ITUD980022A1

ITUD980022A1 - FORWARD CONTROL PEDAL-CRANK FOR BICYCLE AND RESPECTIVE BICYCLE WITH THE SAID PEDAL-CRANK

Info

Publication number: ITUD980022A1
Authority: IT
Inventors: Antonio Battistutta
Original assignee: Antonio Battistutta
Priority date: 1998-02-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 1999-08-17
Also published as: AU7787698A; WO1999041140A1; IT1299740B1

Description

Descrizione di brevetto per invenzione industriale Patent description for industrial invention

Titolo: Title:

Comando di avanzamento a pedale-pedivella per bicicletta e rispettiva bicicletta con detto pedale-pedivella Pedal-crank advancement control for bicycle and respective bicycle with said pedal-crank arm

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Oggetto dell'invenzione Object of the invention

Il presente trovato ha per oggetto un comando di avanzamento a pedale-pedivella per bicicletta e rispettiva bicicletta con detto pedalepedivella. The present invention relates to a pedal-pedal crank advancement control for a bicycle and respective bicycle with said pedal-crank.

Stato della tecnica State of the art

Allo stato attuale della tecnica sono noti i tradizionali comandi a pedale-pedivella per l'avanzamento di una bicicletta, in cui il pedale si impernia alla pedivella e la pedivella si impernia a sua volta al telaio della bicicletta ove mediante ruota dentata trasmette il moto mediante catena alla ruota posteriore della bicicletta stessa. In the current state of the art, the traditional pedal-pedal crank controls for advancing a bicycle are known, in which the pedal pivots to the crank arm and the pedal crank in turn pivots to the bicycle frame where by means of a toothed wheel it transmits motion by means of chain to the rear wheel of the bicycle itself.

Per ovviare a determinate condizioni di velocità e di richiesta di coppia al pedale le biciclette sono tradizionalmente fomite di cambio che opera sia sulla ruota dentata della pedivella che sul pignone (generalmente a ruota libera) coassiale alla ruota posteriore (generalmente su entrambe mediante diversi diametri di ingranamento). To obviate certain conditions of speed and torque request to the pedal, bicycles are traditionally supplied with a gearbox which operates both on the sprocket of the crank arm and on the pinion (generally freewheel) coaxial to the rear wheel (generally on both by means of different diameters of meshing).

Inconvenienti dell'attuale stato della tecnica Drawbacks of the current state of the art

Gli inconvenienti dell'attuale stato della tecnica derivano sostanzialmente dal fatto che i punti di imperniamento fra telaio pedivella e fra pedivella e pedale sono fissi per cui si creano sempre sostanzialmente delle condizioni di punto morto superiore e punto morto inferiore (pedale alto da un lato e pedale basso dall'alto) che rendono poco efficiente la spinta impressa dal piede in dette condizioni. The drawbacks of the current state of the art derive substantially from the fact that the pivot points between the pedal crank frame and between the crank arm and pedal are fixed so that top dead center and bottom dead center conditions are always substantially created (pedal high on one side and low pedal from above) which make the thrust exerted by the foot in these conditions inefficient.

Ulteriore problema deriva dal fatto che le strutturazioni di pedale e pedivella sono sempre critiche e necessitano sempre di adeguato dimensionamento per evitare il pericolo di rottura. A further problem derives from the fact that the pedal and crank arm structures are always critical and always require adequate sizing to avoid the danger of breakage.

Altro inconveniente deriva dall'altissima concentrazione delle spinte che assoggettano alla concentrazione delle sollecitazioni di flessione particolarmente nelle zone di imperniamento, compromettendo l'efficacia e la durata dei rispettivi cuscinetti. Another drawback derives from the very high concentration of the thrusts which subject the bending stresses to concentration, particularly in the pivoting areas, compromising the effectiveness and duration of the respective bearings.

Peraltro il dimensionamento comporta aumento del peso della bicicletta a scapito del rendimento di avanzamento. Moreover, the sizing involves an increase in the weight of the bicycle to the detriment of forward efficiency.

