ITVE980003A1 - Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica associata al moto delle pedivelle delle biciclette - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE avente per titolo " dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica associata al moto delle pedivelle delle biciclette".

Come noto il moto circolare della pedivelle delle biciclette è caratterizzato dal fatto che l'energia trasmessa al mezzo è funzione, a parità di spinta impressa ai pedali , della posizione angolare assunta dalle pedivelle stesse . In particolare la possibilità di trasmettere energia viene a ridursi praticamente a zero in corrispondenza ai punti morti superiore ed inferiore; tutto ciò si traduce in una variazione della velocita' angolare delle pedivelle. In percorsi impegnativi in salita , detta variazione della velocità angolare risulta essere molto evidente ( in tali frangenti il ciclista può ritenere opportuno praticare la pedalata "in piedi" alzandosi dalla sella ). Vi è quindi la necessità di scaricare l'energia nelle regioni angolari in cui il braccio offerto dalla pedivella alla forza applicata al pedale è maggiore in quanto in quelle esplementari , { comprendenti i punti morti superiore ed inferiore ), la trasmissione dell'energia stessa è praticamente ridotta a zero.

Il trovato è sostanzialmente un sistema dotato di un elemento elastico il quale viene a caricarsi nelle regioni angolari favorevoli alla trasmissione dell'energia ed a scaricarsi in quelle sfavorevoli. Questo si tradurrà in una maggior costanza della velocità angolare; in effetti le pedivelle tenderanno a permanere per un tempo maggiore nelle regioni angolari a maggior trasmissione di energia (l'elemento elastico si carica) e per un tempo minore in quelle esplementari , nelle quali il detto elemento elastico si scarica . A parità di energia trasmessa nell'angolo giro , il valore massimo istantaneo della forza applicato sarà minore e da un punto di vista fisiologico si avvertirà uno sforzo minore .

Il trovato è illustrato nella tavola di disegno 1 , a solo titolo d'esempio , in una sua versione preferenziale. Si farà ivi riferimento alla pedivella rappresentata in primo piano , essendo che analoghe e simmetriche considerazioni possono essere formulate per l'altra pedivella.

Nella tavola di disegno 1 il trovato è installato in una bicicletta il cui telaio "m" è di necessita' illustrato parzialmente; la pedivella "a" è solidale alla staffa "c" la quale reca le due pulegge "d" e "d' " adessa impegnate in rotazione libera. Le due pulegge risultano essere interessate dal cavo "e" i cui capi sono impegnati , vedi punto "h" , ad un elemento elastico ”f" in trazione il quale viene impegnato ad un opportuno punto "i" facente parte del telaio ovvero in qualsivoglia modo impegnato ad esso .

La figura 1 risulta essere particolarmente significativa per quanto concerne l'esposizione del principio informatore in quanto il punto "h" risulta essere sulla linea ideale passante per i centri delle due pulegge; quando questa condizione viene meno , il punto "h" , considerata in prima ipotesi la ideale inestensibilità' del cavo "e" , è obbligato a traslare rispetto al punto "i" , assunto come detto in precedenza fisso , allontanandosene. Per meglio comprendere la geometria del sistema rappresentato in tavola 1, si assuma per ipotesi che il punto "h" di figura 1 sia puntiforme e posizionato il piu' vicino possibile alla puleggia "d" dì modo tale che la fune "e" risulti in contatto a questa, analogamente a quanto avviene per l' altra ("d"') ovvero per mezza circonferenza; in altre parole lo faremo coincidere con il punto "h"' . Per le figure 1 e 3, che a ragione possiamo definire "stabili" , il punto "h" (coincidente con "h'") risulta essre alla massima distanza possibile dall'asse del movimento delle pedivelle giacché non appena queste ultime risultano altrimenti posizionate esso viene indotto ad allontanarsi dal punto "i" . In particolare in figura 2 (una delle due posizioni di massima instabilità , essendo l'altra individuata dalla pedivella posizionata in opposizione di fase ) il punto "h" verrebbe a distare dall'asse del movimento delle pedivelle di una misura pari grosso modo al raggio delle pulegge . Il fatto che il punto "h" possa non coincidere con il punto "h' " (come accade del resto nelle figure) comporterà semplicemente una diminuzione del rapporto tra le lunghezze massima e minima assunte dall'elemento elastico "f". Veniamo ora esaminare nel dettaglio il trovato così come rappresentato in tavola 1 .

