ES2662970B1

ES2662970B1 - Sistema de suspensión para bicicletas u otros vehículos similares

Info

Publication number: ES2662970B1
Application number: ES201631298A
Authority: ES
Inventors: César ROJO VIDAL
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-10-06
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2036-10-06
Also published as: US20180099723A1; ES2662970A1

Abstract

Sistema de suspensión para bicicletas u otros vehículos similares que comprende un triángulo principal (1) o chasis unido por un extremo a una rueda delantera (6) y por el otro unido con un amortiguador (2) y un elemento basculante (3) que sirve como medio de soporte de una rueda posterior (7); y donde incorpora un elemento de unión inferior (5) que comprende un primer eje o punto de unión (5a) unido al triángulo principal (1) y un segundo punto de unión o eje (5b) unido con el basculante (3) y donde dicho sistema incorpora un elemento de unión superior (4) donde se ubica el punto de unión o primer eje (4a) con el triángulo principal (1) y otro segundo punto de unión o segundo eje (4b) que conecta con el basculante (3) y el amortiguador (2).

Description

SISTEMA DE SUSPENSiÓN PARA BICICLETAS U OTROS VEHíCULOS SIMILARES

Objeto de la invención

5: El objeto de la presente memoria es un sistema de suspensión para bicicletas u otros vehículos similares, cuya principal característica radica en el hecho de ser capaz de reducir o eliminar la respuesta al hundimiento, simplificando el funcionamiento de otros sistemas similares mediante la reducción del número de ejes necesarios.

10: Antecedentes de la invención

15: En la actualidad, las bicicletas y otros vehículos con ruedas, se emplean como medio de transporte o para su disfrute en el tiempo libre. Estos vehícu los, están diseñados esencialmente para emplear una energía generada (por las piernas del usuario o por un motor) mediante la fuerza de tracción de una o varias ruedas respecto al suelo, independientemente de las características del terreno donde se empleen.

2 O: En su empleo por caminos de tierra, al tener una menor tracción por las irregularidades de la fisionomía del terreno, las bicicletas necesitarán contar con un medio de suspensión que mejore el confort y el rendimiento de su empleo, proporcionando al usuario una sensación de mayor suavidad y mejor tracción.

25: Estos sistemas de suspensión, cuentan con el inconveniente principal de la pérdida de energía asociada con el movimiento tanto en compresión como en extensión de la suspensión. Por ello, en las bicicletas el hecho de optimizar al máximo el uso de la energía procedente del usuario, mediante un sistema optimizado de suspensión (anti-hundimiento) provoca que así se pueda disminuir la pérdida de esta potencia y hace que las ganancias en rendimiento sean muy grandes.

30 35: El solucionar el problema técnico asociado a la eficiencia en los sistemas de transmisión en dichos vehículos, también simplificará las tareas del amortiguador, evitando así el empleo de amortiguadores de mayor complejidad técnica (que por ejemplo, incluyan bloqueos de suspensión) lo que encarecerá el producto final, disminuyendo la rentabilidad del producto comercializado.

Para paliar dicha problemática, son conocidos diversos soluciones, como por ejemplo, la propuesta en la patente española ES 2 342 347 que describe un Sistema de suspensión de rueda accionada que comprende: una unidad de amortiguación, una rueda accionada, un elemento de unión de soporte de rueda oscilante, un elemento de unión de manipulación de 5 soporte superior, y un elemento de unión de manipulación de soporte inferior, en el que la rueda accionada está unida de manera giratoria al elemento de unión de soporte de rueda oscilante, el elemento de unión de soporte de rueda oscilante está unido de manera pivotante a un extremo del elemento de unión de manipulación de soporte superior y a un extremo del elemento de unión de manipulación de soporte inferior, respectivamente, el 10 elemento de unión de manipulación de soporte superior y el elemento de unión de manipulación de soporte inferior están adaptados para ser unidos de manera pivotante en sus otros extremos a un chasis de un vehículo en el cual se utiliza el sistema de suspensión, un centro instantáneo se encuentra mediante la proyección de líneas de fuerza individual a través de ambos pivotes de cada uno de los elementos de unión de manipulación de soporte

15 superior e inferior, y el centro instantáneo se posiciona más allá de los limites externos de los dos pivotes del elemento de unión de man ipulación de soporte inferior al cero por ciento de compresión de suspensión y que está caracterizado porque el centro instantáneo se posiciona entre dichos dos pivotes del elemento de unión de manipulación de soporte inferior cuando la suspensión está totalmente comprimida.

