ITVI990202A1 - Gruppo di frenatura per biciclette. - Google Patents

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente titolo:"GRUPPO DI FRENATURA PER BICICLETTE”.

DESCRIZIONE

L’invenzione concerne un gruppo di frenatura per biciclette atto a consentire l'allenamento dei ciclisti.

E’ noto che i ciclisti che si vogliono allenare impiegando la propria bicicletta, usano appositi gruppi di frenatura che vengono disposti in presa con la ruota motrice per creare una coppia resistente regolabile che si oppone alla rotazione imposta con i pedali.

In particolare i gruppi di frenatura di tipo noto vengono applicati a banchi di frenatura utilizzabili nelle palestre, ed in genere in ambienti chiusi, i quali comprendono un treppiede che supporta la bicicletta disponendola in posizione verticale con la ruota motrice sollevata da terra ed in presa con i mezzi di frenatura.

Secondo le realizzazioni note, i gruppi di frenatura comprendono uno o più rulli ad asse sostanzialmente orizzontale posti a contatto con il copertone della ruota motrice e collegati ad un freno elettromagnetico, fluidoidraulico o meccanico, provvisto di mezzi di regolazione atti a variare la coppia resistente.

I gruppi di frenatura del tipo testé descritto presentano però alcuni inconvenienti.

Un primo inconveniente è costituito dal fatto che durante l’impiego tra la ruota e il rullo o i rulli frenanti si genera un attrito che deteriora rapidamente il copertone.

Considerando che soprattutto nel caso di biciclette da corsa i copertoni sono realizzati in materiali speciali e sono quindi particolarmente costosi, si comprende che questo comporta un inutile aggravio di costi per l'utilizzatore.

Un ulteriore inconveniente è anche costituito dal fatto che durante il funzionamento si genera una notevole rumorosità che in taluni casi, come per esempio se il gruppo di frenatura viene applicato a banchi di frenatura usati in palestre ed in generale in ambienti chiusi, può non essere tollerabile.

L’impiego dei gruppi di frenatura sopra citati risulta particolarmente problematico qualora essi vengano utilizzati con biciclette del tipo mountain-bike, provviste di copertoni con battistrada a scolpitura profonda.

In questo caso oltre al rilevante consumo del copertone della ruota motrice ed alla maggior rumorosità di funzionamento, si generano anche fastidiose vibrazioni che vengono trasmesse alla bicicletta ed al ciclista, il quale è costretto a pedalare in condizioni del tutto disagevoli.

Nel tentativo di eliminare tali inconvenienti, sono stati realizzati gruppi di frenatura nei quali i rulli frenanti vengono posti a contatto con il cerchione della ruota motrice anziché con il copertone.

Più in particolare il gruppo di frenatura è composto da una coppia di rulli di contrasto tra loro contrapposti che vengono posti in aderenza ai bordi del cerchione della ruota motrice la quale viene mantenuta sollevata da terra da un cavalletto fissato al mozzo.

I gruppi di frenatura a rulli contrapposti ed i relativi banchi di frenatura sopra citati, risolvono effettivamente il problema della rumorosità e del consumo dei copertoni e possono essere impiegati sia per biciclette da corsa che per biciclette del tipo mountain-bike.

Essi però presentano ulteriori inconvenienti uno dei quali è costituito dal fatto che i gruppi di frenatura con rulli laterali, presentano costi notevolmente maggiori rispetto ai gruppi di frenatura con rulli tangenziali alla ruota e questo è dovuto alla maggiore complessità meccanica dei primi.

Un ulteriore inconveniente è costituito dal fatto che il montaggio della bicicletta su banchi di frenatura che impiegano i suddetti gruppi di frenatura, risulta meno agevole e meno rapida in quanto richiede l'utilizzo di un particolare meccanismo che appartiene al gruppo di frenatura stesso, atto ad allargare i rulli di contrasto per permettere di inserire la ruota tra di essi.

Non ultimo inconveniente è costituito dal fatto che tra cerchione e rulli di contatto, si manifesta un attrito che costringe l'utilizzatore a sostituire periodicamente questi ultimi per mantenere il gruppo di frenatura sempre in perfetta efficienza.

La presente invenzione intende eliminare gli inconvenienti detti.

In particolare è un primo scopo dell'invenzione di realizzare un gruppo di frenatura per biciclette che rispetto ai gruppi di frenatura del tipo noto ad esso equivalenti, riduca notevolmente il consumo del copertone della ruota motrice posta a contatto con i mezzi di frenatura.

E’ un altro scopo che il gruppo di frenatura dell’invenzione presenti una rumorosità di funzionamento inferiore rispetto ai gruppi di frenatura di tipo noto ad esso equivalenti.

