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Pattuglia di brevetti: mozzo di miglioramento delle sospensioni di Fox Factory e gruppo deragliatore

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Fox Factory ha depositato un brevetto intitolato “Suspension Enhancing Hub and Rear Derailleur Assembly”, delineando due invenzioni separate ma correlate progettate per eliminare gli effetti negativi che la tensione della catena esercita sulla sospensione posteriore di una bicicletta e sulla sensazione di guida.

Un deragliatore posteriore con un meccanismo di frizione ad azionamento elettronico si occupa della tensione della catena tra la corona e il deragliatore, mentre un gruppo del mozzo di disaccoppiamento elettronico automatico si occupa della tensione della catena creata tra la corona e la cassetta. Nel brevetto, entrambi i componenti sono descritti come controllati da sensori che rilevano informazioni importanti sulla corsa, come la pendenza, il beccheggio della bici e l’azione delle sospensioni, mentre viene anche descritta la possibilità di un “over-ride” che potrebbe consentire il controllo al volo del pilota sul comportamento dei componenti.

È un “no-comment” da parte di Fox su questo, ma sicuramente terremo d’occhio questi componenti durante il round di apertura della Coppa del Mondo DH a Lenzerheide questo maggio.

Mozzo di miglioramento della sospensione Fox e assemblaggio del deragliatore: contesto

Prima di scendere nei dettagli delle due invenzioni descritte nel brevetto della Fox Factory, è necessario discutere perché entrambe potrebbero essere necessarie in primo luogo. Quindi, avete visto tutti la discesa libera della Coppa del Mondo 2015 di Aaron Gwin a Leogang, giusto? In caso contrario, vai a guardarlo, poi torna indietro e continua a leggere.

In effetti, Aaron ha vinto nonostante abbia perso la catena mentre usciva dal cancelletto di partenza. Non per togliere nulla al successo di Aaron quel giorno, ma non è un segreto dipende dal particolare design del collegamentol’efficacia della sospensione posteriore di una mountain bike a sospensione completa trarrà vantaggio dall’assenza di una catena.

In presenza di una catena, si può avvertire un contraccolpo del pedale a causa dell’aumento della lunghezza del centro posteriore, in particolare su biciclette in cui il perno principale non è concentrico al movimento centrale; cioè la maggior parte di loro. Allo stesso tempo, lungo la linea della catena inferiore, se si vuole, la resistenza viene offerta dal deragliatore posteriore mentre si estende durante la fase di compressione della sospensione, in particolare se l’aspetto di tensionamento della catena di quel deragliatore ha un meccanismo di frizione che smorza il movimento della gabbia. Entrambi questi fenomeni sono in gran parte considerati tratti indesiderabili, in particolare nel mondo della mountain bike in discesa, dove le prestazioni delle sospensioni sono fondamentali.

Il brevetto Fox Factory qui discusso descrive due distinte invenzioni che cercano di risolvere i problemi sopra menzionati causati dai cambiamenti di lunghezza del centro posteriore che si verificano quando la sospensione si comprime e rimbalza.

Gruppo mozzo elettronico a disaccoppiamento automatico Fox

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Uno di questi componenti è un “gruppo mozzo elettronico a disaccoppiamento automatico”. Una serie di nottolini è alloggiata all’interno del mozzo, da dove possono essere forzati a innestarsi o disimpegnarsi selettivamente con denti a cricchetto alloggiati sul corpo del mozzo libero (o corpo della cassetta) in modo tale che quando il ciclista pedala, la forza viene trasmessa al guscio del mozzo per guidare rotazione della ruota posteriore. Quella insolita disposizione invertita sembra essere necessaria al cuore di questa invenzione; il controllo elettronico dell’innesto del nottolino.

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Fig. 12 del brevetto Fox Factory: una vista in sezione completa di un gruppo mozzo a disaccoppiamento elettronico automatico; i componenti degni di nota includono il controller (1010), gli induttori/elettromagneti (1015), l’anello a cricchetto (1020), i nottolini dei cuscinetti (1025) (1030) e il gruppo del corpo della cassetta (1040).

Mentre i nottolini sono generalmente caricati a molla, qui Fox descrive situazioni (o forme di realizzazione) in cui lo stato di innesto dei nottolini è determinato da un circuito elettromagnetico controllato dagli ingressi di uno o più sensori distribuiti sulla bicicletta.