20 De igual forma la patente española ES 2285952 que comprende un mecanismo de suspensión especialmente concebido para su uso en bicicletas. El mecanismo de suspensión hace uso de diversos puntos de pivotamiento que enlazan las piezas que configuran la estructura que permite absorber las solicitaciones del apoyo de la rueda

25 trasera sin que el usuario perciba variaciones importantes en la tensión sobre la cadena. En esta invención se hace uso de dos triángulos enlazados mediante un cuadrilátero articulado formado por dos bieletas y vinculados adecuadamente mediante un amortiguador en el que ambos extremos quedan anclados a dichas bieletas.

30 Este tipo de sistemas tienden a la complejidad como consecuencia de la presencia de un mayor número de piezas y/o articulaciones que provocan que el mantenimiento, complejidad y coste de los sistemas de suspensión aumente considerablemente, lo que repercute necesariamente en el coste del vehículo en el que se encuentre instalado.

35 Descripción de la invención

El sistema de suspensión para bicicletas u otros vehículos similares, objeto de la presente

memoria, está caracterizado por comprender un triángulo principal o chasis unido por un

extremo a una rueda delantera y por el otro unido con un amortiguador y un elemento

5: basculante que sirve como medio de soporte de una rueda posterior. El sistema incorpora

elemento de unión inferior que comprende un primer eje o punto de unión unido al triángulo

principal y un segundo punto de unión o eje unido con el basculante y donde dicho sistema

incorpora un elemento de unión superior donde se ubica el punto de unión o primer eje con

el triángulo principal y otro segundo punto de unión o segundo eje que conecta con el

10: basculante y el amortiguador.

El sistema aquí preconizado, se centra en reducir la pérdida de energía debida al

hundimiento de la suspensión, producido por el accionamiento de la transmisión,

produciendo dicho sistema una respuesta anti-hundimiento. Esta respuesta anti-hundimiento

15: ("anti-squat") es preferiblemente mayor al inicio del recorrido de la suspensión, que al final

del recorrido, donde el valor es inferior.

Así pues, en el ejemplo práctico de una bicicleta que incluya el sistema de suspensión

propuesto en la presente invención, podrá sacar la máxima ventaja del sistema anti

2 O: hundimiento, ya que estará diseñada para acelerar de una manera mucho más eficiente, con

menor pérdida de energía, consiguiendo a su vez, que el chasis del vehículo sea más

estable durante las fuerzas de aceleración.

Para ello, la rueda posterior de la bicicleta estará conectada con un basculante o unidad de

25: soporte de la rueda posterior; y éste a su vez, se encontrará unido a la estructura principal

de la bicicleta (o triángulo principal) mediante dos elementos de unión, uno en la parte

inferior con dos puntos de pivote y otro en la parte superior con dos puntos de pivote

también.

30: Uno de estos elementos de unión, concretamente el elemento superior, va fijado al triangulo

principal y el otro punto de elemento de unión estará fijado al basculante o unidad de

soporte de la rueda posterior y al elemento amortiguador. Así, este punto de unión

compartirá tres elementos (la unidad de soporte de la rueda posterior, el elemento

amortiguador y el elemento de unión). Ambos elementos de unión , rotan en sentido contrario

35: a las agujas del reloj, cuando se observa la bicicleta desde su lado izquierdo.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que restrinjan la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.

Breve descripción de las figuras

A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.

