatore deve effettuare le seguenti operazioni:

1. accoppiare (Fig. 7) il primo supporto (4) al telaio (16) della bicicletta (1), in particolare allineando gli elementi verticali o bracci (30) che sono presenti ai lati del primo supporto (4) con dispositivo di fissaggio (5);

2. portare il primo supporto (4) in battuta sul telaio della bicicletta, allineando le apposite guide costituite dal dente (35) e dall’incavo (36);

3. premere (Fig. 8, Fig. 12) i due pulsanti (24) integrati negli elementi verticali o bracci (30) del primo supporto (4) dopo averlo portato in battuta, verificando il corretto posizionamento rispetto alla guida verticale d'inserimento data dal dente (35). La pressione dei due pulsanti (24) causa la fuoriuscita dei perni (22) che penetrano nel foro (20) fino a portare la sporgenza (23) entro la sede (19);

4. mantenendo premuti i due pulsanti (24) fare traslare (Fig. 9, Fig. 13) il primo supporto (4) verso il basso, facendo quindi scorrere i perni (22) entro l’asola (21) e le sporgenze (23) entro le sedi (19) lungo il lato lungo della conformazione a “L”, fino al raggiungimento della posizione di bloccaggio;

5. rilascio dei due pulsanti (24) conseguentemente alla quale azione i perni (22) si ritraggono portando ciascuna sporgenza (23) in posizione di bloccaggio entro il fondo della rispettiva sede (19), cioè entro il lato corto della conformazione a “L” della sede stessa.

A questo punto è sufficiente inserire la batteria (3) entro il primo supporto (4) utilizzando le apposite guide precedentemente descritte. La batteria (3) viene preferibilmente inserita lateralmente, facendola scorrere all'interno del primo supporto (4) fino ad una posizione di fine corsa dove la batteria viene automaticamente bloccata in posizione e/o viene bloccata mediante un dispositivo di bloccaggio con chiave di chiusura.

Il montaggio del dispositivo di controllo (9) avviene preferibilmente sul manubrio (12) e successivamente vengono collegati i cavi elettrici per completare l'assemblaggio.

Per lo smontaggio del sistema è sufficiente eseguire le operazioni descritte in senso inverso.

La descrizione della presente invenzione è stata fatta con riferimento alle figure allegate in una forma di realizzazione preferita della stessa, ma è evidente che molte possibili alterazioni, modifiche e varianti saranno immediatamente chiare agli esperti del settore alla luce della precedente descrizione. Così, va sottolineato che l'invenzione non è limitata dalla descrizione precedente, ma include tutte quelle alterazioni, modifiche e varianti in conformità con le annesse rivendicazioni.

Nomenclatura utilizzata

Con riferimento ai numeri identificativi riportati nelle figure allegate, si è usata la seguente nomenclatura:

