ITMI20072062A1

ITMI20072062A1 - Cambio di bicicletta

Info

Publication number: ITMI20072062A1
Application number: IT002062A
Authority: IT
Inventors: Paolo Pasqua; Maurizio Valle
Original assignee: Campagnolo Srl
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2009-04-26
Also published as: US20090111625A1; TW200927584A; JP2009101998A; EP2052958A1

Description

Titolo: Cambio di bicicletta

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un cambio di bicicletta .

L'Invenzione riguarda altresì una bicicletta comprendente il suddetto cambio. Preferibilmente, la suddetta bicicletta è una bicicletta da competizione ed il suddetto cambio è un cambio motorizzato.

Come noto, la bicicletta è un mezzo meccanico mosso da forza motrice muscolare che viene trasmessa alla ruota posteriore "motrice" attraverso un sistema di trasmissione del moto. Esso comprende una coppia di pedivelle, su cui il ciclista esercita una spinta propulsiva, una o più ruote dentate motrici, messe in rotazione per accoppiamento diretto alle pedivelle, e una o più ruote dentate condotte o "pignoni", messe in rotazione dalle ruote dentate motrici tramite una catena, detti pignoni essendo accoppiati al mozzo della ruota posteriore.

In particolare, le biciclette da competizione comprendono una pluralità di pignoni di vari diametri e una pluralità di ruote dentate motrici, pure di vari diametri. La catena ingaggia simultaneamente una ruota dentata motrice e un pignone ed è selettivamente spostabile su di essi tramite un cambio anteriore e un cambio posteriore, in modo da ottenere la combinazione di ruota dentata motrice e pignone che offre il rapporto di trasmissione più favorevole alle condizioni del percorso.

Il cambio anteriore è montato sul piantone del telaio della bicicletta in prossimità della pluralità di ruote dentate motrici e sposta la catena da una ruota dentata motrice ad un'altra. Il cambio posteriore è montato su una porzione del telaio della bicicletta in prossimità della pluralità di pignoni e sposta la catena da un pignone ad un'altro.

Nella tecnica nota, i cambi anteriori e posteriori sono realizzati secondo uno schema a quadrilatero articolato formato da un organo di supporto, destinato a rimanere fisso rispetto al telaio, un organo di spinta della catena, tipicamente denominato forcella, e una coppia di bracci di articolazione per collegare in maniera mobile la forcella all'organo di supporto. In particolare, ciascun braccio di articolazione è girevolmente collegato all'organo di supporto e alla forcella tramite rispettivi perni inseriti in rispettivi fori. I perni sono generalmente fissati all'organo di supporto e alla forcella, mentre i fori sono realizzati sul braccio di articolazione. Per permettere la rotazione relativa, i suddetti accoppiamenti perno-foro hanno un determinato gioco.

L'azionamento del cambio può essere manuale o motorizzato .

Nei cambi ad azionamento manuale la forcella è collegata in genere ad un cavo di comando che viene tirato dal ciclista per spostare la forcella in una direzione predeterminata, generalmente in allontanamento dal piano mediano longitudinale della bicicletta, verso le ruote dentate motrici o i pignoni di diametro inferiore. Per lo spostamento della forcella nella direzione opposta a quella di tiro del cavo di comando è prevista una molla antagonista che spinge la forcella nella direzione opposta quando il cavo è allentato. L'equilibrio tra tensione del cavo e la spinta della molla mantiene la forcella in una posizione stabile in corrispondenza alla ruota dentata motrice o al pignone desiderati.

La molla ha anche un ulteriore effetto, che è quello di mantenere i componenti del quadrilatero articolato in battuta l'uno contro l'altro eliminando i giochi tra tali componenti. Ciò si rende necessario per il fatto che un gioco, anche piccolo, vicino all'organo di supporto sarebbe amplificato a causa della lunghezza dei bracci di articolazione fino a generare un errore di posizionamento rilevante della forcella. In definitiva, grazie alla suddetta molla, è possibile assicurare una sufficiente precisione di cambiata.

La Richiedente ha riscontrato che i cambi di bicicletta appena descritti presentano l'inconveniente che i suddetti accoppiamenti perno-foro sono soggetti a fenomeni di usura per effetto dello strisciamento relativo tra perno e foro, con conseguenti difficoltà nella rotazione relativa dei bracci di articolazione rispetto all'organo di supporto e alla forcella. Tale usura è accentuata dalla presenza della molla che, spingendo i componenti del quadrilatero articolato l'uno contro l'altro, causa un aumento dell'attrito nello strisciamento relativo dei suddetti componenti. Le suddette difficoltà nella rotazione relativa dei componenti del quadrilatero articolato rallentano la rapidità di cambiata e possono anche comportare inceppamenti del cambio o addirittura la "caduta" della catena, che perde l'ingaggio con le ruote dentate motrici e con i pignoni.

Anche nei cambi ad azionamento motorizzato si possono riscontrare errori di posizionamento della forcella per effetto di possibili giochi negli accoppiamenti perno-foro e problemi di usura per effetto dello strisciamento relativo tra perno e foro.

Il problema tecnico che sta alla base della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un cambio di bicicletta ad elevata affidabilità e precisione di cambiata, così da superare, in modo semplice ed efficace, gli inconvenienti più sopra menzionati con riferimento alla tecnica nota.

