ITTO950425A1 - "ruota posteriore di bicicletta" - Google Patents

Abstract

Una ruota posteriore di bicicletta ha un mozzo (1) sprovvisto di flange radiali per il collegamento dei raggi ad entrambe le sue estremità. Ciascun raggio (2, 3) presenta una porzione d'estremità rettilinea (2a, 3a), non piegata a gomito, che viene ricevuta in un incavo (13, 15) ricavato nella rispettiva superficie frontale d'estremità (11, 12) del mozzo (1). Tale porzione rettilinea termina con una testa (2b, 3b) che reagisce contro la superficie interna della rispettiva estremità del mozzo (1) con l'interposizione di un elemento di distribuzione dello sforzo (14, 16).(Figura 1).

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Ruota posteriore di bicicletta",

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce alle ruote posteriori di bicicletta, in particolare di biciclette da competizione. Al fine di esaltare le prestazioni nella competizione, la ruota deve soddisfare svariate esigenze. Innanzi tutto, essa deve presentare ottime caratteristiche aerodinamiche. Nelle ruote posteriori tradizionali, il mozzo della ruota è provvisto alle sue estremità di flange radiali presentanti fori assiali per l’impegno delle porzioni d'estremità dei raggi della ruota, che sono piegate a gomito e che sono disposte alternativamente sui due lati della flangia radiale. Con tale configurazione, ciascun raggio sporge dalla flangia generando vortici di aria disordinati che diminuiscono le prestazioni aerodinamiche della ruota.

Un'ulteriore esigenza è quella di garantire un'elevata rigidità trasversale della ruota al fine di evitare che parte dello sforzo sui pedali vada a provocare una deformazione della ruota, prima di comandarne l’avanzamento. L'azione motrice dei pedali in qualsiasi condizione di gara è alternativa sul pedale destro e sul pedale sinistro. Durante la pedalata, pertanto, si genera alternativamente una coppia flettente in senso trasversale all’asse longitudinale della bicicletta alternativamente a destra e a sinistra. L'applicazione di tale coppia flettente determina ogni volta una deformazione trasversale della ruota, che come detto comporta uno spreco di energia e un conseguente minore avanzamento. È inoltre dimostrato che, in base alla configurazione del corpo umano, la spinta maggiore sul pedale viene data nel primo arco di 15 “-20° di rotazione a partire dal punto morto superiore. Una deformazione trasversale della ruota comporta quindi uno spreco di spinta proprio nella parte più efficace della pedalata.

Al fine di ridurre il più possibile la flessibilità trasversale della ruota, ossia la possibilità che il cerchio si sposti trasversalmente rispetto al mozzo a seguito di una deformazione dei raggi e del cerchio, è desiderabile che l’angolo di inclinazione, o campanatura, formato da ciascuna serie di raggi collegata ad ogni estremità del mozzo ed il piano normale all'asse del mozzo sia il più elevato possibile. Tuttavia, nelle ruote tradizionali in corrispondenza dell'estremità del mozzo adiacente ai pignoni l'angolo di campanatura è limitato dall'interferenza fra le porzioni d'estremità a gomito dei raggi e il pignone immediatamente adiacente. Come già detto, in tali ruote tradizionali, le suddette porzioni a gomito impegnano i fori della flangia radiale alternativamente da un lato e dall'altro. Pertanto, le porzioni a gomito che impegnano i fori della flangia radiale dal lato esterno risultano più vicine ai pignoni e hanno pertanto una campanatura che è limitata dalla necessità di evitare l'interferenza coi pignoni. Ancora più limitata risulta di conseguenza la campanatura dei raggi le cui porzioni d'estremità impegnano i fori della flangia radiale dal lato interno. Questo fa sì che la flessibilità trasversale della ruota risulti relativamente elevata.

Infine, esiste l'esigenza di realizzare ruote che siano il più possibili leggere. È infatti noto che le ruote incidono, a causa del loro movimento rotatorio e di avanzamento, per il doppio del loro peso nel bilancio dell'energia necessaria per far avanzare la bicicletta.

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare una ruota posteriore di bicicletta che sia in grado di soddisfare simultaneamente a tutte le suddette esigenze.

In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto una ruota posteriore di bicicletta, comprendente un mozzo e due serie di raggi per il collegamento delle estremità del mozzo al cerchio della ruota, caratterizzata dal fatto che entrambe le estremità del mozzo sono prive di flange radiali per il collegamento dei raggi, che in corrispondenza di ciascuna sua estremità il mozzo presenta una superficie anulare frontale presentante una pluralità di incavi frontali estendentisi per tutta la dimensione radiale della suddetta superficie frontale anulare, e che ciascun raggio presenta una porzione d'estremità rettilinea, non piegata a gomito, collegata al mozzo, che viene ricevuta in un rispettivo incavo dei suddetti incavi frontali e che presenta una testa ingrossata che è in appoggio contro la parete interna della rispettiva estremità del mozzo.