All'applicazione della forza sul pedale "b" per effetto del movimento "1" , il quale viene a condurre il trovato alla configurazione descritta in figura 2, il punto "h" viene, per quanto esposto, indotto al movimento di traslazione "m", (segnato in figura 2), con la conseguente estensione dell'elemento elastico "f". In tale frangente le pulegge "d" e "d"' ruoteranno nel senso "d"" in opposizione al senso del movimento delle pedivelle. L'elemento elastico "f " risulterà di necessita'normalmente in trazione potendo anche risultare a riposo nelle posizioni stabili. Nel passare dalla posizione di lavoro illustrata in figura 1 a quella di figura 2 viene descritta una regione angolare quanto mai vantaggiosa per quanto concerne la possibilità di trasmettere energia ed è proprio in tale frangente che si predispone di preferenza il caricamento dell'elemento elastico "f" . La posizione di figura 2 risulta essere chiaramente instabile in quanto l'elemento elastico "f" risulta, per quanto detto in precedenza, essere in massima estensione ; va da se' che il movimento rotatorio che conduce a quanto descritto in figura 3 (vedi movimento "n") comporterà l'erogazione al mezzo dell'energia accumulata dall'elemento elastico "f". Si noti che detta erogazione avviene in tutta la regione angolare compresa tra le posizioni di figura 2 e 3 , quindi anche in punti ,(ad esempio quelli contenuti tra il punto morto inferiore e quello rappresentato in figura 3 ), dove questo è normalmente impossibile. Si riperverrà successivamente alla posizione di figura 1 in seguito ad una fase di scarica dell'elemento elastico "f" precedentemente caricato dall'azione prodotta dalla forza applicata sul pedale "fa'" secondo modalità analoghe a quelle messe in essere per il pedale "b" tra le posizioni descritte nelle figure 1 e 2. Ovviamente per la pedivella "a'", in secondo piano nelle figure , varranno considerazioni analoghe del tutto simmetriche; vai la pena di notare che si potrebbe montare una seconda staffa collegata all'altro pedale ma questo non è ovviamente necessario. Da quanto sinora descritto risulta evidente che le pulegge svolgono nei confronti del punto "h" , vincolato alle stesse ad opera del cavo "e" ivi insistente , un'azione che è assimilabile a quella di una camma ; si ritiene pertanto che il trovato , realizzato per altre vie , quali quelle a titolo d'esempio illustrate in tavola 2 , rientri a ragione nello stesso principio informatore. In figura 1 di tavola 2 il trovato viene quindi a titolo d'esempio provvisto di camma "r" , la quale, solidale all'asse ovvero alla pedivella , presenta un profilo, evidenziato in figura 3, il quale detta impegno al cuscinetto "o" calettato sul particolare "q" a sua volta connesso , vedi punto "h", all'elemento elastico "f" . La rotazione delle pedivelle , comporta come si intuisce, il movimento alternato secondo le direzioni "s","s'" con conseguenti cariche-scariche dell'elemento elastico "f" secondo il principio funzionale suesposto.