Scopo della presente invenzione Purpose of the present invention

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare ai succitati inconvenienti. The object of the present invention is to obviate the aforementioned drawbacks.

Essenza dell'invenzione Essence of the invention

II problema viene risolto come rivendicato mediante un comando di avanzamento a pedale-pedivella per bicicletta e rispettiva bicicletta con detto pedale-pedivella, del tipo in cui vi sono due pedali-pedivella contrapposti, uguali e simmetrici, uno da un lato ed uno dall'altro del telaio della bicicletta, imperniati ad esso e calettati con detto imperniamento ad una ruota dentata destinata mediante catena a trasmettere il moto ad una ruota libera calettata assialmente alla ruota posteriore della bicicletta stessa, ove ciascuna pedivella comporta imperniato alla sua estremità libera un pedale, The problem is solved as claimed by means of a pedal-pedal crank advancement control for a bicycle and respective bicycle with said pedal-pedal crank, of the type in which there are two opposite, identical and symmetrical pedals-pedal cranks, one on one side and one on the other. other of the bicycle frame, pivoted to it and keyed with said pivot to a toothed wheel designed by means of a chain to transmit motion to a free wheel axially keyed to the rear wheel of the bicycle itself, where each pedal crank has a pedal pivoted at its free end,

caratterizzato dal fatto che: characterized by the fact that:

- il detto pedale è vincolato rigidamente su posizione eccentrica in avanti rispetto al senso di avanzamento quando il pedale si trova sostanzialmente al punto morto superiore, ad una flangia discoidale sostanzialmente imperniata assialmente lungo la mezzeria della detta pedivella; - said pedal is rigidly constrained in an eccentric position forward with respect to the forward direction when the pedal is substantially at the top dead center, to a disk-shaped flange substantially axially pivoted along the center line of said pedal crank;

- sull'asse di calettamento eccentrico del detto pedale, è imperniato rotativamente libero un pignone dentato il quale si caletta internamente ad una corona dentata che si integra nella corona di contenimento della detta flangia discoidale in detta estremità libera di detta pedivella; - on the eccentric keying axis of the said pedal, a toothed pinion is rotatably pivoted and is fitted internally to a toothed crown which is integrated in the containment crown of the said discoidal flange in said free end of said pedal crank;

- essendo il passo di ingranamento tale che durante la rotazione della detta pedivella l'asse di calettamento eccentrico di detto pedale, sia sempre spostato in avanti sostanzialmente parallelamente al piano di appoggio di detto pedale. - the meshing pitch being such that during the rotation of said pedal crank the eccentric keying axis of said pedal is always moved forward substantially parallel to the support plane of said pedal.

In questo modo si ottiene una strutturazione estremamente vantaggiosa, maggiormente funzionale ed affidabile, in grado di fornire una maggiore coppia motrice media e quindi anche un maggiore rendimento. In this way an extremely advantageous, more functional and reliable structure is obtained, capable of providing a greater average drive torque and therefore also a greater efficiency.

In questo modo il sistema di calettamento del pedale alla pedivella tiene sempre spostato in avanti l'asse di calettamento del pedale rispetto al suo sostanziale imperniamento, indipendentemente dalla posizione angolare della pedivella, rendendo quindi il braccio di pedivella (distanza dal centro del pedale al centro di rotazione della pedivella) variabile in funzione della posizione angolare della pedivella. In this way, the keying system of the pedal to the crank always keeps the keying axis of the pedal moved forward with respect to its substantial pivot, regardless of the angular position of the crank, thus making the crank arm (distance from the center of the pedal to the center rotation of the crank) variable according to the angular position of the crank.

Vantaggiosamente il comando di avanzamento a pedale-pedivella per bicicletta è ulteriormente caratterizzato dal fatto che detto pignone dentato rotativamente folle è ingranante in detta corona dentata di pedivella dal lato interno della stessa ossia dai lato opposto della detta flangia discoidale di calettamento del pedale. Advantageously, the pedal-pedal crank advancement control for a bicycle is further characterized by the fact that said rotationally idle toothed pinion meshes with said pedal crank ring gear from the inside of the same or from the opposite side of said disk-shaped keying flange of the pedal.

