Descrizione dell’invenzione industriale avente per titolo: Description of the industrial invention entitled:
“BICICLETTA ELETTRICA” "ELECTRIC BIKE"
a nome di Adriano MODENESI, di nazionalità italiana, residente in Viale Campo Sportivo, 5b – 29019 SAN GIORGIO 5 PIACENTINO (PC) in the name of Adriano MODENESI, of Italian nationality, residing in Viale Campo Sportivo, 5b - 29019 SAN GIORGIO 5 PIACENTINO (PC)
Inventore: Adriano MODENESI Inventor: Adriano MODENESI
* ;La presente invenzione ha per oggetto una bicicletta elettrica comprendente un motore collegato meccanicamente 10 ad almeno una ruota motrice. ;Negli ultimi anni si è assistito ad una crescita esponenziale del mercato delle biciclette elettriche, ossia biciclette a pedalata assistita da un motore elettrico. Le innovazioni tecnologiche hanno portato a 15 batterie elettriche di alimentazione del motore sempre più leggere e capienti, che permettono di sostituire ottimamente un’automobile lungo distanze medio-brevi. Negli ultimi venti anni, i modelli di biciclette elettriche a disposizione del pubblico si sono 20 moltiplicati a dismisura, e diversi produttori hanno sperimentato soluzioni tecniche innovative per realizzare un’integrazione sempre migliore fra pedalata e assistenza del motore. ;Sono note diverse tipologie di biciclette a pedalata 25 assistita. Secondo una prima tipologia, una normale biciletta provvista di catena è equipaggiata con un motore elettrico di ausilio alla pedalata. Secondo questa tipologia di bicicletta, la potenza necessaria alla movimentazione della bicicletta viene fornita alla ruota 5 motrice contemporaneamente sia dall’utilizzatore tramite la catena che dal motore. ;Sia i pedali, sia il motore sono collegati meccanicamente alla ruota motrice. ;Una seconda tipologia di bicicletta nota prevede il 10 totale disaccoppiamento meccanico tra pedali e ruota motrice, che pertanto non sono tra loro collegati da una catena. La pedalata attiva un generatore elettrico che a sua volta fornisce ad un motore elettrico la potenza elettrica necessaria alla movimentazione della 15 bicicletta. Una batteria fornisce inoltre al motore un surplus di potenza in circostanze predeterminate. Tale batteria può ad esempio essere attivata mediante azionamento di un pulsante da parte dell’utilizzatore. ;La prima tipologia di bicicletta risulta 20 strutturalmente complicata poiché la sua movimentazione è ottenuta combinando fonti di energia di differente natura che agiscono in parallelo, ossia l’utilizzatore stesso ed il motore. ;La seconda tipologia di bicicletta risulta 25 strutturalmente più semplice poiché la ruota motrice è mossa esclusivamente dal motore elettrico. ;Le biciclette elettriche sono tipicamente dotate di un motore installato in modo permanente, ad esempio nel mozzo della ruota anteriore, nel mozzo della ruota 5 posteriore o fra i pedali. Questo motore non può essere rimosso facilmente senza mettere a repentaglio la funzionalità della bicicletta. Il risultato è che il motore, che è un componente decisamente pesante, fa parte della bicicletta in modo stabile, anche quando potrebbe 10 essere desiderabile rimuoverlo per ridurre il peso globale della bicicletta. ;I motori sul mozzo della ruota anteriore sono molto facili da montare, perché non interferiscono con i pedali o la catena, ma sono poco efficienti in caso di asfalto 15 scivoloso, su sterrati o in salita, perché la ruota anteriore, avendo meno carico rispetto a quella posteriore, può slittare. I motori sul mozzo della ruota posteriore non hanno questi inconvenienti, ma sono in generale difficili da montare in quanto è necessario che 20 non interferiscano con la trasmissione e con il cambio. ;In entrambe le tipologie di motori al mozzo, inoltre, il motore è vincolato al numero di rotazioni della ruota su cui si trova. Ciò implica che, nelle fasi di partenza, quando la ruota gira lentamente, anche il motore debba 25 erogare la sua potenza a bassi regimi di rotazione, in modo quindi poco efficiente, assorbendo molta energia dalla batteria. Ciò si verifica similmente su salite ripide, quando la velocità di rotazione delle ruote torna a calare per le basse velocità. I motori montati 5 centralmente al livello dei pedali non hanno questi inconvenienti, ma hanno invece lo svantaggio di essere molto complicati da montare, e richiedere spesso un telaio apposito. ;La presente invenzione mira a superare gli 10 inconvenienti suddetti relativi alle biciclette elettriche note allo stato dell’arte con una bicicletta come descritta all’inizio in cui il motore ha un albero di uscita provvisto di pignone collegato mediante mezzi di trasmissione ad un albero di trasmissione, sul quale è 15 fissata una ruota dentata atta ad impegnarsi all’interno di un elemento circolare di ingranamento fissato al cerchio della ruota motrice. ;La bicicletta oggetto della presente invenzione presenta pertanto una catena cinematica di trasmissione 20 del moto