Il documento di brevetto afferma: “In una forma di realizzazione, il gruppo mozzo elettronico a disaccoppiamento automatico utilizza magneti in ciascuno dei nottolini con induttori/elettromagneti sopra di esso e controllato da un controller all’interno del guscio del mozzo NDS. Quando non si pedala i nottolini verrebbero disimpegnati dagli induttori/elettromagneti che si accendono o invertono la polarità per attirare i nottolini verso l’alto lontano dall’anello a cricchetto sul corpo della cassetta. Durante la pedalata gli induttori/elettromagneti verrebbero spenti e i magneti dei nottolini attratti dall’anello a cricchetto ferroso (minore consumo di energia). Oppure si potrebbe invertire la polarità degli induttori/elettromagneti per respingere i nottolini, spingendoli verso l’anello a cricchetto”.

Continua descrivendo i potenziali vantaggi di avere il controllo in tempo reale su coinvolgimento e disimpegno.

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“Il gruppo mozzo elettronico a disaccoppiamento automatico potrebbe avere una quantità quasi infinita di innesto e disinnesto automatico, in tempo reale e durante la corsa. Pertanto, il ciclista avrebbe tutta la normale articolazione della sospensione durante la maggior parte della corsa e quando si verificassero diversi livelli di violenti eventi di articolazione della sospensione, la pressione della catena tramite il gruppo del mozzo a disaccoppiamento elettronico sarebbe ridotta per garantire un’articolazione completa della sospensione riducendo al minimo anche la possibilità di un violento feedback attraverso i pedali che verrebbe trasferito al pilota”.

Gruppo deragliatore posteriore disattivabile elettronico Fox

Sospensione Fox che migliora i componenti della trasmissione Spiegazione del brevetto Meccanismo elettronico della frizione disinnestabile all'interno dei controlli p-knuckle Alleggerimento della tensione della catena

La seconda invenzione descritta nel brevetto è un gruppo deragliatore posteriore disinseribile elettronicamente. Le figure pubblicate come parte del brevetto raffigurano un deragliatore con un componente di montaggio, un componente a parallelogramma per il cambio attraverso i pignoni della cassetta e un P-Knuckle che ospita un meccanismo di frizione che è accoppiato a una gabbia corta con una puleggia superiore e inferiore .

I componenti interessanti di questo deragliatore si trovano all’interno del P-Knuckle. Il brevetto Fox descrive il P-Knuckle come l’alloggiamento di un motore e di un ingranaggio, un alloggiamento per molla (o solenoide), un solenoide lineare, una molla di potenza torsionale, un disco frizione P-Knuckle, almeno un cuscinetto reggispinta e un P-Knuckle copertina.

Il meccanismo della frizione disinseribile del deragliatore posteriore Fox controlla la tensione della catena sulla linea catena inferiore

La punta “disinseribile elettronicamente” si riferisce all’articolazione della gabbia del deragliatore attorno al P-Knuckle. Sembra che il meccanismo della frizione azionato elettronicamente all’interno del deragliatore possa essere attivato o disattivato in modo selettivo, come deciso da un controller che elabora le informazioni provenienti da vari sensori sulla bici.

“In una forma di realizzazione, il gruppo del deragliatore disinnestabile rimane innestato in caso di normali variazioni della lunghezza del fodero orizzontale come l’articolazione della sospensione dovuta alla pedalata, i normali problemi di corsa della sospensione e simili. Tuttavia, quando si verifica un evento di sospensione significativo, ad esempio, colpire un grande urto che provoca un’ampia e rapida articolazione del gruppo P-Knuckle della sospensione non fornirà uno smorzamento significativo durante l’estensione della lunghezza della catena”.

Ha molto senso ridurre al minimo gli effetti della tensione della catena durante la compressione della sospensione, per consentire alla sospensione di fare la sua magia su terreni accidentati. Tuttavia, la frizione su un deragliatore è lì per una buona ragione; per impedire che l’allentamento della catena aumenti fino al punto in cui la catena è in grado di saltare fuori dalla corona. Questo è, ovviamente, considerato anche nel brevetto Fox.