1. Veicolo a trazione ibrida o bicicletta

2. Motore

3. Batteria

4. Primo supporto

5. Dispositivo di fissaggio

6. Staffa

7. Sensore

8. Secondo supporto o supporto del magnete 9. Dispositivo di controllo

10. Lampada

11. Bicicletta

12. Manubrio

13. Ruota anteriore o prima ruota

14. Attacco della pedivella

15. Pedivella

16. Telaio

17. Tubo obliquo (down tube)

18. Forcella

19. Sede

20. Foro

21. Asola

22. Perno

23. Sporgenza

24. Pulsante

25. Ruota posteriore o seconda ruota

26. Mezzi di rilevamento

27. Corona

28. Asse mediano

29. Lato esterno

30. Braccio

31 . Terza ruota

32. Mezzi di sganciamento/agganciamento 33. Guide

34. Elementi di accoppiamento

35. Dente

36. Incavo

Claims (24)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato atto ad essere installato su un veicolo con trazione a pedali, detto apparato comprendente almeno un motore elettrico (2), una batteria (3) di alimentazione di detto motore (2), in cui detto motore (2) è atto a coadiuvare la trazione umana ottenuta mediante applicazione di una potenza di spinta fornita da un utilizzatore di detto veicolo il quale agisce mediante pedalata su una coppia di pedivelle (15) che mettono in moto una corona (27) di trasmissione di detto veicolo caratterizzato dal fatto che detto apparato comprende almeno una prima ruota (13) su cui è montato detto almeno un motore elettrico (2) il quale agisce su detta prima ruota (13) coadiuvando la azione di spinta fornita da detto utilizzatore di detto veicolo (1) esercitata su almeno una seconda ruota (25) di detto veicolo (1) che è una ruota diversa rispetto a detta prima ruota (13), detto apparato comprendente mezzi di rilevamento (26) della azione di pedalata dell’utilizzatore che sono atti ad essere montati in corrispondenza di detta corona (27) e che comunicano mediante mezzi di comunicazione ad un dispositivo di controllo (9) la presenza o la assenza di detta azione di pedalata dell’utilizzatore, detto dispositivo di controllo (9) azionante detto motore elettrico (2) a seguito della comunicazione da detti mezzi di rilevamento (26) della presenza di detta azione di pedalata dell’utilizzatore.
2. 2. Apparato secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento (26) sono costituiti da almeno un magnete e da almeno un sensore (7) comunicante mediante detti mezzi di comunicazione con detto dispositivo di controllo (9), detto sensore (7) essendo atto ad essere montato in posizione fissa in corrispondenza di detta corona (27) di trasmissione per mezzo di una staffa (6) che è atta ad ingaggiarsi sul telaio (16) di detto veicolo in posizione intermedia tra detta corona (27) ed un attacco (14) di detta pedivella (15) che è presente su detto telaio (16), detto almeno un magnete essendo fissato su un supporto del magnete (8) che è solidale con detta corona (27), detto supporto del magnete (8) essendo messo in rotazione dalla azione di pedalata dell’utilizzatore, detto almeno un sensore (7) e detto almeno un magnete essendo disposti approssimativamente alla medesima distanza radiale rispetto all’asse definito dal centro di detta corona (27), l’azione di pedalata dell’utilizzatore mettendo in rotazione detto supporto del magnete (8) su un piano parallelo rispetto al piano su cui giace detto sensore (7) e la rotazione di detto supporto del magnete (8) facendo ruotare detto almeno un magnete tra una condizione di prossimità con detto sensore (7) con suo conseguente rilevamento ed una condizione di allontanamento di detto almeno un magnete rispetto a detto sensore (7) con conseguente mancato rilevamento del magnete stesso.
3. 3. Apparato secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto supporto del magnete (8) è atto ad essere montato in corrispondenza del pacco delle guarnizioni del movimento centrale della trasmissione comprendente detta corona (27), detto supporto del magnete (8) sostituendo una delle guarnizioni di detto pacco delle guarnizioni del movimento centrale della trasmissione comprendente detta corona (27).
4. 4. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 2 a 3 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento (26) comprendono una serie di due, preferibilmente tre, ancor più preferibilmente quattro di detti magneti, ciascun magnete essendo distanziato angolarmente dal magnete adiacente di detta serie di magneti di un angolo pari a 360° diviso per il numero di magneti presenti.
5. 5. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detta batteria (3) è montata in modo amovibile su un primo supporto (4) che è atto ad essere fissato in modo amovibile mediante un sistema di fissaggio ad attacco rapido su detto telaio di detto veicolo.
6. 6. Apparato secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detta batteria (3) e detto primo supporto (4) comprendono un sistema di accoppiamento reciproco costituito da guide scanalate (33) e/o guide a coda di rondine che si accoppiano con corrispondenti elementi di accoppiamento (34).
