ITMI20130251A1 - Cambio di bicicletta a precisione di comando migliorata - Google Patents

Description

Cambio di bicicletta a precisione di comando migliorata

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce a un cambio di bicicletta a precisione di comando migliorata.

Con cambio di bicicletta à ̈ inteso un dispositivo meccanico che provoca lo spostamento della catena di trasmissione tra diverse ruote dentate, spostando a tal fine un guida catena nel quale la catena à ̈ impegnata. Nel contesto di questa descrizione brevettuale e delle seguenti rivendicazioni, il cambio cui si fa riferimento à ̈ quello posteriore che sposta la catena di trasmissione tra i diversi pignoni di un pacco pignoni associato alla ruota posteriore della bicicletta.

Normalmente il cambio di bicicletta comprende un cinematismo a quadrilatero articolato (tipicamente un parallelogramma articolato) con un corpo di base e un corpo mobile contrapposto al corpo di base nel quadrilatero articolato, tra loro collegati mediante una coppia di bielle incernierate a tali corpi secondo quattro assi di perno attraverso quattro elementi di perno, in cui il corpo di base à ̈ fissato al telaio della bicicletta e il corpo mobile à ̈ fissato a un guida catena.

La deformazione del quadrilatero articolato determina dunque uno spostamento del guida catena rispetto al telaio in senso assiale rispetto al pacco pignoni e, in tal modo, la cambiata.

La deformazione del quadrilatero articolato può essere ottenuta con azionamento manuale, attraverso il movimento di leve di comando e la trasmissione dello stesso al quadrilatero articolato attraverso un cavo di tipo Bowden, oppure con azionamento motorizzato, grazie a un motore elettrico che - in seguito a opportuno comando impartito dal ciclista e attraverso un apposito meccanismo - sposta tra loro parti diverse del quadrilatero articolato, deformandolo e spostando così il guida catena. Cambi di bicicletta ad azionamento motorizzato sono descritti ad esempio in EP1357023; in essi, il cinematismo agisce allontanando o avvicinando tra loro perni contrapposti del quadrilatero articolato.

Costante obiettivo di produttori di cambi à ̈ quello di migliorare la precisione di azionamento, dalla quale dipende la facilità e affidabilità di funzionamento del cambio.

Questa esigenza à ̈ chiaramente tanto più sentita quanto più il cambio à ̈ destinato a essere usato in competizioni ciclistiche di alto livello.

Per ottenere un’elevata precisione di comando dei cambi di biciclette noti, viene effettuata una registrazione iniziale della bicicletta con lo scopo di ottimizzare il tensionamento della catena in dipendenza della conformazione e struttura del telaio e del pacco pignoni associato alla ruota posteriore.

Alcuni cambi, utilizzati soprattutto per biciclette mountain-bike, comprendono un’interfaccia di impostazione iniziale di una posizione angolare relativa tra il corpo di base del cinematismo e il telaio e una molla di tensionamento catena, inserita nel cinematismo, che permettono di determinare l’assetto del guida catena quando impegnato con la catena di una trasmissione.

In tali tipologie di cambio, la registrazione iniziale agisce sulla posizione angolare relativa tra il corpo di base del cinematismo e il telaio, nonché sulla molla inserita nel cinematismo, eventualmente impostandone un precarìco, al fine di mantenere la corretta tensione della catena di trasmissione nelle diverse configurazioni di marcia.

L’impostazione iniziale della posizione angolare relativa tra il corpo di base e il telaio e del precarico della molla di tensionamento catena à ̈ effettuata in modo tale da elevare il guida catena per avvicinarlo quanto più possibile ai pignoni.

Infatti, una ridotta distanza tra il guida catena e i pignoni determina una maggiore sensibilità di comando in quanto, in tali condizioni, la componente di spostamento del guida catena parallela all’asse dei pignoni corrisponde a un’inclinazione esercitata sulla catena sufficiente a innescare uno spostamento da un pignone all'altro.

L’elevazione del guida catena in avvicinamento ai pignoni trova tuttavia un limite dettato dal pignone di diametro maggiore. Peraltro, un avvicinamento eccessivo al pignone di diametro maggiore à ̈ causa di inconvenienti quali la sensazione di un cambio brusco tra il rapporto di marcia più basso e quello successivo, nonché uno strisciamento tra la catena e il guida catena in caso di rapporto di marcia più basso e pedalata in senso inverso.

La Richiedente si à ̈ resa conto che nella configurazione di registrazione più prossima ai pignoni, imposta dalle dimensioni del pignone maggiore, rimane tuttavia un cospicuo distanziamento verticale tra il guida catena e i pignoni di dimensioni inferiori e, conseguentemente, la precisione del comando di cambio tra i rapporti più elevati risulta inferiore che tra i rapporti più bassi.

Pertanto, il problema alla base dell'invenzione à ̈ quello di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati, in particolare mettendo a disposizione un cambio per bicicletta che sia in grado di offrire una precisione di cambio migliorata.

Più in particolare, il problema alla base della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un cambio di bicicletta che permetta di ridurre la distanza di posizionamento tra il guida catena e i pignoni di dimensioni inferiori rispetto ai cambi noti senza tuttavia incombere negli svantaggi dettati da un avvicinamento eccessivo del guida catena al pignone di dimensioni maggiori.

Pertanto, la presente invenzione riguarda un cambio di bicicletta secondo la rivendicazione 1; caratteristiche preferite del cambio di bicicletta sono riportate nelle rivendicazioni dipendenti 2-12.