La presente invenzione riguarda pertanto, in un suo primo aspetto, un cambio di bicicletta, comprendente un organo di supporto destinato ad essere montato su un telaio di una bicicletta, un organo di spinta di una catena di bicicletta ed almeno un braccio di articolazione per connettere in maniera mobile detto organo di spinta a detto organo di supporto, detto almeno un braccio di articolazione essendo collegato ad almeno un organo tra detto organo di supporto e detto organo di spinta in modo girevole attorno ad un rispettivo asse di rotazione tramite almeno un rispettivo perno di collegamento esteso lungo detto asse di rotazione, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un primo elemento volvente operativamente interposto in direzione radiale tra detto almeno un perno di collegamento ed uno tra detto almeno un braccio di articolazione e detto almeno un organo tra detto organo di supporto e detto organo di spinta.

Nel seguito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con "elemento volvente" si intende un qualsiasi elemento che possa ruotare attorno ad almeno un asse di rotazione. Ad esempio, tale elemento può essere una sfera, un cilindro o un cono.

Inoltre, nel seguito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con "direzione radiale" si intende una direzione sostanzialmente ortogonale all'asse di rotazione del perno di collegamento tra braccio di articolazione e organo di supporto o organo di spinta, mentre per "direzione assiale" una direzione sostanzialmente parallela al suddetto asse di rotazione.

Vantaggiosamente, l'interposizione in direzione radiale di un elemento volvente tra il perno di collegamento del braccio di articolazione e l'organo di supporto e/o tra il perno di collegamento del braccio di articolazione e l'organo di spinta fa sì che l'attrito durante la rotazione del braccio di articolazione rispetto all'organo di supporto e/o all'organo di spinta è ridotto rispetto a quello dell'accoppiamento perno-foro della tecnica nota, poiché nel cambio della presente invenzione si ha un contatto volvente anziché strisciante.

Un ulteriore vantaggio correlato all'impiego dell'elemento volvente è che viene eliminato il gioco radiale tra il braccio di articolazione e l'altro organo.

La condizione di funzionamento che si viene a creare è quindi ottimale poiché dà al ciclista una immediata sensazione di funzionamento sia preciso, per l'assenza del gioco, che veloce e leggero, per il basso attrito. Inoltre, con il cambio della presente invenzione si evitano anche rischi di inceppamento o ritardo nella cambiata, dovuti a difficoltà di rotazione relativa tra il braccio di articolazione e l'organo di supporto e/o l'organo di spinta.

In una forma di realizzazione del cambio della presente invenzione, il suddetto perno di collegamento è associato all'organo di supporto e/o all'organo di spinta ed il suddetto elemento volvente è interposto tra il perno di collegamento ed il braccio di articolazione.

In questo caso, il perno di collegamento può essere realizzato di pezzo con l'organo di supporto e/o l'organo di spinta, o in alternativa può essere rimovibilmente associato all'organo di supporto e/o all'organo di spinta.

In una ulteriore forma di realizzazione del cambio della presente invenzione, il perno di collegamento è associato al braccio di articolazione ed il suddetto elemento volvente è interposto tra il perno di collegamento e l'organo di supporto e/o l'organo di spinta.

Anche in questo caso, il perno di collegamento può essere realizzato di pezzo l'organo di supporto e/o l'organo di spinta, o in alternativa può essere rimovibilmente associato all'organo di supporto e/o all'organo di spinta.

Preferibilmente, il braccio di articolazione e l'organo di supporto e/o l'organo di spinta sono in appoggio diretto l'uno con l'altro in direzione assiale.

Vantaggiosamente, l'appoggio in direzione assiale elimina il gioco assiale residuo che si dovesse avere per via dell'appoggio in direzione radiale realizzato tramite il suddetto elemento volvente.

Ancor più vantaggiosamente, l'appoggio in direzione assiale determina un attrito particolarmente basso poiché, per via della direzione principale di spinta del cambio sulla catena, il carico nei punti di articolazione, specialmente nel caso di schema a quadrilatero articolato, è prevalentemente radiale rispetto agli assi di rotazione dei componenti in moto relativo. Quindi, anche nelle peggiori condizioni di contatto, in direzione assiale si ha un basso attrito dovuto ai bassi carichi assiali.

Più preferibilmente, il braccio di articolazione e l'organo di supporto e/o l'organo di spinta sono in' appoggio l'uno con l'altro in direzione assiale tramite l'interposizione di almeno un secondo elemento volvente. In tal modo anche l'attrito in direzione assiale è annullato, così che si riduce drasticamente il rischio di inceppamento o rallentamento della cambiata.

In una forma di realizzazione preferita del cambio della presente invenzione, esso comprende almeno un dispositivo di registrazione per esercitare un precarico in direzione assiale sul braccio di articolazione e sull'organo di supporto e/o l'organo di spinta.

In questo modo, è vantaggiosamente possibile recuperare completamente i giochi assiali dovuti all'impiego dell'elemento volvente attivo in direzione radiale, semplicemente mettendo preventivamente in spinta l'uno verso l'altro, o in allontanamento l'uno dall'altro, i due componenti del cambio in rotazione relativa, ossia il braccio di articolazione e l'organo di supporto o il braccio di articolazione e l'organo di spinta.

Preferibilmente, il cambio della presente invenzione comprende inoltre almeno un elemento elastico operativamente interposto tra il braccio di articolazione e l'organo di supporto e/o l'organo di spinta, per esercitare una sollecitazione in direzione assiale.

Tale elemento elastico permette di regolare meglio la spinta di precarico sui componenti del cambio in rotazione relativa ed evitare un logorio precoce dell'accoppiamento relativo o un inceppamento nella rotazione .

La posizione del suddetto elemento elastico può essere diversa. In particolare, il suddetto elemento elastico può essere interposto tra l'elemento volvente attivo in direzione radiale ed il braccio di articolazione, o tra l'elemento volvente attivo in direzione radiale e l'organo di supporto e/o l'organo di spinta .

