ES2651195A1

ES2651195A1 - Kit desmontable de pedaleo alternativo para bicicletas de cuadro estándar

Info

Publication number: ES2651195A1
Application number: ES201631000A
Authority: ES
Inventors: Xavier MARÍN MAYOL; Joaquim M. VECIANA FONTANET; Lluïsa JORDI NEBOT
Original assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Current assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2018-01-24
Anticipated expiration: 2036-07-21
Also published as: ES2651195B2

Abstract

Kit desmontable de pedaleo alternativo para bicicletas de cuadro estándar. En esta patente se trata de la adaptación a una bicicleta convencional de un mecanismo de pedaleo oscilante ya existente, para facilitar la movilidad en personas con lesiones de rodilla, con el objetivo de ser montable y desmontable. El kit presentado está constituido por un conjunto de barras articuladas entre sí y un pedalier convencional. El mecanismo está formado por dos partes análogas situadas a ambos lados del cuadro. Cada una de estas contiene un balancín, una biela y una manivela. Las interficies de unión entre cuadro y mecanismo son el eje de la rueda posterior, que coincide con la articulación en dicha rueda, y el eje del pedalier que se une a la barra central mediante un embridado que permite situar el eje del pedalier a la altura conveniente para facilitar la adaptación a la mayoría de cuadros estándar.

Description

DESCRIPCIÓN

KIT DESMONTABLE DE PEDALEO ALTERNATIVO PARA BICICLETAS DE CUADRO ESTÁNDAR

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Sector de la técnica

La invención se encuadra en el sector técnico de la biomecánica, más concretamente en la explotación de mecanismos existentes para su 10 aprovechamiento en condiciones asequibles, con el fin de facilitar la movilidad a personas con limitaciones en la flexión de la rodilla así como su rehabilitación.

Antecedentes de la invención 15

En el año 2010, el Dr. Emili Curià publicó su tesis doctoral titulada Una modificació de la pedalada. Estudi mecànic i biomecànic. Repercussió en la limitació de la flexió del genoll [1], en la que se propone un mecanismo de pedaleo diferente del convencional. Este mecanismo permite substituir el ciclo 20 de pedaleo completo convencional por un movimiento alternativo que implica una variación del ángulo de rodilla, definido como el ángulo entre el fémur y la tibia, inferior a la necesaria en el caso del mecanismo convencional. Este trabajo concluye que la modificación del pedaleo propuesto ofrece a personas con flexión de rodilla reducida, por causas diversas, la posibilidad de practicar 25 actividades de rehabilitación, deportivas y de ocio.

Posteriormente, Blanca Segura Villar presentó un Proyecto Final de Carrera de título Análisis mecánico de un mecanismo de pedaleo oscilante. Diseño 3D de un bicicleta con este mecanismo integrado [2] en el que se propone la adaptación de este mecanismo en bicicletas convencionales 30 modificando su cuadro.

Los mecanismos que se han consultado para justificar la novedad de la invención se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Dentro del primer grupo, se encuentran los mecanismos que proponiendo un movimiento circular para los pedales, varían la geometría de estos o de los platos para modificar el rango angular de aplicación de la fuerza sobre los mismos, evitando sus puntos muertos, así como su valor, para mejorar el confort del pedaleo. Entre estas se encuentran las patentes ES-5 2326990-T3, ES-2101126-T3 y ES-2343971-T3.

El segundo grupo hace referencia a los sistemas de pedaleo en los que el movimiento de los pedales no es circular o no llegan a describir una circunferencia completa. Destacan las patentes ES-0193433-A3, ES-0224422-A1, ES-2268911-B1, WO-2014108579-A1 y ES-2027560-A6. El mecanismo 10 que se utiliza como referencia en la presente invención pertenece a este segundo grupo.

Todos los mecanismos mencionados hacen referencia a una bicicleta modificada convenientemente para su implementación. En ningún caso se plantea la posibilidad de que estos mecanismos puedan ser montados y 15 desmontados en una bicicleta de cuadro convencional.

Para ello, la presente invención se centra en la descripción del sistema que hace posible que el mecanismo mencionado se pueda instalar, con un número razonable de operaciones, en una bicicleta común sin modificar su estructura base. 20

Explicación de la invención

La presente invención se encuadra en el estudio y la explotación de 25 mecanismos que permitan facilitar el desplazamiento mediante transporte sostenible a personas con movilidad reducida de las extremidades inferiores. En este caso, se trata de la adaptación a una bicicleta convencional de un mecanismo de pedaleo oscilante existente, para facilitar la movilidad en personas con lesiones en la articulación correspondiente a la rodilla. 30

El objetivo de la invención es la modificación de dicho mecanismo, cuya validez para este tipo de lesiones ha sido probada por otros autores, para su adaptación a una bicicleta convencional cualquiera con la posibilidad de ser

montable y desmontable por el usuario. Esta característica permite, con un mínimo número de modificaciones en la propia bicicleta, realizar rehabilitaciones puntuales de rodilla.