Più in particolare, l’invenzione prevede un cambio di bicicletta comprendente un cinematismo a quadrilatero articolato con un corpo di base e un corpo mobile tra loro collegati mediante un coppia di bielle di collegamento articolate al corpo di base e al corpo mobile in corrispondenza di quattro elementi di perno, ciascuna coppia di elementi di perno contrapposti dei quattro elementi di perno definendo una diagonale del cinematismo a quadrilatero articolato, e un primo gruppo di fissaggio del corpo di base a un telaio di bicicletta, il corpo mobile essendo collegato a un guida catena in corrispondenza di un secondo gruppo di fissaggio, il cinematismo a quadrilatero articolato essendo associato a mezzi di azionamento del cambio atti a deformare il cinematismo a quadrilatero articolato in modo tale da determinare uno spostamento del corpo mobile rispetto al corpo di base e conseguentemente uno spostamento primario del guida catena in senso assiale rispetto all’asse di un pacco pignoni, caratterizzato dal fatto che il primo gruppo di fissaggio comprende un cinematismo di variazione della posizione angolare relativa tra il corpo di base del cinematismo a quadrilatero articolato e il telaio in funzione dello spostamento primario del guida catena.

Le modifiche della posizione angolare relativa tra il corpo di base e il telaio e, conseguentemente, tra il guida catena e i pignoni, determinano vantaggiosamente un’alterazione della traiettoria descritta dallo spostamento del guida catena imposta dalla deformazione comandata del quadrilatero articolato.

La traiettoria à ̈ modificata in avvicinamento progressivo ai pignoni di diametri inferiori al fine di mantenere il guida catena sostanzialmente a una stessa distanza dal pignone sul quale deve dirottare la catena, indipendentemente da quale sia questo pignone.

L’ avvicinamento ai pignoni più piccoli rispetto alle soluzioni dello stato dell’arte determina una maggiore sensibilità del sistema a uno spostamento assiale del guida catena e dunque, complessivamente, una maggiore precisione di comando del cambio, in particolare tra i rapporti bassi.

In particolare, secondo l’invenzione, il cinematismo di regolazione agisce in modo tale da ruotare il corpo di base del cinematismo a quadrilatero articolato in senso antiorario attorno a un asse di un primo gruppo di fissaggio al telaio della bicicletta quando il guida catena si sposta in avvicinamento al pignone più grande o, viceversa, da ruotare il corpo di base del cinematismo a quadrilatero articolato in senso orario, quando il guida catena si sposta in avvicinamento al pignone più piccolo.

Questa forma costruttiva del cambio di bicicletta può venire ulteriormente migliorata attraverso le seguenti caratteristiche aggiuntive combinabili tra loro a piacere.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il primo gruppo di fissaggio comprende un corpo di perno avente asse C, destinato al fissaggio del corpo di base al telaio della bicicletta, e il cinematismo di variazione della posizione relativa tra il corpo di base e il telaio comprende:

- un corpo girevole collegato al corpo di perno in modo tale per cui una rotazione del corpo girevole determina una rotazione relativa attorno all’asse C tra il corpo di perno e il corpo di base;

- un settore dentato formato sul corpo girevole; e

- almeno un pignone in ingranamento con il settore dentato per il trasferimento allo stesso di una rotazione comandata, il pignone essendo direttamente o indirettamente comandato in rotazione dai mezzi di azionamento del cambio.

Si assicura in tal modo che l’azionamento impartito al cambio sia automaticamente trasferito al cinematismo di variazione della posizione angolare relativa tra il corpo di base e il telaio. Infatti, tale realizzazione garantisce che la rotazione impartita dai mezzi di azionamento al pignone sia trasferita in maniera semplice, precisa e affidabile al corpo di perno dei primi mezzi di fissaggio.

Preferibilmente, il primo gruppo di fissaggio comprende una molla anti-urti che si impegna a una propria prima estremità con il corpo girevole ed à ̈ vincolata a una propria seconda estremità al corpo di perno.

Vantaggiosamente, in questa forma realizzativa à ̈ previsto un elemento in grado di assorbire eventuali forze esterne oltre un certo limite che potrebbero causare la rottura del cambio.

Secondo una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa della presente invenzione, il primo gruppo di fissaggio comprende un’interfaccia di impostazione iniziale di una posizione angolare relativa tra il corpo di base e il telaio, laddove tale interfaccia comprende un elemento di fissaggio in cui si innesta il corpo di perno e una vite di regolazione che ingrana sull’elemento di fissaggio, andando in battuta contro il telaio.

Risulta in tal modo possibile impostare una posizione iniziale relativa tra il corpo di base del cinematismo a quadrilatero articolato e il telaio al fine di ottimizzare l’assetto del guida catena in funzione dello specifico telaio e pacco pignoni montato sulla bicicletta.

Preferibilmente, il pignone à ̈ montato in maniera solidale su un elemento di perno dei quattro elementi di perno del cinematismo a quadrilatero articolato, laddove l’elemento di perno à ̈ solidale a una delle bielle di collegamento.

In tali realizzazione, il cinematismo di variazione della posizione relativa angolare à ̈ azionato direttamente da una rotazione relativa tra il corpo di base/il corpo mobile e una biella di collegamento. Si ottiene in tal modo una soluzione particolarmente semplice da un punto di vista strutturale per correlare in maniera affidabile la deformazione del quadrilatero articolato e la variazione della posizione relativa tra il corpo di base e il telaio.

Alternativamente, il pignone à ̈ montato in maniera solidale su un perno di azionamento sostanzialmente parallelo agli elementi di perno e posto in rotazione dai mezzi di azionamento del cambio.

Preferibilmente, i mezzi di azionamento del cambio sono del tipo motorizzato e comprendono un motore che comanda lo spostamento di un albero lungo una diagonale del cinematismo a quadrilatero articolato.