Nel caso sia previsto anche l'elemento volvente attivo in direzione assiale, il suddetto elemento elastico può essere interposto tra l'elemento volvente attivo in direzione radiale e l'elemento volvente attivo in direzione assiale, ovvero tra l'elemento volvente attivo in direzione assiale ed il braccio di articolazione, ovvero ancora tra l'elemento volvente attivo in direzione assiale e l'organo di supporto e/o l'organo di spinta.

Preferibilmente, il suddetto elemento elastico comprende una molla a tazza, ma è possibile prevedere mezzi elastici di tipo diverso per compiere la stessa funzione, come ad esempio dei tamponi in gomma.

In una forma di realizzazione preferita del cambio della presente invenzione, il perno di collegamento è rigidamente vincolato all'organo di supporto e/o all'organo di spinta.

In questo caso, il perno di collegamento può essere avvitato in una cavità filettata dell'organo di supporto e/o dell'organo di spinta, ovvero, ad esempio quando il componente su cui il perno deve avvitarsi è in materiale composito, in una cavità filettata di un inserto metallico associato all'organo di supporto e/o all'organo di spinta.

Vantaggiosamente, la posizione reciproca assiale tra perno di collegamento e organo di supporto e/o organo di spinta (o tra perno di collegamento e inserto) è registrabile tramite avvitamento del perno nella cavità appositamente prevista nell'organo di supporto e detto organo di spinta (o nell'inserto).

In una forma di realizzazione preferita del cambio della presente invenzione, l'elemento volvente attivo in direzione radiale è compreso in un cuscinetto radiale.

Nella presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, per "cuscinetto radiale" si intende un qualsiasi tipo di cuscinetto in grado di reggere un carico orientato in direzione radiale rispetto al suo asse di rotazione. Inoltre, per "cuscinetto assiale" si intende un qualsiasi tipo di cuscinetto in grado di reggere un carico orientato in direzione assiale rispetto al suo asse di rotazione. Ad esempio rientrano nelle suddette definizioni sia i cuscinetti puramente radiali o assiali, cioè che reggono carichi orientati solamente radialmente o assialmente, che i cuscinetti in grado di reggere entrambi i tipi di carico, come ad esempio i cuscinetti obliqui.

Nel caso che il cambio della presente invenzione comprenda un cuscinetto radiale, esso ha una ralla interna calettata sul perno di collegamento ed una ralla esterna associata internamente ad una cavità formata nel braccio di articolazione o nell'organo di supporto e/o organo di spinta.

Preferibilmente, il perno di collegamento comprende una testa in battuta assiale contro la ralla interna del cuscinetto radiale..

In questo modo, il perno di collegamento, tramite il suo avvitamento nella cavità prevista sul braccio di articolazione o sull'organo di supporto e/o organo di spinta, funge da dispositivo di registrazione per esercitare il precarico in direzione assiale sul braccio di articolazione e sull'organo di supporto e/o organo di spinta.

Infatti, durante l'avvitamento del perno, i due componenti del cambio collegati tramite il perno sono trascinati l'uno verso l'altro fino ad andare in battuta. Un ulteriore avvitamento del perno comporta il caricamento del cuscinetto radiale e una completa eliminazione dei giochi assiali.

Nel caso sia previsto anche l'elemento volvente attivo in direzione assiale, esso è preferibilmente compreso in un cuscinetto assiale.

Più preferibilmente, il cuscinetto assiale è operativamente interposto tra la ralla esterna del cuscinetto radiale ed il braccio di articolazione o l'organo di supporto e/o organo di spinta.

Ancora più preferibilmente, il cuscinetto assiale ha una prima ralla adiacente al cuscinetto radiale montata con gioco sul perno di collegamento ed una seconda ralla opposta alla suddetta prima ralla montata con gioco sul braccio di articolazione o sull'organo di supporto e/o organo di spinta.

In questa maniera sono completamente evitati contatti striscianti tra i componenti in rotazione relativa, e quindi sono evitati gli attriti.

In una ulteriore forma di realizzazione del cambio della presente invenzione, l'elemento volvente attivo in direzione radiale e l'elemento volvente attivo in direzione assiale sono compresi in un unico cuscinetto avente una doppia corona di elementi volventi.

In una sua ulteriore forma di realizzazione, il cambio della presente invenzione comprende piste circonf erenziali formate sul perno di collegamento e sul braccio di articolazione o sull'organo di supporto e/o organo di spinta per il rotolamento dell'elemento volvente attivo in direzione radiale.

In aggiunta o in alternativa, il cambio della presente invenzione comprende inoltre ulteriori piste circonferenziali formate sul braccio di articolazione e sull'organo di supporto e/o organo di spinta per il rotolamento dell'elemento volvente attivo in direzione assiale .

In una sua forma di realizzazione preferita, il cambio della presente invenzione comprende due bracci di articolazione e l'elemento volvente attivo in direzione radiale è accoppiato al braccio di articolazione più vicino ad un telaio della bicicletta quando il cambio è associato al telaio.

Preferibilmente, inoltre, il suddetto elemento volvente è accoppiato al suddetto braccio di articolazione in corrispondenza di una porzione del braccio di articolazione assialmente più distante da una porzione di spinta dell'organo di spinta della catena della bicicletta.

In questo modo, il punto di articolazione tra organo di supporto e braccio di articolazione ove è previsto l'elemento volvente attivo in direzione radiale è quello più distante dalla porzione di spinta dell'organo di spinta della catena, per cui un recupero del gioco in questo punto di articolazione risulta particolarmente vantaggioso per il corretto posizionamento dell'organo di spinta, conseguendo così una elevata precisione di cambiata.