Come si vede, nella ruota secondo l’invenzione, tutti i raggi collegati a ciascuna estremità del mozzo sono disposti nello stesso piano e non presentano porzioni a gomito che possano generare vortici disordinati d'aria a scapito delle caratteristiche aerodinamiche della ruota. Le prestazioni aerodinamiche risultano ulteriormente incrementate grazie alla eliminazione della tradizionale flangia radiale a tutte e due le estremità del mozzo. Quest'ultimo presenta pertanto una sezione frontale ridotta e più fluente ai filetti d'aria che lo attraversano.

Inoltre, grazie alla disposizione dei raggi su uno stesso piano, l'angolo di campanatura può essere portato ad un valore soddisfacente per tutti i raggi della ruota, aumentando considerevolmente la rigidità trasversale di quest'ultima rispetto alle soluzioni tradizionali. L'aumento di rigidità può anche arrivare ad essere dell'ordine del 43%.

Infine, l'eliminazione delle flange radiali consente di incrementare notevolmente la leggerezza della ruota.

In una forma preferita di attuazione, su ciascuna estremità del mozzo vengono predisposti soltanto sei raggi. Tale disposizione con numero di raggi ridotto rispetto al caso tradizionale di ruota a sedici raggi dà luogo ad una riduzione dello 0,5% dello sforzo di penetrazione aerodinamica ad una velocità di 40 km all'ora.

Nella suddetta forma preferita di attuazione, sull'estremità del mozzo rivolta verso i pignoni di ingranamento della catena della bicicletta, i suddetti incavi si estendono obliquamente rispetto alla rispettiva direzione radiale, per consentire di disporre i raggi a due a due incrociati fra loro, per sopportare lo sforzo di torsione trasmesso dal pignone motore.

Secondo un'ulteriore caratteristica preferita dell'invenzione, fra la testa di ciascun raggio e la rispettiva superficie di appoggio del mozzo è interposto un elemento di distribuzione dello sforzo.

Nel caso dell'estremità di sinistra del mozzo, più distante dai pignoni, tale elemento di distribuzione dello sforzo può essere costituito ad esempio da una piastrina conformata a tegolo con un foro centrale svasato per l'appoggio della testa del raggio. Nel caso invece dell'estremità del mozzo rivolta verso i pignoni, il suddetto elemento di distribuzione dello sforzo è un corpo semicilindrico che viene ricevuto in una estremità allargata del rispettivo incavo e che presenta un foro centrale svasato per l’impegno della testa del raggio.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista parzialmente sezionata del mozzo di una ruota secondo l'invenzione,

la figura 2 è una vista in scala ampliata di un particolare della figura,

la figura 3 è una vista in scala ampliata di un ulteriore particolare della figura 1,

la figura 4 è una vista frontale dell'estremità destra del mozzo della figura 1,

la figura 5 è una vista prospettica in scala ampliata di un particolare della figura 3,

la figura 6 è una vista frontale del particolare della figura 5,

la figura 7 è una vista in sezione secondo la linea VII-VII della figura 6,

la figura 8 è una vista prospettica di un'estremità del mozzo della figura 1,

la figura 9 è una vista prospettica in scala ampliata di un particolare della figura 2,

la figura 10 è una vista frontale del particolare della figura 9, e

la figura 11 è una vista in sezione secondo la linea XI-XI della figura 10.

Con riferimento alla figura 1, il numero di riferimento 1 indica nel suo insieme un mozzo di ruota posteriore di bicicletta le cui estremità sono collegate al cerchio (non illustrato) della ruota mediante due serie di raggi 2, 3.

Secondo la tecnica tradizionale, il mozzo 1 è montato girevole mediante cuscinetti 4, 5 su un albero 6 destinato ad essere fissato al telaio della bicicletta e portante nel modo usuale un gruppo 7 di ruota libera provvisto di pignoni 8 destinati ad ingranare selettivamente con la catena della bicicletta.

Come visibile nei disegni, entrambe le estremità del mozzo 1 sono sprovviste di flange radiali, bensì presentano due flange assiali anulari 9, 10 aventi superfici frontali anulari 11, 12.

Come si vede, inoltre, entrambe le serie di raggi 2, 3 sono disposte con porzioni d'estremità rettilinee 2a, 3a, che non sono piegate a gomito.

