ES2314686T3 - Suspension trasera de un vehiculo de dos ruedas. - Google Patents
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Abstract
Suspensión trasera de un vehículo, tal como una bicicleta, una motocicleta o análogo, del tipo que comprende un chasis (1), un brazo oscilante (7) solidario del chasis (1), que soporta el eje (11) del cubo de una rueda motriz, y un amortiguador (15) cuyos extremos son solidarios respectivamente del chasis (1) y del brazo oscilante (7), transmitiéndose el par motor a la rueda motriz por una cadena (Z) que se extiende entre un piñón conductor solidario del chasis (1) y un piñón conducido solidario del eje (11) del cubo de la rueda motriz, formando dicha cadena (Z) entre los piñones conductor y conducido dos ramales, uno superior tensado que transmite el par motor a la rueda motriz trasera y otro inferior denominado de retorno, estando el brazo oscilante (7) solidarizado a dicho chasis (1) por lo menos por dos medios de articulación (12, 13), de tal manera que el brazo oscilante (7) pivote alrededor de un punto denominado centro instantáneo de rotación C móvil cuando el cubo de la rueda motriz se desplaza a ambos lados de su posición de referencia P r correspondiente a la posición del eje (11) del cubo de la rueda motriz cuando el vehículo está en posición de equilibrio estático, caracterizada porque el centro instantáneo de rotación C se desplaza hacia arriba según una trayectoria T parabólica cuya asíntota A está orientada hacia el extremo libre trasero del brazo oscilante (7) que soporta el eje (11) del cubo de la rueda motriz cuando dicho cubo de la rueda motriz se desplaza por encima de su posición de referencia P r.
Description
Suspensión trasera de un vehículo de dos
ruedas.
La presente invención se refiere a un
perfeccionamiento para una suspensión trasera de un vehículo, tal
como una bicicleta, una moto o análogo, del tipo que comprende un
chasis, un brazo oscilante solidario del marco y que soporta el eje
del cubo de una rueda trasera motriz y un amortiguador cuyos
extremos son solidarios respectivamente del marco y del brazo
oscilante, procurando dicha suspensión un efecto denominado
antibombeo.
Se conocen unas bicicletas todoterreno
denominadas VTT cuya suspensión trasera está constituida por un
brazo oscilante articulado al nivel de la parte inferior del tubo
de sillín y que coopera con un amortiguador. Dicho brazo oscilante
pivota alrededor de un eje fijo paralelo al eje del piñón conductor
que es soportado por la caja de pedal posicionada en el extremo
inferior del marco, es decir, en la intersección del tubo oblicuo y
del tubo de sillín de este último. Por otra parte, los extremos del
amortiguador son solidarios del brazo oscilante y, respectivamente,
del tubo horizontal que une el tubo de sillín a la horquilla de la
bicicleta o de un tubo intermedio que se extiende globalmente desde
la caja de pedal hasta el tubo horizontal, estando interrumpido
dicho tubo de sillín para dejar paso al amortiguador.
Este tipo de suspensión trasera provoca bajo la
acción de una pedalada enérgica, tal como una pedalada para
relanzar la bicicleta o cuando el ciclista adopta la posición
denominada de bailarina de pie sobre los pedales, un efecto
denominado de bombeo que se traduce en un hundimiento cíclico de la
suspensión incluso sobre un suelo perfectamente nivelado. Por
tanto, este tipo de suspensión trasera adolece del inconveniente de
disipar una parte del par motor proporcionado por el ciclista en el
amortiguador en lugar de participar en la motricidad de la bici.
Por otra parte, se conocen unas bicicletas todo
terreno denominadas VTT cuya suspensión trasera está constituida
por un brazo oscilante articulado al tubo de sillín y/o al tubo
oblicuo del marco por medio de dos bieletas o similares, cooperando
dicho brazo o por lo menos una de las bieletas con un amortiguador.
Dicho brazo oscilante pivota así alrededor de un punto de pivote
virtual móvil, denominado asimismo centro instantáneo de rotación,
que corresponde a la intersección de las rectas que pasan por los
ejes respectivos de las bieletas. Este es el caso de la solicitud
de patente americana US 2002/0109332, por ejemplo, que describe una
suspensión trasera de bici de este tipo. El centro instantáneo se
desplaza en el cuadrante anterior inferior y se desplaza de delante
hacia atrás y de arriba hacia abajo cuando el brazo oscilante se
desplaza hacia arriba durante el franqueo de un obstáculo, tal
como, por ejemplo, un montículo.
Dicha suspensión trasera adolece asimismo del
inconveniente de procurar un efecto denominado de bombeo que se
traduce en un hundimiento cíclico de la suspensión incluso sobre un
suelo perfectamente nivelado, que disipa así una parte del par
motor proporcionado por el ciclista en el amortiguador en lugar de
participar en la motricidad de la bici.
De manera similar, la solicitud de patente
internacional WO 03/018392, que describe una bicicleta todo terreno
denominada VTT cuya suspensión trasera está constituida por un brazo
oscilante articulado al tubo de sillín por medio de dos bieletas o
similares, cooperando una de las bieletas, la bieleta superior, con
un amortiguador. Dicho brazo oscilante pivota así alrededor de un
punto de pivote virtual móvil, denominado asimismo centro
instantáneo de rotación, que corresponde a la intersección de las
rectas que pasan por los ejes respectivos de las bieletas, y que se
desplaza de delante hacia atrás y de arriba hacia abajo cuando el
brazo oscilante se desplaza hacia arriba durante el franqueo de un
obstáculo tal como, por ejemplo, un montículo.
