Patent Patrol: SRAM’s Self-Charging Auto-Shifting Rear Derailleur

Pattuglia di brevetti: deragliatore posteriore con cambio automatico a ricarica automatica di SRAM

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SRAM farà presto il suo debutto con un deragliatore per mountain bike wireless a ricarica automatica con un generatore di dinamo all’interno? SRAM ha depositato un brevetto il 10 novembre 2022, descrivendo in dettaglio un deragliatore posteriore elettronico con i mezzi per ricaricarsi durante l’uso, annullando la necessità anche di una batteria rimovibile di medie dimensioni che richiede la ricarica fuori dalla bici. Il documento di 28 pagine descrive l’utilizzo di un generatore accoppiato alla gabbia del deragliatore che può essere attivato per caricare continuamente le batterie in virtù della rotazione della puleggia superiore durante la pedalata.

Un sistema di raccolta dell’energia a bordo ridurrebbe sicuramente la fatica pre-corsa associata alla ricarica di batterie rimovibili. Renderebbe anche qualsiasi futura trasmissione SRAM AXS che trasporta la tecnologia un’opzione praticabile per i corridori di resistenza a lunga distanza che ora dovrebbero altrimenti portare batterie di riserva. Tuttavia, si può immaginare che il meccanismo descritto si tradurrebbe in alcuni perdita di watt dalla resistenza aggiuntiva all’interno della trasmissione, dato che prende la sua energia dalla rotazione della ruota della puleggia superiore durante la pedalata.

Certamente non stimeremo quanti watt, ma vi daremo una panoramica di alcune delle novità descritte in questo deragliatore dall’aspetto piuttosto insolito che potrebbe o meno arrivare alla produzione. Ecco uno sguardo più da vicino al deragliatore posteriore con cambio automatico a ricarica automatica di SRAM.

Presenta immagini annotate da Cory Benson

Il concetto di deragliatore posteriore a ricarica automatica di SRAM

generatore di deragliatore posteriore sram con ricarica automatica e cambio automatico nuova meccanica di cambio
Concetto di deragliatore posteriore SRAM Electronic Self-Charging; Porzione di montaggio e parallelogramma (light grigio), Motore Frizione e Cambio (giallo e verde)Generatore (blu scuro), Cambio Generatore (azzurro), pulsante di associazione AXS (rosso) e un indicatore LED (piccolo punto verde)

Il brevetto in questione (US 20220355900 A1) descrive in dettaglio un deragliatore per bicicletta che incorpora un sistema di raccolta di energia. I primi paragrafi menzionano uno degli svantaggi degli attuali deragliatori elettronici; la scomodità di dover ricaricare la batteria, con il rischio intrinseco che si esaurisca durante una lunga pedalata. Chi è abbastanza fortunato da possedere una trasmissione con cambio elettronico lo saprà fin troppo bene; forse non tanto perché si sono scaricati a metà corsa, ma più probabilmente perché si sono dimenticati di ricaricare la batteria prima di uscire per il prossimo giro. Si può immaginare la frustrazione.

Il brevetto di SRAM pubblicato lo scorso novembre descrive un deragliatore a ricarica automatica che eliminerebbe questo problema, il che significa che il suo proprietario non dovrebbe più preoccuparsi dello stato di carica della batteria. Potrebbero usare quella larghezza di banda mentale per preoccuparsi di cose più importanti, come l’idratazione, il rifornimento di carburante e ricordare i compleanni dei loro cari, per esempio. (Nota di Ed: ci sentiamo come se JM si fosse recentemente perso un compleanno importante!)

Il deragliatore raffigurato in tutto il documento sembra essere estremamente compatto. Il sistema del generatore elettrico, la frizione, il motore, l’elettronica del cambio e le batterie sono tutti alloggiati nel gruppo gabbia del deragliatore (invece della loro posizione attuale, più a poppa sul b-knuckle), accoppiato alla rotazione della puleggia di guida superiore. Ciò rende davvero una gabbia del deragliatore dall’aspetto molto particolare, ma anche (immagino) anche piuttosto costoso, se dovesse mai essere necessario sostituirlo.