Tale realizzazione particolarmente vantaggiosa, permette di motorizzare anche l’azione di variazione della posizione relativa guadagnando in precisione del cambio. Inoltre, al ciclista à ̈ richiesta una forza di azionamento minima, essendo la cambiata e la variazione della posizione relativa ottenuta dall’azione dei mezzi azionamento motorizzati.

Ancora più preferibilmente, il motore à ̈ supportato internamente al cinematismo a quadrilatero articolato mediante un guscio di supporto vincolato in maniera basculante a un primo elemento di perno dei quattro elementi di perno, laddove l’albero agisce su un elemento di perno dei quattro elementi di perno contrapposto al primo.

Tale realizzazione risulta essere particolarmente versatile, potendo impiegare una pluralità di mezzi di azionamento, tra cui anche dispositivi noti e largamente diffusi sul mercato, pur mantenendo inalterata la caratteristica compattezza richiesta a un cambio di bicicletta.

In tale realizzazione, il primo elemento di perno à ̈ vantaggiosamente composto di una coppia di semi-perni che vanno a impegnarsi in maniera libera alla rotazione in due sedi contrapposte del guscio di supporto, laddove il pignone à ̈ montato in maniera solidale su un primo semi-perno della coppia di semi-perni.

Preferibilmente, il motore ha asse di uscita ortogonale all’albero e comanda una rotazione del perno di azionamento, laddove il perno di azionamento porta un rocchetto solidale in rotazione allo stesso in accoppiamento di forma con una cremagliera formata sull’albero al fine di determinare uno spostamento in traslazione dell’albero.

La cremagliera à ̈ preferibilmente guidata in traslazione all'interno di una porzione tubolare di un guscio di guida montato folle sul perno di azionamento, laddove il guscio di guida racchiude il rocchetto al fine di mantenere l’accoppiamento di forma tra il rocchetto e la cremagliera.

La Richiedente ha riscontrato che con tale struttura si riesce a ottenere una soluzione particolarmente compatta e precisa. Inoltre, l’azionamento del cinematismo di variazione della posizione angolare relativa ha luogo in maniera sostanzialmente diretta attraverso il motore.

Secondo un’ulteriore alternativa, i mezzi di azionamento del cambio sono del tipo meccanico e comprendono:

una sede di guaina per il supporto di un cavo di comando comprendente una guaina esterna relativamente alla quale à ̈ libera di scorrere un’anima interna di cavo, laddove la sede di guaina fissa in posizione la guaina esterna al fine di consentire lo scorrimento dell’anima interna,

un morsetto di fissaggio di un capo dell’anima interna, laddove la sede di guaina e il morsetto sono posti sostanzialmente in corrispondenza di elementi di perno diagonalmente opposti nel cinematismo a quadrilatero articolato,

- una molla di ritorno posta in corrispondenza di uno degli elementi di perno, per deformare il cinematismo a quadrilatero articolato in contrasto alla trazione imposta da una traslazione relativa tra la guaina esterna e l’anima interna del cavo di comando.

In tale variante provvista di azionamento meccanico si hanno vantaggi in termini di tempi di risposta al comando di azionamento caratteristici di un azionamento diretto quale quello meccanico.

Preferibilmente, il corpo di perno del primo gruppo di fissaggio comprende una boccola cilindrica e una vite di chiusura provvista di una testa allargata atta ad andare in impegno con il corpo di base, laddove la boccola cilindrica e la vite di chiusura sono avvitate l’una all’altra al fine di trattenere il corpo di base nella direzione dell’asse del corpo di perno, laddove tra il corpo di base e il corpo di perno sono interposti mezzi di scorrimento alla rotazione.

Preferibilmente, il secondo gruppo di fissaggio comprende un quinto elemento di perno collegato, a una prima estremità, in maniera solidale al guida catena e provvisto, a una seconda estremità, contrapposta alla prima, di un’interfaccia di collegamento al corpo mobile, laddove il secondo gruppo di fissaggio comprende una molla di tensionamento catena e il quinto elemento di perno funge da corpo di supporto della molla di tensionamento catena.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno meglio dalla seguente descrizione dettagliata di alcune sue forme di realizzazione preferite, fatta con riferimento ai disegni allegati. Le differenti caratteristiche nelle singole configurazioni possono venire combinate tra loro a piacere secondo la descrizione precedente, qualora ci si dovesse avvalere dei vantaggi risultanti in modo specifico da una particolare combinazione.

In tali disegni,

la figura 1 Ã ̈ una vista schematica in alzata laterale di una bicicletta mountain-bike impiegante un cambio di bicicletta secondo la presente invenzione;

la figura 2 mostra un cambio di bicicletta secondo la presente invenzione associato a un telaio di bicicletta e a un pacco pignoni;

le figure 3a e 3b sono rispettivamente una vista in esploso e una vista in sezione lungo la linea B-B di figura 2 di una prima forma di realizzazione del cambio di bicicletta secondo la presente invenzione; le figure 4a e 4b sono rispettivamente una vista in esploso e una vista in sezione lungo la linea B-B di figura 2 di una seconda forma di realizzazione del cambio di bicicletta secondo la presente invenzione; le figure 5a e 5b sono rispettivamente una vista in esploso e una vista in sezione lungo la linea B-B di figura 2 di una terza forma di realizzazione del cambio di bicicletta secondo la presente invenzione; - le figure 6a e 6b mostrano una vista in alzata posteriore rispettivamente di un cambio dello stato dell’arte e di un cambio secondo la presente invenzione in prima posizione;

- le figure 7a e 7b mostrano una vista in alzata posteriore rispettivamente di un cambio dello stato dell’arte e di un cambio secondo la presente invenzione in ultima posizione.

