ITTO20000867A1

ITTO20000867A1 - Attuatore ad azionamento elettrico, particolarmente per il comando diun componente di una bicicletta, ad esempio un deragliatore anteriore

Info

Publication number: ITTO20000867A1
Application number: IT2000TO000867A
Authority: IT
Inventors: Pra Giuseppe Dal
Original assignee: Campagnolo Srl
Priority date: 2000-09-15
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2002-03-15
Also published as: US20030060314A1; JP2002145165A; CZ20013313A3; US6676554B2; DE10145174A1; FR2814297A1; CZ300362B6; CN1201966C; CN1343604A; FR2814297B1; TW536504B; IT1320643B1; ITTO20000867A0

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Attuatore ad azionamento elettrico, particolarmente per il comando di un componente di una bicicletta, ad esempio un deragliatore anteriore o posteriore di bicicletta"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un attuatore ad azionamento elettrico, particolarmente per il comando di un componente di una bicicletta, ad esempio un deragliatore anteriore o posteriore di bicicletta, del tipo comprendente:

un motore elettrico avente un albero di uscita,

- un albero condotto montato girevole in un involucro dell'attuatore e collegato all'albero di uscita del motore elettrico tramite un riduttore, e un sensore della posizione angolare dell'albero condotto.

Un attuatore del tipo sopra indicato è ad esempio descritto ed illustrato in US-A-5 480 356, di cui è titolare la stessa Richiedente. In tale soluzione nota, il suddetto sensore della posizione angolare dell'albero condotto è costituito da un encoder, comprendente un lettore ottico o magnetico che coopera con un disco portato dall'albero condotto. Sempre nel caso della suddetta soluzione nota, l'attuatore è utilizzato per il comando di un deragliatone posteriore di bicicletta includente un parallelogramma articolato, con l'attuatore disposto lungo una diagonale del parallelogramma. L'albero condotto porta una vite che impegna una madrevite montata oscillante in corrispondenza di uno dei vertici del parallelogramma, in modo tale per cui la rotazione dell'albero condotto provoca un allungamento od un accorciamento della diagonale del parallelogramma con conseguente cambiamento della geometria del parallelogramma e spostamento della parte mobile del deragliatone che determina il deragliamento della catena della bicicletta su una pluralità di pignoni associati al mozzo della ruota posteriore della bicicletta. La Richiedente ha anche proposto in passato di utilizzare un attuatore del tipo sopra specificato per il comando di un deragliatone anteriore di bicicletta. In questo caso l'attuatore è collegato, direttamente, oppure tramite una trasmissione, con una leva facente parte integrale del corpo costituente uno dei bracci del parallelogramma articolato del deragliatore anteriore.

La Richiedente ha altresì proposto nella sua precedente domanda di brevetto italiana n. T099A001023, depositata in data 23.11.1999, e ancora segreta alla data di deposito della presente domanda, un deragliatore (anteriore o posteriore) di bicicletta dotato di un attuatore elettrico del tipo sopra specificato e comprendente, in luogo dell'encoder sopra menzionato, un trasduttore elettrico di tipo assoluto, tipicamente un potenziometro rotante, associato al suddetto deragliatore, ad esempio in corrispondenza di una delle articolazioni del parallelogramma del deragliatore .

Lo scopo della presente invenzione è quello di perfezionare ulteriormente la precedente proposta, realizzando un attuatore ad azionamento elettrico, utilizzabile preferibilmente per il comando di un deragliatore di bicicletta, ma comunque suscettibile di applicazione generale, che si distingua per sue elevate caratteristiche di semplicità e di funzionalità .

In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un attuatore ad azionamento elettrico, particolarmente per il comando di un componente di una bicicletta, ad esempio un deragliatone anteriore o posteriore di bicicletta, detto attuatore comprendendo:

un motore elettrico avente un albero di uscita,

- un albero condotto montato girevole in un involucro dell'attuatore e collegato all'albero di uscita del motore elettrico tramite un riduttore, e un sensore della posizione angolare dell'albero condotto,

caratterizzato dal fatto che detto sensore è costituito da un potenziometro rotante associato a detto albero condotto all'interno di detto involucro dell'attuatore .