7. 7. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 5 a 6 caratterizzato dal fatto che comprende un dispositivo di fissaggio (5) atto ad essere fissato su detto telaio, detto dispositivo di fissaggio (5) essendo atto ad accoppiarsi per mezzo di detto sistema di fissaggio ad attacco rapido con detto primo supporto (4), l’azione di sganciamento esercitata su detto sistema ad attacco rapido comportando la rimozione di detto primo supporto (4) di detta batteria (3) da detto dispositivo di fissaggio (5).
8. 8. Apparato secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto sistema ad attacco rapido comprende coppie di sedi (19) disposte su lati opposti di detto dispositivo di fissaggio (5) rispetto all’asse (28) mediano di detto dispositivo di fissaggio (5), dette sedi (19) essendo ricavate internamente a detto dispositivo di fissaggio (5), dette sedi (19) essendo conformate a “L”, ciascuna di dette sedi (19) essendo collegata con un corrispondente lato esterno (29) (esterno essendo riferito rispetto a detto asse (28) mediano) di detto dispositivo di fissaggio (5) per mezzo di un’asola oblunga (21) connessa in corrispondenza di una estremità dell’asola stessa ad un foro (20) di diametro maggiore rispetto alla larghezza di detta asola (21) in cui detto foro (20) è posizionato in corrispondenza dell’estremità di detta asola (21) che è posizionata ad una altezza maggiore da terra rispetto all’altra estremità dell’asola (21) stessa ed in corrispondenza della estremità del lato lungo di detta conformazione a “L” di detta sede (19), detto foro (20) e detta asola (21) mettenti in comunicazione detta sede (19) interna a detto dispositivo di fissaggio (5) con l’esterno in corrispondenza di detto lato esterno (29), detto primo supporto (4) essendo dotato di almeno due bracci (30) opposti protrudentisi rispetto ad una base di detto primo supporto (4) che sono bracci (30) disposti ad una distanza reciproca essenzialmente uguale alla distanza corrispondente alla larghezza di detto dispositivo di fissaggio (5), detti bracci (30) essendo provvisti di coppie di perni (22) in numero corrispondente al numero di dette coppie di sedi (19), ciascuno di detti perni (22) essendo dotato di una sporgenza di estremità (23) avente dimensioni in sezione minori del diametro di detto foro (20) e dimensioni in sezione maggiori della larghezza di detta asola (21), l’asse di detti perni (22) essendo essenzialmente ortogonale rispetto al piano su cui giacciono detta asola (21) e detto foro (20), detti perni (22) essendo movimentabili lungo il proprio asse a comando tra almeno due posizioni delle quali una prima posizione è una posizione prossimale rispetto a detto braccio (30) ed una seconda posizione è una posizione distale rispetto a detto braccio (30), il comando avvenendo per mezzo di un corrispondente pulsante (24) dotato di mezzi elastici di richiamo, una pressione esercitata su detto pulsante (24) comportante la movimentazione di detti perni da detta posizione prossimale a detta posizione distale con penetrazione di detta sporgenza di estremità (23) entro detta sede (19) attraverso detto foro (20), una traslazione parallela rispetto a detto asse mediano (28) esercitata su detto primo supporto (4) rispetto a detto dispositivo di fissaggio (5) comportante la traslazione di detta sporgenza di estremità (23) entro detta sede (19) con scorrimento di detto perno (22) entro detta asola (21), il rilascio di detto pulsante (24) comportante la movimentazione di detti perni da detta posizione distale a detta posizione prossimale con penetrazione di detta sporgenza di estremità (23) entro la porzione di detta sede (19) che è la porzione corrispondente al lato corto di detta conformazione a “L” con corrispondente bloccaggio di detto primo supporto (4) rispetto a detto dispositivo di fissaggio (5).
9. 9. Apparato secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di fissaggio (5) comprende almeno un dente (35) protrudentesi rispetto a detto lato esterno (29) ed ulteriormente caratterizzato dal fatto che detto primo supporto (4) comprende almeno un corrispondente incavo (36) posizionato su detto braccio (30) in prossimità di detti perni (22), detto dente (35) essendo atto ad inserirsi entro detto incavo (36) guidando detta traslazione parallela di detto primo supporto (4) rispetto a detto dispositivo di fissaggio (5).
10. 10. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 8 a 9 caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di fissaggio (5) è configurato e strutturato come portaborracce o integra un portaborracce.
11. 11. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di controllo (9) comprende uno schermo e/o uno schermo touch screen e/o uno o più tasti di comando per interfacciamento e controllo del dispositivo da parte deH’utilizzatore.
12. 12. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di controllo (9) comprende almeno una lampada (10), preferibilmente almeno due lampade con funzione di luci abbaglianti e/o anabbaglianti.
13. 13. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di controllo (9) è alimentato da detta batteria (3) che alimenta detto motore (2).