Nella seguente descrizione, per l'illustrazione delle figure si ricorre a numeri di riferimento identici per indicare elementi costruttivi con la stessa funzione.

Con riferimento alle figure, viene mostrato un cambio di bicicletta, complessivamente indicato con 10.

Il cambio di biciletta 10 cui si fa riferimento à ̈ quello posteriore che sposta una catena di trasmissione 27 tra una pluralità di pignoni 33 aventi asse A, associati a una ruota posteriore 22 di una bicicletta 100.

II cambio di bicicletta 10 comprende un cinematismo a quadrilatero articolato 11 con un corpo di base 12 e un corpo mobile 14 tra loro collegati mediante un coppia di bielle di collegamento 13,15 di cui una prima biella di collegamento 13 Ã ̈ articolata al corpo di base 12 in corrispondenza di un primo asse di perno attraverso un primo elemento di perno 16 e al corpo mobile 14 in corrispondenza di un secondo asse di perno attraverso un secondo elemento di perno 17, mentre una seconda biella di collegamento 15 Ã ̈ articolata al corpo di base 12 in corrispondenza di un terzo asse di perno attraverso un terzo elemento di perno 18 e al corpo mobile 14 in corrispondenza di un quarto asse di perno attraverso un quarto elemento di perno 19.

Il corpo di base 12 Ã ̈ destinato a essere fissato a un telaio 20 della bicicletta 100.

Il corpo mobile 14, contrapposto al corpo di base 12 nel quadrilatero articolato 1 1 , porta un guida catena 21.

II guida catena 21 comprende un bilanciere 37 portante una rotella superiore 38a e una rotella inferiore 38b di rinvio di una catena di trasmissione 27 ad anello chiuso.

Per l’accoppiamento tra il corpo di base 12 e il telaio 20 à ̈ previsto un primo gruppo di fissaggio 23 che comprende un corpo di perno 24a,24b avente asse C, destinato al fissaggio di detto corpo di base 12 al telaio 20 della bicicletta 100.

Il corpo di perno comprende una boccola cilindrica 24b e una vite di chiusura 24a provvista di una testa allargata atta ad andare in battuta contro il corpo di base 12. La boccola cilindrica 24b e la vite di chiusura 24a sono avvitate l’una all’altra al fine di trattenere tra le stesse 24a,24b il corpo di base 12, impedendone un movimento assiale lungo l’asse C.

Tra il corpo di base 12 e il corpo di perno 24a,24b sono interposti mezzi di scorrimento alla rotazione 31,32.

In particolare, tra il corpo di base 12 e la vite di chiusura 24a sono interposti un anello di scorrimento 31 a e una prima guarnizione 31 b mentre tra il corpo di base 12 e la boccola cilindrica 24b sono interposti una bronzina 32a e una seconda guarnizione 32b.

La boccola cilindrica 24b del corpo di perno 24a,24b si innesta su un elemento di fissaggio 26 al telaio 20 la cui posizione angolare relativa rispetto al telaio 20 Ã ̈ regolabile.

A tal fine à ̈ prevista una vite di regolazione 26a che ingrana tangenzialmente sull’elemento di fissaggio 26 e va in battuta contro un aggetto 41 c del telaio 20.

L’elemento di fissaggio 26 al telaio 20 e la vite di regolazione 26a costituiscono dunque un’interfaccia di impostazione iniziale di una posizione angolare relativa tra il corpo di base 12 e il telaio 20.

La registrazione della posizione angolare relativa iniziale tra il corpo di base 12 del cinematismo a quadrilatero articolato 11 e il telaio 20, generalmente effettuata durante il montaggio, ha lo scopo di adattare il cambio di bicicletta 10 ai differenti tipi di telai 20 e pignoni 33, influendo sulle posizioni assumibili dal guida catena 21 rispetto a tale telaio 20 e, conseguentemente, rispetto ai pignoni 33.

Nelle forme di realizzazione illustrate, l'interfaccia 26,26a di impostazione iniziale di una posizione angolare relativa coopera con un elemento di rinvio 41 provvisto di una coppia di fori 41 a, 41 b e sul quale à ̈ realizzato l’aggetto 41 c. In particolare, in un primo foro 41 a va a inserirsi l’elemento di fissaggio 26, mentre il secondo foro 41 b à ̈ destinato al fissaggio al telaio 20 attraverso una vite di serraggio 53.

Sul corpo di perno 24a,24b à ̈ preferibilmente montata, coassialmente allo stesso 24a,24b, una molla anti-urti 25. Con molla anti-urti à ̈ intesa una molla che, nel normale funzionamento, risulta rigida, ma che in caso di urti, e quindi quando intervengono forze esterne oltre un certo limite, interviene deformandosi e assorbendo tali forze esterne.

Nello specifico della presente invenzione, in caso di urti, la molla anti-urti 25 trasferisce la propria azione al corpo di base 12, consentendo una rotazione reciproca temporanea tra il corpo di base 12 e il corpo di perno 24a,24b ed evitando in tal modo danni al cambio 10 nonché, in particolare, al cinematismo 11 a quadrilatero articolato.

A tal fine, una prima estremità 25a della molla anti-urti 25 à ̈ indirettamente associata al corpo di base 12 e una seconda estremità 25b si impegna in un foro (non illustrato) del corpo di perno 24a,24b.

Per l’accoppiamento ruotabile tra il corpo mobile 14 e il bilanciere 37 del guida catena 21 à ̈ previsto un secondo gruppo di fissaggio 34 che comprende un quinto elemento di perno 36 provvisto, a una prima estremità 36a, di un’interfaccia di collegamento al corpo mobile 14 e collegato, a una seconda estremità 36b, contrapposta alla prima, in maniera solidale al bilanciere 37.