In questo modo si ottiene una strutturazione ottimale. In this way, an optimal structuring is achieved.

Descrizione di almeno una forma di realizzazione dell'invenzione Description of at least one embodiment of the invention

Questi ed altri vantaggi appariranno dalla successiva descrizione di una soluzione preferenziale di realizzazione, con l'aiuto dei disegni allegati, i cui particolari di esecuzione non sono da intendersi limitativi ma solo fomiti a titolo di esempio. These and other advantages will appear from the following description of a preferential embodiment solution, with the help of the attached drawings, the details of which are not to be construed as limiting but only provided by way of example.

La Figura 1 è una vista del pedale-pedivella sostanzialmente in due posizioni verticale ed orizzontale con illustrazione della costante posizione in avanti del pedale con distanza variata durante la rotazione della pedivella (maggiore quando è orizzontale). Figure 1 is a view of the pedal-crank arm substantially in two vertical and horizontal positions with illustration of the constant forward position of the pedal with varying distance during the rotation of the pedal crank (greater when it is horizontal).

La Figura 2 è una vista dal retro del pedale-pedivella in posizione verticale come da Fig.1 , con visualizzazione del meccanismo di accoppiamento pignone-corona del pedale alla pedivella. Figure 2 is a rear view of the pedal-crank arm in vertical position as shown in Fig.1, showing the pinion-crown coupling mechanism of the pedal to the pedal crank.

La Fig.3 è una vista in sezione assiale Z-Z rispetto a Fig.1 dell'accoppiamento pedale-pedivella. Fig.3 is an axial sectional view Z-Z with respect to Fig.1 of the pedal-crank arm coupling.

Secondo le figure si rileva che: According to the figures, it is noted that:

La pedivella è indicata con 1 ed il pedale con 2. The crank arm is indicated with 1 and the pedal with 2.

La pedivella ha una estremità forata di impemiamento al telaio della bicicletta (11) per il calettamento della rispettiva ruota dentata di trasmissione alla catena, mentre l'altra estremità libera opposta ha una corona dì alloggiamento 12 che da un lato alloggia rotativamente libera di ruotare una flangia discoidale (22), calettata rigidamente mediante asse eccentrico di valore "e" al pedale (2). The crank arm has a perforated end for attachment to the bicycle frame (11) for keying the respective transmission sprocket to the chain, while the other free opposite end has a housing crown 12 which on one side accommodates rotatably free to rotate a disc-shaped flange (22), rigidly keyed by means of an eccentric axis with value "e" to the pedal (2).

Su questo asse eccentrico (X-Y; 22) si caletta dalla parte interna rotativamente libero un pignone dentato (23) che ingrana in una corona dentata interna (13) della estremità di pedivella (1). On this eccentric axis (X-Y; 22) a toothed pinion (23) engages in an internal toothed crown (13) of the pedal crank end (1) from the rotationally free internal part.

L'accoppiamento pignone-corona (23-13) è realizzato in modo tale cha ad un giro di pedivella corrisponda un giro aH'incontrario del pedale, ossia in modo che mantenendo sempre orizzontale il pedale, indipendentemente dalla posizione angolare della pedivella (1) rispetto al suo centro di rotazione (11), l'eccentricità "e" dell'asse di calettamento (22) del pedale (2) sia sempre spostata verso lavanti, realizzando sostanzialmente: The sprocket-pinion coupling (23-13) is made in such a way that one revolution of the crank corresponds to a reverse rotation of the pedal, i.e. so that the pedal is always horizontal, regardless of the angular position of the crank (1). with respect to its center of rotation (11), the eccentricity "e" of the keying axis (22) of the pedal (2) is always shifted towards the sides, substantially realizing:

- quando il pedale è in alto, esso è spostato in avanti rispetto alla verticale dell'asse di rotazione della pedivella (11) di un valore "e" mentre la distanza del pedale dal centro di rotazione della pedivella è pari ad un valore "L" e si ha un momento motore pari a “P"x"e", ove "e" è l'eccentricità e "P" è la forza verticale che si imprime al pedale. - when the pedal is up, it is moved forward with respect to the vertical axis of rotation of the crank (11) by a value "e" while the distance of the pedal from the center of rotation of the crank is equal to a value "L "and there is a motor moment equal to" P "x" e ", where" e "is the eccentricity and" P "is the vertical force imparted to the pedal.

