IT201900009003A1 - Sistema per incrementare la velocita' di rotazione di una ruota folle in un veicolo azionato da forza muscolare - Google Patents

Description

SISTEMA PER INCREMENTARE LA VELOCITA’ DI ROTAZIONE DI UNA RUOTA FOLLE IN UN VEICOLO AZIONATO DA FORZA MUSCOLARE

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

La presente invenzione si inserisce in quel settore tecnico relativo ai veicoli a due o più ruote azionati da forza muscolare, come ad esempio le biciclette o altre tipologie di velocipedi.

In particolare, la presente invenzione concerne un sistema per incrementare la velocità di rotazione di una ruota folle (ruota condotta, usualmente una ruota anteriore), in un veicolo azionato da forza muscolare.

E’ noto che, usando una bicicletta, è richiesto uno sforzo maggiore nell’eseguire la pedalata quando si devono percorrere tratti in salita, come ad esempio cavalcavia, ponti, o percorrere strade / sentieri in montagna con una certa pendenza.

Per persone non allenate, questo può comportare molta fatica, e non sempre, anche agendo sul cambio variando il rapporto di trasmissione, risulta agevole portare a termine il tratto in salita senza dover scendere dalla bicicletta.

Sono note biciclette nelle quali sono installati sistemi di trasmissione del moto dalla ruota posteriore, azionata in rotazione dalla catena tramite la coppia applicata sui pedali dal ciclista, alla ruota anteriore, mediante cinematismi o catene cinematiche complesse.

Mediante tali cinematismi è possibile trasmettere il moto di rotazione della ruota posteriore, azionata mediante la forza muscolare dal ciclista, anche al mozzo (che è montato folle alla forcella anteriore) della ruota anteriore, al fine di incrementarne la velocità di rotazione, riducendo quindi lo sforzo necessario per l’avanzamento della bicicletta, soprattutto quando si percorrono tratti in salita.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di proporre un sistema per incrementare la velocità di rotazione di una ruota folle in un veicolo azionato da forza muscolare che consenta, in modo semplice ed efficace, e senza richiedere l’applicazione di una forza rilevante, di trasmettere una coppia alla ruota folle, per incrementarne la velocità di rotazione e quindi di diminuire lo sforzo necessario per compiere tratti in salita.

Il citato scopo è ottenuto secondo un sistema per incrementare la velocità di rotazione di una ruota folle in un veicolo azionato da forza muscolare in accordo con le rivendicazioni.

Le caratteristiche di una preferita, ma non esclusiva, forma di realizzazione del sistema dell’invenzione sono qui di seguito descritte con riferimento alle unite tavole di disegno nelle quali:

- la figura 1 illustra secondo una vista schematica in prospettiva il sistema dell’invenzione montato in un veicolo a due ruote, come una bicicletta, azionato da forza muscolare, in cui il sistema è accoppiato alla ruota anteriore folle della bicicletta e la bicicletta è illustrata solo parzialmente nella sua parte anteriore del telaio;

- la figura 2 illustra secondo una vista schematica laterale il sistema dell’invenzione in una sua prima possibile configurazione in cui il sistema non trasferisce alcuna coppia o forza sulla ruota anteriore folle;

- la figura 3 illustra, sempre secondo una vista schematica laterale, il sistema dell’invenzione in una sua seconda possibile configurazione in cui il sistema trasmette una coppia o forza sulla ruota anteriore nello stesso senso di rotazione della marcia della bicicletta, quando questa viene fatta avanzare mediante forza muscolare applicata ai pedali collegati mediante una catena alla ruota posteriore, incrementando così la velocità di rotazione della ruota anteriore.

Con riferimento alle unite tavole di disegno, con il riferimento (S) si è indicato il sistema per incrementare la velocità di rotazione di una ruota folle in un veicolo azionato da forza muscolare proposto dalla presente invenzione, nel suo complesso.

Il sistema (S) dell’invenzione può essere predisposto ed installato in tutti quei veicoli a ruote azionati da forza muscolare; i veicoli possono essere a due o più ruote e comprendenti almeno una ruota motrice azionabile mediante forza muscolare tramite l’applicazione di una coppia su pedali collegati ad una catena agente sulla ruota motrice.