Coassiale al quinto elemento di perno 36 Ã ̈ montata una molla di tensionamento catena 35 che agisce sulla catena di tensionamento 27 al fine di determinare una condizione di equilibrio che definisce le posizioni assumibili dal guida catena 21 rispetto al telaio 20.

La molla di tensionamento catena 35 si impegna, a una propria prima estremità 35a, con l’interfaccia di collegamento al corpo mobile 14 al fine di contrastare/limitare una rotazione relativa tra il corpo di mobile 14 e il bilanciere 37 e mantenere la catena di trasmissione 27 in tensione.

In corrispondenza della seconda estremità 36b del quinto elemento di perno 36 à ̈ previsto un sistema di regolazione 39 del precarico della molla di tensionamento catena 35 che, nella forma di realizzazione illustrata, comprende una vite 40 vincolata inferiormente alla molla di tensionamento catena 35 in corrispondenza di una propria seconda estremità 35b che agisce su una base ad anello dentato (non illustrato).

Per la molla di tensionamento catena 35, la registrazione iniziale ha lo scopo di impostare la tensione esercitata sulla catena 27.

Sono inoltre previsti mezzi di azionamento 28 del cambio atti a modificare l’assetto del cinematismo a quadrilatero articolato 11 in modo tale da determinare uno spostamento relativo tra il corpo mobile 14 e il corpo di base 12 e, conseguentemente, uno spostamento del guida catena 21 rispetto al telaio 20.

La prima e la seconda forma di realizzazione preferenziale illustrate rispettivamente nelle figure 3a-3b e 4a-4b prevedono mezzi di azionamento 28 del tipo meccanico che comprendendo almeno una leva di comando (non illustrata) posta in collegamento al cinematismo a quadrilatero articolato 11 mediante un cavo di comando del tipo Bowden (non illustrato) ossia comprendente una guaina esterna relativamente alla quale à ̈ libera di scorrere un’anima interna di cavo.

Il cinematismo a quadrilatero articolato 11 à ̈ provvisto di una sede di guaina 42 per il supporto del cavo di comando e il fissaggio in posizione della guaina esterna dello stesso al fine di consentire lo scorrimento relativo tra l’anima interna del cavo rispetto alla guaina esterna.

E’ inoltre previsto un morsetto di fissaggio 43 del capo dell’anima del cavo di comando posto, in relazione al cinematismo a quadrilatero articolato 11, in posizione diagonalmente opposta rispetto alla sede di guaina 42, affinché la trazione imposta da un movimento relativo tra la guaina e l’anima del cavo determini una deformazione del cinematismo a quadrilatero articolato 11.

Nella forma di realizzazione illustrata, la sede di guaina 42 Ã ̈ realizzata sul corpo di base 12, preferibilmente in corrispondenza del terzo elemento di perno 18, e il morsetto di fissaggio 43 Ã ̈ posto sulla prima biella 13, preferibilmente in corrispondenza del secondo elemento di perno 17.

L’azione di trazione imposta dal movimento relativo tra la guaina e l’anima del cavo à ̈ contrastata da una molla di ritorno 44 che, nello specifico delle forme di realizzazione illustrate, à ̈ posta in corrispondenza del quarto elemento di perno 19.

La terza forma di realizzazione preferenziale illustrata nelle figure 5a-5b prevede mezzi di azionamento 28 del tipo motorizzato.

I mezzi di azionamento 28 motorizzato comprendono un motore 30 che comanda lo spostamento di un albero 29 il quale agisce tra elementi di perno 16,17,18,19 diagonalmente opposti per imporre uno spostamento reciproco tra il corpo mobile 14 e il corpo di base 12.

In tal modo, i mezzi di azionamento 28 risultano disposti lungo una diagonale del quadrilatero articolato 11 e l’azionamento degli stessi provoca un allungamento/accorciamento della distanza tra i due elementi di perno contrapposti 16,17,18,19 e pertanto una deformazione del cinematismo a quadrilatero articolato 1 1.

Preferibilmente, l’estremità libera dell’albero 29 à ̈ vincolata a un elemento di perno 16,17,18,19 attraverso l’interposizione di un elemento di sgancio 54.

In accordo con una forma di realizzazione preferenziale non illustrata, il motore 30 à ̈ supportato internamente al cinematismo a quadrilatero articolato 11 mediante un guscio di supporto vincolato in maniera basculante all’elemento di perno contrapposto 16,17,18,19 all’elemento di perno vincolato all’estremità libera dell’albero 29. A tal fine, l’elemento di perno 16,17,18,19 che porta il guscio à ̈ composto di due semi-perni che vanno a impegnarsi in maniera libera alla rotazione in due sedi contrapposte del guscio di supporto .

Preferibilmente, il motore 30 à ̈ del tipo elettrico e comanda lo spostamento in pura traslazione dell’albero 29.

In alternativa, il motore 30 à ̈ del tipo descritto in EP1357023, avendo una vite disposta assialmente lungo l’asse motore e mossa in rotazione dal motore 30 e una madrevite in impegno di ingranamento con la vite, fissata a un elemento di perno 16,17,18,19 contrapposto rispetto all’elemento di perno che porta il guscio basculante del motore 30.

La forma di realizzazione preferita illustrata nelle figure 5a-5b prevede l’impiego di un motore elettrico 30 con albero di uscita rotante (non illustrato). In tale terza forma di realizzazione, il motore 30 à ̈ disposto internamente al cinematismo a quadrilatero articolato 11 in modo tale da avere il proprio asse di uscita rotante (non mostrato) disposto ortogonalmente all’albero 29 interposto tra elementi di perno contrapposti diagonalmente.