Esta suspensión trasera adolece asimismo del
inconveniente de procurar un efecto denominado de bombeo
particularmente nefasto.
Con el fin de remediar este inconveniente, se ha
imaginado ya una suspensión trasera de VTT denominada antibombeo,
tal como se describe en la patente francesa FR 2 774
966. Dicha VTT comprende un marco, un brazo oscilante solidario del
marco que lleva el eje del cubo de una rueda motriz y un
amortiguador cuyos extremos son solidarios respectivamente del
marco y del brazo oscilante, transmitiéndose el par motor a la
rueda motriz por una cadena que se extiende entre un piñón conductor
solidario del chasis y un piñón conducido solidario del eje del
cubo de la rueda motriz, formando dicha cadena entre los piñones
conductor y conducido dos ramales, uno superior tensado que
transmite el par motor a la rueda motriz y el otro inferior
denominado de retorno. El brazo oscilante está solidarizado al
marco por dos bieletas, una primera bieleta que une el extremo
anterior del brazo oscilante al tubo oblicuo del marco,
extendiéndose dicha bieleta de forma globalmente vertical, y una
segunda bieleta que une dicho brazo oscilante en su parte mediana al
tubo de sillín de este último, extendiéndose dicha segunda bieleta
de forma globalmente horizontal. El centro instantáneo de rotación
alrededor del cual pivota el brazo oscilante, correspondiente a la
intersección de las rectas que pasan por los ejes respectivos de
las bieletas, está alineado con el eje del ramal tensado de la
cadena cuando esta última está sobre uno de los platos del pedal,
cuando la VTT está en posición de equilibrio estático, es decir,
inmóvil, montada por un ciclista de peso medio, y se desplaza hacia
arriba según una trayectoria globalmente rectilínea cuando el brazo
oscilante pivota hacia arriba comprimiendo el resorte del
amortiguador.
Por otra parte, se conoce la patente francesa FR
2 827 831, que describe un vehículo de dos ruedas con suspensión
trasera denominada antibombeo. La VTT está equipada con una
suspensión trasera y comprende un chasis delantero que soporta una
caja de pedal y un conjunto trasero oscilante que soporta una rueda
trasera motriz. El chasis y el conjunto trasero son solidarios por
medio de dos uniones pivotantes y de un sistema amortiguador. La
primera unión pivotante está formada por una excéntrica circular
constituida en una caja que presenta un eje excéntrico, estando
montada dicha caja de forma pivotante en un alojamiento del chasis
delantero. El conjunto trasero está fijado sobre el eje excéntrico
por ambos lados de la caja. La segunda unión pivotante está formada
por una biela constituida por una simple placa dispuesta en la
dirección general del chasis. De la misma manera que anteriormente,
el centro instantáneo de rotación alrededor del cual pivota el
conjunto trasero oscilante se desplaza verticalmente según una
trayectoria globalmente rectilínea.
Por último, se conoce la patente francesa FR 2
821 603, que describe un sistema antibombeo de un vehículo de
ruedas cuyo par motor es transmitido por una cadena de transmisión a
la rueda motriz soportada por un brazo oscilante. Esta VTT
comprende un marco triangular, un brazo oscilante solidario del
marco y un amortiguador cuyos extremos son solidarios
respectivamente del marco y del brazo oscilante, estando
solidarizado dicho brazo oscilante al marco por dos bieletas que se
extienden de forma globalmente perpendicular una con respecto a
otra, extendiéndose una de las bieletas de forma globalmente
vertical cuando el vehículo está en posición de equilibrio
estático. La intersección de las rectas que pasan por los ejes de
rotación de cada bieleta forma el centro instantáneo de rotación
alrededor del cual pivota el brazo oscilante y está situado en el
cuadrante posterior superior de una referencia definida por un eje
horizontal y un eje vertical que concurren en el eje de la caja del
pedal. Este centro instantáneo de rotación se sitúa sobre el ramal
superior de la cadena o sobre la recta que lo prolonga en posición
de equilibrio estático y dicho centro instantáneo de rotación se
desplaza de forma globalmente vertical según una recta cuando el
brazo oscilante pivota hacia arriba.
Todos estos dispositivos, aunque procuran un
efecto antibombeo, adolecen del inconveniente de procurar un
alargamiento del ramal de cadena cuando el brazo oscilante se
desplaza hacia arriba, lo que induce una variación de la tensión de
la cadena provocando un efecto de "kick back" que se opone a la
rotación del pedal. Este efecto de "kick back" provoca una
sensación desagradable de sacudida al ciclista.
