Trasmissione a molla?

Ciao a tutti, sono un neo-iscritto al forum - ma è da anni che il mondo delle biciclette reclinate mi interessa molto.

Da qualche tempo vagheggio l'idea di un (che io sappia) inedito tipo di trasmissione. Non ho alcuna competenza tecnica, quindi è plausibile che l'idea non stia in piedi; mi arrischio a proporla qui solo perché due fisici ed un ingegnere di mia conoscenza non vi hanno trovato assurdità palesi.

Si tratta di una trasmissione a molla. L'idea è che ad ogni gamba sia associata, appunto, una molla (gamba A associata alla molla A; gamba B associata alla molla B); nel ciclo di una "pedalata" succederebbe quanto segue (supponiamo che nella condizione iniziale la molla A sia carica, la B scarica):
- mentre la molla A scarica la sua energia sulla ruota motrice, la gamba A si flette per tornare alla posizione di inizio spinta e la gamba B si estende per caricare la molla B;
- mentre la molla B scarica la sua energia sulla ruota motrice, la gamba B si flette per tornare alla posizione di inizio spinta e la gamba A si estende per caricare la molla A.
Le molle, plausibilmente, sarebbero a torsione (tipo quelle delle antiche sveglie), poste l'una in luogo dell'usuale pacco pignoni, l'altra simmetricamente alla prima rispetto alla ruota motrice; sarebbero caricate dalle gambe tramite cavi o simili.

Questo sistema:
- grazie al disaccoppiamento tra rilascio di energia da parte del ciclista e rilascio dell'energia verso la ruota motrice, e supponendo adeguate caratteristiche delle molle, potrebbe permettere di fare a meno del cambio (v. nota in appendice);
- permetterebbe al ciclista di compiere lo sforzo attraverso cicli di contrazione e rilascio dei muscoli che - so che la questione è dibattuta - potrebbero garantire una maggiore efficienza rispetto a quanto succeda con la pedalata classica (per tacere della difficoltà di effettuare una pedalata "rotonda", cioè di esercitare forze sempre tangenti alla corona);
- permetterebbe soprattutto (suppongo) una significativamente maggiore libertà nella definizione dell'architettura della bici (si potrebbe, ad esempio, avere la trazione posteriore senza le complicazioni tipiche di questa architettura, al tempo stesso potendo perseguire miglioramenti significativi dal punto di vista ergonomico: le molle potrebbero essere caricate tramite cavi passanti nel telaio, tirati dalle gambe attraverso meccanismi molto semplici che, venuta meno la necessità di un movimento centrale, permetterebbero di scegliere molto liberamente il posizionamento del ciclista).

Osservo in conclusione che non ho trovato dati sull'efficienza di una molla (tantomeno sull'efficienza nel tempo, ovvero dopo migliaia di cicli di carica e scarica). In termini di densità di energia, invece, leggo in wikipedia, per una molla di torsione, un valore di 300J/Kg; due molle da 1Kg ciascuna sarebbero quindi in grado di gestire adeguatamente i trasferimenti energetici tipici (un ciclista che esprimesse 600W di potenza compirebbe una "pedalata" con caricamenti completi delle molle in un secondo; la diminuzione della potenza erogata, ovviamente, coinciderebbe con la riduzione della frequenza di pedalata o dell livello di caricamento delle molle).

C'è quacosa di sensato in tutto questo? (Va da sé che io non abbia la capacità di costruire un modello di prova).

Vi ringrazio

Alessandro

NOTA: immaginiamo di utilizzare molle di torsione che, non essendo vincolate ad alcunché, rilascino la loro energia in mezzo giro compiuto in 0.05 secondi, quindi alla velocità angolare di 10 giri/s. Ora, 10 giri/s di una ruota da 28 pollici sono pari a circa 80 km/h; supponendo che il trasferimento di energia da molla a ruota sia possibile se e solo se la velocità di rotazione della molla non vincolata supera quella della ruota, simili molle garantirebbero l'efficacia della trazione fino, appunto, ad 80 km/h. Inoltre, ad 8 km/h una ruota da 28 pollici compie un giro in circa un secondo; quindi già a questa velocità (essendo le molle due) sarebbe possibile una frequenza di pedalata di 60 pedalate al minuto.

Grazie davvero per le risposte e la franchezza, che apprezzo!

<<a meno che non si pensi di utilizzare un approccio simile a quello della "macchinine a molla" dove la carica della molla viene fatta da un meccanismo (dotato di una sorta di ruota libera) azionato dalle gambe>>: sì, il punto è questo; e l'idea è esattamente che <<con un meccanismo tipo ruota libera si continuasse a caricare la molla>> (con cicli di frequenza essenzialmente pari alla frequenza ordinaria di pedalata): si tratta, insomma, proprio di fare in modo che ciascuna molla sia <<continuamente ricaricata>> (mentre una molla si ricarica, l'altra trasmette la sua energia alla ruota; e così via: ogni molla rilascerebbe immediatamente tutta l'energia accumulata durante un caricamento, per essere nuovamente caricata immediatamente dopo).

Al riguardo, non mi pare che una trasmissione tipo rowing bike offra i vantaggi (elencati nel mio messaggio iniziale) che immagino per una trasmissione a molla.

Letture e video tutti interessanti (peraltro, lascerei da parte il volano: che avrebbe, credo, senso nel contesto di un meccanismo diverso da quello dei cicli di caricamento/scaricamento ad alta frequenza). Il brevetto sulla carriola a molla, in particolare, sembra piuttosto simile a ciò a cui pensavo; osservo, peraltro, che i meccanismi di caricamento delle molle, nel contesto di una bici reclinata, potrebbero forse essere alquanto più semplici (poiché ciascuna gamba si estenderebbe in direzione sostanzialmente perpendicolare a quella dell'asse della molla associata, non mi è chiaro il motivo per cui i cavi dovrebbero necessariamente fare percorsi specialmente tortuosi, né la ragione per cui sarebbero necessarie particolari complicazioni meccaniche).

In effetti, mi pare che un problema sostanziale (che io stesso, del resto, ponevo) sia intanto l'efficienza della trasmissione a molla al netto del sistema dei cavi per il caricamento. Immagino che le vostre sensazioni al riguardo siano corrette, ma sarebbe interessante - anche solo per curiosità - avere dei dati quantitativi; mi pare di poter così formulare la questione: qual è l'efficienza di una molla di torsione di massa attorno al chilo, densità di energia di circa 300 J/Kg, costante elastica piuttosto alta (lo scaricamento dovrebbe di per sé avvenire, diciamo, in mezzo giro, compiuto in 0.05 secondi) ed immediatamente "avvolta" attorno ad un pignone associato ad un meccanismo di ruota libera, nella condizione in cui la molla stessa sia sottoposta a cicli di circa 60 caricamenti/scaricamenti al minuto?

Chi potrebbe avere i dati per rispondere?

...tornando per un momento alle molle, vorrei solo precisare che non mi azzardavo a pensare che ci si potesse realizzare una trasmissione più efficiente di quelle a catena! (Che so essere pressoché imbattibile, tanto più nel caso dello scatto fisso). Mi chiedevo piuttosto se lo svantaggio in termini di efficienza fosse necessariamente così ampio da non poter essere in alcun modo compensato dai vantaggi che immaginavo. Insomma; l'efficienza di una trasmissione a molla del tipo descritto sarebbe più vicina al 10% o all'80% ?!