Nella forma preferita di attuazione dell'invenzione, il riduttore è, secondo una tecnica per se nota, un riduttore ad ingranaggi epicicloidali, includente una corona internamente dentata rigidamente connessa al corpo del motore, un solare portato dall'albero di uscita del motore coassialmente all'interno della corona, ed un portatreno connesso in rotazione all'albero condotto e portante almeno un satellite liberamente girevole intorno ad un asse distanziato dall'asse comune di solare e corona, detto satellite ingranando sia con il solare, sia con la corona. L'albero condotto è montato girevole entro un involucro tubolare sporgente da un'estremità del corpo del motore. Esso inoltre è montato girevole in detto involucro tramite almeno un cuscinetto a rotolamento del tipo reggi-spinta . Preferibilmente, l'albero condotto è montato girevole tramite il suddetto cuscinetto reggi-spinta e tramite un ulteriore cuscinetto radiale a sfere.

Il potenziometro di cui è dotato l'attuatore secondo l'invenzione comprende un disco fisso recante piste di contatto elettrico, portato da una parete radiale anulare fissa rispetto al suddetto involucro, ed almeno un contatto strisciante sul disco fisso portato dall'albero condotto. Il contatto strisciante è portato da un disco connesso in rotazione sull'albero condotto e trattenuto assialmente contro una battuta dell'albero mediante un anello elastico montato sull'albero condotto.

Sono inoltre preferibilmente previsti mezzi di tenuta contro l'infiltrazione di acqua nella zona del potenziometro.

Secondo un'ulteriore caratteristica, il suddetto cuscinetto reggi-spinta ha un anello direttamente formato sull'albero condotto, che impedisce movimenti assiali dell'albero condotto in una prima direzione, mentre il cuscinetto radiale è trattenuto assialmente da un anello elastico montato sull'albero condotto, che impedisce movimenti assiali di quest'ultimo in una seconda direzione opposta a detta prima direzione. Tali dettagli costruttivi si riferiscono ovviamente alla forma preferita di attuazione che è illustrata nei disegni annessi, fermo restando che essi possono ampiamente variare senza che questo comporti un'uscita dall'ambito della presente invenzione.

Come già indicato, l'attuatore secondo l'invenzione è preferibilmente utilizzabile per il comando di un deragliatone posteriore od anteriore di bicicletta, ma esso è comunque applicabile al comando di un qualsiasi altro componente a bordo di una bicicletta o in qualsiasi altro campo.

Pertanto l'invenzione si riferisce sia all'attuatore preso a se stante, sia, come forma preferita di applicazione, ad un sistema di trasmissione di bicicletta includente almeno un deragliatone anteriore od un deragliatone posteriore dotato di un tale attuatore.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista laterale parzialmente sezionata di una forma preferita di attuazione dell'attuatore secondo l'invenzione, e

- la figura 2 è una vista in scala ampliata di un particolare della figura 1.

Con riferimento ai disegni, il numero 1 indica nel suo insieme un attuatore ad azionamento elettrico comprendente un motore elettrico 2 di un qualsiasi tipo noto. I dettagli costruttivi del motore elettrico 2 non sono qui descritti né illustrati in quanto, come già indicato, essi possono realizzati in un qualunque modo noto ed in quanto essi, considerati da soli, non rientrano nell'ambito della presente invenzione. Inoltre, l'eliminazione di tali dettagli dei disegni rende questi ultimi di più pronta e facile comprensione. Nelle figure, il numero 3 indica l'albero di uscita del motore elettrico 2 che ha un'estremità fuoriuscente da un'estremità del corpo 4 del motore 2. Il corpo 4 si prolunga inoltre in un'appendice tubolare 5 sulla cui superficie interna è formata una corona internamente dentata 6 il cui asse 7 coincide con l'asse dell'albero di uscita 3 del motore elettrico 2. Sull'albero di uscita 3 è ricavata una ruota dentata 8 costituente il solare di un rotismo epicicloidale 9.