El kit presentado para esta finalidad está constituido físicamente por un 5 conjunto de barras articuladas entre si y un pedalier convencional. El mecanismo está formado por dos partes análogas que se sitúan a ambos lados del cuadro. Cada una de estas contiene un balancín (articulado al eje de la rueda posterior), una biela y una manivela (pedalier).

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Por lo tanto, el elemento de unión entre cuadro y mecanismo es el eje de la rueda posterior y el eje del pedalier que se une a la barra que soporta el sillín mediante un embridado.

La articulación en la rueda posterior coincide geométricamente con el eje 15 de la rueda y el embridado permite situar el eje del pedalier a la altura conveniente con lo que se facilita la adaptación a la mayoría de cuadros estándar de bicicleta.

Según se muestra en las vistas de la figura 1, el kit presentado está 20 constituido por un mecanismo de pedaleo alternativo (1) sujeto a través de una brida (2) al tubo central del cuadro (3) y de un eje (4) convenientemente modificado.

El mecanismo de pedaleo alternativo (figura 2), a su vez, está constituido 25 por dos manivelas solidarias (5) desfasadas 180º situadas una a cada lado del cuadro. A su vez, estas manivelas son solidarias a un plato estándar (6) articulado por medio de un eje, también estándar, a la brida de sujeción (2).

Las manivelas están articuladas a sendas bielas (7) que a su vez están 30 articuladas a los balancines (8) en cuyo extremo se encuentran los pedales de accionamiento (9).

Finalmente, los balancines (8) se articulan al eje de la rueda posterior modificado (4) tal y como muestran las figuras 2 y 6.

Para conseguir que el kit sea lo más adaptable posible a cualquier bicicleta estándar, se ha diseñado una doble brida de tipo cubo partido (figuras 5 3 y 4). Tanto la brida superior (10) como la inferior (11) realizan su apriete al tubo a través de dos tornillos (12). Para garantizar la colinealidad de la brida con el eje del tubo, se han añadido unos resaltes longitudinales, (13) y (18), según el eje del tubo a ambas partes del cubo partido. De esta manera, la unión brida tubo es capaz de transmitir seis reacciones, tres componentes de 10 fuerza y tres componentes de momento, para evitar movimientos no deseados. Asimismo, tal como muestran las figuras 4 y 5, y con las dimensiones apropiadas siguientes: i) el grosor de los resaltes definido por la diferencia entre D y d; ii) la semidistancia entre bridas b; y iii) el ángulo β que forma cada uno de los resaltes con el eje perpendicular al plano longitudinal de la bicicleta 15 y que a su vez pasa por el centro del tubo, se consigue que estos resaltes permitan el montaje de la brida en tubos de distintos diámetros así como en tubos de sección no circular.

Por otro lado, la segunda parte que consigue la adaptación a cualquier 20 bicicleta es el rediseño del eje de la rueda posterior (figura 6). Para conseguir esta adaptación se sustituye el eje convencional de la rueda posterior por un eje modificado (4) que básicamente incorpora, a ambos lados, una extensión (14) entre el eje y la rosca definida por un diámetro mecanizado inferior al original donde se articularán los balancines (8) mediantes unos rodamientos 25 (15).

Breve descripción de las figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto 30 de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1: Vistas del kit ensamblado en un cuadro de bicicleta estándar.

Figura 2: Vistas en perspectiva del kit.

Figura 3: Vista en perspectiva de la brida que sujeta la manivela al cuadro.

Figura 4: Vista en planta de la brida de sujeción al tubo.

Figura 5: Detalle de las dimensiones de la brida. 5

Figura 6: Vista seccionada del eje modificado de la rueda posterior.

Figura 7: Dimensiones básicas de un cuadro de bicicleta.

Figura 8 : Kit desmontable de pedaleo alternativo para bicicletas de cuadro estándar.

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Realización preferente de la invención

La presente invención se ilustra adicionalmente mediante el siguiente ejemplo de aplicación, el cual no pretende ser limitativo de su alcance. 15

Se toma como referencia un cuadro de bicicleta según la figura 7, con una altura H de 520 mm y una dimensión h de 65 mm. El triángulo posterior tiene un lado inferior AT de 450 mm y una abertura a de 72º.