Con el fin de remediar el alargamiento del ramal
de cadena que provoca un efecto de "kick back" cuando el brazo
oscilante se desplaza hacia arriba durante el franqueo de un
obstáculo, se conocen las patentes americanas US nº 5.553.881, US
nº 5.628.524, US nº 6.206.397 y US nº 6.488.301, que describen un
sistema de suspensión para bicicleta. La bicicleta comprende una
suspensión trasera compresible y una transmisión de cadena que
comprende un plato conductor accionado por medio de pedales y un
cubo de rueda trasera, teniendo dicha transmisión una longitud de
ramal de cadena, que es la distancia, en la dirección hacia atrás,
desde el eje de dicho plato conductor accionado por medio de
pedales hasta el eje de dicho cubo de rueda trasera, que está
representada por un valor variable CSL, y teniendo dicha suspensión
unos medios destinados a desplazar dicho cubo de rueda trasera en
una dirección orientada sustancialmente hacia arriba a lo largo de
un trayecto de desplazamiento controlado de la rueda en respuesta a
una compresión de dicha suspensión, en la cual la posición de dicho
cubo a lo largo de dicho trayecto a partir de un punto de partida
predeterminado, en el cual dicha suspensión está en extensión, está
representada por un valor variable D que aumenta con el incremento
de la compresión de dicha suspensión. Dichos medios procuran un
punto de pivotamiento, denominado centro instantáneo de rotación o
punto de pivote virtual, que define el trayecto de desplazamiento de
la rueda trasera de tal modo que dicho trayecto de desplazamiento
comprenda una posición preferida de pedaleo en una posición
predeterminada D_{p} que está situada a lo largo del trayecto de
desplazamiento de la rueda trasera, extendiéndose un segmento de
curva inferior sustancialmente por debajo de dicha posición D_{p},
en el cual el ritmo de alargamiento del brazo de cadena aumenta con
el incremento de la compresión de dicho sistema de suspensión, con
el fin de que la relación de la primera derivada
d[CSL]/d(D) sea una curva que presente una pendiente
sustancialmente positiva, de manera que la relación de la segunda
derivada d^{2}[CSL]/(d(D))^{2} sea sustancialmente
positiva, y un segmento de curva superior, curvado hacia arriba y
hacia delante, que se extiende sustancialmente por encima de dicha
posición D_{p}, en el cual el ritmo de alargamiento del ramal de
cadena disminuye con el incremento de la compresión de dicho
sistema de suspensión, de manera que la relación de la primera
derivada d[CSL]/d(D) sea una curva que presente una
pendiente sustancialmente negativa, con el fin de que la relación
de la segunda derivada d^{2}[CSL]/(d(D))^{2} sea
sustancialmente negativa. Preferentemente, el segmento de curva
inferior de dicho trayecto de desplazamiento de la rueda trasera
comprende un primer segmento de arco inferior que presenta un radio
medio que se extiende hacia delante que es más grande que un arco de
radio constante desde dicho eje del plato conductor hasta dicho eje
del cubo de la rueda trasera, y un segmento de arco superior que
presenta un radio medio que se extiende hacia delante y que es
inferior a dicho radio de dicho primer segmento de arco inferior,
reuniéndose dicho segmento de arco inferior con dicho segmento de
arco superior en un punto de inflexión próximo a dicha posición
D_{p} de manera que, por una parte, el segmento de curva inferior
presente una forma general de S y, por otra parte, el ritmo de
alargamiento del ramal de cadena presente un pico cuando D alcanza
y se desplaza por encima de dicha posición D_{p}.
Este tipo de suspensión trasera de bicicleta
adolece del inconveniente, aunque limitando el efecto de "kick
back", de no procurar un efecto antibombeo, desplazándose el
centro instantáneo de rotación globalmente hacia delante y hacia
abajo cuando el brazo oscilante se desplaza hacia arriba.
Por tanto, uno de los objetivos de la invención
es remediar este inconveniente proponiendo una suspensión trasera
de un vehículo, tal como una VTT o similar, de concepción simple y
poco onerosa, que procure un efecto antibombeo limitando al mismo
tiempo, incluso suprimiendo, el efecto de "kick back".
A este efecto y de acuerdo con la invención, se
propone una suspensión trasera de un vehículo, tal como un
bicicleta, una moto o análogo, del tipo que comprende un chasis, un
brazo oscilante solidario del chasis y que soporta el eje del cubo
de una rueda motriz, y de un amortiguador cuyos extremos son
solidarios respectivamente del chasis y del brazo oscilante,
transmitiéndose el par motor a la rueda motriz por una cadena que se
extiende entre un piñón conductor solidario del chasis y un piñón
conducido solidario del eje del cubo de la rueda motriz, formando
dicha cadena entre los piñones conductor y conducido dos ramales,
uno superior tensado que transmite el par motor a la rueda motriz
trasera y otro inferior denominado de retorno, solidarizándose el
brazo oscilante a dicho chasis por lo menos por dos medios de
articulación de tal manera que el brazo oscilante pivota alrededor
de un punto denominado centro instantáneo de rotación móvil cuando
el cubo de la rueda motriz se desplaza a ambos lados de su posición
de referencia correspondiente a la posición del eje del cubo de la
rueda motriz cuando el vehículo está en posición de equilibrio
estático; dicha suspensión se destaca porque el centro instantáneo
de rotación se deslaza hacia arriba según una trayectoria parabólica
cuya asíntota está orientada hacia el extremo libre trasero del
brazo oscilante que soporta el eje del cubo de la rueda motriz
cuando dicho cubo de la rueda motriz se deslaza por encima de su
posición de referencia.
Preferentemente, el centro instantáneo de
rotación se sitúa sobre el ramal superior de la cadena de
transmisión o sobre la recta que lo prolonga cuando el vehículo
está en posición de equilibrio estático.
Así, el centro instantáneo de rotación, que se
sitúa inicialmente sobre el ramal superior de la cadena de
transmisión o sobre la recta que lo prolonga, se desplaza hacia
arriba según una trayectoria curvilínea orientada hacia el cubo
trasero del brazo oscilante hasta seguir una trayectoria globalmente
rectilínea horizontal, lo que permite suprimir el efecto de "kick
back", particularmente desagradable para el ciclista.