Il corpo del motore elettrico 2 è contenuto entro un involucro tubolare 10, ad esempio costituito di lamiera metallica o di materiale plastico, all'interno del quale è montato girevole un albero condotto 11 avente una porzione d'estremità 12 fuoriuscente dall'involucro 10 e destinata a comandare, in un qualsiasi modo noto, il componente controllato dall'attuatore 1. Nel caso già sopra descritto di un attuatore associato ad un deragliatone di bicicletta, la porzione 12 è una porzione recante una filettatura 13 destinata ad impegnare una madrevite (non illustrata) portata dall'organo comandato, ad esempio secondo quanto già sopra menzionato con riferimento alle precedenti soluzioni proposte dalla Richiedente. L'estremità interna dell'albero condotto 11 porta un organo porta-treno 14 su cui sono montati liberamente girevoli intorno ad assi 15 periferici rispetto all'asse 7, tre satelliti 16 che ingranano sia con la corona 6, sia con il solare 8. Il rotismo epicicloidale 9 funge quindi da riduttore in quanto trasmette la rotazione dell'albero di uscita 3 del motore elettrico 2 all'albero condotto 7 attraverso il porta-treno 14 con un rapporto di riduzione.

Come visibile in dettaglio nella figura 2, l'albero condotto 11 è montato girevole entro 1'involucro 10 tramite due cuscinetti a rotolamento 17, 18. Il cuscinetto 17 è un cuscinetto a sfere del tipo reggi-spinta montato in corrispondenza dell'estremità dell'involucro 10 da cui fuoriesce l'albero condotto 11. Il cuscinetto 17 presenta un primo anello 19 appoggiato contro una battuta anulare ricavata in un astuccio tubolare 20 fissato entro l'involucro 10, ed un secondo anello 21, formato direttamente dall'albero 11, che impedisce così un movimento dell'albero condotto 11 verso destra (con riferimento alla figura 2).

Il cuscinetto 18 è un cuscinetto radiale a sfere avente un anello esterno appoggiato entro una battuta anulare di una boccola 22 fissata all'appendice 5 del corpo del motore. L'anello interno del cuscinetto 18 appoggia invece tramite una boccola 23 sull'albero condotto 11 ed è trattenuto assialmente contro la boccola 22 da un disco metallico elastico 24 connesso per attrito sull'albero condotto 11, che impedisce così un movimento dell'albero condotto 11 verso sinistra (con riferimento alla figura 2).

Sull'albero condotto 11 è inoltre direttamente montato un sensore della posizione angolare di tale albero, indicato nel suo insieme con il numero di riferimento 25, costituito da un potenziometro elettrico rotante. Il potenziometro 25 presenta un disco fisso 26 recante due piste elettriche concentriche 27 che fanno capo a rispettivi terminali portati entro un conduttore appiattito 28 che fa capo al cavo 40 (figura 1) di alimentazione dell'attuatore . Il potenziometro 25 comprende inoltre un disco 29 connesso in rotazione (mediante accoppiamento su una superficie spianata 30) con l'albero condotto 11 e trattenuto assialmente contro una battuta anulare 31 ed un distanziatore tubolare 32 mediante un disco metallico elastico 33 di tipo analogo al disco 24, che è connesso per attrito all'albero condotto 11. Il disco 29 porta spazzole 29a in contatto strisciante con le piste 27 del disco fisso 26, atte a mettere in collegamento fra loro le piste 27 in corrispondenza di un punto della loro estensione circonferenziale, che è funzione della posizione angolare del disco 29 così da dar luogo sul cavo di uscita 28 ad un segnale indicativo di tale posizione angolare.

Grazie alle caratteristiche sopra indicate, 1'attuatore presenta pertanto una struttura estremamente semplice e compatta ed è nello stesso tempo in grado di assolvere la sua funzione con estrema efficienza e di garantire una segnalazione precisa ed affidabile della posizione angolare dell'albero condotto 11 così da consentire il pilotaggio del sistema da parte di un computer di bordo.