In particolare, il sistema (S) è configurato e predisposto per essere montato in un veicolo azionato da forza muscolare comprendente un telaio (T), una forcella (F) accoppiata al telaio (T) ed una ruota folle (R) avente un mozzo (M) accoppiato in maniera girevole alla forcella (F).

Le caratteristiche peculiari del sistema (S) dell’invenzione consistono nel fatto che esso comprende:

una leva (1);

un albero (2), che è accoppiato in modo girevole trasversalmente ad un braccio (F1) della forcella (F), con la leva (1) che è vincolata ad una prima estremità dell’albero (2);

un supporto (3), che è vincolato ad una seconda estremità dell’albero (2).

In questo modo, eseguendo una rotazione della leva (1) rispetto alla forcella (F) si determina la rotazione dell’albero (2) e quindi la rotazione del supporto (3) rispetto alla forcella (F).

Il sistema (S) comprende poi:

una struttura di sostegno (4), che è vincolata alla forcella (F) e/o al telaio (T); un organo di ingranamento (5) (esempio un pignone dentato) che è accoppiato con il mozzo (M) della ruota folle (R) in modo da poter essere azionabile in rotazione solidalmente con il mozzo (M), quando la ruota folle (R) è azionata in rotazione in un verso di azionamento (V) durante la marcia del veicolo, e poter ruotare liberamente in verso contrario al verso di azionamento (V) della ruota folle (R);

una catena di trasmissione (6), che è ingranata con l’organo di ingranamento (5) e che è fissata, con una prima estremità, al supporto (3) e con una seconda estremità, mediante mezzi elastici (E), alla struttura di sostegno (4).

Il sistema (S) è configurato in maniera che la leva (1), il supporto (3), la catena di trasmissione (6) e i mezzi elastici (E) sono reciprocamente disposti e configurati in modo che:

i mezzi elastici (E), tramite la catena di trasmissione (6), possono mantenere l’organo di ingranamento (5) fermo rispetto alla ruota folle (R) e la leva (1) in una prima posizione (P1) di riposo rispetto alla forcella (F) (vedasi ad esempio le figure 1 e 2),

ed in modo che, durante la marcia del veicolo e quando la ruota folle (R) è in rotazione nel verso di azionamento (V), azionando manualmente in rotazione la leva (1) rispetto alla forcella (F) in un verso di rotazione (W) opposto al verso di azionamento (V) della ruota folle (R) il supporto (3) viene ruotato in un verso di rotazione (W1), opposto al verso di azionamento (V) della ruota folle (R), tirando la catena di trasmissione (6) e facendo ruotare l’organo di ingranamento (5) in un verso di rotazione (Z), concorde con il verso di azionamento (V) della ruota folle (R) (vedasi le frecce a tratto continuo riportate in figura 3), per trasmettere al mozzo (M) una coppia di spinta per incrementare la velocità di rotazione della ruota folle (R), sollecitando in trazione i mezzi elastici (E).

Grazie a questa semplice manovra (tirare la leva (1) facendola ruotare nel verso di rotazione (W) contrario al verso di azionamento (V) della ruota folle (R)), quindi, il ciclista può applicare una coppia di spinta supplementare al mozzo della ruota folle incrementandone la velocità di rotazione.

Questo risulta particolare utile e vantaggioso quando si percorrono tratti di strada in salita, fornendo al veicolo un’ulteriore spinta in avanti.

Rilasciando poi la leva (1), i mezzi elastici (E), ad esempio costituiti da una molla, possono richiamare la catena di trasmissione (6) e quindi la leva (1) verso la prima posizione (P1) (vedasi le frecce tratteggiate in figura 3), facendo ruotare l’organo di ingranamento (5) liberamente rispetto al mozzo (M) in un verso di rotazione opposto al verso di avanzamento (V) della ruota folle (R).

Quindi, durante la marcia del veicolo azionato dalla forza muscolare del ciclista, in condizioni normali la leva (1) può essere mantenuta nella prima posizione (P1) di riposo illustrata in figura 2, in cui i mezzi elastici (E) non vengono sollecitati in trazione e quindi essi, tramite la catena di trasmissione (6) mantengono l’elemento di ingranamento (5) fermo rispetto al mozzo (M) della ruota folle (R) che sta ruotando nel verso di avanzamento (V).