dal motore alla ruota motrice completamente indipendente dalla trasmissione dai pedali alla ruota posteriore. Il motore inoltre vantaggiosamente non è posizionato nel mozzo e quindi non deve erogare la sua potenza a bassi regimi di rotazione, in modo quindi poco 25 efficiente, quando la ruota gira lentamente. Il motore è facilmente rimovibile in quanto non è previsto nel mozzo ed è anzi provvisto di una propria linea di trasmissione indipendente. ;Pertanto, oggetto della presente invenzione è una 5 bicicletta elettrica comprendente almeno una ruota motrice collegata meccanicamente a un motore elettrico dotato di un albero di uscita provvisto di pignone, che è collegato ad un albero di trasmissione mediante mezzi di trasmissione. Sull’albero di trasmissione è fissata una 10 ruota dentata atta ad impegnarsi all’interno di un elemento circolare di ingranamento che è fissato al cerchio della ruota motrice. ;L'elemento di circolare di ingranamento ha, in genere, un diametro uguale o poco inferiore a quello del 15 cerchio della ruota. In tal modo, grazie al diametro solitamente grande delle ruote, si ottiene un rapporto di trasmissione molto elevato che permette di affrontare pendenze molto ripide. ;In un esempio esecutivo i mezzi di trasmissione 20 comprendono una cinghia di trasmissione interposta tra il pignone e una puleggia, che è collegata all’albero di trasmissione. La cinghia di trasmissione può essere piana o, vantaggiosamente, dentata, nel qual caso il pignone e la puleggia sono corrispondentemente dentati. ;È possibile tuttavia utilizzare altri mezzi di trasmissione, ad esempio a cardano o a ingranaggi. ;Preferibilmente, il motore presenta un’orientazione tale per cui il suo albero di uscita giace lungo un asse 5 orizzontale ed ortogonale all’asse anteroposteriore della bicicletta. ;Secondo un ulteriore esempio esecutivo, l’albero di trasmissione è posto ruotabile all’interno di una boccola di supporto, che è fissata solidalmente al telaio della 10 bicicletta. L’albero di trasmissione sporge dalla boccola con le opposte estremità, essendo la puleggia calettata su un’estremità dell’albero di trasmissione e la ruota dentata calettata sull’estremità opposta dell’albero di trasmissione. Preferibilmente, la boccola di supporto è 15 provvista internamene di almeno un cuscinetto a sfere. ;Secondo una forma di realizzazione preferita, il motore è posto su un portapacchi, preferibilmente quello posteriore, il quale è fissato sopra la ruota motrice, preferibilmente quella posteriore,. Ciò consente di avere 20 un ingombro ridotto nella zona frontale della bicicletta e di mantenere come ruota motrice la ruota posteriore, in tal modo diminuiscono i rischi di slittamento, ad esempio con asfalto bagnato. Il portapacchi può essere di tipo convenzionale o essere costituito da un elemento di 25 supporto unicamente e specificamente atto a supportare il motore. Il posizionamento sul portapacchi ha anche il vantaggio di avere il motore molto ravvicinato alla ruota motrice, e quindi di prevedere una cinghia di trasmissione di dimensioni ridotte. ;5 In una prima variante esecutiva, l’elemento circolare di ingranamento è una corona dentata internamente. ;In una seconda variante esecutiva, l’elemento circolare di ingranamento è una catena per biciclette di 10 lunghezza corrispondente alla circonferenza del cerchio della ruota posteriore e fissata al cerchio stesso. Ciò consente di non avere un elemento specifico da fissare al cerchio della ruota, ma di poter utilizzare una comune catena per biciclette, opportunamente chiusa su se 15 stessa. In questo caso la ruota dentata che ingrana sulla catena può essere vantaggiosamente una comune corona da bicicletta, che presenta numero di denti e passo perfettamente compatibile con la catena. Secondo un modo di realizzazione preferito, la catena è fissata per 20 saldatura al cerchio. In alternativa la catena può essere fissata mediante altri mezzi di fissaggio, come incollaggio, tramite bulloni, fissaggio ad incastro o simili. ;Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della 25 presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi non limitativi illustrati nei disegni allegati in cui: ;la figura 1 illustra una vista laterale del sistema di trasmissione del motore elettrico; e ;5 la figura 2 illustra una vista posteriore del sistema di trasmissione. ;Nelle figure è illustrato un esempio esecutivo della bicicletta elettrica 1 oggetto della presente invenzione, costituita da un telaio 12, due ruote 11, un manubrio di 10 sterzatura non visibile in figura, un sellino 13 e un sistema di propulsione a pedalata comprendente una coppia di pedali 14 e una catena 15 di trasmissione della pedalata alla ruota 11 posteriore. ;La bicicletta 1 comprende un motore elettrico 10 di 15 trazione. Il motore 10 può essere vincolato direttamente o indirettamente al telaio 12 in qualsivoglia posizione utile. Nell’esempio delle figure il