Otras ventajas y características se pondrán más
claramente de manifiesto a partir de la descripción siguiente de
varias variantes de realización, dadas a título de ejemplos no
limitativos, de la suspensión trasera conforme a la invención
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una vista lateral parcial de
una bicicleta equipada con una suspensión trasera conforme a la
invención, estando representados únicamente el chasis y el brazo
oscilante,
- la figura 2 es una representación esquemática
de una bicicleta equipada con una suspensión trasera según la
invención, en la que está representada la trayectoria del centro
instantáneo de rotación del brazo oscilante,
- la figura 3 es una vista lateral parcial de
una bicicleta equipada con una variante de realización de una
suspensión trasera conforme a la invención, estando representados
solamente el chasis y el brazo oscilante, y
- la figura 4 es una representación esquemática
de una bicicleta equipada con una suspensión trasera, tal como se
representa en la figura 3 y en la que está representada la
trayectoria del centro instantáneo de rotación del brazo
oscilante.
Se describirá a continuación a título de ejemplo
no limitativo una suspensión trasera de una bicicleta de tipo
bicicleta todo terreno (VTT); no obstante, la suspensión trasera
según la invención podría adaptarse a cualquier otro vehículo sin
apartarse por ello del marco de la invención.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, la VTT
comprende un chasis denominado marco triangulado 1 constituido por
un tubo de sillín 2 globalmente vertical, un tubo oblicuo 3
ensamblado por soldadura en el extremo inferior del tubo de sillín
2, un tubo horizontal 4 ensamblado en el extremo inferior del tubo
de sillín 2 y un tubo de horquilla 5 globalmente vertical, estando
por otra parte el tubo oblicuo 3 solidarizado a dicho tubo de
horquilla 5 también por soldadura. Aunque no se represente en la
figura 1, dicho tubo de horquilla 5 soporta una horquilla que
comprende una suspensión, preferentemente del tipo telescópico, que
soporta en su extremo inferior el eje del cubo de la rueda
delantera. Evidentemente, un manillar está solidarizado de manera
clásica con el extremo superior de la horquilla para asegurar la
dirección de la VTT. Además, el tubo de sillín 2 es apropiado para
alojar un vástago de sillín que comprende en su extremo superior un
sillín sobre el cual se posiciona el ciclista. El extremo inferior
del tubo de sillín 2 comprende, en la intersección del tubo oblicuo
3 y del tubo de sillín 2, una caja de pedal 6 que soporta de manera
clásica el eje de los piñones conductores comúnmente denominados
platos, cuyos ejes de rotación son coaxiales, siendo unos pedales
solidarios de dicho eje de los piñones conductores a ambos lados
del marco 1 de la VTT.
Por otra parte, este último comprende un brazo
oscilante 7 constituido por dos conjuntos triangulares 7a,
7b que se extienden a ambos lados del plano mediano del marco
1, estando unidos dichos conjuntos 7a, 7b del brazo
oscilante 7 por una o varias riostras no representadas en las
figuras. Cada conjunto 7a, 7b del brazo oscilante 7
está constituido por un tubo horizontal 8, un tubo oblicuo 9 y un
tubo vertical 10 conectados de dos en dos mediante unas soldaduras.
La intersección del tubo oblicuo 9 y del tubo horizontal 8 lleva el
eje 11 de una rueda trasera motriz no representada en la figura,
accionándose esta última evidentemente en rotación por una cadena de
transmisión que se extiende entre el piñón conductor de la caja de
pedal 6 y el piñón conducido soportado por el eje 11 del cubo de la
rueda trasera motriz. El brazo oscilante 7 está solidarizado al
marco 1 por dos bieletas 12 y 13, una primera bieleta denominada
inferior 12 cuyos ejes de rotación 12a, 12b
posicionados en el extremo libre de dicha bieleta inferior 12 están
articulados respectivamente en la intersección de los tubos
verticales 10 y de los tubos horizontales 8 del brazo oscilante 7 y
en la caja de pedal 6 por medio de una pata horizontal 14 que se
extiende desde dicha caja 6 en dirección al eje 11 del cubo de la
rueda trasera motriz de la VTT. Esta bieleta inferior 12 se extiende
de forma globalmente paralela al tubo de sillín 2 en la parte
trasera de este último cuando la VTT está en posición de equilibrio
estático, es decir, cuando un ciclista monta sobre la VTT. La
bieleta superior 13 comprende dos ejes de rotación 13a,
13b articulados respectivamente en el tubo de sillín 2,
globalmente en su parte mediana, y en la intersección de los tubos
verticales 10 y de los tubos oblicuos 9 del brazo oscilante 7. Dicha
bieleta superior 13 se extiende de forma globalmente vertical cuando
la VTT está en posición de equilibrio estático. Además, dicha
bieleta superior 13 se sitúa entre los tubos de sillín 2, oblicuo 3
y horizontal 4 del marco 1 en el plano formado por este último. La
intersección de las rectas D_{1}, D_{2} que pasan por los ejes
12a, 12b y 13a, 13b de rotación de cada
bieleta 12 y 13 está así situada en el cuadrante posterior superior
de una referencia definida por un eje horizontal H y un eje vertical
V que concurren en el eje de la caja de pedal 6, es decir, en el eje
del piñón conductor. Además, en posición de equilibrio estático,
este centro instantáneo de rotación C se sitúa sobre el ramal
superior de la cadena Z representada en trazos mixtos.
Resulta evidente que el centro instantáneo de
rotación C, en posición de equilibrio estático, puede situarse
justo por encima o justo por debajo del ramal superior de la cadena
Z o de la recta que lo prolonga, sin apartarse por ello del marco
de la invención.