E’ inoltre previsto uno stadio di riduzione (non illustrato) atto a trasferire il moto rotatorio dell’albero di uscita del motore 30 a un perno di azionamento 50 sostanzialmente interposto tra il primo 16 e il terzo 18 elemento di perno e parallelo agli stessi.

Il perno di azionamento 50 à ̈ libero di ruotare rispetto alla prima biella 13 e al corpo di base 12 e porta un rocchetto 49 solidale in rotazione allo stesso 50 atto a cooperare, per accoppiamento di forma, con una cremagliera 51 formata sull’albero 29 al fine di determinarne uno spostamento in traslazione.

L’accoppiamento di forma tra il rocchetto 49 e la cremagliera 51 à ̈ preferibilmente mantenuto attraverso un guscio di guida 52 montato folle sul perno di azionamento 50.

Il guscio di guida 52 à ̈ provvisto di una porzione tubolare 52a nella quale à ̈ libera di traslare la cremagliera 51.

Il perno di azionamento 50 Ã ̈ preferibilmente costituito da due semi-perni di azionamento 50a,50b solidali tra loro. I due semi-perni di azionamento 50a,50b sono liberi di ruotare rispetto alla prima biella 13 e al corpo di base 12. A tale scopo, il primo semi-perno di azionamento 50a si inserisce nel corpo di base 12 mediante interposizione di una boccola di scorrimento (non illustrata).

Secondo la presente invenzione, il primo gruppo di fissaggio 23 comprende un cinematismo 45 di variazione della posizione relativa tra il corpo di base 12 del cinematismo a quadrilatero articolato 11 e il telaio 20 in funzione di uno spostamento primario del guida catena 21 in modo tale da determinare una variazione dell'assetto del guida catena 21.

I mezzi 45 di variazione della posizione relativa comprendono un corpo girevole 46 provvisto di almeno un settore dentato 46a collegato al corpo di perno 24a,24b in modo tale per cui una rotazione del corpo girevole 46 determina una rotazione relativa tra il corpo di perno 24a,24b e il corpo di base 12 attorno all’asse C del corpo di perno 24a,24b, e almeno un pignone 47, preferibilmente di conformazione troncoconica, che ingrana con il settore dentato 46a al fine di trasferirgli una rotazione comandata. In particolare, il corpo girevole 46 à ̈ solidale alla boccola cilindrica 24b del corpo di perno 24a,24b eventualmente attraverso l'interposizione della molla anti-urti 25.

In tale realizzazione preferenziale, la molla anti-urti 25 si impegna, alla propria prima estremità 25a, con un foro 46b realizzato sul settore dentato 46a del corpo girevole 46.

Il pignone 47 Ã ̈ montato in maniera solidale su un elemento di perno 16,50 o semi-perno 50b al quale viene impartita la rotazione comandata che determina al contempo uno spostamento del guida catena 21, avente almeno una componente assiale.

La rotazione comandata può essere impartita all’elemento di perno 16,50 o semi-perno 50b in maniera differente a seconda delle specifiche realizzazioni.

Secondo la prima e la seconda forma di realizzazione preferenziale illustrate rispettivamente nelle figure 3a-3b e 4a-4b, i mezzi 45 di variazione della posizione relativa iniziale sono azionati mediante una rotazione relativa tra il corpo di base 12 e la prima biella di collegamento 13 del cinematismo a quadrilatero articolato 11.

Tale rotazione relativa tra il corpo di base 12 e la prima biella di collegamento 13 determina anche una deformazione del cinematismo a quadrilatero articolato 11 e, conseguentemente, uno spostamento primario del guida catena 21 lungo l’asse A.

Affinché una rotazione tra corpo di base 12 e biella di collegamento 13 determini una rotazione del pignone 47, quest’ultimo à ̈ reso solidale al primo elemento di perno 16, il quale a sua volta à ̈ calettato alla prima biella di collegamento 13.

In tal modo, la movimentazione della prima biella di collegamento 13 causa la movimentazione del primo elemento di perno 16 il quale, a sua volta, determina una rotazione del pignone 47 e, conseguentemente, del settore dentato 46a del corpo girevole 46 e della boccola cilindrica 24b del corpo di perno 24a,24b.

In tal modo ha dunque luogo una rotazione relativa tra il corpo di base 12 e il corpo di perno 24a,24b del primo gruppo di fissaggio 23 correlata a uno spostamento assiale del guida catena 21.

Secondo la terza forma di realizzazione preferenziale illustrata nelle figure 5a-5b, i mezzi 45 di variazione della posizione relativa iniziale sono azionati attraverso la rotazione del perno di azionamento 50 o, in particolare, del primo semi-perno di azionamento 50a, impartita dal motore 30 attraverso lo stadio di riduzione.

In tal modo viene posto in rotazione anche il pignone 47 montato solidale al secondo semi-perno di azionamento 50b, a sua volta solidale al primo 50a, che trasferisce il moto rotatorio al settore dentato 46a del corpo girevole 46 con cui si trova in accoppiamento di forma.

Tale rotazione del settore dentato 46a determina una rotazione relativa tra il corpo di base 12 e il corpo di perno 24a,24b del primo gruppo di fissaggio 23.

Dato che la rotazione del perno di azionamento 50 impartita dal motore 30 determina anche una rotazione del rocchetto 49 e, conseguentemente, una traslazione lineare dell’albero 29 in seguito all’accoppiamento tra il rocchetto 49 e la cremagliera 51, ha contemporaneamente luogo una deformazione del cinematismo a quadrilatero articolato 11 la quale a sua volta determina uno spostamento primario del guida catena 21 lungo l’asse A.