14. 14. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 12 caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di controllo (9) comprende una batteria interna di alimentazione.
15. 15. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento (26) della azione di pedalata comprendono mezzi di comunicazione senza fili per la comunicazione con detto dispositivo di controllo (9).
16. 16. Veicolo a trazione ibrida (1) in cui detto motore elettrico (2) alimentato da detta batteria (3) coadiuva la trazione umana ottenuta mediante applicazione di una potenza di spinta fornita da detto utilizzatore di detto veicolo (1) agente mediante pedalata su detta coppia di pedivelle (15) che mettono in moto detta corona (27) di trasmissione caratterizzato dal fatto che comprende un apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, detto motore elettrico (2) essendo montato ed agendo su almeno detta prima ruota (13) e detto utilizzatore di detto veicolo (1) esercita la propria azione di spinta mediante detta coppia di pedivelle (15) le quali agiscono su almeno detta seconda ruota (25) diversa rispetto a detta prima ruota (13), detti mezzi di rilevamento (26) della azione di pedalata deN’utilizzatore essendo montati in corrispondenza di detta corona (27) e comunicanti mediante mezzi di comunicazione a detto dispositivo di controllo (9) la presenza o la assenza di detta azione di pedalata dell’utilizzatore, detto dispositivo di controllo (9) azionante detto motore elettrico (2) a seguito della comunicazione da detti mezzi di rilevamento (26) della presenza di detta azione di pedalata dell’utilizzatore.
17. 17. Veicolo a trazione ibrida (1) secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto motore elettrico (2) viene utilizzato come generatore di ricarica di detta batteria (3), detto dispositivo di controllo (9) comandante la ricarica di detta batteria (3) a seguito della comunicazione da detti mezzi di rilevamento (26) della assenza di detta azione di pedalata dell’utilizzatore.
18. 18. Veicolo a trazione ibrida (1) secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di controllo (9) monitora lo stato di carica di detta batteria (3) disabilitando la funzione ricarica quando la carica di detta batteria (3) supera una soglia di ricarica preimpostata.
19. 19. Veicolo a trazione ibrida (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 16 a 18 caratterizzato dal fatto che detto veicolo a trazione ibrida (1) è una bicicletta, detto motore elettrico (2) agente su detta prima ruota (13) che è la ruota anteriore di detta bicicletta.
20. 20. Veicolo a trazione ibrida (1) secondo la rivendicazione precedente e secondo la rivendicazione 7 e secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 8 a 15 caratterizzato dal fatto che detta batteria (3) è montata su detta bicicletta (1) in corrispondenza del tubo obliquo (17) del telaio di detta bicicletta per mezzo di detto dispositivo di fissaggio (5) che è applicato in corrispondenza di detto tubo obliquo (17).
21. 21. Veicolo a trazione ibrida (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 19 a 20 caratterizzato dal fatto che detta prima ruota (13) su cui è montato detto motore elettrico (2) è dotata di mezzi di sganciamento rapido che consentono la sostituzione di detta prima ruota (13) con una terza ruota (31) priva di detto motore elettrico (2).
22. 22. Veicolo a trazione ibrida (1) secondo le rivendicazioni 7 e 21 e secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 8 a 15 caratterizzato dal fatto che detto veicolo a trazione ibrida (1) in forma di bicicletta è configurabile tra due condizioni di utilizzo: - una prima condizione di utilizzo in cui detta bicicletta è configurata e strutturata come veicolo a trazione ibrida comprendente detta prima ruota (13) dotata di mezzi di sganciamento/agganciamento (32), in cui detta prima ruota (13) è dotata di detto motore elettrico (2) e comprendente ulteriormente detto primo supporto (4) accoppiato a detto dispositivo di fissaggio (5) e comprendente ulteriormente detta batteria (3) montata su detto primo supporto (4); - una seconda condizione di utilizzo in cui detta bicicletta è configurata e strutturata come veicolo a trazione umana comprendente una terza ruota (31) sostituibile a ed intercambiabile con detta prima ruota (13) mediante azione su detti mezzi di sganciamento (32) che consentono la sostituzione di detta prima ruota (13) con detta terza ruota (31) e viceversa, detta terza ruota (31) essendo una ruota priva di detto motore elettrico (2) ed ulteriormente in cui detto primo supporto (4) e detta batteria (3) sono rimossi da detto telaio (16) mediante detto sistema di fissaggio ad attacco rapido.
23. 23. Veicolo a trazione ibrida (1) secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di controllo (9) è amovibile.
24. 24. Bicicletta a trazione ibrida (1) caratterizzata dal fatto che è configurata e strutturata secondo le caratteristiche del veicolo di cui ad una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 16 alla 23.