Preferibilmente, il cambio della presente invenzione è un cambio motorizzato.

In un suo secondo aspetto, la presente invenzione riguarda una bicicletta comprendente un cambio del tipo sopra descritto.

Preferibilmente, tale bicicletta presenta singolarmente o in combinazione tutte le caratteristiche strutturali e funzionali sopra discusse con riferimento al suddetto cambio e pertanto presenta tutti i vantaggi più sopra menzionati.

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 e data a titolo indicativo e non limitativo. In tali disegni:

- la figura 1 rappresenta schematicamente una vista in prospettiva di un cambio di bicicletta secondo la presente invenzione;

- la figura 2 rappresenta schematicamente una vista in esploso del cambio di bicicletta di figura 1;

- la figura 3 rappresenta schematicamente una vista in elevazione frontale del cambio di figura 1;

- la figura 4 rappresenta schematicamente una vista in sezione del cambio di figura 3, presa secondo il piano di traccia IV - IV di figura 3;

- la figura 5 rappresenta schematicamente un particolare in scala ingrandita della vista di figura 4;

- le figure 5A e 6-12 rappresentano schematicamente ulteriori forme di realizzazione del cambio secondo la presente invenzione, in rispettive viste analoghe a quelle di figura 5.

Con riferimento iniziale alle figure 1-5, viene mostrata una prima forma di realizzazione di un cambio di bicicletta - in particolare un cambio anteriore - in accordo con la presente invenzione ed indicato complessivamente con 20.

Il cambio 20 comprende un organo di supporto 22, destinato ad essere fissato al piantone (non illustrato) del telaio di una bicicletta, un organo di spinta 24 destinato ad essere attivo in spinta contro la catena di una bicicletta (non mostrata) per spostarla da una posizione di ingaggio con una ruota dentata motrice ad un'altra (non mostrate) e sagomato ad esempio a forcella, un braccio di articolazione anteriore 26 e un braccio di articolazione posteriore 28, il braccio di articolazione anteriore 26 essendo più distanziato del braccio di articolazione posteriore 28 rispetto al piano mediano del telaio della bicicletta. I due bracci di articolazione 28 e 26 sono girevolmente collegati all'organo di supporto 22 e all'organo di spinta 24 in corrispondenza dei quattro assi di articolazione 30a, 30b, 30c e 30d, rispettivamente, secondo uno schema a quadrilatero articolato .

L'organo di spinta 24 è sagomato sostanzialmente a forcella. Tale forcella è disposta sostanzialmente parallela al piano mediano del telaio della bicicletta ed è allungata verso l'estremità posteriore della bicicletta. L'organo di spinta 24 comprende due piastre, anteriore 24a e posteriore 24b, la piastra anteriore 24a essendo più distanziata della piastra posteriore 24b rispetto al piano mediano del telaio della bicicletta. La piastra anteriore 24a comprende una porzione di spinta 25 della catena, disposta in una porzione centrale della piastra, ossia spostata verso l'estremità posteriore della bicicletta, rispetto alla zona 25b di collegamento con i due bracci di articolazione 26 e 28.

L'organo di supporto 22 comprende preferibilmente una fascetta di ancoraggio 32 destinata ad essere serrata attorno al piantone del telaio della bicicletta. L'organo di supporto 22 può essere realizzato con gualunque materiale, come ad esempio una lega di alluminio, un materiale composito o un polimero.

Per materiale composito si intende un materiale costituito da almeno due componenti tra i quali una matrice polimerica e una carica comprendente ad esempio fibre strutturali, granuli o polveri. Le fibre strutturali preferibilmente sono scelte dal gruppo costituito da fibre di carbonio, fibre di vetro, fibre aramidiche, fibre ceramiche, fibre di boro e loro combinazioni. Sono particolarmente preferite le fibre di carbonio. Preferibilmente, il materiale polimerico è termoindurente e comprende preferibilmente una resina epossidica. Non si esclude tuttavia la possibilità di utilizzare un materiale termoplastico.

Per materiali compositi strutturali si intendono quei materiali che contengono fibre strutturali con una lunghezza superiore a cinque millimetri.

Per materiali compositi rinforzati si intendono invece quei materiali comprendenti una matrice polimerica caricata con fibre di lunghezza inferiore o uguale a cinque millimetri e/o con polveri e/o con granuli. Le dimensioni riportate sopra fanno riferimento alla lunghezza della fibra riscontrabile in un pezzo finito.

I materiali compositi rinforzati hanno<'>una resistenza strutturale inferiore ai materiali compositi strutturali, ma in genere sono adatti allo stampaggio ad iniezione e sono facilmente lavorabili, ragion per cui sono particolarmente preferiti per la realizzazione dell'organo di supporto 22, a cui conferiscono inoltre notevole leggerezza. Per tale componente tuttavia non si esclude l'uso di un semplice polimero.

II braccio di articolazione posteriore 28 a sua volta può essere realizzato con lo stesso materiale dell'organo di supporto 22 o con un materiale diverso, ma sempre preferibilmente scelto tra un materiale metallico, come una lega di alluminio, o un materiale composito.