Anche in questo caso dunque, la variazione della posizione relativa iniziale tra il corpo di base 12 e il corpo di perno 24a,24b del primo gruppo di fissaggio 23 risulta correlata a uno spostamento assiale del guida catena 21.

Nelle forme di realizzazioni preferenziali illustrate, una volta terminata la deformazione del cinematismo a quadrilatero articolato 11 e raggiunta una condizione stabile di impegno della catena di trasmissione 27 con un pignone 33, la molla anti-urti 25 trasferisce la propria azione al corpo di base 12 attraverso il vincolo fisso che viene a stabilirsi tra il settore dentato 46a del corpo girevole 46 con il pignone 47.

Il pignone 47 Ã ̈ infatti a sua volta calettato a un elemento di perno 16,50 o semi-perno 50b che, in tale condizione stabile, risulta solidale al corpo di base 12.

Il funzionamento del cambio di bicicletta 10 secondo l’invenzione à ̈ il seguente.

In seguito ad azionamento del cambio 10, il guida catena 21 viene spostato lungo una direzione avente almeno una componente assiale, ossia una componente parallela all’asse A dei pignoni 33, per portarsi in corrispondenza del pignone 33 sul quale deve essere posizionata la catena di trasmissione 27.

Le figure 6a-6b e 7a-7b mostrano rispettivamente un cambio dello stato deN’arte e un cambio secondo la presente invenzione in prima ed ultima posizione, ossia in corrispondenza del pignone 33 più piccolo e di quello più grande.

Tale spostamento à ̈ determinato da una deformazione del cinematismo a quadrilatero articolato 11 comandata mediante i mezzi di azionamento 28 meccanici o motorizzati a seconda della particolare realizzazione.

In seguito all’azionamento attraverso i relativi mezzi 28, ha luogo un azionamento del cinematismo 45 di variazione della posizione angolare relativa tra il corpo di base 12 e il corpo di perno 24a,24b del primo gruppo di fissaggio 23 .

Questo determina il raggiungimento di un nuovo assetto di equilibrio che, nel caso delle posizioni più alte, in corrispondenza dei pignoni più grandi, determina un allontanamento verticale del guida catena 21 dagli stessi. Risulta pertanto possibile, in fase di montaggio della bicicletta 100, registrare la posizione angolare relativa iniziale tra il corpo di base 12 e il corpo di perno 24a,24b del primo gruppo di fissaggio 23 e il precarico della molla di tensionamento catena 35 affinché, l’assetto risultante mantenga, nelle prime posizioni, una distanza inferiore del guida catena 21 dai pignoni di diametro più piccolo.

L’effetto di modifica di configurazione ottenuta mediante il cambio 10 secondo la presente invenzione à ̈ chiaramente mostrato dal confronto tra le figure 6a-6b e 7a-7b.

Dalla descrizione effettuata sono chiare le caratteristiche del cambio di bicicletta oggetto della presente invenzione, così come sono chiari i relativi vantaggi.

Grazie alla variazione della posizione relativa iniziale tra il corpo di base del cinematismo a quadrilatero articolato e il corpo di perno del primo gruppo di fissaggio à ̈ possibile raggiungere posizioni relative tra il guida catena e i pignoni che permettono di ottenere da un lato, una maggiore sensibilità di comando rispetto ai cambi dello stato deH’arte, e dall’altro di ridurre gli svantaggi correlati a un eccessivo avvicinamento del guida catena al pignone di diametro maggiore.

Dalle forme di realizzazione sopra descritte sono possibili ulteriori varianti, senza allontanarsi dall'insegnamento dell'invenzione.

E’ infatti possibile prevedere che i mezzi di azionamento del cambio siano di tipo diverso o disposti in modo da agire su una diagonale del cinematismo a quadrilatero articolato differente rispetto a quelli illustrati nelle forme di realizzazione preferenziali ma non limitative discusse.