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Para esta configuración y siguiendo las figuras 1 y 2, las manivelas (5) tienen una longitud de 130 mm. Las bielas (7) tienen una longitud de 290 mm entre ejes y los balancines (8), de 420 mm entre ejes. La distancia de los pedales a los ejes que articulan las bielas (7) a los balancines (8) es de 70 mm. El eje solidario a las manivelas (5) y al plato (6) se sitúa a 235 mm del eje 25 original del pedalier.

Siguiendo la figura 6, el eje modificado de la rueda posterior (4) en su sección central de diámetro 10 mm, tiene una longitud de 191 mm parcialmente roscado en sus extremos. Las extensiones laterales (14) de este eje miden 30 34,5 mm a cada lado, tienen un diámetro de 8 mm y el extremo roscado M8.

Todas las articulaciones del mecanismo tienen la misma disposición consistente en dos rodamientos rígidos de bolas (15) (figura 6). Ambos

rodamientos están fijados por sus pistas interiores mientras que la pista exterior de uno de ellos tiene libertad de movimiento en la dirección axial para evitar introducir cargas axiales por las tolerancias propias de la fabricación de los elementos. Todos los rodamientos utilizados tienen obturación a ambos lados y son libres de mantenimiento. 5

Las bielas (7) están formadas por un tubo de acero soldado a dos muñones mecanizados que contienen los rodamientos.

Las manivelas (5) y el plato (6) son elementos comerciales de ciclismo 10 modificados para poder articular las bielas (7) a la distancia establecida.

Siguiendo la figura 3, la brida está construida en cuatro piezas. La primera (16) consiste en un bloque que contiene el eje de las manivelas (5). La segunda (17) sujeta la anterior mediante tornillos y forma una de las mitades 15 tanto de la brida inferior como de la superior. Las dos piezas restantes (10) y (11) son las que completan el cubo y cierran las bridas mediante tornillos (12).

Para que los resaltes longitudinales (13) y (18) (figura 3) permitan el montaje de diversas secciones de tubos o tubos de sección no circular (figura 20 4), se han considerado las dimensiones d, D, b y ángulo β, en este caso, de 32 mm, 50 mm, 15 mm y 25º, respectivamente (figura 5).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Kit desmontable preparado para ser ensamblado en bicicletas convencionales que permite el modo de pedaleo oscilante y que 5 comprende: una brida (2) de cubo partido ajustable en altura a lo largo del tubo central del cuadro de la bicicleta (3); dos manivelas (5) desfasadas 180º unidas solidariamente al mismo eje y este a su vez unido a un plato (6); dos bielas (7) y sus articulaciones; dos balancines (8) y sus articulaciones, en cuyos extremos se encuentran los pedales 10 de actuación (9); y un eje de la rueda trasera extendido (4) en el que se articulan los balancines.
2. Kit desmontable descrito en las reivindicación 1 que se caracteriza porque la brida de cubo partido realiza su contacto con el tubo central 15 del cuadro (3) mediante dos resaltes (13) en un lado del cubo y otros dos resaltes (18) en el otro lado y que aseguran la correcta orientación del conjunto sobre el tubo central del cuadro de la bicicleta.
3. Kit desmontable descrito en la reivindicación 1 que se caracteriza porque 20 la brida de cubo partido realiza su apriete mediante tornillos.
4. Kit desmontable descrito en la reivindicación 1 que se caracteriza porque la brida de cubo partido realiza su apriete mediante cierres de leva.

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5. Kit desmontable descrito en la reivindicación 2 que se caracteriza porque los resaltes (13) y (18) tienen un grosor y forman un ángulo con el eje perpendicular al plano longitudinal de la bicicleta y que a su vez pasa por el centro del tubo tales que, conjuntamente con la distancia de separación entre las bridas, permiten su montaje en tubos de distintos 30 diámetros y también de sección no circular.
6. Kit desmontable descrito en la reivindicación 1 que se caracteriza porque el eje (4) alberga en sus extremos rodamientos que materializan las articulaciones de los balancines (8) al cuadro de la bicicleta.
7. Kit desmontable descrito en la reivindicación 1 que se caracteriza porque 5 el eje (4) alberga en sus extremos cojinetes de fricción que materializan las articulaciones de los balancines (8) al cuadro de la bicicleta.
8. Kit desmontable descrito en la reivindicación 1 que se caracteriza porque el eje extendido está fijado a lado y lado por tuercas. 10
9. Kit desmontable descrito en la reivindicación 1 que se caracteriza porque el eje extendido está fijado a lado y lado por aprietes de leva.