ES2676670B1

ES2676670B1 - Bicicleta con engranaje-doble-cono

Info

Publication number: ES2676670B1
Application number: ES201700083A
Authority: ES
Inventors: Vila Francisco Javier Porras
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2019-05-14
Anticipated expiration: 2037-01-23
Also published as: ES2676670A1

Description

BICICLETA CON ENGRANAJE-DOBLE-CONO

OBJETIVO DE LA INVENCldN

El principal objetivo de la presente invencion es el de formar un mecanismo de empuje, que pueda multiplicar la fuerza que el usuario aplica a los pedales (1), un poco rads que lo que la multiplica el mecanismo habitual en una bicicleta, formado por unos pedales (1), un plato dentado (2), y, una cadena que lo une a un piñón (9), que estd situado en el eje de la rueda trasera (10). La cadena desaparece en la invencidn de hoy, y, queda sustituida por un engranaje-doble-cono (4-8) en el que un piñón (4) y una corona (8), se unen a distancia mediante unas varillas metdlicas (5, 7) que se cruzan en un rodamiento (6), a una quinta parte de la distancia que las separa, estando dste rodamiento (6) mds prdximo a la corona (8).

ANTECEDENTES DE LA INVENCldN

El principal antecedente de mi invencidn del dla (21.01.17) se encuentra en la palanca de Arquimedes, en tanto que el engranaje-doble-cono (4-8) se funda en etla. El segundo antecedente principal se puede encontrar en mis engranajes-cono, formados por un piñón y una corona que se unen a distancia mediante unas varillas metdlicas, las que unen los laterales de sus perlmetros. Estos engranajes-cono se pueden encontrar, por ejemplo, en mi Patente n° P201200374, titulada: Juguete de vaivin con espirales, en donde, ademds, se multiplican para formar trenes de engranajescono.

DESCRIPCION DE LA INVENCldN

La Bicicleta con engranaje-doble-cono, es un mdvil de desplazamiento formado por un plato dentado (2) con pedales (1), -como los de una bicicleta-, que se engrana con un pifion (3), -tambien dentado-, que, a su vez, se engrana en perpendicular con los dientes de un piñón (4), que es el que transmite la fuerza, en un engranaje-doble-cono (4-8) que tiene una corona (8) en el extremo de las varillas cruzadas (5, 7) que unen al piñón (4) y a la corona (8) a distancia, y, que, entre ellas, se unen en un rodamiento (6), o, fulcro, situado a la quinta parte de la distancia entre el piñón (4) y la corona (8). La corona (8) se engrana lateralmente, y, en perpendicular, con los dientes del piñón (9) situado en el eje de la rueda trasera (10) de la bicicleta.

DESCRIPCldN DE LAS FIGURAS

Figura n° 1: Vista lateral del mecanismo fundamental de empuje de la bicicleta con engranajedoble-cono, en la que se muestran los pedales (1) y el plato (2) en la zona izquierda, el engranajedoble-cono (4-8) en el centra, en donde se observa que las varillas (5) del piñón (4) se unen al rodamiento (6) o fulcro, y, por el otro lado, se prolongan otras varillas (7) hacia la corona (8). En la zona de la derecha se muestra la rueda trasera (10) de la bicicleta, con su pifion (9) en el eje central.

Figura n° 1:

1) Pedales

2) Plato

3) Pifion

4) Pifion del engranaje-doble-cono

5) Varillas del piñón

6) Rodamiento que hace las funciones de fulcro

7) Varillas de la corona

8) Corona del engranaje-doble-cono

9) Pifidn de la rueda trasera de la bicicleta

10) Rueda trasera de la bicicleta

DESCRIPCldN DE UN MODO DE REALIZACION PREFERIDO

La Bicicleta con engranaje-doble-cono, estd caracterizado por ser un objeto para el desplazamiento por la ciudad, que, en lugar de la tlpica cadena que se suele utilizar en las bicicletas, utiliza un engranaje-doble-cono (4-8) en el que un piñón (4) y una corona (8), se unen a distancia mediante unas varillas metdlicas (5, 7) que se cruzan en un rodamiento (6), a una quinta parte de la distancia que las separa, estando dste rodamiento (6) mds prdximo a la corona (8) que at piñón (4). Si nos fijamos bien, dste engranaje-doble-cono (4-8) viene a ser lo mismo que una palanca de Arquimedes. Si, de la figura n° 1, eliminamos una de las varillas, la de arriba por ejemplo, y, hacemos que la varilla (5, 7) que queda, en lugar de subir y bajar apoyada en el rodamiento (6), -que hace las funciones del fulcro de la palanca de Arquimedes-, se ponga a girar, porque hemos unido, previamente, los extremos de la varilla (5, 7) en el pivote del lateral del perimetro del piñón (4) y de la corona (8), observaremos que la fuerza del piñón (4) que se transmite, aumentard con la longitud de su propio radio, -sea la varilla (5)-, de manera que, cuanto mds se aleje este piñón (4), del rodamiento (6), -o, fulcro-, su fuerza aumentard proporcionalmente, tal como reza el principio de la palanca de Arquimedes. Si ahora volvemos a poner la otra varilla superior para formar de nuevo el engranaje-doble-cono (4-8), el efecto serd exactamente el mismo, y, el piñón (4) y la corona (8) estardn mejor fijados a la estructura del engranaje-doble-cono (4-8). De esta manera, podemos conseguir aumentar la fuerza del pedaleo del ciclista, lo que aun aumentard mds si duplicamos el sistema de empuje, -o sea, el engranaje-doble-cono (4-8)-, a cada lado de la bicicleta, o sea, por detrds de cada pedal (1). La fuerza de Arquimedes se puede medir con la siguiente ecuacidn, en la que se conjuga la fuerza de origen, -que, en dste caso seria la fuerza que aplican las piemas del ciclista, y, en otros casos, podrfa ser la fuerza de cualquier motor-, con el radio de la varilia propia: ( FArq — F 0 ■ R ). La ventaja de utilizar de bsta manera una parte de la ecuacibn de Arquimedes, es que nos permite comprender mejor la diferencia entre el peso y la fuerza de Arquimedes, que son conceptos distintos, en tanto que e! peso, -los pesos que ponemos en los platos de una balanza-, aun a pesar de que, en sf mismos son una fuerza, siempre se mantienen idbnticos a si mismos, aunque los separemos progresivamente del fulcro. Sin embargo, la fuerza de Arquimedes es la que aumenta con el aumento del radio de cada peso, aun a pesar de que el valor del peso permanezca constante.

de ahl que, se establezca una pequefla diferencia entre bsta ecuacibn de la fuerza de Arquimedes, y,

la ecuacibn de la balanza de Arquimedes: ( Wt - W 2 • R2), en tanto que, con bsta ecuacibn podemos determinar la situacibn de equilibrio de la balanza, -o, la de una palanca-, mientras que, con la anterior, medimos lo que aumenta la Fuerza de Arquimedes en cada uno de los platos de la balanza, y, por separado, lo que quiere decir que, lo que mide, no es la situacibn de equilibrio de la balanza, sino, precisamente, todo lo contrario, o sea, aquello que la desequilibra, o, que la puede desequilibrar. La consecuencia mas inmediata de dsta ecuacibn de la Fuerza de Arquimedes afecta al concepto de la energia que tendrla la Fuerza de Arquimedes de cada plato de la balanza, Si consideramos que la aliura (y) es la distancia que sube y baja cada uno de sus platos, la energia de este movimiento de los

platos de la balanza se podrb medir por bsta ecuacibn: ( FArq = F0 • R ), y, (

^E Plato-Balanza = E An) ' ^y = { F ^{q '}R ) ^{y ) ,} lo que serla muy distinto de lo que mediria la ecuacion

cldsica de la energia, que serla bsta otra ecuacibn: ( E Ptmo_Bataiua_x = V^] y ] ), o asl: (

Enato-Baianza -2 ~ ^ 2 ‘ ^ 2 ). !o que se escribirla de bsta manera en funcibn de la idea de que todo peso es, en si mismo, una fuerza que, en la medida en que recorre un espacio, se puede medir como

energia, segun la ecuacibn clbsica de la energia que todos conocemos: ( E = F ■ x ) . Ahora, como, en la invencibn de hoy, se trata de un plato giratorio, la altura (y) quedard sustituida por el perimetro de su giro circular, lo que nos llevara a modificar la ecuacibn anterior, de bsta otra manera:

(Eplatr)_nalmiu = FArq ' Per = (F 0 • R ) • {In /? )). Con mis ecuaciones, queda reflejado lo que aumenta la Fuerza de Arquimedes en funcibn del aumento del radio, que es lo que no se puede hacer con la ecuacibn cldsica de la energia, Y, bstas ecuaciones justifican mejor el funcionamiento de la invencibn que hoy presento aqui, Es mbs, podemos estudiar, tambibn, la ventaja que tienen estos engranajes-doble-cono, respecto de los engranajes-cono precedentes. Vamos a suponer que tenemos la figura de ese juguete que se llamd Discobolo en su momento, que est£ formado por dos Conos exactamente iguales, unidos por sus respectivos vertices, y, que se hace rodar con una cuerda que recorre la unidn de los dos vertices. En dsta figura, la Fuerza de Arquimedes que podria transmitir la rueda de una de las bases de uno de los conos, hacia la otra rueda, serla el (100 %) de la Fuerza de Arquimedes recibida desde la rueda de un motor, o, desde el pedaleo de un ciclista. Ahora, aumentamos la longitud del radio, -o , de la altura-, de uno de los dos conos, y, al igual que sucede en una balanza, la Fuerza de Arquimedes de la rueda de la base de ese cono que se alarga, tambidn aumentarA en proporcion al aumento de esa altura, y, aumentard en cada centimetre de mds que se aleje del fulcro, o, del rodamiento (6) que pusieramos en la unidn de los dos vertices de los dos conos, el corto y el largo. En dste sentido, en el engranaje-doble-cono (4-8), la fuerza ird aumentando en el porcentaje de Fuerza de Arquimedes que se transmite, desde el piñón (4) hacia la corona (8), a partir del ( 100 %), mientras que, en un engranaje-cono, la fuerza que iba aumentando a medida que aumentabamos la longitud de las varillas metdlicas que unen al piñón y a la corona, s61o aumentaba a partir del (50 %), porque sabemos que, en una pieza de engranaje, con dos ruedas dentadas unidas, el piñón solo puede transmitir el (50 %) de la fuerza que recibe, hacia su corona. Y, cuando aumentamos progresivamente la longitud de las varillas que unen a ese piflon y a esa corona para formar un engranaje-cono, la fuerza ird aumentando progresivamente, pero, como digo, s61o lo puede hacer a partir de ese (50 %), y, no a partir del (100 %), tal como acabo de seflalar que sucede en el engranajedoble-cono (4-8) de hoy. S61o debemos modificar un elemento de las ecuaciones anteriores, en tanto que la Corona (8) puede tener mayor didmetro que el Piflon (4), aun a pesar de que podria tener el mismo di&metro, y, funcionaria igual. En el caso de que el didmetro de la Corona (8) sea el doble, o, el triple que el del Pifldn (4), las Varillas (7) de la Corona (8), formarian un Angulo mayor

respecto de la linea que se formarla en el caso de que el Pifl6n (4) y la Corona (8) tuviesen el mismo didmetro. A medida que crezca dicho angulo, la Fuerza de Arquimedes que se transmite desde el Pifldn (4) hacia la Corona (8) sera menor, por lo que las ecuaciones anteriores deben acusar dicha variacidn. En dste sentido, la Fuerza de Arquimedes que recibiria la Corona (8), se tiene que

multiplicar por el Coseno de dicho dngulo, lo que haremos asf:

1° flue afectara, por tanto, a las ecuaciones que se derivan de ellas:

Claims

RE IVINDICA Cl ONES

l) Bicicleta con engranaje-doble-cono, caracterizada por ser un mdvil de desplazamiento fonnado por un plato dentado (2) con pedales (1), como los de una bicicleta, que se engrana con un piñón (3), tambidn dentado, que, a su vez, se engrana en perpendicular con los dientes de un piñón (4) de en un engranaje-doble-cono (4-8) que tiene una corona (8) en el extremo de las varillas cruzadas (5, 7) que unen al piflon (4) y a la corona (8) a distancia, y, que, entre ellas, se unen en un rodamiento (6), o, fulcro, situado a la quinta parte de la distancia entre el pifion (4) y la corona (8); la corona (8) se engrana lateralmente, y, en perpendicular, con los dientes del piñón (9) situado en el eje de la rueda trasera (10) de la bicicleta.