È chiaro, infine, che il cambio di bicicletta così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'invenzione; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1) Cambio di bicicletta (10) comprendente un cinematismo a quadrilatero articolato (11) con un corpo di base (12) e un corpo mobile (14) tra loro collegati mediante un coppia di bielle di collegamento (13,15) articolate a detto corpo di base (12) e a detto corpo mobile (14) in corrispondenza di quattro elementi di perno (16,17,18,19), ciascuna coppia di elementi di perno contrapposti (16,19 e 17,18) di detti quattro elementi di perno (16,17,18,19) definendo una diagonale di detto cinematismo a quadrilatero articolato (11), e un primo gruppo di fissaggio (23) di detto corpo di base (12) a un telaio (20) di bicicletta, detto corpo mobile (14) essendo collegato a un guida catena (21) in corrispondenza di un secondo gruppo di fissaggio (34), detto cinematismo a quadrilatero articolato (11) essendo associato a mezzi di azionamento del cambio (28) atti a deformare detto cinematismo a quadrilatero articolato (11) in modo tale da determinare uno spostamento di detto corpo mobile (14) rispetto a detto corpo di base (12) e conseguentemente uno spostamento primario di detto guida catena (21) in senso assiale rispetto all’asse (A) di un pacco pignoni (33), caratterizzato dal fatto che detto primo gruppo di fissaggio (23) comprende un cinematismo (45) di variazione della posizione angolare relativa tra detto corpo di base (12) di detto cinematismo a quadrilatero articolato (11) e detto telaio (20) in funzione di detto spostamento primario di detto guida catena (21).
2. 2) Cambio di bicicletta (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detto primo gruppo di fissaggio (23) comprende un corpo di perno (24a,24b) avente asse (C), destinato al fissaggio di detto corpo di base (12) al telaio (20) della bicicletta, detto cinematismo (45) di variazione della posizione angolare relativa tra detto corpo di base (12) e detto telaio (20) comprendendo: - un corpo girevole (46) collegato a detto corpo di perno (24a,24b) in modo tale per cui una rotazione di detto corpo girevole (46) determina una rotazione relativa attorno a detto asse (C) tra detto corpo di perno (24a,24b) e detto corpo di base (12); - un settore dentato (46a) formato su detto corpo girevole (46); e - almeno un pignone (47) in ingranamento con detto settore dentato (46a) per il trasferimento allo stesso di una rotazione comandata, detto pignone (47) essendo direttamente o indirettamente comandato in rotazione da detti mezzi di azionamento del cambio (28).
3. 3) Cambio di bicicletta (10) secondo la rivendicazione 2, in cui detto primo gruppo di fissaggio (23) comprende una molla anti-urti (25) che si impegna a una propria prima estremità (25a) con detto corpo girevole (46) ed à ̈ vincolata a una propria seconda estremità (25b) a detto corpo di perno (24a,24b).
4. 4) Cambio di bicicletta (10) secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detto primo gruppo di fissaggio (23) comprende un’interfaccia (26,26a) di impostazione iniziale di una posizione angolare relativa tra detto corpo di base (12) e detto telaio (20), detta interfaccia (26,26a) di impostazione iniziale della posizione relativa tra detto corpo di base (12) e detto telaio (20) comprendendo un elemento di fissaggio (26) in cui si innesta detto corpo di perno (24a,24b) e una vite di regolazione (26a) che ingrana su detto elemento di fissaggio (26) andando in battuta contro detto telaio (20).
5. 5) Cambio di bicicletta (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui detto pignone (47) Ã ̈ montato in maniera solidale su un elemento di perno (16) di detti quattro elementi di perno (16,17,18,19), detto elemento di perno (16) essendo solidale a una di dette bielle di collegamento (13,15).
6. 6) Cambio di bicicletta (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui detto pignone (47) Ã ̈ montato in maniera solidale su un perno di azionamento (50) sostanzialmente parallelo a detti elementi di perno (16,17,18,19), detto perno di azionamento (50) essendo posto in rotazione da detti mezzi di azionamento del cambio (28).
7. 7) Cambio di bicicletta (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detti mezzi di azionamento del cambio (28) sono del tipo meccanico e comprendono: una sede di guaina (42) per il supporto di un cavo di comando comprendente una guaina esterna relativamente alla quale à ̈ libera di scorrere un’anima interna di cavo, detta sede di guaina (42) fissando in posizione detta guaina esterna al fine di consentire lo scorrimento di detta anima interna; un morsetto di fissaggio (43) di un capo di detta anima interna, detta sede di guaina (42) e detto morsetto (43) essendo posti sostanzialmente in corrispondenza di elementi di perno (18,17) diagonalmente opposti in detto cinematismo a quadrilatero articolato (11) ; una molla di ritorno (44) posta in corrispondenza di uno di detti elementi di perno (19), per deformare detto cinematismo a quadrilatero articolato (11) in contrasto alla trazione imposta da una traslazione relativa tra detta guaina esterna e detta anima interna di detto cavo di comando.
8. 8) Cambio di bicicletta (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui detti mezzi di azionamento del cambio (28) sono del tipo motorizzato e comprendono un motore (30) che comanda lo spostamento di un albero (29) lungo una diagonale di detto cinematismo a quadrilatero articolato (11).
9. 9) Cambio di bicicletta (10) secondo la rivendicazione 8 quando dipendente dalla rivendicazione 6, in cui detto motore (30) ha asse di uscita ortogonale a detto albero (29), detto motore (30) comandando una rotazione di detto perno di azionamento (50), detto perno di azionamento (50) portando un rocchetto (49) solidale in rotazione allo stesso (50) in accoppiamento di forma con una cremagliera (51) formata su detto albero (29) al fine di determinare uno spostamento in traslazione di detto albero (29).
10. 10) Cambio di bicicletta (10) secondo la rivendicazione 9, in cui detta cremagliera (51) à ̈ guidata in traslazione all’interno di una porzione tubolare (52a) di un guscio di guida (52) montato folle su detto perno di azionamento (50), detto guscio di guida (52) racchiudendo detto rocchetto (49) al fine di mantenere detto accoppiamento di forma tra detto rocchetto (49) e detta cremagliera (51).
11. 11) Cambio di bicicletta (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 10, in cui detto corpo di perno di detto primo gruppo di fissaggio (23) comprende una boccola cilindrica (24b) e una vite di chiusura (24a) provvista di una testa allargata atta ad andare in impegno con detto corpo di base (12), dette boccola cilindrica (24b) e vite di chiusura (24a) essendo avvitate l’una all’altra al fine di trattenere detto corpo di base (12) nella direzione di detto asse (C) di detto corpo di perno (24a,24b), tra detto corpo di base (12) e detto corpo di perno (24a,24b) essendo interposti mezzi di scorrimento alla rotazione (31,32).
12. 12) Cambio di bicicletta (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 11, in cui detto secondo gruppo di fissaggio (34) comprende un quinto elemento di perno (36) collegato, a una prima estremità (36a), in maniera solidale a detto guida catena (21) e provvisto, a una seconda estremità (36b), contrapposta alla prima, di un’interfaccia di collegamento a detto corpo mobile (14), detto secondo gruppo di fissaggio (34) comprendendo una molla di tensionamento catena (35), detto quinto elemento di perno (36) fungendo da corpo di supporto di detta molla di tensionamento catena (35).