Come meglio mostrato in figura 2, il cambio 20 è un cosiddetto cambio motorizzato funzionante secondo i principi illustrati nel brevetto n° US 6679797 a nome della stessa Richiedente, e di seguito schematicamente riportati. In particolare, l'organo di supporto 22 ha una forma atta ad alloggiare una vite senza fine 32 azionata da un motore elettrico 35. Il braccio di articolazione anteriore 26 ha un prolungamento 27 terminante con una porzione di impegno 27a recante una madrevite che ingaggia la vite senza fine 32. Quando la vite senza fine 32, azionata dal motore elettrico 35, muove la porzione di impegno 27a del prolungamento 27, il braccio 26 ruota attorno ad un perno di collegamento 37 coassiale all'asse di articolazione 30c (figura 1) come una leva infulcrata in corrispondenza del suddetto perno 37, inducendo lo spostamento dell'organo di spinta 24. L'organo di spinta 24 a sua volta è fissato al braccio anteriore 26 mediante un perno di collegamento 38 coassiale all'asse di articolazione 30d.

Il braccio di articolazione posteriore 28 limita le possibili posizioni che l'organo di spinta 24 può assumere a causa del suo movimento attorno all'asse di articolazione 30d. In particolare il braccio di articolazione posteriore 28 è sagomato sostanzialmente a forma di "H" ed è collegato all'organo di supporto 22 in modo girevole attorno all'asse 30a mediante due perni di collegamento coassiali 40a e 40b, e all'organo di spinta 24 in modo girevole attorno all'asse 30b mediante due perni di collegamento coassiali 41a e 41b. L'organo di supporto 22 a sua volta comprende due alette 43a e 43b dove sono ricavate le sedi 45a e 45b per ricevere rispettivamente i perni 40a e 40b. Nel caso in cui l'organo di supporto 22 sia in materiale composito o in semplice polimero è preferibile applicare un inserto 47, ad esempio di forma sostanzialmente cilindrica, con una cavità cilindrica filettata 47c per l'avvitamento del perno 40a. L'inserto 47 può essere costampato, incollato, o semplicemente trattenuto tramite spallamento 47a, come indicato in figura 5. Può essere previsto un inserto del tipo suddetto anche in corrispondenza del perno 40b.

I perni 40a, 40b, 41a e 41b possono essere associati all'organo di supporto 22, o ai bracci di articolazione 26 e 28, ovvero alcuni perni possono essere associati all'organo di supporto 22 e gli altri ai bracci di articolazione 26 e 28.

La figura 3 mostra il cambio di figura 1 in elevazione frontale così che è evidente lo schema a quadrilatero articolato dove l'organo di supporto 22, l'organo di spinta 24 e i due bracci di articolazione 26 e 27 sono i lati del quadrilatero e gli assi 30a, 30b, 30c e 30d sono gli assi di articolazione. La sezione di figura 4, e ancora più in dettaglio l'ingrandimento di figura 5, mostrano l'accoppiamento tra il braccio di articolazione posteriore 28 e l'organo di supporto 22.

Con particolare riferimento alla figura 5, si osserva che l'estremità 50 del braccio di articolazione posteriore 28 comprende una sede 52 sagomata a foro circolare passante, affacciata alla sede 45a dell'aletta 43a. Dentro la sede 52 è inserito a pressione un cuscinetto radiale 54. In particolare, il cuscinetto 54 è inserito dal lato della sede 52 affacciato alla sede 45a (lato destro con riferimento alla figura 5) fino a raggiungere uno spallamento 58 della sede 52. Tale accoppiamento diretto è vantaggiosamente praticabile nel caso in cui il braccio di articolazione 28 sia in materiale metallico.

Nella forma di realizzazione di figura 5A, il braccio 128, analogo al braccio 28 del cambio 20 illustrato nelle figure 1-5, è realizzato in materiale composito. In questo caso, è particolarmente vantaggioso interporre tra la sede 52 e il cuscinetto 54 un inserto metallico 48, ad esempio in lega di alluminio o in acciaio .

Nella figura 5A, ad elementi strutturali identici o equivalenti dal punto di vista funzionale a quelli del cambio 20 delle figure 1-5 sono attribuiti gli stessi numeri di riferimento.

In particolare, l'inserto 48 ha forma sostanzialmente anulare e viene incollato internamente ad un foro passante 152 del braccio 128. Alternativamente, l'inserto 48 è costampato con il braccio 128, internamente ad un suo foro passante 152.

Il cuscinetto radiale 54 ha, sul lato sinistro con riferimento alla figura 5, la ralla esterna 56 in battuta contro lo spallamento 58 della sede 52, e la ralla interna 55 in battuta contro una testa 51 del perno 40a, tale testa 51 risultando parzialmente inserita nella sede 52.

Viceversa, sul lato destro con riferimento alla figura 5, la ralla interna 55 è in battuta contro una estremità laterale 47b dell'inserto 47 (ovvero alternativamente contro l'organo di supporto 22), così che risulta completamente immobilizzata rispetto al perno 4Oa .

La ralla esterna 56 è in battuta contro l'organo di supporto 22, ma con l'interposizione di una molla a tazza 60 e di un cuscinetto assiale 62, montati in posizione radialmente esterna sull'inserto 47.

Al cuscinetto 62 è imposto un precarico assiale determinato dall'avvitamento fino ad una predeterminata profondità del perno 40a nell'inserto 47, e dalla sollecitazione esercitata dalla compressione della molla a tazza 60. Naturalmente un tecnico del ramo intenderà che un qualsiasi mezzo elastico può essere utilizzato al posto della molla a tazza 60, ad esempio un tampone elastico di gomma.

Il cuscinetto radiale 54 può comprendere elementi volventi di qualsiasi tipo: nelle figure 4 e 5 sono illustrate sfere 57, ma non si esclude l'uso di rullini cilindrici o coni. La stessa cosa vale per gli elementi volventi 63 del cuscinetto assiale 62.