E’ un ulteriore scopo che il gruppo di frenatura dell’invenzione, durante l’impiego, induca minori vibrazioni alla bicicletta.

E’ non ultimo scopo che il gruppo di frenatura dell’invenzione sia di costruzione più semplice e quindi anche di funzionamento più affidabile, rispetto ai gruppi di frenatura di tipo noto reperibili sul mercato ed aventi prestazioni corrispondenti.

Gli scopi detti sono raggiunti con la realizzazione di un gruppo di frenatura per biciclette particolarmente adatto per l'allenamento dei ciclisti, che in accordo con la rivendicazione principale è vincolato ad una struttura di supporto ed è provvisto di mezzi di frenatura cooperanti con la ruota motrice di detta bicicletta per generare una coppia resistente che si oppone alla rotazione che il ciclista applica a detta ruota motrice tramite i pedali

ed è caratterizzato dal fatto che detti mezzi di frenatura comprendono almeno un nastro flessibile a sviluppo prevalentemente longitudinale posto in aderenza perimetralmente al copertone di detta ruota motrice per almeno un tratto della sua circonferenza ed avvolto ad anello chiuso tra almeno una coppia di rulli girevoli, almeno uno dei quali è operativamente connesso a mezzi di dissipazione di energia.

Secondo una preferita forma realizzativa i rulli girevoli appartengono ad un telaio rigido supportato da una staffa di sostegno che viene vincolata alla struttura di supporto.

Preferibilmente il gruppo di frenatura viene impiegato con un banco di frenatura che comprende un treppiede che supporta la bicicletta in corrispondenza del mozzo della ruota motrice e la dispone in posizione verticale con la ruota motrice sollevata dal terreno.

Il treppiede costituisce la struttura di supporto alla quale viene fissata la staffa di sostegno del gruppo di frenatura. Opportuni mezzi di regolazione del tipo vite-madrevite, consentono di variare la posizione del telaio rigido e conseguentemente del nastro flessibile rispetto alla ruota motrice, in modo da adeguare il banco di frenatura alle differenti misure di biciclette.

La coppia di rulli girevoli comprende un primo rullo a superficie interna rigata collegato a mezzi di dissipazione di energia ed un secondo rullo a superficie esterna liscia, paralleli tra loro e girevoli attorno ad assi di rotazione fissi appartenenti al telaio rìgido.

I mezzi di dissipazione di energia comprendono un disco in materiale amagnetico, preferibilmente alluminio, calettato fisso al primo rullo e compreso tra una coppia di espansioni magnetiche supportate da una forcella mobile che può essere spostata rispetto al disco tramite mezzi attuatori. Questi comprendono una leva di manovra fissata al telaio della bicicletta che comanda un filo flessibile il quale sposta la forcella in modo da variare le aree delle superfici delle espansioni magnetiche e dal disco tra loro affacciate.

Secondo una forma applicativa già citata il gruppo di frenatura dell'invenzione può essere applicato ad un cavalletto di sostegno di una bicicletta disposta con la ruota motrice sollevata da terra, così da realizzare un banco di frenatura che consente l’allenamento del ciclista in palestra oppure in luoghi domestici.

Secondo un'altra forma applicativa, il gruppo di frenatura dell'invenzione può essere fissato al telaio della bicicletta realizzando così la frenatura della ruota motrice durante la marcia della bicicletta stessa su strada.

Vantaggiosamente il gruppo di frenatura dell’invenzione presenta un funzionamento più silenzioso e riduce l’usura dei copertoni data l’elasticità del contatto tra copertone e nastro.

Inoltre, vantaggiosamente, il gruppo di frenatura dell'invenzione risulta anche più affidabile dei gruppi di frenatura di tipo noto, essendo costituito da un minor numero di elementi componenti.

Altrettanto vantaggiosamente il gruppo di frenatura dell'invenzione risulta anche di costruzione meno costosa e richiede minor manutenzione rispetto ai gruppi di frenatura di tipo noto ad esso equivalenti.

Gli scopi ed i vantaggi detti verranno meglio evidenziati durante la descrizione di una preferita forma di esecuzione dell’invenzione che viene data a titolo indicativo e non limitativo e che fa riferimento alle allegate tavole di disegno nelle quali:

- la fig. 1 rappresenta la vista laterale del gruppo di frenatura dell’invenzione applicato ad una bicicletta disposta in posizione verticale fissa;

- la fig. 2 rappresenta un particolare del gruppo di frenatura e della bicicletta di fig. 1 sezionata secondo un piano verticale;

- in fig. 3 si osserva un ulteriore particolare del gruppo di frenatura di fig. 1 sezionato secondo il piano lll-lll;

- la fig. 4 rappresenta il particolare di fig. 3 non sezionato; - la fig. 5 rappresenta un particolare del gruppo di frenatura di fig. 1 sezionato secondo il piano V-V;

- la fig. 6 rappresenta una differente applicazione del gruppo di frenatura dell’invenzione.

