ES2684528B1 - Sistema de transmisión para bicicleta - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de transmisión para bicicleta

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un sistema de transmisión para bicicleta u otros vehículos similares, que comprende un cambio de velocidades que no requiere para su funcionamiento que se accionen los pedales.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Las bicicletas se utilizan para varios fines, entre ellos el recreacional, deportivo, competición tanto profesional como amateur. El típico sistema de cambio de marchas se acciona desde un dispositivo en el manillar que desplaza la cadena mediante el desviador situado en el eje trasero entre los diferentes piñones para realizar un cambio de marcha. Hay diferentes números de piñones y ratios dependiendo del número y diámetro de los piñones, o del tipo de bicicleta.

Uno de los mayores inconvenientes de este tipo de sistemas que afecta a las bicicletas actuales es la necesidad de pedalear para poder cambiar de marchas. En la actualidad para realizar un cambio de marchas se han de accionar las bielas a la vez que se acciona el mando en el manillar. Al realizarse esto la cadena se desplaza entre los piñones cambiando de marcha y modificando el ratio de movimiento entre las bielas y la rueda. Si en mitad de un cambio de marchas se deja de pedalear, el cambio de marcha no se lleva a cabo, eso hace que la cadena se quede engranada en dos piñones a la vez, o incluso más piñones dependiendo del cambio que se haga, haciendo así que la transmisión se pueda bloquear, la cadena romperse, o que al querer volver a pedalear la marcha no engrane pedaleando en vacío y desequilibrando así al ciclista que puede llegar a tener un accidente.

En estos tipos de sistemas uno de los mayores inconvenientes es el hecho de que la cadena nunca trabaja de manera alineada al plato y piñones, con lo que su funcionamiento no es el óptimo, induciendo esto a grandes pérdidas de rendimiento y fiabilidad y siendo una de las principales causas de desgaste de la cadena, plato y piñones.

Otro de los grandes inconvenientes de estos sistemas es que al ir montados sobre la rueda trasera reciben los impactos de manera directa. Pese a que el sistema puede montar una suspensión posterior, el desviador trasero sigue recibiendo todos los impactos de manera directa, haciendo que se reste así precisión y rendimiento a la transmisión, empeorando así la durabilidad del mismo. Estos impactos hacen también que el tensor del cambio necesite unos resortes capaces de realizar fuerzas muy elevadas para evitar que la cadena se balancee en exceso. Otra desventaja relacionada con el hecho de montar el desviador en la rueda posterior junto con los piñones es la reducción de la eficiencia de la suspensión debido a la mayor masa suspendida en esa rueda.

Al estar el desviador trasero al descubierto, otro de los grandes inconvenientes del mismo es el estar expuesto al impacto de las piedras, caídas y también al barro y otros agentes externos que pueden dañarlo, incrementar el desgaste y evitar su correcto funcionamiento, reduciendo el rendimiento y efectividad de la transmisión, haciendo incluso que deje de funcionar por completo.

Otro inconveniente relacionado con la imposibilidad de cambiar sin pedalear es que los sistemas no están pensados para aguantar la máxima carga durante el cambio de marcha y se ha de reducir la carga en los pedales o bielas durante los mismos. En caso contrario puede suceder un desgaste prematuro de los componentes, que la marcha salte, o roturas de cadena, muy comunes en estos sistemas y una de las averías más comunes en las bicicletas modernas debido que al ir aumentando el número de marchas se ha ido reduciendo el tamaño de la cadena haciendo eso que se generen mayores fallos mecánicos.

Otro inconveniente proveniente del hecho de no poder realizar un cambio de marchas sin dejar de pedalear es que hay muchas situaciones donde no es posible accionar los pedales debido a la irregularidad del terreno por citar un ejemplo. Así se imposibilita el hecho de hacer un cambio de marchas para anticipar el obstáculo que pueda aproximarse, con lo que dificulta el poder superar el obstáculo, en competición esto representa pérdidas de tiempo y rendimiento por no poder utilizar la marcha/velocidad más eficiente.

Otro de los inconvenientes del propio desviador trasero es el gran número de piezas que lo componen, un desviador moderno puede estar compuesto por más de 100 piezas, lo que hace que sea una pieza extremadamente compleja de fabricar y reparar. A la vez genera así más posibilidades de fallo debido al mayor número de piezas que pueden acarrear un defecto.