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deragliatore posteriore sram a ricarica automatica esteso ingranaggi più grandi
Deragliatore elettronico SRAM Self-Charging in posizione estesa; la puleggia di guida superiore (21), azionato dalla catena, aziona un pignone interno per attivare un generatore per ricaricare una o più batterie in movimento, anche a bassa velocità di pedalata

Quindi, come funziona?

Come la maggior parte dei brevetti, questo descrive in dettaglio una serie di modi diversi in cui potrebbe raggiungere il suo obiettivo principale, avendo cura di assicurare al lettore che i meccanismi descritti all’interno “non intendono limitare la portata” dell’invenzione. La forma realizzativa principale prevede l’utilizzo di un generatore alloggiato sul gruppo gabbia del deragliatore, attivabile tramite diversi meccanismi per ricaricare una o più batterie.

Gli ingranaggi all’interno del generatore del deragliatore posteriore SRAM Electronic Self-Charging

Il meccanismo principale descritto comporta la rotazione di accoppiamento della ruota della puleggia superiore della gabbia (tramite 35 in Fig. 30), per azionare un pignone per attivare un generatore. All’interno di tale meccanismo, il brevetto descrive l’uso di un ingranaggio cilindrico (339), un pignone (338), una cinghia e una puleggia interna (41) per attivare la base del generatore (46), indicando un rapporto di trasmissione preferito di 33,75:1 . Quindi, per ogni singolo giro della puleggia superiore della gabbia, il pignone all’interno del sistema del generatore elettrico ruota 33,75 volte. Ciò suggerirebbe che il generatore è più efficiente a velocità molto elevate.

In questo scenario una parte, anche se molto piccola, dell’input del ciclista alle pedivelle viene utilizzata per far girare il generatore. Quindi, è ragionevole presumere che alcuni dei tuoi preziosi watt andranno persi nel sistema del generatore elettrico per caricare la batteria del deragliatore durante la pedalata. Detto questo, immaginiamo che la perdita sia molto inferiore alle perdite associate a una dinamo mozzo più grande.

Il brevetto descrive anche l’uso di una frizione (290) all’interno del sistema del generatore elettrico che impedisce la rotazione degli ingranaggi quando il motociclista pedala all’indietro. Ovviamente, uno scenario del genere non è così comune, ma occasionalmente si verifica a vari livelli su alcune mountain bike a sospensione completa durante gli eventi di contraccolpo del pedale che derivano dalla crescita della catena.

Le 22 pagine del brevetto descrivono in dettaglio l’uso di transistor, resistori e condensatori, le cui funzioni non pretenderò di capire oltre a fornire un flusso pulito di elettroni per rendere felice la batteria. Ma, il lungo e il breve è questo: il generatore di bordo sta, in qualche modo, ricaricando le batterie del deragliatore in modo che, in teoria, non dovrebbe mai scaricarsi durante una corsa. Questo potrebbe essere un punto di svolta per il contingente di ultra-distanza che non può correre il rischio che una batteria perda la carica durante un’avventura o una gara di resistenza, per paura di dover correre a velocità singola fino a quando non arrivano al loro prossimo punto di rifornimento.

Nuova meccanica del cambio

deragliatore posteriore sram gx eagle axs wireless mostrato su una mountain bike durante la guida
Un deragliatore posteriore SRAM AXS GX attuale con una grande batteria rimovibile alloggiata sul retro del B-Knuckle

La Fig. 28 della domanda di brevetto SRAM rivela anche una meccanica del cambio completamente nuova. Sugli attuali deragliatori posteriori SRAM AXS, il motore del cambio e la batteria sono alloggiati sullo snodo b di poppa del deragliatore, tra i perni posteriori del collegamento a parallelogramma che mediano i cambi. Qui, sul nuovo concetto di deragliatore elettronico a ricarica automatica, il motore del cambio è alloggiato sul gruppo gabbia, azionando in sequenza pignoni, ingranaggi cilindrici, una vite (81), un dado (91) e infine un perno di trasmissione (97) , per ruotare l’articolazione esterna (6) del parallelogramma per eseguire uno spostamento.