Il gruppo di frenatura dell’invenzione è rappresentato in fig.

1 , ove è indicato complessivamente con 1 , e dove si osserva che esso è vincolato ad una struttura di supporto che è costituita da un cavalletto di sostegno, complessivamente indicato con 2, di una bicicletta B.

Il cavalletto di sostegno 2 supporta la bicicletta B in corrispondenza del mozzo M della ruota posteriore R mantenendo quest’ultima sollevata dal terreno T.

Il gruppo di frenatura 1 , unitamente al cavalletto di sostegno 2, realizzano cosi un banco di frenatura statico per la bicicletta B, nel quale il gruppo di frenatura genera una coppia resistente che si oppone alla rotazione che il ciclista impone alia ruota motrice R azionando i pedali P.

Secondo l’invenzione e con particolare riferimento alle figg.

2 e 3, i mezzi di frenatura 3 comprendono un nastro flessibile 4 a sviluppo prevalentemente longitudinale posto in aderenza perimetralmente al copertone C della ruota motrice R per almeno un tratto della sua circonferenza ed avvolto ad anello chiuso tra una coppia di rulli girevoli 5, 6 uno dei quali, in particolare il primo rullo girevole 5, è operativamente connesso a mezzi di dissipazione di energia, complessivamente indicati con 7.

I rulli girevoli 5, 6 appartengono ad un telaio rigido, complessivamente indicato con 8 e visibile anche in fig. 4, ed individuano una coppia di assi longitudinali di rotazione 5b, 6b tra loro paralleli.

II telaio rigido 8 è supportato da una staffa di sostegno complessivamente indicata con 9 e stabilmente fissata al cavalletto 2, alla quale il telaio rigido 8 è collegato tramite mezzi di regolazione, complessivamente indicati con 10, atti a variarne la posizione rispetto alla ruota motrice R.

Opportuni mezzi di bloccaggio 11 fissano il telaio rigido 8 nella posizione raggiunta.

Più in particolare si osserva in fig. 3 che il telaio rigido 8 comprende una coppia di longheroni 8a, 8b tra loro paralleli che sono rigidamente collegati tramite una coppia di perni fissi 12, 13, ciascuno dei quali costituisce il perno di rotazione di un rispettivo rullo 5, 6 con l’interposizione di cuscinetti di rotolamento rispettivamente 12a, 12b e 13a, 1 3b.

In particolare il primo rullo 5 presenta la superficie esterna provvista di rigature 5a che cooperano corrispondenti rigature 4a realizzate sulla superficie interna del nastro flessibile 4 mentre il secondo rullo 6 presenta la superficie esterna liscia.

Il primo rullo 5, come si è già detto, è connesso ai mezzi di dissipazione di energia, complessivamente indicati con 7 che comprendono un disco 14 realizzato preferibilmente in materiale amagnetico, per esempio alluminio, calettato fisso ai primo rullo 5 tramite un volano 15 ed una ventola di raffreddamento 16, il quale viene compreso tra una coppia di espansioni magnetiche 17a, 17b supportate da una forcella mobile 18 scorrevole lungo mezzi di guida 19 ricavati in un carter 20 fissato al telaio rigido 8.

In particolare il carter 20 svolge una funzione protettiva essendo sagomato in modo da contenere, come si osserva in fig. 3, il disco 14, il volano 15, la ventola 16 e la forcella mobile 18.

La forcella 18 viene fatta scorrere longitudinalmente lungo i mezzi di guida 19 secondo entrambi i versi della freccia 21 essendo collegata a mezzi attuatori 22 comprendenti un filo metallico flessibile 22a posto in tensione da una leva di manovra 22b fissata al manubrio deila bicicletta.

Per quanto concerne i mezzi di regolazione, complessivamente indicati con 10, si osserva in fig. 5 che essi comprendono una coppia di viti 24, 25, ciascuna delie quali è solidale ad una corrispondente semistaffa 26, 27 che costituisce detta staffa e si accoppia in una madrevite 29, 30 fissata al telaio rigido 8 in corrispondenza di un rispettivo longherone 8a, 8b.

Ciascuna vite 24, 25 è disposta passante attraverso fori passanti 8c, 8d praticati in ciascun rispettivo longherone 8a, 8b ed è provvista ad un’estremità di un volantino di manovra 24a, 25a.