Il cuscinetto assiale 62 ha la funzione di consentire l'appoggio della ralla esterna 56 del cuscinetto radiale 54 all'organo di supporto 22 senza generare attrito in rotazione. In tal modo il cuscinetto assiale 62 fornisce un appoggio che previene i giochi del cuscinetto radiale 54 dovuti allo scorrimento assiale della ralla 56 sugli elementi volventi 57.

Per operare al meglio senza aggiungere attrito, la ralla 64 del cuscinetto assiale 62 assialmente più vicina al cuscinetto radiale 54 è montata con gioco rispetto al perno 40a (e all'inserto 47), mentre la ralla opposta 66 è montata con gioco rispetto alla superficie interna della sede 52 del braccio 28 di articolazione posteriore (ovvero, nel caso di figura 5A, la ralla opposta 66 è montata con gioco rispetto alla superficie interna dell'inserto 48).

La ralla 66 del cuscinetto assiale 62 è montata in battuta su una superficie laterale 43c dell'aletta 43a affacciata al braccio di articolazione 28.

La figura 6 mostra una seconda forma di realizzazione del cambio di bicicletta dell'invenzione. In tale figura 6, ad elementi strutturali identici o equivalenti dal punto di vista funzionale a quelli del cambio 20 descritto sopra con riferimento alle figure 1-5 verranno attribuiti gli stessi numeri di riferimento ed essi non verranno descritti ulteriormente.

In particolare, questa seconda forma di realizzazione del cambio dell'invenzione si differenzia dalla prima forma di realizzazione del cambio 20 per il fatto che la molla a tazza 160 è interposta tra il cuscinetto assiale 62 e l'organo di supporto 22, mentre la ralla esterna 56 del cuscinetto radiale 54 e la ralla 64 del cuscinetto assiale 62 sono in battuta tramite l'interposizione di un anello distanziatore 61 (o eventualmente direttamente).

La figura 7 mostra una terza forma di realizzazione del cambio di bicicletta dell'invenzione. In tale figura 7, ad elementi strutturali identici o equivalenti dal punto di vista funzionale a quelli del cambio 20 descritto sopra con riferimento alle figure 1-5 verranno attribuiti gli stessi numeri di riferimento ed essi non verranno descritti ulteriormente.

In particolare, questa terza forma di realizzazione del cambio dell'invenzione si differenzia dalla prima forma di realizzazione del cambio 20 per il fatto che la ralla interna 55 del cuscinetto radiale 54 non è bloccata tra la testa 51 del perno 40a e l'estremità laterale 147b di un inserto 147, analogo all'inserto 47 del cambio 20 illustrato nelle figure 1-5. In questo caso, però, l'estremità laterale 147b risulta allineata alla superficie laterale 43c dell'aletta 43a affacciata al braccio di articolazione 28. La molla a tazza 60 e il cuscinetto assiale 62 sono montati in posizione radialmente esterna sul perno 40a e la ralla 66 del cuscinetto assiale 62 è montata in battuta sulla superficie laterale 43c dell'aletta 43a e sull'estremità laterale 147b dell'inserto 147. In questo caso, il precarico del cuscinetto 54 è regolato dall'avvitamento del perno 40a nell'inserto 147 e dalla molla a tazza 60.

La figura 8 mostra una quarta forma di realizzazione del cambio di bicicletta dell'invenzione. In tale figura 8, ad elementi strutturali identici o equivalenti dal punto di vista funzionale a quelli del cambio 20 descritto sopra con riferimento alle figure 1-5 verranno attribuiti gli stessi numeri di riferimento ed essi non verranno descritti ulteriormente.

In particolare, questa quarta forma di realizzazione del cambio dell'invenzione si differenzia dalla prima forma di realizzazione del cambio 20 per il fatto che è stata omessa la molla a tazza 60 tra il cuscinetto radiale 54 e il cuscinetto assiale 62. Inoltre, la ralla esterna 56 del cuscinetto radiale 54 e la ralla 64 del cuscinetto assiale 62 sono in battuta tramite l'interposizione di un anello distanziatore 61. In tal caso è necessario però prestare particolare attenzione al precarico assiale che, avvitando il perno 40a, si applica direttamente sui cuscinetti 54 e 62.

La figura 9 mostra una quinta forma di realizzazione del cambio di bicicletta dell'invenzione. In tale figura 9, ad elementi strutturali identici o equivalenti dal punto di vista funzionale a quelli del cambio 20 descritto sopra con riferimento alle figure 1-5 verranno attribuiti gli stessi numeri di riferimento ed essi non verranno descritti ulteriormente.

In particolare, questa quinta forma di realizzazione del cambio dell'invenzione si differenzia dalla prima forma di realizzazione del cambio 20 per il fatto che è stato omessa la molla a tazza 60 ed anche il cuscinetto assiale 62. In pratica è presente il solo cuscinetto radiale 54, che ha la ralla interna 55 bloccata tra la testa del perno 51 e l'estremità laterale 47b dell'inserto 47, mentre la ralla esterna 56 è rigidamente vincolata al braccio di articolazione posteriore 28.

La figura 10 mostra una sesta forma di realizzazione del cambio di bicicletta dell'invenzione. In tale figura 10, ad elementi strutturali identici o equivalenti dal punto di vista funzionale a quelli del cambio descritto sopra con riferimento alla figura 9 verranno attribuiti gli stessi numeri di riferimento ed essi non verranno descritti ulteriormente.