Por último, la VTT comprende un amortiguador 15
cuyos extremos libres son solidarios respectivamente de la bieleta
superior 13 que solidariza el brazo oscilante 7 al tubo de sillín 2
y de una barra de unión 16 que se extiende entre dicho tubo de
sillín 2 y el tubo oblicuo 3 del marco 1 en la proximidad de la caja
de pedal 6, de tal manera que el amortiguador 15 se extiende de
forma globalmente paralela al tubo de sillín 2 entre los tubos
oblicuo 3, horizontal 4 y de sillín 2 que forman el marco 1.
Según una variante de realización representada
en trazos punteados en la figura 1, los extremos libres del
amortiguador 15 pueden ser solidarios respectivamente de la bieleta
superior 13 que solidariza el brazo oscilante 7 al tubo de sillín 2
y de una pata 17 del tubo oblicuo 3 que se extiende en el plano que
contiene los tubos 2, 3, 4 del chasis 1, de tal manera que dicho
amortiguador 15 se extienda entre los tubos 2, 3, 4 que constituyen
el chasis 1 formando un ángulo \alpha con el tubo de sillín 2,
estando comprendido dicho ángulo \alpha entre 5 y 90º.
Resulta evidente que el extremo libre superior
del amortiguador 15 puede ser solidario del brazo oscilante 7 y,
más particularmente, de la intersección de los tubos oblicuos 9 y de
los tubos verticales 10 de dicho brazo oscilante 7, en lugar de la
bieleta 13, sin apartarse por ello del marco de la invención.
La bieleta superior 13 comprende por lo menos
una abertura 18 apropiada para recibir un muñón de solidarización
del amortiguador 15 a dicha bieleta 13 y posicionado entre los ejes
13a, 13b, de la bieleta 13. Dicha abertura 18 de la
bieleta superior 13 está posicionada en la parte mediana de la
bieleta 13 a una distancia d con respecto a la recta D_{2} que
pasa por los ejes 13a, 13b de la bieleta 13.
Accesoriamente y de manera particularmente
ventajosa, dicha bieleta 13 puede comprender una segunda abertura
19 apropiada para recibir el muñón de solidarización del
amortiguador 15 a dicha bieleta 13 y posicionado entre la primera
abertura 18 y el eje 13b de la bieleta solidario del brazo
oscilante 7 a una distancia d' con respecto a la recta D_{2} que
pasa por los ejes 13a, 13b de dicha bieleta 13
superior a la distancia d. Así, el extremo superior del
amortiguador 15 puede estar articulado de manera indiferente en uno
u otro de las aberturas 18, 19 de la bieleta 13 en función del
desplazamiento máximo deseado del eje 11 del cubo de la rueda
trasera motriz de la VTT. En efecto, solidarizando el extremo
superior del amortiguador 15 a la segunda abertura 19 de la bieleta
13, el ciclista puede aumentar el desplazamiento vertical del eje 11
del cubo de la rueda trasera motriz.
Resulta muy evidente que la bieleta 13 puede
comprender varias aberturas 18, 19 sin apartarse por ello del marco
de la invención.
Según otra variante de realización representada
en trazos punteados en la figura 1, el tubo de sillín 2 comprende
en su parte inferior, en la proximidad del eje del pedal, un tope 20
que se extiende desde dicho tubo de sillín 2 en dirección a la
bieleta inferior formando sustancialmente un ángulo recto con dicho
tubo de sillín 2. Este tope 20 permite evitar que la bieleta
inferior 12 golpee el tubo de sillín 2 durante el franqueo de un
obstáculo.
Se explicará ahora el funcionamiento del sistema
antibombeo según la invención con referencia a la figura 2.
Cuando el eje 11 del cubo de la rueda trasera se
desplaza hacia arriba, como indica la flecha a, el centro
instantáneo de rotación C del brazo oscilante 7 inicialmente situado
sobre el ramal superior de la cadena Z se desplaza hacia arriba
según una trayectoria curvilínea T, parabólica, representada en
trazos punteados en la figura 2, en dirección al eje 11 del cubo
trasero del brazo oscilante 7, de modo que el ramal superior
tensado de la cadena Z se sitúa entonces debajo de dicho centro
instantáneo de rotación C. Un momento de retorno proporcional a la
tensión del ramal superior de la cadena Z y a la distancia que
separa dicho ramal superior Z del centro instantáneo de rotación C
del brazo oscilante 7 tiende a devolver el brazo oscilante 7 a su
posición inicial de equilibrio estático. Así, el centro instantáneo
de rotación C se desplaza según una trayectoria parabólica cuya
asíntota A está orientada hacia el extremo libre trasero del trazo
oscilante 7 que soporta el eje 11 del cubo trasero de la rueda
motriz cuando dicho cubo de la rueda motriz se desplaza por encima
de su posición de referencia P_{r} representada en trazo lleno en
la figura 2. Cuando el desplazamiento vertical del eje 11 del cubo
de la rueda trasera, es decir, la altura del desplazamiento vertical
de dicho eje 11 del cubo de la rueda trasera, es superior o igual a
un valor determinado, por ejemplo a 120 mm, la asíntota A de la
trayectoria parabólica del centro instantáneo de rotación C se
extiende horizontalmente. Se observará que modificando las
dimensiones y las inclinaciones de las bieletas 12 y 13 en posición
de equilibrio estático, el experto en la materia podrá obtener una
trayectoria parabólica del centro instantáneo de rotación C de tal
modo que este último se sitúe a una altura globalmente constante con
respecto al ramal superior de la cadena de transmisión o de la
recta que lo prolonga, situándose entonces el centro instantáneo de
rotación C en posición de equilibrio estático, justo por encima del
ramal superior de la cadena de transmisión Z o de la recta que lo
prolonga.