Al bisogno, ogni qual volta il ciclista ritiene opportuno fornire al veicolo una spinta di avanzamento supplementare, egli potrà ruotare la leva (1) rispetto alla forcella (F) in un verso di rotazione (W) opposto al verso di avanzamento della ruota folle (R), semplicemente tirando verso di sé la stessa leva (1).

Questa movimentazione della leva (1) determina anche la rotazione dell’elemento di supporto (3) rispetto alla forcella (F) in un verso di rotazione (W1) opposto al verso di avanzamento (V) della ruota folle (R), cosa che comporta di tirare la catena di trasmissione (6), mettendo in trazione i mezzi elastici (E), e facendo ruotare l’organo di ingranamento (5) in un verso di rotazione (Z) concorde al verso di avanzamento (V) della ruota folle (R), e quindi solidamente con il mozzo (M), di modo che tale rotazione dell’organo di ingranamento (5) trasmette al mozzo (M), e quindi alla ruota folle (R), una coppia di spinta supplementare incrementandone la velocità di rotazione.

Ciò rende meno difficoltoso percorre tratti in salita, dal momento che al veicolo viene fornita una forza di avanzamento supplementare alla sola forza generata dalla pedalata.

Se si rilascia la leva (1), i mezzi elastici (E) potranno tirare la catena di trasmissione (6) in verso opposto, riportando la leva (1) verso la prima posizione (P1).

Il rilascio può anche essere accompagnato dal ciclista, esercitando una lieve resistenza sulla leva.

Le operazioni sopra descritte possono essere eseguite senza soluzione di continuità, in combinazione con la pedalata, in modo da fornire una spinta supplementare continuativa che agevola l’avanzamento del veicolo, in particolare lungo tratti in salita.

Altre caratteristiche vantaggiose del sistema proposto dall’invenzione sono esposte nel seguito.

Il sistema (S) può essere configurato in modo da comprendere una corona dentata (7) che è montata fissa sul supporto (3), in una posizione tale da ingranarsi con la catena di trasmissione (6) per mantenere tesa la catena di trasmissione (6).

Può essere presente un elemento di fine corsa (8) portato dal supporto (3) e montato in modo da riscontrare la forcella (F) quando i mezzi elastici (E) richiamano la catena di trasmissione (6) e la leva (1) verso la prima posizione (P1), per definire un fine corsa della rotazione della leva (1).

In particolare, l’elemento di fine corsa (8) può essere montato sulla corona dentata (7).

La struttura di supporto (4) può essere costituita da una intelaiatura formata da un insieme di aste che sono vincolate alla forcella o al telaio, o ad entrambe.

In modo vantaggioso, il sistema (S) può comprendere una manopola (9) o un manubrio (9) accoppiato alla leva (1).

In particolare, la leva (1) può essere accoppiata direttamente ad un manubrio (9) che viene utilizzato per la guida del veicolo.

Tale accorgimento risulta particolarmente vantaggioso, in quanto è possibile tirare la leva (1) direttamente mediante il manubrio.

Infatti, generalmente, durante la percorrenza di tratti in salita, si è soliti mantenere più saldamente il manubrio, esercitando una forza di trazione sul manubrio per compensare lo sforzo compiuto con le gambe sui pedali.

Il sistema, avendo la leva collegata direttamente al manubrio, consente al ciclista, in modo immediato e naturale durante la guida del veicolo, di tirare verso di sé il manubrio, dunque anche la leva, e quindi applicare alla ruote folle una coppia di spinta supplementare.

Ai fini di un miglior bilanciamento, ed anche per fornire una coppia di spinta supplementare maggiore alla ruota folle (R) il sistema (S) può anche comprendere:

una seconda leva (10);

un secondo albero (20), accoppiato in modo girevole trasversalmente ad un secondo braccio (F2) della forcella (F), con la seconda leva (10) che è vincolata ad una prima estremità del secondo albero (20);

un secondo supporto (30), vincolato ad una seconda estremità del secondo albero (20), in modo che la rotazione della seconda leva (10) rispetto alla forcella (F) determini la rotazione del secondo albero (20) e quindi la rotazione del secondo supporto (30) rispetto alla forcella (F);

una seconda struttura di sostegno (40), vincolata alla forcella (F) e/o al telaio (T) (ad esempio costituita anch’essa da un’insieme di aste collegate alle aste della struttura di sostengo (4) e vincolata alla forcella e/o al telaio);