motore 10 è posto su un portapacchi posteriore 16, che è fissato al telaio 12 e posto al di sopra della ruota posteriore 11. ;20 Il motore 10 è orientato in modo tale per cui il suo albero di uscita 20 giace lungo un asse orizzontale ed ortogonale all’asse anteroposteriore della bicicletta. . ;L’albero di uscita 20 è provvisto di pignone 21 collegato ad un albero di trasmissione 24 mediante mezzi 25 di trasmissione. ;I mezzi di trasmissione nell’esempio delle figure comprendono una cinghia di trasmissione 22 avvolta attorno al pignone 21 e ad una puleggia 23 collegata all’albero di trasmissione 24. ;5 L’albero di uscita 20 e l’albero di trasmissione 24 sono paralleli e posti su un medesimo piano verticale e ortogonale all’asse anteroposteriore della bicicletta. ;La cinghia di trasmissione 22 è dentata, essendo il pignone 21 e la puleggia 23 dentati corrispondentemente. ;10 L’albero di trasmissione 24 è posto ruotabile all’interno di una boccola di supporto, che è fissata solidalmente al telaio 12 della bicicletta 1. ;In una forma di realizzazione la boccola di supporto è costituita semplicemente da un foro in una piastra 15 saldata o fissata in altri modi al telaio 12. La boccola di supporto è inoltre provvista internamene di almeno un cuscinetto a sfere. ;L’albero di trasmissione 24 è posto nella boccola in modo tale per cui sporge dalla stessa con le opposte 20 estremità. Su una prima estremità dell’albero di trasmissione 24 in direzione opposta alla ruota 11 è calettata la puleggia 23. Sull’estremità opposta dell’albero di trasmissione 24, ossia l’estremità rivolta in direzione della ruota 11, è calettata una ruota 25 dentata 25 atta ad impegnarsi per ingranamento all’interno di un elemento circolare di ingranamento 26 fissato al cerchio della ruota posteriore 11, che è pertanto la ruota motrice. ;Le dimensioni di raggio e denti del pignone 21, 5 della puleggia 23, della ruota dentata 25 e dell’elemento circolare di ingranamento 26 possono essere variate a seconda della tipologia del motore e del rapporto di trasmissione desiderato. ;Nell’esempio delle figure l’elemento circolare di 10 ingranamento 26 è una corona dentata internamente, visibile in sezione in figura 2. La corona dentata internamente ha una dimensione dei denti corrispondenti a quella della ruota dentata 25. ;In un esempio esecutivo preferito non illustrato 15 nelle figure l’elemento circolare di ingranamento 26 è una catena per biciclette di lunghezza corrispondente alla circonferenza del cerchio della ruota posteriore 11 e fissata al cerchio stesso. La catena è saldata al cerchio della ruota 11. ;20 È possibile, con opportune modifiche note all’esperto del settore, applicare il medesimo sistema di trasmissione alla ruota anteriore. ;Da quanto precedentemente esposto è pertanto evidente che il trovato non è limitato alle forme 25 esecutive testé descritte ed illustrate a semplice titolo di esempi non limitativi, ma potrà essere variato e modificato, nel suo complesso e nei singoli particolari, soprattutto costruttivamente, a seconda delle specifiche esigenze e convenienze di fabbricazione e d’impiego, 5 nell’ambito degli equivalenti tecnici e funzionali, senza per questo abbandonare il principio informatore sopra esposto ed a seguito rivendicato. ** The present invention relates to an electric bicycle comprising a motor 10 mechanically connected to at least one driving wheel. In recent years, there has been an exponential growth in the market for electric bicycles, i.e. bicycles with pedal assisted by an electric motor. Technological innovations have led to 15 ever lighter and more capacious electric power batteries for the engine, which make it possible to optimally replace a car over medium-short distances. In the last twenty years, the models of electric bicycles available to the public have multiplied dramatically by 20, and several manufacturers have experimented with innovative technical solutions to achieve an ever better integration between pedaling and motor assistance. Various types of pedal assisted bicycles 25 are known. According to a first typology, a normal bicycle provided with a chain is equipped with an electric pedal assist motor. According to this type of bicycle, the power required to move the bicycle is supplied to the drive wheel 5 at the same time by both the user via the chain and the motor. Both the pedals and the motor are mechanically connected to the drive wheel. A second type of known bicycle provides for total mechanical decoupling between the pedals and the drive wheel, which therefore are not connected to each other by a chain. Pedaling activates an electric generator which in turn supplies an electric motor with the electrical power necessary to move the bicycle. A battery also provides the engine with a surplus of power under predetermined circumstances. For example, this battery can be activated by pressing a button by the user. ; The first