FIG 1. Muestra un diagrama del sistema de suspensión para bicicletas u otros vehículos similares, objeto de la presente invención, en un estado de no compresión. FIG 2. Muestra el diagrama mostrado en la figura anterior, donde el sistema de suspensión se encuentra en un estado de compresión máxima. FIG 3. Muestra una vista en perspectiva del cuadro de la bicicleta con el sistema objeto de la presente invención. FIG 4. Muestra una vista en detalle del sistema, donde se muestra el sistema de elemento de unión superior. FIG 5. Muestra una vista lateral del cuadro de la bicicleta, con el sistema de suspensión, en un estado de no compresión. FIG 6. Muestra una vista lateral del cuadro de la bicicleta, con el sistema de suspensión en un estado de máxima compresión. FIG 7. Muestra una vista lateral del cuadro de la bicicleta donde se puede observar el sistema de compresión en un estado de compresión de aproximadamente el 50%. FIG 8. Muestra una gráfica explicativa de la respuesta anti-hundimiento proporcionada por

el sistema aquí descrito. FIG 9. Muestra una gráfica del ratio de la suspensión. FIG 10. Muestra una vista lateral de una segunda realización práctica del sistema de

suspensión aquí presentado. La FIG 10A Muestra una vista lateral de una segunda realización practica del sistema de suspensión aquí presentado en un estado de máxima compresión.

FIG 11. Muestra una vista lateral de un elemento amortiguador junto con un elemento extensor del citado amortiguador, que puede emplearse en diversas realizaciones prácticas del sistema aquí presentado.

FIG 12. Muestra una vista superior de los elementos mostrados en la figura anterior. FIG 13. Muestra un diagrama del sistema de suspensión en relación a la respuesta anti-hundimiento de la misma. FIG 14. Muestra una vista lateral de una tercera realización práctica del sistema de suspensión aquí presentado. FIG 15. Muestra una vista lateral de una tercera realización práctica del sistema de suspensión aquí presentado en un estado de máxima compresión. FIG 16. Muestra una vista lateral de una cuarta realización práctica del sistema de suspensión aquí presentado. FIG 17. Muestra una vista lateral de una cuarta realización práctica del sistema de suspensión aquí presentado en un estado de máxima compresión

Realización preferente de la invención

En las figuras adjuntas se muestra una realización preferida de la invención. Más concretamente, el sistema de suspensión para bicicletas u otros vehículos similares, objeto de la presente memoria está caracterizado por comprender un triángulo principal (1) o chasis unido por un extremo a una rueda delantera (6) y por el otro unido con un amortiguador (2) y un elemento basculante (3) que sirve como medio de soporte de una rueda posterior (7). Y donde dicho sistema, incorpora un elemento de unión superior (4) donde se ubica el punto de unión o primer eje (4a) con el triángulo principal (1) y otro segundo punto de unión o segundo eje (4b) que conecta con el basculante (3) y el amortiguador (2).

El elemento de unión inferior (5) incorpora un punto de unión o primer eje (5a) con el triángulo principal (1), y un segundo punto de unión o eje (5b) con el basculante (3). Situado de forma contigua a dicho elemento de unión inferior (5) se sitúa una caja de pedales (8) que sirve como soporte de los pedales.

En una realización preferida, el elemento de unión superior (4) e inferior (5) tendrán unas longitudes entre ambos centros similares, y nunca podrán ser más de tres veces, la longitud entre ellos.

En la figura 1, se muestra perfectamente como el elemento de unión superior (4) en su

segundo punto de unión (4b) comparte articulación con los elementos basculante (3) y

amortiguador (2). De igual forma, puede observarse como el sistema dispone sólo de cuatro

ejes dos del elemento de unión superior (4) y dos del inferior (5), lo que implica que al recibir

5: un impacto la rueda (7) se transmitirá dicha fuerza al eje de la rueda (3a) sobre el

basculante (3), ésta fuerza hace que los dos elementos de unión (4,5) entren en movimiento

anti-horario yeso lleve a cabo a la comprensión del amortiguador (2).