Per quanto concerne i mezzi di bloccaggio complessivamente indicati con 11 e visibili nelle figg. 3 e 4, si osserva che essi comprendono una coppia di viti 31 , 32 ciascuna sporgente dal rispettivo longherone 8a, 8b del telaio rigido 8, la quale viene inserita in una corrispondente feritoia 33, 34 visibile nelle figg. 2 e 3 e praticata in ciascuna semistaffa 26, 27, alla quale viene fissata tramite una madrevite 35, 36 preferibilmente realizzata in una maniglia di manovra 35a, 36.

Controdadi 37, 38 garantiscono il bloccaggio.

Operativamente intervenendo sui mezzi di regolazione 10, si regola la posizione del telaio rigido 8 in modo da far aderire il nastro flessibile 4 al copertone C della ruota motrice R. Tramite i mezzi di bloccaggio 11 si fissa quindi il telaio rigido 8 nella posizione di regolazione raggiunta, in modo che i rulli 5, 6, come si osserva in fig. 2, non siano in contatto con <(>a ruota stessa e che i loro assi longitudinali 5b, 6b siano disposti alla medesima distanza d dal mozzo M della ruota motrice R.

Il ciclista inizia la pedalata ed azionando la leva 23 fa scorrere la forcella 18 disponendola in una posizione qualsiasi compresa tra le due posizioni estreme rappresentate a tratto continuo ed a tratto interrotto in fig. 3, a seconda dello sforzo resistente che vuole realizzare.

Infatti le espansioni magnetiche 17a, 17b realizzano un effetto magnetico indotto sul disco in alluminio 14 che frena il primo rullo 5 e quindi il tappeto 4 in modo proporzionale alle aree tra loro contrapposte delle espansioni magnetiche e del disco in alluminio.

Una differente applicazione del gruppo di frenatura 1 deH’invenzione è rappresentata in fig. 6 ove si osserva che esso è vincolato alla forcella posteriore F del telaio della bicicletta B che in questo caso costituisce la struttura di supporto.

Con tale soluzione applicativa il ciclista può allenarsi in modo dinamico spostandosi con la bicicletta su strada.

Si comprende in base a quanto descritto che l’elasticità del contatto tra il copertone C ed il nastro flessibile 4 riduce il consumo del copertone C stesso e rende il funzionamento delia bicicletta meno rumoroso.

In particolare la rumorosità ed il consumo non cambiano se sul banco vengono installate biciclette del tipo da corsa o biciclette del tipo mountain-bike provviste di copertone scolpito.

Si osserva anche il limitato numero di elementi componenti che semplifica la costruzione meccanica e riduce anche i relativi costi.

Inoltre essendo i perni di rotazione dei rulli di avanzamento del tappeto flessibile fissi, questo consente una maggiore precisione di funzionamento rispetto ai gruppi di frenatura di tipo noto in cui, viceversa, i perni che supportano i rulli sono perni girevoli.