Por otra parte, se observará que, cuando el
brazo oscilante 17 se desplaza hacia abajo como indica la flecha
b, por debajo de su posición de referencia P_{r}, el centro
instantáneo de rotación C del brazo oscilante 7 se desplaza hacia
abajo según una trayectoria rectilínea que forma un ángulo \beta
con la vertical V, de modo que el ramal superior de la cadena
tensada Z se sitúa por encima de dicho centro instantáneo de
rotación C creando así un momento de retorno proporcional a la
tensión del ramal superior y a la distancia que separa este último
del centro instantáneo de rotación C del brazo oscilante 7, que
tiende así a devolver dicho brazo oscilante 7 a su posición de
equilibrio estático. Por consiguiente, el momento de retorno del
brazo oscilante 7 hacia su posición de equilibrio estático se
opone, cualquiera que sea su sentido, y en cada instante, al
nacimiento del movimiento oscilatorio parásito denominado de bombeo
creado por el movimiento de pedaleo del ciclista. Además, cuando el
brazo oscilante 7 se desplaza hacia arriba, la trayectoria
parabólica del centro instantáneo de rotación C permite procurar
una tensión del ramal superior tensado de la cadena globalmente
constante, evitando así el efecto de "kick back"
particularmente desagradable para el ciclista.
Según una variante de realización
particularmente adaptada para el descenso, haciendo referencia a las
figuras 3 y 4, la VTT comprende de la misma manera que
anteriormente un chasis denominado marco triangulado 1 constituido
por un tubo de sillín 2 globalmente vertical, un tubo oblicuo 3
ensamblado por soldadura al extremo inferior del tubo de sillín 2,
un tubo horizontal 4 ensamblado en el extremo inferior del tubo de
sillín 2 y un tubo de horquilla 5 globalmente vertical, estando el
tubo oblicuo 3, por otra parte, solidarizado a dicho tubo de
horquilla 5 asimismo por soldadura. El tubo de sillín 2 está
ligeramente acodado hacia el interior del marco triangulado 1 en su
parte mediana.
El brazo oscilante 7 está constituido de la
misma manera que anteriormente por dos conjuntos triangulares
7a, 7b que se extienden a ambos lados del plano
mediano del marco 1, y está solidarizado al marco 1 por dos
bieletas 12 y 13, una primera bieleta denominada inferior 12 cuyos
ejes de rotación 12a, 12b posicionados en el extremo
libre de dicha bieleta inferior 12 están articulados respectivamente
en la proximidad de los extremos inferiores de los tubos verticales
10 del brazo oscilante 7 y al tubo de sillín 2 justo por encima de
la caja de pedal 6. Esta bieleta inferior 12 se extiende en la parte
trasera del tubo de sillín 2 hacia arriba cuando la VTT está en
posición de equilibrio estático, es decir, cuando un ciclista monta
sobre la VTT. La bieleta superior 13 comprende dos ejes de rotación
13a, 13b, articulados respectivamente sobre el tubo
de sillín 2, globalmente en su parte mediana, al nivel del codo, y
en la intersección de los tubos verticales 10 y de los tubos
oblicuos 9 del brazo oscilante 7. Dicha bieleta superior 13 se
extiende de forma globalmente vertical cuando la VTT está en
posición de equilibrio estático. Además, dicha bieleta superior 13
se sitúa entre los tubos de sillín 2, oblicuo 3 y horizontal 4 del
marco 1 en el plano formado por este último. La intersección de las
rectas D_{1}, D_{2} que pasan por los ejes 12a,
12b y 13a, 13b de rotación de cada bieleta 12
y 13 está situada así en el cuadrante posterior superior de una
referencia definida por un eje horizontal H y un eje vertical V que
concurren en el eje de la caja de pedal 6, es decir, en el eje del
piñón conductor. Además, en posición de equilibrio estático, este
centro instantáneo de rotación C se sitúa sobre el ramal superior
de la cadena Z representada en trazos mixtos.
Resulta evidente que el centro instantáneo de
rotación C, en posición de equilibrio estático, puede situarse
justo por encima o justo por debajo del ramal superior de la cadena
Z o de la recta que lo prolonga, sin apartarse por ello del marco de
la invención.
Por otra parte, la VTT comprende un amortiguador
15 cuyos extremos libres son solidarios respectivamente de la
bieleta superior 13 que solidariza el brazo oscilante 7 al tubo de
sillín 2 y de una barra de unión 16 que se extiende delante del
tubo oblicuo 3 del marco 1 en la proximidad de la caja de pedal 6,
de tal manera que el amortiguador 15 se extienda de forma
globalmente paralela a la bieleta superior 13 entre los tubos
oblicuo 3, horizontal 4 y de sillín 2 que forman el marco 1,
atravesando dicho amortiguador 15 el tubo oblicuo 3 en el cual se ha
practicado un orificio.
La barra de unión 16 comprende por lo menos una
abertura 18 apropiada para recibir un muñón de solidarización del
amortiguador 15 a dicha barra de unión 16. De forma accesoria y de
manera particularmente ventajosa, dicha barra de unión 16 puede
comprender varias aberturas secundarias 19 apropiadas para recibir
el muñón de solidarización del amortiguador 15 a dicha barra de
unión 16. Así, el extremo superior del amortiguador 15 puede estar
articulado indiferentemente en una u otra de las aberturas 18, 19
de la barra de unión 16 en función del desplazamiento máximo
deseado del eje 11 del cubo de la rueda trasera motriz de la VTT. En
efecto, solidarizando el extremo superior del amortiguador 15 a la
segunda abertura 19 de la bieleta 13 el ciclista puede aumentar el
desplazamiento vertical del eje 11 del cubo de la rueda trasera
motriz.