type of bicycle is structurally complicated because its movement is obtained by combining energy sources of different nature that act in parallel, ie the user himself and the engine. The second type of bicycle is structurally simpler 25 since the drive wheel is moved exclusively by the electric motor. Electric bicycles are typically equipped with a permanently installed motor, for example in the front wheel hub, rear wheel hub 5 or between the pedals. This motor cannot be removed easily without jeopardizing the functionality of the bicycle. The result is that the motor, which is a very heavy component, is part of the bicycle in a stable manner, even when it may be desirable to remove it to reduce the overall weight of the bicycle. ; The motors on the front wheel hub are very easy to mount, because they do not interfere with the pedals or the chain, but they are not very efficient in case of slippery asphalt 15, on dirt roads or uphill, because the front wheel, having less load than at the rear, it can slip. Motors on the rear wheel hub do not have these drawbacks, but they are in general difficult to mount as it is necessary that 20 do not interfere with the transmission and the gearbox. In both types of hub motors, moreover, the motor is linked to the number of rotations of the wheel on which it is located. This implies that, in the starting phases, when the wheel turns slowly, the engine must also supply its power at low rotation speeds, therefore in an inefficient manner, absorbing a lot of energy from the battery. This similarly occurs on steep hills, when the rotational speed of the wheels decreases again at low speeds. The motors 5 mounted centrally at the level of the pedals do not have these drawbacks, but instead have the disadvantage of being very complicated to assemble, and often require a special frame. The present invention aims to overcome the aforementioned 10 drawbacks relating to electric bicycles known in the state of the art with a bicycle as described at the beginning in which the motor has an output shaft provided with a pinion connected by means of transmission to a drive shaft. transmission, on which is fixed a toothed wheel suitable to engage inside a circular meshing element fixed to the rim of the driving wheel. The bicycle object of the present invention therefore has a kinematic chain 20 for transmitting motion from the engine to the drive wheel completely independent of the transmission from the pedals to the rear wheel. Moreover, the engine is advantageously not positioned in the hub and therefore does not have to deliver its power at low rotation speeds, therefore in a not very efficient way, when the wheel turns slowly. The motor is easily removable as it is not provided in the hub and is indeed provided with its own independent transmission line. Therefore, the object of the present invention is an electric bicycle comprising at least one drive wheel mechanically connected to an electric motor equipped with an output shaft provided with a pinion, which is connected to a transmission shaft by means of transmission. A 10 toothed wheel is fixed on the transmission shaft to engage within a circular meshing element which is fixed to the drive wheel rim. The circular meshing element generally has a diameter equal to or slightly less than that of the wheel rim 15. In this way, thanks to the usually large diameter of the wheels, a very high transmission ratio is obtained which allows to tackle very steep slopes. ; In an executive example, the transmission means 20 comprise a transmission belt interposed between the pinion and a pulley, which is connected to the transmission shaft. The transmission belt can be flat or, advantageously, toothed, in which case the pinion and the pulley are correspondingly toothed. ; It is however possible to use other transmission means, for example cardan or gear. Preferably, the motor has an orientation such that its output shaft lies along a horizontal axis 5 and orthogonal to the anteroposterior axis of the bicycle. ; According to a further executive example, the transmission shaft is rotatable inside a support bushing, which is fixed integrally to the frame of the 10 bicycle. The transmission shaft protrudes from the bushing with the opposite ends, the pulley being keyed on one end of the transmission shaft and the toothed wheel keyed on the opposite end of the transmission shaft. Preferably, the support bushing 15 is internally provided with at least one ball bearing. According to a preferred embodiment, the engine is placed on a luggage rack, preferably the rear one, which is fixed above the drive wheel, preferably the rear one. This makes it possible to have a reduced bulk in the front area of the bicycle and to keep the rear wheel as the driving wheel, thus reducing the risks of slipping, for example with wet asphalt. The luggage rack can be of the conventional type or be constituted by