En la figura 2, se muestra al sistema de suspensión en su estado de máxima compresión,

10: también conocido como final de carrea del amortiguador (2) o tope de suspensión . En dicha

imagen puede apreciarse como el punto de rotación instantáneo (9) del sistema de

suspensión que se genera mediante la proyección de los elementos de unión (4,5),

mediante sendas líneas (9a, 9b) no sobrepasa el punto de unión con el triángulo principal

(5a), aspecto que se mantendrá invariable en todos los supuestos prácticos.

15

La figura 3, muestra un cuadro de bicicleta que incorpora el sistema aquí descrito. Dicho

cuadro podrá materializarse en diversos materiales, como por ejemplo, aluminio, fibra de

carbono, acero, titanio u otros. En esta realización concreta, se puede observar que el

triángulo principal o chasis (1), incorporará una caja de pedales (100), una pipa de dirección

2 O: (101 ) donde se une una horquilla, y un tubo del sillín (102) donde se acoplará la tija del sillín.

En la figura 4, se puede observar un detalle donde el elemento de unión superior (4) y como

éste se une con el amortiguador (2) y el basculante 3.

En la figura 5 se observa el sistema de suspensión en reposo con el amortiguador (2)

25: completamente extendido. En dicha imagen se puede apreciar como el amortiguador (2),

basculante (3) y elemento de unión superior (4) comparten el mismo punto de unión (4b).

En la figura 6 se muestra el sistema con un hundimiento del 100% mientras que en la figura

7 el hundimiento del sistema es del 50 %.

30

En la figura 8 se aprecia una gráfica de la respuesta anti-hundimiento del sistema, donde el

eje vertical se representa el porcentaje de anti-hundimiento y en el eje horizontal el recorrido

de suspensión en la rueda posterior (7). En dicha gráfica se aprecia el hecho de que el

punto final (11), está posicionado siempre por debajo del punto inicial (10). El punto de

35: orden en marcha (12) representará el hundimiento de la suspensión en orden de marcha o

SAG por sus siglas en inglés, que también tiene un valor inferior al punto (10) en todos los casos.

En la FIG. 9 se aprecia la gráfica del hundimiento de la suspensión o ratio. En el eje vertical se muestra el ratio, que es el resultado de la división del recorrido en la rueda posterior (7) respecto al recorrido en el amortiguador (2). En el eje horizontal se muestra el recorrido de la suspensión que es la medición del desplazamiento del eje posterior del basculante, o eje de la rueda (3a). En el sistema de suspensión de esta invención y en cualquiera de sus variantes el ratio en el inicio del recorrido (13) siempre tiene un valor superior al valor de ratio en el final de recorrido (15). El valor del ratio en el punto de orden de marcha (14) es siempre inferior al punto inicial de inicio de recorrido (13).

En las figuras 10, 10A, 11 Y 12 se muestran diversas realizaciones prácticas del sistema de suspensión objeto de la presente invención, como por ejemplo, una realización donde el amortiguador (2) de manera opcional lleva un extensor (2a) atornillado al propio amortiguador para variar la longitud del mismo en caso necesario.

Dicho extensor (2a) del amortiguador (2), va anclado en uno de los extremos (2b) al triangulo principal (1) Y en otro de estos extremos, el amortiguador (2) va anclado sobre el extensor (2a) y unido mediante un tornillo (2c). El extensor (2a) se une al basculante (3) y elemento de unión superior (4) en el punto de unión (4b).

En la figura 13 se muestra una gráfica del modelo de obtención de datos para el cálculo de la respuesta anti-hundimiento y de esta manera, obtener suficientes valores para interpolar una gráfica como la mostrada en la figura 8. El sistema anti-hundimiento se calcula respecto al centro de masas del sistema (17) el cual incluye el peso del vehículo y sus ocupantes.