In particolare, questa sesta forma di realizzazione del cambio dell'invenzione si differenzia dalla forma di realizzazione di figura 9 per il fatto che è stato aggiunto un tampone elastico 59, ad esempio di gomma, tra il cuscinetto radiale 54 e la superficie laterale 43c dell'aletta 43a affacciata al braccio 28 di articolazione, per assorbire carichi assiali e fornire un appoggio per la totale eliminazione anche dei giochi assiali .

Il tampone 59, di forma anulare, è montato esternamente all'inserto 47 e la sua estensione radiale diminuisce sempre più spostandosi verso l'aletta 43a.

L'attrito di strisciamento tra il tampone 59 e la ralla esterna 56 nelle condizioni operative usuali è relativamente basso in quanto la superficie di contatto è limitata e il carico trasmesso dall'organo di spinta è prevalentemente diretto in direzione radiale.

La figura 11 mostra una settima forma di realizzazione del cambio di bicicletta dell'invenzione. In tale figura 11, ad elementi strutturali identici o equivalenti dal punto di vista funzionale a quelli del cambio 20 descritto sopra con riferimento alle figure 1-5 verranno attribuiti gli stessi numeri di riferimento ed essi non verranno descritti ulteriormente.

In particolare, questa settima forma di realizzazione del cambio dell'invenzione si differenzia dalla prima forma di realizzazione del cambio 20 per il fatto che i cuscinetti 54 e 62 con ralle per gli appoggi radiali e assiali sono sostituiti rispettivamente dagli elementi volventi 57 e 63 interposti tra l'organo di supporto 22 e il braccio di articolazione 28. Tali elementi volventi 57 e 63 scorrono su rispettive piste circonferenziali 90 e 92 realizzate sui due componenti 22 e 28.

La figura 12 mostra una ottava forma di realizzazione del cambio di bicicletta dell'invenzione. In tale figura 12, ad elementi strutturali identici o equivalenti dal punto di vista funzionale a quelli del cambio 20 descritto sopra con riferimento alle figure 1-5 verranno attribuiti gli stessi numeri di riferimento ed essi non verranno descritti ulteriormente.

In particolare, questa ottava forma di realizzazione del cambio dell'invenzione si differenzia dalla prima forma di realizzazione del cambio 20 sostanzialmente per il fatto che il cuscinetto radiale 54 ed il cuscinetto assiale 62 sono sostituiti da un unico cuscinetto 154, che presenta le caratteristiche funzionali dei due cuscinetti 54 e 62. In particolare il cuscinetto 154 comprende una doppia corona di sfere 157 che fornisce contemporaneamente appoggio sia in direzione radiale che assiale, e comunque impedisce il beccheggio del cuscinetto 154, cioè la sua rotazione attorno ad un asse Z ortogonale all'asse 30a.

In questa forma di realizzazione, il perno 40a è direttamente avvitato nel organo di supporto 22 senza interposizione dell'inserto 47.

Sebbene l'invenzione sia stata sin qui descritta ed illustrata con riferimento ad un cambio anteriore di bicicletta, il tecnico del ramo è in grado di capire come essa possa essere facilmente applicata anche ad un cambio posteriore ottenendo gli stessi vantaggi.

Inoltre, sebbene l'invenzione sia stata descritta con riferimento ad un cambio motorizzato, il tecnico del ramo è in grado di capire come essa possa essere facilmente applicata anche ad un cambio manuale.

Inoltre, sebbene l'invenzione sia stata descritta ed illustrata con riferimento solamente all'articolazione tra l'organo di supporto 22 e il braccio di articolazione posteriore 28, essa può essere applicata a qualunque coppia di componenti liberi di ruotare l'uno rispetto all'altro attorno ad un asse comune e appartenenti al quadrilatero articolato formato dall'organo di supporto 22, dall'organo di spinta 24, dal braccio di articolazione anteriore 26 e dal braccio di articolazione posteriore 28.