Se explicará ahora el funcionamiento del sistema
antibombeo según la invención haciendo referencia a la figura 4.
Cuando el eje 11 del cubo de la rueda trasera se
desplaza hacia arriba, como indica la flecha a, el centro
instantáneo de rotación C del brazo oscilante 7 inicialmente situado
sobre el ramal superior de la cadena Z se desplaza hacia arriba
según una trayectoria curvilínea T parabólica, representada en
trazos punteados en la figura 4, en dirección al eje 11 del cubo
trasero del brazo oscilante 7, de modo que el ramal superior
tensado de la cadena Z se sitúa entonces por debajo de dicho centro
instantáneo de rotación C. Un momento de retorno proporcional a la
tensión del ramal superior de la cadena Z y a la distancia que
separa dicho ramal superior del centro instantáneo de rotación C
del brazo oscilante 7 tiende a devolver el brazo oscilante 7 a su
posición inicial de equilibrio estático. Así, el centro instantáneo
de rotación C se desplaza según una trayectoria parabólica cuya
asíntota A está orientada hacia el extremo libre trasero del brazo
oscilante 7 que soporta el eje 11 del cubo trasero de la rueda
motriz cuando dicho cubo de la rueda motriz se desplaza por encima
de su posición de referencia P_{r}, representada en trazo lleno en
la figura 4. Cuando el desplazamiento vertical del eje 11 del cubo
de la rueda trasera, es decir, la altura del desplazamiento vertical
de dicho eje 11 del cubo de la rueda trasera, es superior o igual a
un valor determinado, por ejemplo a 140 mm, la asíntota A de la
trayectoria parabólica del centro instantáneo de rotación C se
extiende de forma globalmente horizontal.
Por otra parte, cuando el brazo oscilante 7 se
desplaza hacia abajo como indica la flecha b, por debajo de
su posición de referencia P_{r}, el centro instantáneo de rotación
C del brazo oscilante 7 se desplaza hacia abajo según una
trayectoria curvilínea, estando globalmente orientada la concavidad
de la trayectoria hacia arriba y hacia delante, de modo que el
ramal superior de la cadena tensada Z se sitúa por encima de dicho
centro instantáneo de rotación C creando así un momento de retorno
proporcional a la tensión del ramal superior y a la distancia que
separa este último del centro instantáneo de rotación C del brazo
oscilante 7, que tiende así a devolver dicho brazo oscilante 7 a su
posición de equilibrio estático. Así, cuando el brazo oscilante se
desplaza hacia abajo, el centro instantáneo de rotación C se
desplaza hacia abajo y hacia delante debajo del ramal superior de
la cadena tensada Z.
Por otra parte, resulta evidente que el brazo
oscilante 7 puede consistir en un brazo de una forma cualquiera,
tal como un brazo lineal, sin apartarse por ello del marco de la
invención.
Además, las bieletas 12, 13 que articulan el
brazo oscilante el chasis 1 de la VTT pueden ser sustituidas por
cualquier otro medio equivalente, tal como, por ejemplo, una
excéntrica.
Por último, resulta evidente que el sistema
antibombeo conforme a la invención puede estar adaptado a cualquier
tipo de vehículos que comprenden un chasis, un brazo oscilante
solidario del chasis que soporta el eje solidario del cubo de por
lo menos una rueda motriz y un amortiguador cuyos extremos son
solidarios respectivamente del chasis y del brazo oscilante, tal
como una motocicleta, un "quad" o similar, y que los ejemplos
que se acaban de proporcionar constituyen únicamente unas
ilustraciones particulares en ningún caso limitativas en cuanto a
los ámbitos de aplicación del sistema antibombeo según la
invención.
Claims (17)
1. Suspensión trasera de un vehículo, tal como
una bicicleta, una motocicleta o análogo, del tipo que comprende un
chasis (1), un brazo oscilante (7) solidario del chasis (1), que
soporta el eje (11) del cubo de una rueda motriz, y un amortiguador
(15) cuyos extremos son solidarios respectivamente del chasis (1) y
del brazo oscilante (7), transmitiéndose el par motor a la rueda
motriz por una cadena (Z) que se extiende entre un piñón conductor
solidario del chasis (1) y un piñón conducido solidario del eje (11)
del cubo de la rueda motriz, formando dicha cadena (Z) entre los
piñones conductor y conducido dos ramales, uno superior tensado que
transmite el par motor a la rueda motriz trasera y otro inferior
denominado de retorno, estando el brazo oscilante (7) solidarizado
a dicho chasis (1) por lo menos por dos medios de articulación (12,
13), de tal manera que el brazo oscilante (7) pivote alrededor de
un punto denominado centro instantáneo de rotación C móvil cuando
el cubo de la rueda motriz se desplaza a ambos lados de su posición
de referencia P_{r} correspondiente a la posición del eje (11)
del cubo de la rueda motriz cuando el vehículo está en posición de
equilibrio estático, caracterizada porque el centro
instantáneo de rotación C se desplaza hacia arriba según una
trayectoria T parabólica cuya asíntota A está orientada hacia el
extremo libre trasero del brazo oscilante (7) que soporta el eje
(11) del cubo de la rueda motriz cuando dicho cubo de la rueda
motriz se desplaza por encima de su posición de referencia
P_{r}.