Es aparente que el sistema actual tiene muchas limitaciones, siendo la imposibilidad de cambiar de marchas sin la necesidad de accionar las bielas o pedalear la mayor de ellas junto a la complejidad del sistema. Esta invención se centra en solucionar estos inconvenientes entre otros.

En el estado de la técnica se conocen soluciones parciales a estos problemas en US7258637 o US7520831, que no son tan eficaces como sería deseable.

BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en un sistema de transmisión para bicicleta, u otros vehículos similares, según las reivindicaciones.

Uno de los objetivos de esta invención es el de proporcionar una transmisión con la que poder hacer los cambios de marcha sin necesidad de pedalear o aplicar presión sobre los pedales.

Otro de los objetivos de esta invención es el de mejorar la eficacia de la transmisión haciendo que la cadena siempre se encuentre alineada entre el plato y el piñón accionados.

Otro de los objetivos es el de proporcionar protección para la transmisión ante caídas, suciedad y de esa manera reducir el desgaste y aumentar la fiabilidad del sistema.

Otro de los objetivos de esta invención es simplificar el sistema de cambio actual.

La invención cuenta con dos versiones principales, una versión principal donde son los piñones los que se desplazan en un cuerpo portador y una segunda variación donde el plato es el que se desplaza en su correspondiente cuerpo portador. El funcionamiento base es el mismo en ambas, simplemente que el mecanismo de cambio de marcha acciona los piñones o el plato dependiendo de la versión. En ambos casos, la cadena interna está siempre perfectamente alineada con el plato.

La cadena interna, una vez finalizado el cambio de marcha, siempre se encuentra alineada con el plato y con el piñón debido al tipo de sistema de cambio utilizado. El desplazamiento de los piñones o el plato se realiza mediante una horquilla de cambio montada solidaria al cuerpo portador que se desplaza. Un cable o actuador electrónico desplaza la horquilla de manera axial, desplazando la horquilla y el cuerpo portador, realizando así el cambio de marcha de manera extremadamente precisa.

El cuerpo portador está montado mediante un sistema de corredera que permite el movimiento axial sobre el eje correspondiente. Esta corredera utiliza tanto bolas, como agujas, o cualquier tipo de mecanismo que pueda realizar esto, para poder transmitir un par rotacional, pero dejar libertad de movimiento axial.

A diferencia de los bujes traseros habituales, con una complejidad importante debido a la necesidad de poder girar libres gracias a un trinquete, el buje necesario para este cambio es mucho más sencillo y ligero reduciendo de esa manera la masa suspendida y mejorando el rendimiento de la bicicleta. El buje posterior puede compartir un diseño prácticamente idéntico al delantero, simplificando otro sistema más con esta invención. La rigidez de la propia rueda también se ve mejorada debido a que la eliminación de los piñones de la rueda posterior deja mayor espacio para que los radios tengan un cruce mayor, haciendo esto que la rigidez de la rueda mejore sin penalizar el peso de la misma, de esta manera puede optimizarse y reducirse el peso de la estructura de la rueda.

Esto lleva a un eje trasero mucho más ligero que reduce la masa suspendida sobre la rueda posterior mejorando la efectividad del sistema de suspensión ya que la reducción de peso puede ser de hasta más de 1kg en esta zona. El hecho de pasar de un sistema de buje en el que se pueden llegar a colocar hasta 12 piñones, con el mecanismo de rueda libre, a uno de un único piñón sin mecanismo de rueda libre, hace que los radios en el buje puedan tener mayor apertura mejorando la rigidez de la rueda. La eliminación del desviador trasero también aporta simplicidad a la bicicleta dado que el desviador trasero es una de las piezas más complejas con más de 100 componentes.

Otro de los aspectos de mejora de la invención es el hecho de reducir el ancho del eje trasero de la bicicleta debido al uso de un único piñón, en vez del sistema actual donde se montan hasta 12, hace que haya más espacio entre la bicicleta y las irregularidades del terreno. El desviador trasero todavía deja más espacio contra irregularidades / obstáculos, haciendo un sistema mucho más seguro ya que es mucho más difícil engancharse con alguna irregularidad o que el desviador mismo pueda romperse en algún impacto contra algún objeto externo, llevando ello a una rotura del cambio.