un secondo organo di ingranamento (50) accoppiato con il mozzo (M) della ruota folle (R) in modo da poter essere azionabile in rotazione solidalmente con il mozzo (M) quando la ruota folle (R) è azionata in rotazione nel verso di azionamento (V) durante la marcia del veicolo e poter ruotare liberamente in verso contrario al verso di azionamento (V) della ruota folle (R) durante la marcia del veicolo; una seconda catena di trasmissione (60), ingranata con il secondo organo di ingranamento (50) e fissata con una prima estremità al secondo supporto (30) e con una seconda estremità, mediante secondi mezzi elastici (E1), alla seconda struttura di sostegno (40);

in cui la leva (1) e la seconda leva (20) sono collegate tra di loro mediante un elemento di collegamento (15).

In questo caso, il sistema (S) può comprendere un manubrio (9), utilizzabile per la guida del veicolo, che è accoppiato all’elemento di collegamento (15) della leva (1) con la seconda leva (20).

Tirando verso di sé le due leve, tramite il manubrio, i due elementi di ingranamento verranno azionati in rotazione nel medesimo verso di rotazione del mozzo, e quindi del verso di avanzamento della ruota folle, fornendo al mozzo relative coppie di spinta supplementari, incrementando la velocità di rotazione della ruota folle.

Con questa configurazione, il sistema (S) può comprendere anche una seconda corona dentata (70) montata fissa sul secondo supporto (30) in una posizione tale da ingranarsi con la seconda catena di trasmissione (60) e mantenere tesa la seconda catena di trasmissione (60).

Può essere presente anche un secondo elemento di fine corsa (80) montato sporgente trasversalmente sulla seconda corona dentata (70) ed avente dimensioni tali da riscontrare la forcella (F) quando i secondi mezzi elastici (E1) richiamano la seconda catena di trasmissione (60) e la seconda leva (10), per definire un fine corsa della rotazione della seconda leva (10).