A titolo d'esempio il trovato viene illustrato in figura 2,tavola 2, in una sua possibile versione la quale prevede che la camma "r" venga ad agire sul cuscineto"o" , connesso secondo modalità simili a quelle dell'esempio precedente all'elemento elastico "f", inducendo un movimento alternato il quale, contrariamente a prima (carica per trazione) produce il caricamento dell'elemento elastico mediante la compressione dello stesso . In questo ultimo caso il particolare "q" viene a scorrere all'interno di una guida ricavata nell'anello "p" , connesso al telaio , di modo tale da consentire la compressione dell'elemento elastico "f" senza che lo stesso abbia a subire spostamenti laterali del proprio asse. Altra possibilità di realizzazione del trovato può a titolo d'esempio essere prodotta provvedendo il sistema illustrato in tavola 1 di catena anziché di cavo (o cinghia) ed ovviamente di ingranaggi anziché pulegge.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia ela-stica associata al moto delle pedivelle delle biciclet-te caratterizzato da camma, ovvero elemento assimilabile per funzione, connessa all'asse delle pedivelle (questo risulta essere asse di rotazione per detta camma) e per mezzo della quale in fase di rotazione viene ad attuarsi la compressione , ovvero l'estensione, di un elemento elastico impegnato tra il telaio del mezzo e la camma suddetta di modo tale da accumulare energia nelle regioni angolari (descritte dalla rotazione delle pedivelle) in cui la trasmissione della stessa al mezzo risulta più agevole , per poi cederla (al mezzo stesso) nelle regioni , esplementari, in cui detta trasmissione risulta minore o nulla.
2. 2) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica come dalla rivendicazione prima caratterizzato da elemento elastico, di qualsivoglia tipo e a solo titolo d'esempio nella descrizione assunto quale molla elicoidale , assicurato per uno dei suoi capi al telaio del mezzo , o a particolare vincolato a questo, essendo che all'altro suo capo viene ad agire, (a titolo d'esempio si consideri il trovato in una sua versione preferenziale , come da figura 1 in cui l'elemento elastico "f" risulta assicurato ad un cavo o cinghia "e" che funge da tramite con la camma) , la summenzionata camma di modo tale che esso passi alternativamente da uno stato di massimo accumulo di energia (massima estensione o compressione ) ad uno stato di minimo o nullo accumulo di energia (minima o nulla estensione o compressione) .
3. 3) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l'elemento elastico può' tra l'altro essere del tipo piatto , (a nastro), nel qual caso uno dei suoi due assi sarà assicurato al telaio , essendo che sull'altro verrà ad agire , direttamente o indirettamente la camma.
4. 4) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica secondo le precedenti rivendicazioni caratterizzato ,in una sua forma preferenziale qui descritta a solo titolo d'esempio nella tavola 1 di disegno allegata, dal fatto che la camma risulta essere sostanzialmente realizzata per mezzo di una staffa (supporto) "c" recante due o più pulegge "d", "d' " ,( ovvero ingranaggi) , impegnate in rotazione libera alla staffa stessa ed interessate da un qualunque tramite flessibile e/o composito "e" ,ad esempio un cavo , una cinghia, o una catena , impegnato all'elemento elastico "f" di modo tale che l' "asola" così formata venga, per effetto della rotazione della camma e della geometria propria del sistema descritta in precedenza, ad agire sull'elemento elastico secondo la già menzionata modalità , essendo che a seconda che la posizione della staffa-camma sia quella assunta in figura 2 o in figura 1 , l' estremo "h" dell'elemento elastico tende ad essere più o meno prossimo all'asse di rotazione del sistema .
5. 5) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il punto di vincolo dell'elemento elastico al telaio può essere variato in posizione di modo tale da consentire una opportuna scelta delle regioni angolari in cui si desidera accumulare energia e conseguentemente di quelle in cui se ne desidera il rilascio.
6. 6) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la camma può essere un tutt'uno con l'asse delle pedivelle potendo l'elemento elàstico essere in particolare locato all'interno di uno dei tubi del telaio incidenti sull'asse medesimo.
7. 7) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia ela-stica secondo le precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che la camma può tra l'altro essere montata in corrispondenza ad una qualunque delle due pedivelle , e che il suo posizionamento angolare, rela-tivamente alle pedivelle stesse , può essere qualsiasi anziché' quella a solo titolo d'esempio illustrato nei disegni allegati , in quanto a seconda dei casi, sarà sempre possibile trovare un opportuno punto di ancoraggio dell'elemento elastico al telaio di modo tale da garantire la funzionalità propria del trovato.
8. 8) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica secondo le precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che le parti tradizionalmente connesse , direttamente o indirettamente, all'asse delle pedivelle,possono essere conformate di modo tale da recare esse stesse la camma per la funzione suesposta, ovvero da poter fungere esse stesse da supporto, in tutto o in parte, alle pulegge (ovvero ingranaggi) a titolo d'esempio illustrati nella tavola di disegno 1.
9. 9) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica secondo le precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che le pulegge (ovvero ingranaggi) adottate nella rappresentazione di tavola di disegno 1 possono anche essere più di due nel senso che la funzione svolta da ciascuna di esse può essere espletata ad esempio anche da un paio o da una terna di pulegge (ovvero ingranaggi) le quali, disposte complanarmente, descrivono nel loro insieme i vertici di un poligono il quale svolge la funzione di "camma 10) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica secondo le precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che l'eventuale supporto (nella descrizione citato come "staffa") per pulegge (ingranaggi) , qualora non ricavato integralmente per modifica apposita di parti tradizionali , può essere montato all'asse (con il quale può ovviamente essere corpo unico) tanto direttamente quanto indirettamente essendo in quest'ultimo caso montato su parti comunque solidali per montaggio con l'asse stesso. 11) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica secondo le precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che il trovato ,conformemente a quanto a titolo d'esempio illustrato in tavola 1, può anche realizzarsi per connessione a due punti fissi del telaio anziché uno, essendo che in questa ipotesi i due capi del cavo (ovvero cinghia o catena) non si congiungono tra loro bensì o vengono ad essere entrambi assicurati a due elementi elastici i quali verranno poi connessi al telaio , oppure uno di essi sarà connesso al telaio considerando che l'altro sarà di necessità collegato all'elemento elastico che sarà a sua volta assicurato al telaio stesso. 12) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica caratterizzato dal fatto che l'assieme elemento elastico-camma può essere conglobato in un unico meccanismo , fissato al telaio , sul quale si viene ad agire ad esempio tramite catena di trasmissione impegnata ad ingranaggio connesso all'asse delle pedivelle , di modo tale da espletare comunque la funzione descritta nella rivendicazione prima. 13) Dispositivo per l'accumulo/utilizzo di energia elastica associata al moto delle pedivelle delle biciclette , sostanzialmente come descritta , illustrata e per gli scopi citati.