Il numero di riferimento 50 indica un anello di tenuta di materiale elastomero interposto radialmente fra l'albero condotto 11 e l'astuccio tubolare 20, ed assialmente fra il cuscinetto reggispinta 17 e la camera contenente il potenziometro 25, per impedire infiltrazioni di acqua o corpi estranei nella zona del potenziometro. Il numero di riferimento 51 indica un altro anello di tenuta di materiale elastomero disposto in corrispondenza dell'estremità dell'involucro 10 da cui fuoriesce l'astuccio tubolare 20. Infine l'attuatore è provvisto di setti frontali anulari di tenuta 52 in corrispondenza della bocca dell'astuccio tubolare 20 da cui fuoriesce l'albero condotto 11.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall’ambito della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Attuatore ad azionamento elettrico, particolarmente per il comando di un componente di una bicicletta, ad esempio un deragliatone anteriore o posteriore di bicicletta, detto attuatore comprendendo: - un motore elettrico (2) avente un albero di uscita (3), - un albero condotto (11) montato girevole in un involucro (10) dell'attuatore (1) e collegato all'albero di uscita (3) del motore elettrico (2) tramite un riduttore (9), e un sensore (25) della posizione angolare dell'albero condotto (11), caratterizzato dal fatto che detto sensore (25) è costituito da un potenziometro rotante associato a detto albero condotto (11) all'interno di detto involucro (10).
2. Attuatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il riduttore (9) è un riduttore ad ingranaggi epicicloidali, includente una corona internamente dentata (6) rigidamente connessa al corpo del motore (2), un solare (8) portato dall'albero di uscita (3) del motore (2) coassialmente all'interno della corona (6), ed un porta-treno (14) connesso in rotazione all'albero condotto (11) e portante almeno un satellite (16) lìberamente girevole intorno ad un asse (15) distanziato dall'asse comune (7) di solare (8) e corona (7), detto satellite (16) ingranando sia con il solare (8), sia con la corona (7).
3. Attuatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che l'albero condotto (11) è montato girevole entro un corpo tubolare sporgente oltre un'estremità del corpo del motore (2).
4. Attuatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'albero condotto (11) è montato girevole tramite almeno un cuscinetto a rotolamento (17).
5. Attuatore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto cuscinetto (17) è tipo reggi-spinta.
6. Attuatore secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che l'albero condotto (11) è montato girevole tramite il suddetto cuscinetto a sfere reggi-spinta (17) ed inoltre tramite un cuscinetto radiale a sfere (18).
7. Attuatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il potenziometro (25) comprende un disco fisso (26) recante piste di contatto elettrico (27), portato da una parete radiale anulare fissa rispetto al corpo del motore, ed almeno un contatto strisciante (29a) sul disco fisso portato dall'albero condotto (11).
8. Attuatore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il contatto strisciante (29a) è portato da un disco (29) connesso in rotazione sull'albero condotto (11) e trattenuto assialmente contro una battuta di quest'ultimo mediante un anello elastico (33) montato sull'albero condotto (11).
9. Attuatore secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi di tenuta (50) contro l'infiltrazione di acqua nella zona del potenziometro (25).
10. Attuatore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il cuscinetto reggispinta (17) ha un anello (21) direttamente formato sull'albero condotto (11), che impedisce movimenti assiali dell'albero condotto (11) in una prima direzione, mentre il cuscinetto radiale (18) è trattenuto assialmente da un anello elastico (24) montato sull'albero condotto (11), che impedisce movimenti assiali di quest'ultimo in una seconda direzione opposta a detta prima direzione.
11. Dispositivo di cambio di velocità per biciclette, comprendente un deragliatore, caratterizzato dal fatto che detto deragliatore è provvisto di un attuatore secondo una o più delle precedenti rivendicazioni.
12. Dispositivo di cambio di velocità secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto deragliatore è un deragliatone posteriore di bicicletta, includente mezzi a parallelogramma articolato che collega un corpo mobile del deragliatore ad un corpo fisso del deragliatore, e che detto attuatore elettrico è disposto con il suo asse sostanzialmente lungo una diagonale dei mezzi a parallelogramma articolato, per variare la distanza relativa fra due vertici opposti del parallelogramma .
13. Dispositivo di cambio di velocità secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto deragliatore è un deragliatore anteriore di bicicletta, includente mezzi a parallelogramma articolato che collegano un corpo mobile del deragliatore ad un corpo fisso del deragliatore, e dal fatto che detto attuatore elettrico è portato da detto corpo fisso ed è atto a comandare, direttamente o indirettamente, una leva connessa rigidamente ad un braccio articolato facente parte dei suddetti mezzi a parallelogramma articolato. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.