- quando il pedale è tutto in avanti (pedivella orizzontale) la distanza del pedale dal centro di rotazione della pedivella è aumentato progressivamente ad un valore (L+"e") aumentando il rispettivo momento e quindi la coppia motrice, - when the pedal is fully forward (horizontal crank) the distance of the pedal from the center of rotation of the crank is progressively increased to a value (L + "e") by increasing the respective moment and therefore the drive torque,

- viceversa per le posizioni contrapposte dell'altro pedale. - vice versa for the opposite positions of the other pedal.

In tal modo si ha una variabilità continua durante la pedalata del braccio effettivo di pedalata definito dalla distanza del pedale (2) dal centro di rotazione della pedivella (11). In this way there is a continuous variability during pedaling of the actual pedaling arm defined by the distance of the pedal (2) from the center of rotation of the pedal crank (11).

La struttura realizzata permette inoltre una maggiore robustezza della trasmissione ed una decisamente migliore ripartizione delle forze su superfici rotazionali più estese rispetto alle concentrazioni dei sistemi di imperniamento attuali, con conseguente maggiore durata e resistenza del meccanismo e performance. The structure created also allows greater strength of the transmission and a much better distribution of forces on larger rotational surfaces than the concentrations of current pivoting systems, resulting in greater durability and resistance of the mechanism and performance.

La rottura dell'imperniamento abbastanza frequente nel pedale viene così anche evitata. The fairly frequent breakage of the pivot in the pedal is thus also avoided.

Il pedale costretto dal piede a rimanere sempre orizzontale, obbliga il braccio effettivo di pedivella, grazie all'eccentricità ed accoppiamento vincolato pignone-corona (23-13) a variare continuamente secondo una condizione ottimale. The pedal forced by the foot to always remain horizontal forces the actual crank arm, thanks to the eccentricity and the pinion-crown constrained coupling (23-13), to vary continuously according to an optimal condition.

Claims

CLAIMS 1. Pedal-pedal crank advancement control for a bicycle, of the type in which there are two opposite, equal and symmetrical pedal-crank arms, one on one side and one on the other of the bicycle frame, pivoted to it and keyed with said pivot to a toothed wheel designed by means of a chain to transmit motion to a free wheel axially keyed to the rear wheel of the bicycle itself, where each pedal crank (1) has a pedal pivoted at its free end (2), characterized by the fact that: - said pedal (2) is rigidly constrained in an eccentric position (X-X 21) forward with respect to the direction of advancement when the pedal (2) is substantially at the top dead center, to a disc-shaped flange (22) substantially axially pivoted (Y-Y ) along the center line of said pedal crank (1); - on the eccentric keying axis (21) of said pedal (2), a toothed pinion (23) is rotatably pivoted free, which fits inside a toothed crown (13) which is integrated into the containment crown of said discoidal flange in said free end of said pedal crank (1); - the meshing pitch being such that during the rotation of said pedal crank (1) the eccentric keying axis (21) of said pedal (2) is always moved forward substantially parallel to the support plane (Z-Z) of said pedal (2) 2. Pedal-pedal crank advancement control for a bicycle according to claim 1, characterized in that said rotationally idle toothed pinion (21) meshes with said crank gear ring (12) from the inner side of the same or from the opposite side of said disk-shaped flange (22) for keying the pedal (2). 3. Bicycle equipped with a pair of pedals-pedal cranks according to any one of the preceding claims.