“Mantenere la tensione della catena è importante per mantenere la ritenzione della catena in modo tale che la catena non rimbalzi su un anello della catena. Tuttavia, la tecnologia descritta impegna e disimpegna selettivamente il gruppo gabbia dal P-Knuckle, in modo tale che la tensione sulla catena venga alleviata (a causa del disimpegno) quando la crescita della catena aumenta. Inoltre, (a causa delle caratteristiche di reinnesto dell’assieme della gabbia con il P-Knuckle) la tensione viene mantenuta quando la crescita della catena si riduce o non aumenta più”.

Come farebbe qualsiasi marchio, Fox sta coprendo molte, molte basi con questo brevetto, ampliando la sua portata per includere una versione (o incarnazione) del gruppo deragliatore disinseribile che è in grado di sfruttare la “dinamica dell’onda” della catena stessa per gestire disimpegno e reinnesto per attrito.

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Si legge, “Il gruppo deragliatore disinseribile può regolare in modo attivo, automatico e continuo la posizione del gruppo P-Knuckle rispetto alla posizione del gruppo gabbia in base alla posizione della sospensione e agli ingranaggi in modo tale che il sistema abbia sempre la corretta quantità di catena distribuita. Ciò ridurrebbe al minimo lo schiaffo della catena e potrebbe eliminare il carico sull’intero sistema di sospensione”.

Dove sta andando Fox con questo?

Abbiamo contattato Fox per chiedere informazioni sull’uso previsto di questa tecnologia. Come previsto, “no-comment” è stata la risposta. Quindi, ci resta da ipotizzare.

Un’ovvia applicazione di questa tecnologia è nel downhill e nell’enduro mountain bike, dove la possibilità che il feedback del pedale e la tensione della catena abbiano un impatto negativo sulle prestazioni di un ciclista è relativamente alta. In effetti, nel corso degli anni sono stati fatti numerosi tentativi per ridurre il contraccolpo del pedale. Ad esempio, l’Active Spider di OChain è diventato popolare sul circuito DH della Coppa del Mondo; consente una certa dissociazione della corona e delle pedivelle in modo tale che le pedivelle non siano costrette a ruotare all’indietro durante gli eventi di contraccolpo del pedale, consentendo al ciclista di mantenere una posizione “a livello dei pedali”.

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Io divago. È interessante notare che mentre gran parte di questo documento di brevetto descrive in dettaglio l’uso di sensori e processori per controllare lo stato operativo del gruppo del mozzo di disaccoppiamento e del deragliatore posteriore disinseribile, viene menzionata anche la possibilità di un “over-ride”. Ciò indica la possibilità che i due componenti possano anche plausibilmente essere controllati da un telecomando azionabile al volo dal pilota se montato sul manubrio.

Si può immaginare uno scenario in cui il ciclista sarebbe in grado di passare da uno stato di trasmissione preimpostato all’altro, a seconda del tipo di terreno su cui sta per caricare. All’inizio della stagione DH della Coppa del Mondo 2023, terremo d’occhio qualsiasi cosa del genere.

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In definitiva, sembra logico che il controllo del gruppo mozzo a disaccoppiamento automatico elettronico e del gruppo deragliatore posteriore disinseribile elettronico descritto nel brevetto di Fox Factory venga integrato nell’ecosistema Fox Live Valve in cui lo smorzamento delle sospensioni viene regolato automaticamente ed elettronicamente in tempo reale.

Dato che quei componenti delle sospensioni ospitano accelerometri e altri sensori che monitorano lo stato della bici, non è troppo azzardato suggerire che quegli stessi sensori potrebbero fornire informazioni a un processore per prendere anche decisioni sullo stato di funzionamento appropriato per il gruppo del mozzo di disaccoppiamento e il disinnesto montaggio deragliatore. Dopotutto, al sistema di smorzamento elettronico della compressione Fox Live Valve viene richiesto di monitorare il terreno 1000 volte al secondo e di apportare modifiche in base a tali informazioni entro 3 millisecondi. È 100 volte più veloce di un battito di ciglia!

Infine, dato che gli attuali progetti di collegamento delle sospensioni devono tenere conto della presenza della tensione della catena, è possibile che l’implementazione di successo del mozzo di miglioramento della sospensione Fox e dell’assemblaggio del deragliatore o dei componenti a tal fine possa avere enormi implicazioni sul modo in cui gli ingegneri del telaio progettano le mountain bike a sospensione completa. in futuro.

Come sempre, avrai maggiori informazioni sul mozzo di miglioramento della sospensione e sul gruppo deragliatore di Fox quando lo faremo!

ridefox.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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