Da quanto sopra descritto, il sistema proposto dalla presente invenzione, installato in un veicolo azionabile mediante forza muscolare (come ad esempio biciclette, o altre tipologie di velocipedi, a due o più ruote) consente di applicare in modo semplice ed efficace almeno una coppia di spinta supplementare alla ruota folle del veicolo, incrementandone la velocità di rotazione, e quindi agevolando l’avanzamento del veicolo, soprattutto lungo tratti o percorsi in salita.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1) Sistema (S) per incrementare la velocità di rotazione di una ruota folle in un veicolo azionato da forza muscolare, in cui il veicolo comprende un telaio (T), una forcella (F) accoppiata al telaio (T) ed una ruota folle (R) avente un mozzo (M) accoppiato in maniera girevole alla forcella (F), il sistema (S) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere: una leva (1); un albero (2), accoppiato in modo girevole trasversalmente ad un braccio (F1) della forcella (F), con la leva (1) che è vincolata ad una prima estremità dell’albero (2); un supporto (3), vincolato ad una seconda estremità dell’albero (2), in modo che la rotazione della leva (1) rispetto alla forcella (F) determini la rotazione dell’albero (2) e quindi la rotazione del supporto (3) rispetto alla forcella (F); una struttura di sostegno (4), vincolata alla forcella (F) e/o al telaio (T); un organo di ingranamento (5) accoppiato con il mozzo (M) della ruota folle (R) in modo da poter essere azionabile in rotazione solidalmente con il mozzo (M) quando la ruota folle (R) è azionata in rotazione in un verso di azionamento (V) durante la marcia del veicolo e poter ruotare liberamente in verso contrario al verso di azionamento (V) della ruota folle (R) durante la marcia del veicolo; una catena di trasmissione (6), ingranata con l’organo di ingranamento (5) e fissata con una prima estremità al supporto (3) e con una seconda estremità, mediante mezzi elastici (E), alla struttura di sostegno (4); la leva (1), il supporto (3), la catena di trasmissione (6) e i mezzi elastici (E) sono reciprocamente disposti e configurati in modo che i mezzi elastici (E), tramite la catena di trasmissione (6), possono mantenere l’organo di ingranamento (5) fermo rispetto alla ruota folle (R) e la leva (1) in una prima posizione (P1) di riposo rispetto alla forcella (F), ed in modo che, durante la marcia del veicolo e quando la ruota folle (R) è in rotazione nel verso di azionamento (V), azionando manualmente in rotazione la leva (1) rispetto alla forcella (F) in un verso di rotazione (W) opposto al verso di azionamento (V) della ruota folle (R) il supporto (3) viene ruotato in un verso di rotazione (W1) opposto al verso di azionamento (V) della ruota folle (R) tirando la catena di trasmissione (6) e facendo ruotare l’organo di ingranamento (5) in un verso di rotazione (Z) concorde con il verso di azionamento (V) della ruota folle (R) per trasmettere al mozzo (M) una coppia di spinta per incrementare la velocità di rotazione della ruota folle (R), sollecitando in trazione i mezzi elastici (E), di modo che, rilasciando la leva (1), i mezzi elastici (E) possono richiamare la catena di trasmissione (6) e quindi la leva (1) verso la prima posizione (P1).
2. 2) Sistema (S) secondo la rivendicazione 1, comprendente una corona dentata (7) montata fissa sul supporto (3) in una posizione tale da ingranarsi con la catena di trasmissione (6) e mantenere tesa la catena di trasmissione (6).
3. 3) Sistema (S) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un elemento di fine corsa (8) portato dal supporto (3) e montato in modo da riscontrare la forcella (F) quando i mezzi elastici (E) richiamano la catena di trasmissione (6) e la leva (1) verso la prima posizione (P1), per definire un fine corsa della rotazione della leva (1).
4. 4) Sistema (S) secondo la rivendicazioni 2 e 3, in cui l’elemento di fine corsa (8) è montato sulla corona dentata (7).
5. 5) Sistema (S) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una manopola (9) o un manubrio (9) accoppiato alla leva (1).
6. 6) Sistema (S) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi elastici (E) comprendono molle.
7. 7) Sistema (S) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente: una seconda leva (10); un secondo albero (20), accoppiato in modo girevole trasversalmente ad un secondo braccio (F2) della forcella (F), con la seconda leva (10) che è vincolata ad una prima estremità del secondo albero (20); un secondo supporto (30), vincolato ad una seconda estremità del secondo albero (20), in modo che la rotazione della seconda leva (10) rispetto alla forcella (F) determini la rotazione del secondo albero (20) e quindi la rotazione del secondo supporto (30) rispetto alla forcella (F); una seconda struttura di sostegno (40), vincolata alla forcella (F) e/o al telaio (T); un secondo organo di ingranamento (50) accoppiato con il mozzo (M) della ruota folle (R) in modo da poter essere azionabile in rotazione solidalmente con il mozzo (M) quando la ruota folle (R) è azionata in rotazione nel verso di azionamento (V) durante la marcia del veicolo e poter ruotare liberamente in verso contrario al verso di azionamento (V) della ruota folle (R) durante la marcia del veicolo; una seconda catena di trasmissione (60), ingranata con il secondo organo di ingranamento (50) e fissata con una prima estremità al secondo supporto (30) e con una seconda estremità, mediante secondi mezzi elastici (E1), alla seconda struttura di sostegno (40); in cui la leva (1) e la seconda leva (20) sono collegate tra di loro mediante un elemento di collegamento (15).
8. 8) Sistema (S) secondo la rivendicazione 7, comprendente una seconda corona dentata (70) montata fissa sul secondo supporto (30) in una posizione tale da ingranarsi con la seconda catena di trasmissione (60) e mantenere tesa la seconda catena di trasmissione (60).
9. 9) Sistema (S) secondo la rivendicazione precedente, comprendente un secondo elemento di fine corsa (80) montato sporgente trasversalmente sulla seconda corona dentata (70) ed avente dimensioni tali da riscontrare la forcella (F) quando i secondi mezzi elastici (E1) richiamano la seconda catena di trasmissione (60) e la seconda leva (10), per definire un fine corsa della rotazione della seconda leva (10).
10. 10) Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 9, comprendente un manubrio (9) accoppiato all’elemento di collegamento (15) della leva (1) con la seconda leva (20).
11. 11) Bicicletta comprendente un sistema (S) per incrementare la velocità di rotazione della ruota anteriore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.