Ovviamente, al cambio di bicicletta sopra descritto, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare specifiche e contingenti esigenze, potrà apportare numerose modifiche e varianti, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione della presente invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Ad esempio, la forma e il numero dei cuscinetti impiegati nel cambio di bicicletta dell'invenzione può essere qualsiasi, nel limite del rispetto delle caratteristiche funzionali sopra indicate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Cambio (20) di bicicletta, comprendente un organo di supporto (22) destinato ad essere montato su un telaio di una bicicletta, un organo di spinta (24) di una catena di bicicletta ed almeno un braccio di articolazione (26, 28) per connettere in maniera mobile detto organo di spinta (24) a detto organo di supporto (22), detto almeno un braccio di articolazione (26, 28) essendo collegato ad almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24) in modo girevole attorno ad un rispettivo asse di rotazione (30a, 30b, 30c, 30d) tramite almeno un rispettivo perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) esteso lungo detto asse di rotazione (30a, 30b, 30c, 30d), caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un primo elemento volvente (57) operativamente interposto in direzione radiale tra detto almeno un perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) ed uno tra detto almeno un braccio di articolazione (26, 28) e detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24).
2. Cambio (20) secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) è associato a detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24), e detto almeno un primo elemento volvente (57) è interposto tra detto almeno un perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) e detto almeno un braccio di articolazione (26, 28).
3. Cambio (20) secondo la rivendicazione 2, in cui detto almeno un perno di collegamento (37) è realizzato di pezzo con detto almeno un organo (22) tra detto organo di supporto e detto organo di spinta.
4. Cambio (20) secondo la rivendicazione 2, in cui detto almeno un perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) è rimovibilmente associato a detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24).
5. Cambio (20) secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) è associato a detto almeno un braccio di articolazione (26, 28) e detto almeno un primo elemento volvente (57) è interposto tra detto almeno un perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) e detto almeno un organo tra detto organo di supporto e detto organo di spinta.
6. Cambio secondo la rivendicazione 5, in cui detto almeno un perno di collegamento è realizzato di pezzo con detto almeno un braccio di articolazione.
7. Cambio (20) secondo la rivendicazione 5, in cui detto almeno un perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) è rimovibilmente associato a detto almeno un braccio di articolazione (26, 28).
8. Cambio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti almeno un braccio di articolazione (26, 28) ed almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24) sono in appoggio diretto l'uno con l'altro in direzione assiale .
9. Cambio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui detti almeno un braccio di articolazione (26, 28) ed almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24) sono in appoggio l'uno con l'altro in direzione assiale tramite l'interposizione di almeno un secondo elemento volvente (63).
10. Cambio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno un dispositivo di registrazione (51) per esercitare un precarico in direzione assiale su detto almeno un braccio di articolazione (26, 28) e detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24).
11. Cambio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno un elemento elastico (59, 60, 160) operativamente interposto tra detto almeno un braccio di articolazione (26, 28) e detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24), per esercitare una sollecitazione in direzione assiale su detto almeno un braccio di articolazione (26, 28) e detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24).
12. Cambio (20) secondo la rivendicazione 11, in cui detto almeno un elemento elastico (59, 60, 160) è interposto tra detto almeno un primo elemento volvente (57) e detto almeno un braccio di articolazione (26, 28) o detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24).
13. Cambio (20) secondo la rivendicazione 12 quando dipendente dalla rivendicazione 9, in cui detto almeno un elemento elastico (60) è interposto tra detto almeno un primo elemento volvente (57) e detto almeno un secondo elemento volvente (63).
14. Cambio (20) secondo la rivendicazione 11 quando dipendente dalla rivendicazione 9, in cui detto almeno un elemento elastico (160) è interposto tra detto almeno un secondo elemento volvente (63) e detto almeno un braccio di articolazione (26, 28) o detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24 ) .
15. Cambio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 14, in cui detto almeno un elemento elastico (60, 160) comprende una molla a tazza.
16. Cambio (20) secondo la rivendicazione 2, in cui detto almeno un perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) è rigidamente vincolato a detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24).
17. Cambio (20) secondo la rivendicazione 16, in cui detto almeno un perno di collegamento (40a, 41b) è avvitato in almeno una cavità filettata di detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24).
18. Cambio (20) secondo la rivendicazione 16, in cui detto almeno un perno di collegamento è avvitato in almeno una cavità filettata (47c) di almeno un inserto (47, 147) associato a detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (28).
19. Cambio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un primo elemento volvente (57) è compreso in un cuscinetto radiale (54).
20. Cambio (20) secondo la rivendicazione 19, in cui detto cuscinetto radiale (54) ha una ralla interna (55) calettata su detto almeno un perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) ed una ralla esterna (56) associata internamente ad almeno una cavità (52) di detto almeno un braccio di articolazione (26, 28) o di detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24).
21. Cambio (20) secondo la rivendicazione 20, in cui detto almeno un perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) comprende una testa (51) in battuta assiale contro detta ralla interna (55) di detto cuscinetto radiale (54).
22. Cambio (20) secondo la rivendicazione 9, in cui detto almeno un secondo elemento volvente (63) è compreso in un cuscinetto assiale (62).
23. Cambio (20) secondo le rivendicazioni 20 e 22, in cui detto cuscinetto assiale (62) è operativamente interposto tra la ralla esterna (56) di detto cuscinetto radiale (54) e uno tra detto almeno un braccio di articolazione (26, 28) e detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24).
24. Cambio (20) secondo la rivendicazione 22 o 23, in cui detto cuscinetto assiale (62) ha una prima ralla (64) adiacente al cuscinetto radiale (54) montata con gioco su detto almeno un perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) ed una seconda ralla (66) opposta a detta prima ralla (64) montata con gioco su detto almeno un braccio di articolazione (26, 28) o su detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) e detto organo di spinta (24).
25. Cambio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti e dalla rivendicazione 9, in cui detto almeno un primo elemento volvente (57) e detto almeno un secondo elemento volvente (63) sono compresi in un unico cuscinetto (154) avente una doppia corona di elementi volventi (157).
26. Cambio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 18, comprendente prime piste circonferenziali (90) formate su detto almeno un perno di collegamento (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) e su detto almeno un braccio di articolazione (26, 28) o almeno un organo tra detto organo di supporto (22) ed organo di spinta (24), per il rotolamento di detto almeno un primo elemento volvente (57).
27. Cambio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 21 o secondo la rivendicazione 26, comprendente seconde piste circonferenziali (92) formate su detto almeno un braccio di articolazione (37, 38, 40a, 40b, 41a, 41b) e su detto almeno un organo tra detto organo di supporto (22) ed organo di spinta (24), per il rotolamento di detto almeno un secondo elemento volvente ( 63 ) .
28. Cambio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente due. bracci di articolazione (26, 28) , detto almeno un primo elemento volvente (57) essendo accoppiato al braccio di articolazione (28) più vicino ad un telaio della bicicletta quando il cambio (20) è associato al telaio.
29. Cambio (20) secondo la rivendicazione 28, in cui detto almeno un primo elemento volvente (57) è accoppiato a detto braccio di articolazione (28) in corrispondenza di una porzione di detto braccio di articolazione (28) assialmente più distante da una porzione di spinta (25) di detto organo di spinta (24).
30. Cambio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto cambio è un cambio motorizzato (20).
31. Cambio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 29, in cui detto cambio è un cambio ad azionamento manuale.
32. Bicicletta comprendente un cambio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.