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deragliatore posteriore sram con ricarica automatica sistema di raccolta dell'energia brevettato meccanismo del cambio del motore alloggiato in una gabbia

Scusa, non riuscirai a ottenere da me altri dettagli di questo. Tuttavia, se desideri immergerti nei meccanismi di tutto ciò, posso confermare che è tutto scrupolosamente spiegato alle pagine 8 e 9.

Ci colpisce il fatto che molti componenti importanti (e probabilmente costosi) siano posizionati sulla parte, probabilmente, più vulnerabile del deragliatore: la gabbia. Nonostante ciò, si legge nel documento di brevetto, “il motore e/o il sistema del generatore elettrico possono essere montati e mobili [sic] con la gabbia. Se danneggiata, la gabbia, compreso il sistema motore e generatore elettrico, può essere sostituita rapidamente e facilmente senza dover sostituire gli altri componenti del deragliatore”.

Chiameremo il concetto di sostituzione modulare un premio di consolazione.

Quando si è nell’ingranaggio piccolo/ingranaggio grande, quel meccanismo più grande sulla gabbia sporge abbastanza lontano dal piano in cui il bullone del deragliatore entra in contatto con il telaio (15 sotto). Ma quando passi a una marcia più facile / a un ingranaggio più grande, la maggior parte del deragliatore sembra infilarsi sotto il fodero orizzontale, rimanendo vicino alla cassetta.

Una vista dall’alto del deragliatore posteriore autocaricante SRAM; La Fig.3 mostra il deragliatore posizionato per servire i pignoni più piccoli della cassetta, mentre la Fig.5 lo mostra posizionato per i pignoni più grandi, un movimento decisamente NON parallelo che meglio si allinea con l’inclinazione della catena della bici

Infine, viene descritta anche una funzione di cambio automatico. Diodi e resistori all’interno del sistema del generatore elettrico vengono utilizzati per rilevare la velocità del generatore, che potrebbe quindi essere utilizzato per determinare la velocità della puleggia della catena, e quindi la velocità della catena. Tali informazioni, insieme alle informazioni fornite da altri sensori sulla bici (ad esempio sulle pedivelle e sulla ruota posteriore) potrebbero essere “utilizzate per eseguire un algoritmo di cambio automatico che mantiene il rapporto di trasmissione a un rapporto preferibile per il ciclista”.

Il deragliatore autocaricante SRAM arriverà alla produzione?

Chissà. Abbiamo contattato SRAM per un commento sulla tecnologia proposta, ma non abbiamo ancora ricevuto risposta. Vi terremo aggiornati se dovessimo saperne di più a tempo debito.

Prototipo SRAM XX1 Eagle AXS BlackBox, foto di Michal Červený, dettaglio

Il segreto peggio custodito nel settore delle biciclette in questo momento dovrebbe essere l’arrivo imminente di una nuova trasmissione SRAM AXS XX. Ne abbiamo parlato ampiamente poiché vari prototipi Black Box sono spuntati sulle bici da corsa cross-country dei professionisti. Confrontando quelle foto con i diagrammi visti qui, è molto improbabile che una qualsiasi delle tecnologie di auto-ricarica qui descritte sia una caratteristica di quella trasmissione. Riteniamo che ci vorranno diversi anni prima di vedere qualcosa di simile messo in produzione, se non del tutto.

SRAM. com

Luca
Luca Sarletti

Sono un appassionato di bici che ha praticato quasi tutti i tipi di ciclismo. Ama il vento tra i capelli, il sole sulle spalle e forse anche gli insetti tra i denti. No, sto scherzando su quest'ultimo punto. Non vado matto nemmeno per le ustioni da strada, ma riconosco che per avere il meglio bisogna fare qualche occasionale capitombolo. Sento che la mia bici è il mezzo su cui può rilassarmi, lasciare i problemi sulla strada, incontrare nuove persone, andare in posti nuovi e vivere una vita avventurosa. Sono pronto a condividere il viaggio con voi.

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