Para obtener el valor se necesitan varios puntos, por una parte tenemos el centro instantáneo de rotación (9) del sistema de suspensión, por otra parte la línea o tiro de cadena (19) que se obtiene mediante una línea tangente entre las dos ruedas dentadas del vehículo, la principal (24) y la secundaria (25) que se encuentra en el centro de la rueda posterior (7). La intersección de la línea de cadena (19) con la línea que une el centro de rotación instantáneo (9) y el eje de la rueda posterior (3a) genera un punto de intersección

(18) que es utilizado para generar el vector (23) mediante el cual se acaba generando el punto que define el valor del anti-hundimiento (22). El vector (23) se genera mediante la

5: proyección del punto (18) y el punto (26) generado por la tangencia de la rueda posterior (7) con el suelo. El valor de anti-hundimiento (22) se genera en la intersección del vector (23) y el vector (21). El vector (21) se genera mediante la línea perpendicular al suelo, punto (27) y que pasa por el eje de la rueda delantera (6a). El valor óptimo de anti-hundimiento corresponde al que el punto de valor de anti-hundimiento (22) y el centro de coordenadas (17) del sistema se encuentran alineados en la misma línea horizontal. Este valor se ha de calcular para la posición dinámica del vehículo. En este caso, para ejemplificar como calcular dicho punto (22) se ha utilizado el sistema en reposo.

l O: En las figuras 14, 15, 16 Y 17 se pueden observar diversas realizaciones prácticas de los sistemas aquí descritos con distintos recorridos de suspensión en la rueda trasera, que se mueven entre los 100 y los 200mm.

15: Finalmente, el sistema aquí descrito será de especial utilidad para vehículos que incorporen una transmisión accionada por una cadena o una correa; o impulsados por el ser humano.

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Claims

REIVINDICACIONES

1.-Sistema de suspensión para bicicletas u otros vehículos similares que comprende un triángulo principal (1) o chasis unido por un extremo a una rueda delantera (6) y por el otro unido con un amortiguador (2) y un elemento basculante (3) que sirve como medio de soporte de una rueda posterior (7); y donde incorpora un elemento de unión inferior (5) que comprende un primer eje o punto de unión (5a) unido al triángulo principal (1) Y un segundo punto de unión o eje (5b) unido con el basculante (3) y que está caracterizado por que dicho sistema incorpora un elemento de unión superior (4) donde se ubica el punto de unión

o primer eje (4a) con el triángulo principal (1) y otro segundo punto de unión o segundo eje (4b) que conecta con el basculante (3) y con el amortiguador (2).
2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 en donde situado de forma contigua a dicho elemento de unión inferior (5) se sitúa una caja de pedales (8) que sirve como soporte de los pedales.
3.-Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -2 en donde el punto de rotación instantáneo (9) del sistema de suspensión que se genera mediante la proyección de los elementos de unión (4,5) no sobrepasa el punto de unión con el triángulo principal (Sa).
4.-Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la curva de anti-hundimiento tiene un valor inicial (10) superior al valor final (11).
5.-Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la curva de anti-hundimiento tiene un valor inicial (10) superior al valor de orden en marcha (12).
6.-Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la curva de anti-hundimiento tiene un valor en el punto de orden en marcha (12) superior al valor final (11).
7.-Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la curva del ratio del amortiguador y el recorrido de la rueda tiene un valor inicial (13) superior al valor fin al (15).
8.-Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la curva del ratio del amortiguador y el recorrido de la rueda tiene un valor de orden en marcha (14) superior al valor final (15).
9.-Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el amortiguador (2) incorpora un extensor (2a).
10.-Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 en donde los elementos de unión (4, 5) rotan en el mismo sentido.
11.-Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el elemento de unión superior (4) e inferior (5) tienen unas longitudes entre ambos centros similares y nunca de más de tres veces de la longitud entre ellos.
12.-Sistema de acuerdo con las reivindicaciones anteriores donde dicho sistema forma parte de un vehículo con una transmisión accionada por una cadena.
13.-Sistema de acuerdo con las reivindicaciones 1 -12 en donde dicho sistema forma parte de un vehículo con una transmisión accionada por una correa.
14.-Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde dicho sistema forma parte de un vehículo impulsado por el ser humano.
15. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el amortiguador (2) está fijado por su otro extremo a la barra superior del triángulo principal (1).