Come visibile chiaramente nella figura 8, la superficie frontale anulare 12 presenta una pluralità di incavi 13 estendentisi per tutta la dimensione radiale della superficie anulare 12. Tali incavi ricevono la rispettiva porzione d'estremità 3a del raggio 3 (vedere anche figura 4), terminante con una testa ingrossata 3b. La testa 3b reagisce contro la superficie interna della flangia assiale 10 tramite interposizione di un elemento di distribuzione dello sforzo 14 avente un corpo semicilindrico (figure 5-7) che viene ricevuto in una porzione allargata 13a (figura 8), a sezione semicircolare, di ciascun incavo 13. Come chiaramente visibile nella figura 4, nell'esempio illustrato, gli incavi 13 si estendono obliquamente rispetto ad una direzione radiale, per consentire di disporre i raggi 3 in numero totale di 6, incrociati a due a due. Il corpo semicilindrico 14 presenta un foro centrale 14a per il passaggio della rispettiva porzione d'estremità 3a, con una superficie svasata 14b per l'appoggio della testa 3b. Il foro 14a presenta due incavi 14c per consentire il passaggio del raggio che presenta nel suo tratto principale una sezione appiattita aerodinamica.

All'estremità opposta, il mozzo 1 presenta analogamente una pluralità di incavi 15 ricavati a partire dalla superficie anulare d'estremità 11 ed estendentisi per tutta la dimensione radiale di tale superficie. In questo caso, gli incavi 11 sono diretti radialmente, in quanto i raggi 2 non sono incrociati. Ciascuna porzione d'estremità 2a di un raggio 2 viene ricevuta in un rispettivo incavo 15 e la sua testa d'estremità 2b appoggia contro la superficie interna della flangia assiale 9 tramite interposizione di un elemento di distribuzione dello sforzo 16 (figure 9-11) che è in forma di tegolo, con un foro centrale 16a terminante in una superficie svasata 16b e provvista di due incavi 16c corrispondenti alla forma della sezione del raggio.

Come si vede, tutti i raggi 2, 3 sono collegati al mozzo senza la necessità di prevedere estremità piegate a gomito. Tutti i raggi 3 sono disposti nello stesso piano, all'angolo di campanatura massimo consentito dalla necessità di non interferire con i pignoni 8. Si ottiene pertanto una ruota di prestazioni aerodinamiche elevate e rigida trasversalmente. Anche il peso della ruota risulta sensibilmente ridotto grazie alla eliminazione delle flange radiali d'estremità del mozzo, utilizzate neLle soluzioni tradizionali. La predisposizione degli incavi 13, 15 consente il facile assemblaggio della ruota, e la predisposizione degli elementi di distribuzione dello sforzo 14, 16 garantisce elevate caratteristiche di resistenza e di affidabilità. In corrispondenza della superficie frontale 11 del mozzo è montato un anello di copertura a calotta 17 avente un bordo incastrato su un rispettivo bordo Ila della superficie frontale 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 (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Ruota posteriore di bicicletta, comprendente un mozzo (1) e due serie di raggi (2, 3) per il collegamento delle estremità del mozzo (1) al cerchio della ruota, caratterizzata dal fatto che entrambe le estremità del mozzo (1) sono prive di flange radiali per il collegamento dei raggi (2, 3), che in corrispondenza di ciascuna sua estremità il mozzo (1) presenta una superficie anulare frontale (11, 12) avente una pluralità di incavi frontali (13, 15), estendentisi per l'intera dimensione radiale di detta superficie anulare frontale (11, 12), e che ciascun raggio (2, 3) presenta una porzione d'estremità rettilinea (2a, 3a), non piegata a gomito, collegata al mozzo (1), che viene ricevuta in un rispettivo incavo dei suddetti incavi frontali (13, 15), e che presenta una testa ingrossata (2a, 3a) che è in appoggio contro la parete interna della rispettiva estremità del mozzo (1).
2. 2. Ruota secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che sull'estremità del mozzo (1) rivolta verso i pignoni (8) di ingranamento della catena della bicicletta, i suddetti incavi (13) si estendono obliquamente rispetto ad una direzione radiale, per consentire di disporre i raggi (3) a due a due incrociati fra loro.
3. 3. Ruota secondo la rivendicazione 2, caratterizzata_ dal_ fatto che i raggi associati a ciascuna estremità del mozzo sono contenuti nello stesso piano.
4. 4. Ruota secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che fra la testa (2a, 3a) di ciascun raggio e la rispettiva superficie di appoggio del mozzo (1) è interposto un elemento di distribuzione dello sforzo (14, 16).
5. 5. Ruota secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che il suddetto elemento di distribuzione dello sforzo è una piastrina (16) conformata a tegolo con un foro centrale (16a) svasato per l'appoggio della testa (2a) del raggio (2).
6. 6. Ruota secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che il suddetto elemento di distribuzione dello sforzo (14) presenta un corpo semicilindrico che viene ricevuto in un'estremità allargata (13a), a sezione semicircolare, del rispettivo incavo (13), detto corpo semicilindrico (14) avendo un foro centrale svasato (14a) per l’impegno della testa (3a) del raggio (3). Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.