Alcune reclinate sono realizzate in modo che la ruota motrice è quella anteriore.
In questo caso si parla di FWD: Front Wheel Drive.
Le biciclette reclinate FWD possono seguire 2 soluzioni (vedere
questa immagine, nel quadrante in basso a destra):
1) "Twisted chain":
- movimento centrale fisso
- catena rinviata mediante 1 o 2 pulegge tra corona e pignone
- catena che si "torce" quando si sterza
2) "Movable Bottom Bracket" - MBB:
- movimento centrale che si muove solidale allo sterzo
- catena diretta tra corona e pignone (come su di una bicicletta tradizionale)
In questo post espongo alcune considerazioni relativamente alla soluzione "Twisted chain" che può essere realizzata almeno in 2 modi:
a) con 2 salti di moltiplicazione, ottenuti da 2 anelli di catena separati, utilizzando 2 ingranaggi dentati dove il percorso delle catene cambia direzione
b) con un unico salto di moltiplicazione, ottenuto con un unico anello di catena, utilizzando 1 puleggia dove il percorso delle catene cambia direzione; il tratto di catena nel ritorno può o meno essere impegnato con una 2^ puleggia
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Le considerazioni a seguire provano a confrontare le 2 possibili realizzazioni "twisted chain", focalizzandosi in particolare sulle forze di trasmissione lungo la/e catena/e e sui conseguenti sforzi sull'asse dove avviene il cambio di direzione del percorso di trasmissione. Sollecitazione per nulla trascurabile a livello di struttura portante![*] I presupposti per queste considerazioni sono i seguenti (utili per non complicare troppo il confronto):
- la coppia alla ruota motrice in entrambe i casi rimane lo stessa (cioè parità di prestazioni)
- il pignone su cui ingrana la catena alla ruota ha lo stesso numero di denti in entrambe i casi:
Zp3 nei disegni a seguire
- il rapporto di moltiplicazione (
Ratio) è lo stesso nei 2 casi, anche se ottenuto con 2 modalità (le formule a seguire fanno riferimento alla figura seguente):
Caso "a" (2 anelli catena):
Ratio = Zc1a / Zp1a x Zc2a / Zp3Caso "b" (1 anello catena):
Ratio = Zc1b / Zp3Essendo i 2 rapporti di moltiplicazione complessivi uguali, segue che:
Zc1b / Zp3 = Zc1a / Zp1a x Zc2a / Zp3cioè (semplificando Zp3)
Zc1b = Zc1a x (Zc2a / Zp1a)che si può anche scrivere come segue, per evidenziare il rapporto tra
Zc1b e
Zc1a:
Zc1b / Zc1a = Zc2a / Zp1aQuanto scritto sopra [*] significa anche che, ovviamente, in entrambe i casi la forza di trazione della catena, nel tratto di catena che ingrana con il pignone
Zp3, è la stessa in entrambe le configurazioni:
F2 nei disegni a seguire
Analizziamo ora il caso "b" (Figura 2a):
- l'unico anello di catena è sollecitato lungo tutto il tratto in trazione con la forza
F2- quando poi le forze
F2 alla puleggia di rinvio si combinano (Figura 2b), la risultante
Rb dipenderà dagli angoli che assume la catena nella zona di rinvio alla puleggia
Analizziamo ora il caso "a" (Figura 1a):
- risalendo verso il movimento centrale: l'anello di catena che ingrana con il pignone
Zp3 montato sulla ruota ingranerà dalla parte opposta sulla corona
Zc2a- nel tratto di catena in trazione la forza da considerare è
F2- la corona
Zc2a è solidale con il pignone
Zp1a- l'anello di catena che ingrana con il pignone
Zp1a e la corona
Zc1a nel tratto in trazione sarà sollecitato con una forza
F1 il cui valore si ricava partendo dal presupposto che la coppia sull'asse di rinvio non può che essere la stessa per entrambe gli ingranaggi solidali tra loro (
Zc2a e
Zp1a):
F2 x Zc2a = F1 x Zp1acioè:
F1 = F2 x (Zc2a / Zp1a) [**]
ricordandosi poi (da alcune formule precedenti relative al
Ratio) che
Zc2a / Zp1a = Zc1b / Zc1asegue anche che
F1 = F2 x (Zc1b / Zc1a)Tutto ciò detto e premesso 
... ecco che arrivo alle considerazioni!
La soluzione con doppio anello di catena si utilizza per ottenere una moltiplicazione "importante" senza per forza utilizzare una corona
Zc1b troppo grande.
Il rapporto di moltiplicazione totale lo si ottiene moltiplicando un po' nel primo anello di catena ed un po' nel secondo.
Quindi si gioca sul fatto che, all'asse di rinvio del percorso della trasmissione,
Zp1a è più piccolo di
Zc2a.
1^ considerazione: Questo vuol dire che [**] F1 è più grande di F22^ considerazione: Quando poi si combinano (vettorialmente) le forze (Figura 1b) F1 e F2, la risultante Ra sarà maggiore della risultante Rb relativa al caso di trasmissione con un unico anello di catena.Quanto sopra è vero in assoluto, ma i valori delle varie forze dipendono da alcuni altri fattori variabili in funzione delle scelte progettuali:
- angoli tra i tratti catena
- scelta degli ingranaggi Zc1a, Zp1a e Zc2a oppure Zc1b
Tutto questo per capire che le soluzioni "Twisted Chain" hanno delle peculiarità da cui conseguono degli aspetti da tenere, per quanto progettualmente possibile, in considerazione
... e che gli ingegneri (almeno alcuni) hanno bisogno di sviscerare le soluzioni alternative per valutarle oggettivamente e non (solo) "di pancia"
A voi!
... una buca un po' più pronunciata non rischia di farla toccare sul manto stradale? ... magari è solo una questione di prospettiva della foto ...