Inoltre, il gruppo di frenatura dell’invenzione, in entrambe le situazioni applicative in cui esso è collegato al cavalletto che sostiene la bicicletta B oppure alla forcella posteriore F del telaio della bicicletta stessa, risulta facilmente registrabile in modo da adattare in modo ottimale l’aderenza del nastro alla superficie del copertone della ruota motrice. E’ evidente che in fase esecutiva al banco di frenatura dell'invenzione potranno essere apportate modifiche costruttive e di forma le quali, se rientranti nell’ambito delle rivendicazioni riportate al seguito, sono da intendersi tutte protette dal presente brevetto.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1 ) Gruppo di frenatura (1 ) per biciclette (B) particolarmente adatto per l'allenamento dei ciclisti, vincolato ad una struttura di supporto (2; F) e provvisto di mezzi frenatura (3) cooperanti con la ruota motrice (R) di detta bicicletta (B) per generare una coppia resistente che si oppone alla rotazione che il ciclista applica a detta ruota motrice (R) tramite i pedali (P), caratterizzato dal fatto che detti mezzi di frenatura (3) comprendono almeno un nastro flessibile (4) a sviluppo prevalentemente longitudinale posto in aderenza perimetralmente al copertone (C) di detta ruota motrice (R) per almeno un tratto della sua circonferenza ed avvolto ad anello chiuso tra almeno una coppia di rulli girevoli (5, 6), almeno uno dei quali è operativamente connesso a mezzi di dissipazione di energia (7).
2. 2) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto che detta coppia di rulli girevoli (5, 6) appartiene ad un telaio rigido (8) il quale è supportato da una staffa di sostegno (9) vincolata a detta struttura di supporto (2; F), detto telaio rigido (8) essendo collegato a detta staffa di sostegno (9) tramite mezzi di regolazione (10) atti a variarne la posizione rispetto a detto copertone (C) di detta ruota (R).
3. 3) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 2) caratterizzato dal fatto che detto telaio rigido (8) è collegato a detta staffa di sostegno (9) anche tramite mezzi di bloccaggio (11 ) atti a fissarlo nella posizione definita tramite detti mezzi di regolazione (10).
4. 4) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 2) caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione (10) comprendono almeno una vite (24, 25) con mezzi di manovra (24a, 25a), solidale a detta staffa di supporto (9), che si accoppia ad una madrevite (29, 30) fissata a detto telaio rigido (8).
5. 5) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 3) caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bloccaggio (11 ) comprendono almeno una vite (31 , 32) sporgente da detto telaio rigido (8), inserita in una feritoia (33, 34) praticata in detta staffa di sostegno (9) alla quale viene fissata tramite una madrevite (35, 36) con maniglia di manovra (35a, 36a).
6. 6) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 2) caratterizzato dal fatto che detta coppia di rulli girevoli comprende un primo rullo (5) operativamente connesso a detti mezzi di dissipazione di energia (7) ed un secondo rullo (6) tra i quali è avvolto detto nastro flessibile (4), detti rulli (5, 6) presentando gli assi di rotazione (5b, 6b) sostanzialmente orizzontali e tra loro sostanzialmente paralleli.
7. 7) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 6) caratterizzato dal fatto che detto primo rullo (5) presenta sulla superficie esterna rigature (5a) che cooperano con corrispondenti rigature (4a) praticate nella superficie interna di detto nastro flessibile (4).
8. 8) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 2) caratterizzato dal fatto che detti rulli girevoli (5, 6) presentano i rispettivi assi di rotazione (5b, 6b) disposti alla medesima distanza (d) dal mozzo di detta ruota motrice (R) per qualsiasi posizione in cui detto telaio (8) dispone il rispettivo nastro flessibile (4) in aderenza a detto copertone (C).
9. 9) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 2) caratterizzato dal fatto che detto telaio rigido (8) comprende una coppia di longheroni (8a, 8b) tra loro paralleli e rigidamente collegati l'uno all’altro tramite una coppia di perni fissi (12, 13) ciascuno dei quali costituisce il perno di rotazione di un rispettivo rullo (5, 6).
10. 10) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 6) caratterizzato dal fatto che detti mezzi di dissipazione di energia (7) comprendono un disco (14) in materiale amagnetico calettato fisso a detto primo rullo (5) con le superfici comprese tra una coppia di espansioni magnetiche (17a, 17b) supportate da una forcella mobile (18) solidale a detto telaio rigido (8) e connessa a mezzi attuatori (22) atti a spostare dette espansioni magnetiche (1 7a, 17b) rispetto a detto disco (14).
11. 11 ) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 10) caratterizzato dal fatto che detto disco amagnetico (14) è collegato a detto primo rullo (5) tramite un volano (15) con ventola di raffreddamento (16), entrambi coassiali a detto primo rullo (5).
12. 12) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 10) caratterizzato dal fatto che detto disco in materiale amagnetico (14) è contenuto all’interno di un carter (20) fissato a detto telaio rigido (8) e provvisto di mezzi di guida (19) per io scorrimento di detta forcella mobile (18).
13. 13) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 10) caratterizzato dal fatto che detti mezzi attuatori (22) comprendono un filo flessibile (22a) fissato con un’estremità a detta forcella mobile (18) e con l’estremità opposta ad una leva di manovra (22b) supportata dal manubrio di detta bicicletta (B).
14. 14) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 2) caratterizzato dal fatto che detta staffa di sostegno (9) è composta da una coppia di semistaffe (26, 27) tra loro affacciate e tra le quali è compreso detto telaio rigido (8).
15. 15) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 14) caratterizzato dal fatto che detta staffa di sostegno (9) è fissata ad un cavalletto di sostegno (2) che supporta detta bicicletta (B) disponendola in posizione verticale fissa con la ruota motrice (R) sollevata dal terreno (T).
16. 16) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 15) caratterizzato dal fatto che detto cavalletto di sostegno (2) supporta detta bicicletta (B) in corrispondenza del mozzo (M) della ruota motrice (R).
17. 17) Gruppo di frenatura (1 ) secondo la rivendicazione 14) caratterizzato dal fatto che detta staffa di sostegno (9) è fissata alla forcella posteriore (F) del telaio di detta bicicletta (B).