2. Suspensión trasera según la reivindicación
anterior, caracterizada porque el centro instantáneo de
rotación C se sitúa sobre el ramal superior de la cadena Z de
transmisión o la recta que lo prolonga cuando el vehículo está en
posición de equilibrio estático.
3. Suspensión trasera según la reivindicación 1,
caracterizada porque el centro instantáneo de rotación C se
sitúa justo por encima o justo por debajo del ramal superior de la
cadena Z de transmisión o de la recta que lo prolonga cuando el
vehículo está en posición de equilibrio estático.
4. Suspensión trasera según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el centro
instantáneo de rotación C del brazo oscilante (7) se desplaza hacia
abajo según una trayectoria rectilínea que forma un ángulo \beta
con la vertical V, cuando el brazo oscilante (7) se desplaza hacia
abajo por debajo de su posición de referencia P_{r}, de modo que
el ramal superior de la cadena tensada Z se sitúa por encima de
dicho centro instantáneo de rotación C.
5. Suspensión trasera según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el centro
instantáneo de rotación C del brazo oscilante (7) se desplaza hacia
abajo y hacia delante según una trayectoria curvilínea, estando
globalmente orientada la concavidad de la trayectoria hacia arriba y
hacia delante cuando dicho brazo oscilante (7) se desplaza hacia
abajo por debajo de su posición de referencia P_{r}, de tal modo
que el ramal superior de la cadena tensada Z se sitúa por encima de
dicho centro instantáneo de rotación C.
6. Suspensión trasera según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el centro
instantáneo de rotación C se sitúa en el cuadrante posterior
superior de una referencia definida por un eje horizontal H y un
eje vertical V que concurren en el eje del piñón conductor cuando el
cubo de la rueda motriz se desplaza por encima de su posición de
referencia P_{r}.
7. Suspensión trasera según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la asíntota
A de la trayectoria parabólica T del centro instantáneo de rotación
C se extiende horizontalmente cuando el desplazamiento vertical del
eje (11) del cubo de la rueda motriz alcanza un valor
determinado.
8. Suspensión trasera según la reivindicación 7,
caracterizada porque la asíntota A de la trayectoria
parabólica T del centro instantáneo de rotación C se extiende
horizontalmente cuando el desplazamiento vertical del eje (11) del
cubo de la rueda motriz es superior o igual a 120 mm.
9. Suspensión trasera según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque los medios de
articulación (12, 13) del brazo oscilante (7) consisten en dos
bieletas, una bieleta denominada superior (13) articulada al tubo
de sillín (2) y una bieleta inferior (12) articulada a la caja de
pedal (6) que soporta el piñón conductor.
10. Suspensión trasera según la reivindicación
9, caracterizada porque la bieleta superior (13) está
articulada en la parte mediana del tubo de sillín (2).
11. Suspensión trasera según cualquiera de las
reivindicaciones 9 ó 10, caracterizada porque los extremos
del amortiguador (15) son solidarios respectivamente del brazo
oscilante (7) y/o de la bieleta superior (13) que solidariza el
brazo oscilante (7) al tubo de sillín (2) y a una barra de unión
(16) que se extiende entre dicho tubo de sillín (2) y el tubo
oblicuo (3) en la proximidad de la caja de pedal (6), de tal manera
que el amortiguador (15) se extiende de forma globalmente paralela
al tubo de sillín (2).
12. Suspensión trasera según cualquiera de las
reivindicaciones 9 ó 10, caracterizada porque los extremos
del amortiguador (15) son solidarios respectivamente del brazo
oscilante (7) y/o de la bieleta superior (13) que solidariza el
brazo oscilante (7) al tubo del sillín (2) y a una pata (17) del
tubo oblicuo (3) que se extiende en el plano que contiene los tubos
(2, 3, 4) del chasis (1), de tal manera que dicho amortiguador (15)
se extiende entre los tubos (2, 3, 4) que constituyen el chasis (1)
formando un ángulo \alpha con el tubo de sillín (2).
13. Suspensión trasera según la reivindicación
12, caracterizada porque el ángulo \alpha está comprendido
entre 5 y 90º.
14. Suspensión trasera según cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 13, caracterizada porque la bieleta
superior (13) comprende por lo menos una abertura (18) apropiada
para recibir un muñón de solidarización del amortiguador (15) a
dicha bieleta (13) y posicionada entre los ejes (13a,
13b) de la bieleta (13).
15. Suspensión trasera según la reivindicación
14, caracterizada porque la abertura (18) de la bieleta
superior (13) está posicionada en la parte mediana de dicha bieleta
(13) a una distancia d con respecto a la recta D_{2} que pasa por
los ejes (13a, 13b) de la bieleta (13).
16. Suspensión trasera según la reivindicación
15, caracterizada porque la bieleta superior (13) comprende
una segunda abertura (19) apropiada para recibir el muñón de
solidarización del amortiguador (15) a dicha bieleta (13) y
posicionada entre la primera abertura (18) y el eje (13b) de
la bieleta (13) solidaria del brazo oscilante (7) a una distancia
d' con respecto a la recta D_{2} que pasa por los ejes
(13a, 13b) de la bieleta (13) superior a la distancia
d.
17. Suspensión trasera según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el tubo de
sillín (2) comprende en su parte inferior, en la proximidad del eje
de pedal, un tope (20) que se extiende desde dicho tubo de sillín
(2) en dirección a la bieleta inferior formando sustancialmente un
ángulo recto con dicho tubo de sillín (2).
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