a support element 25 uniquely and specifically adapted to support the engine. The positioning on the luggage rack also has the advantage of having the engine very close to the drive wheel, and therefore of providing a small transmission belt. ; 5 In a first embodiment variant, the circular meshing element is an internally toothed crown. ; In a second executive variant, the circular meshing element is a bicycle chain of 10 length corresponding to the circumference of the rear wheel rim and fixed to the rim itself. This makes it possible not to have a specific element to be fixed to the wheel rim, but to be able to use a common bicycle chain, suitably closed on itself 15. In this case, the toothed wheel which meshes with the chain can advantageously be a common bicycle sprocket, which has a number of teeth and pitch perfectly compatible with the chain. According to a preferred embodiment, the chain is fixed by welding to the rim. Alternatively, the chain can be fixed by other fastening means, such as gluing, by bolts, interlocking fastening or the like. These and other characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the following description of some non-limiting embodiments illustrated in the attached drawings in which: Figure 1 illustrates a side view of the transmission system of the electric motor; and; Figure 2 illustrates a rear view of the transmission system. The figures show an executive example of the electric bicycle 1 object of the present invention, consisting of a frame 12, two wheels 11, a handlebar with 10 steering not visible in the figure, a saddle 13 and a pedal propulsion system comprising a pair of pedals 14 and a chain 15 for transmitting the pedaling to the rear wheel 11. The bicycle 1 comprises a 15 traction electric motor 10. The motor 10 can be constrained directly or indirectly to the frame 12 in any useful position. In the example of the figures, the motor 10 is placed on a rear luggage rack 16, which is fixed to the frame 12 and placed above the rear wheel 11.; 20 The motor 10 is oriented in such a way that its output shaft 20 it lies along a horizontal axis orthogonal to the anteroposterior axis of the bicycle. . ; The output shaft 20 is provided with pinion 21 connected to a transmission shaft 24 by means of transmission 25. ; The transmission means in the example of the figures comprise a transmission belt 22 wound around the pinion 21 and a pulley 23 connected to the transmission shaft 24.; 5 The output shaft 20 and the transmission shaft 24 are parallel and placed on the same vertical plane and orthogonal to the anteroposterior axis of the bicycle. The transmission belt 22 is toothed, the pinion 21 and the pulley 23 being correspondingly toothed. ; 10 The propeller shaft 24 is rotatably placed inside a support bushing, which is fixed integrally to the frame 12 of the bicycle 1.; In one embodiment, the support bushing consists simply of a hole in a plate 15 welded or otherwise fixed to the frame 12. The support bushing is also internally provided with at least one ball bearing. ; The transmission shaft 24 is placed in the bushing in such a way that it protrudes from it with the opposite 20 ends. The pulley 23 is keyed on a first end of the transmission shaft 24 in the opposite direction to the wheel 11. A toothed wheel 25 is keyed on the opposite end of the transmission shaft 24, ie the end facing the direction of the wheel 11. 25 able to engage by meshing inside a circular meshing element 26 fixed to the rim of the rear wheel 11, which is therefore the driving wheel. ; The dimensions of the spoke and teeth of the pinion 21, 5 of the pulley 23, of the toothed wheel 25 and of the circular meshing element 26 can be varied according to the type of motor and the desired transmission ratio. ; In the example of the figures, the circular meshing element 10 26 is an internally toothed crown, visible in section in Figure 2. The internally toothed crown has a dimension of the teeth corresponding to that of the toothed wheel 25.; In a preferred embodiment example not shown 15 in the figures, the circular meshing element 26 is a bicycle chain having a length corresponding to the circumference of the rim of the rear wheel 11 and fixed to the rim itself. The chain is welded to the rim of wheel 11.; 20 It is possible, with appropriate modifications known to the expert in the field, to apply the same transmission system to the front wheel. From the foregoing it is therefore evident that the invention is not limited to the embodiments 25 just described and illustrated merely by way of non-limiting examples, but can be varied and modified, as a whole and in individual details, especially constructively, depending on of the specific needs and convenience of manufacture and use, 5 in the context of technical and functional equivalents, without thereby abandoning the guiding principle described above and claimed hereinafter. *