Uno de los aspectos de mejora de esta invención sobre los desviadores actuales es el de poder realizar cambios de marchas sin necesidad de accionar las bielas / pedales por parte del sujeto, de esta manera se optimiza el cambio de marcha cuando el sujeto quiere y no cuando es posible accionar las bielas / pedales. Existen muchas ocasiones en que no es posible debido a irregularidades del terreno donde los pedales impactarían contra el terreno, durante una frenada, por mencionar algunos llevando ello al uso de una marcha no óptima restando eficacia al ciclista. Con el sistema de la invención, el sujeto puede cambiar de marchas siempre que lo desee sin necesidad de actuar sobre los pedales / bielas, representando ello una gran mejora sobre los sistemas actuales.

Otro de los aspectos de mejora de esta transmisión respecto de otras transmisiones es la eficacia en la transmisión de las fuerzas, debido a que cuando se accionan las bielas la cadena siempre se encuentra alineada entre el plato y los piñones, sin fuerzas laterales.

Por otra parte el hecho de estar encapsulada de manera estanca asegura la lubricación y evita el contacto con agua, tierra y suciedad en general, que restan eficacia al sistema. En situaciones extremas de barro, el desviador trasero puede hacer que las marchas salten y aumenta considerablemente el desgaste de todos los componentes de la transmisión a la vez que disminuye exponencialmente la efectividad del sistema al llenarse los piñones de barro. La eficacia se reduce de manera mayor cuanto mayor es el cruce de la cadena.

Otro de los aspectos de mejora de la invención es la mejora en el reparto de pesos de la bicicleta, centrando la masa alrededor del centro de la bicicleta, de esta manera el centro de gravedad se desplaza hacia la parte central, lo que se transmite en una mejora en la manejabilidad de la bicicleta debido a su posición centrada.

Otro de los aspectos de mejora de esta invención es el hecho de no tener que abortar el cambio de una marcha cuando este ya se ha iniciado, cosa bastante usual en montaña si se acerca un obstáculo, con este sistema, aunque se deje de pedalear el cambio de velocidad se ejecuta. También evita el hecho de tener que anticipar un cambio de marcha debido a posibles obstáculos que se aproximen, con lo que el sistema permite una conducción más relajada y donde es posible improvisar de manera segura.

Otro de los aspectos de mejora ante un cambio actual integrado es el hecho de poder cambiar de marcha aplicando carga sobre los pedales. Estos cambios actuales permiten cambiar sin dar pedales, pero a la vez limitan. Si se aplica una carga sobre los pedales o bielas no es posible cambiar de marcha/velocidad debido a la fricción.

Otro de los aspectos de mejora ante un cambio integrado actual es la reducción de la fricción, debido a que en un cambio actual todos los piñones de todas las velocidades/marchas se encuentran en contacto y hacen que se genere muchísima fricción. Así, el sistema es poco eficiente, lo que lo descarta en competición. Este tipo de sistema es más popular en bicicletas de paseo o eléctricas debido a que el peso y fricción no es tan importante.

En concreto, la invención es un sistema transmisor para bicicletas, del tipo que comprende una estructura principal, próxima a las bielas donde se incluye al menos un plato y al menos un piñón. Cuando las bielas provocan el giro del plato, éste transmite el movimiento por una cadena interna al piñón o piñones. Del eje del piñón se transmite por una cadena (esta vez exterior) a la rueda motora, que generalmente es la trasera. Además, se caracteriza por que comprende varios piñones y un único plato, móviles entre sí en una dirección paralela a sus ejes. Para ello, el plato o los piñones están montados en un cuerpo portador móvil axialmente sobre su eje correspondiente pero bloqueado en giro respecto de éste. Además, la horquilla de cambio del sistema de transmisión está montada con capacidad de giro libre sobre el cuerpo portador y bloqueada en rotación. De esta forma, el giro del eje y el cuerpo portador no se transmite a la horquilla de cambio.

En una primera variante, son los piñones quienes están situados en el cuerpo portador, y preferiblemente están separados de la horquilla de cambio por un espaciador.

Preferiblemente, la horquilla de cambio está atravesada también por un eje auxiliar fijado a la estructura principal o al cuadro de la bicicleta que la bloquea en rotación. Ese eje auxiliar puede servir de soporte de un reenvío del cable que realiza el movimiento del conjunto de cuerpo portador y horquilla de cambio. Este reenvío asegura que la orientación de la dirección de tracción del cable es la óptima, además de permitir distanciar el recorrido del cable de otros elementos, facilitando el mantenimiento. Como es frecuente en sistemas de cambio por cable, se dispondrá de un resorte o muelle de retorno contra el movimiento de tracción del cable.

Es conveniente que la cadena interna posea su propio sistema tensor. El que se prefiere comprende dos ruedas (dentadas o lisas) entre las que circula la cadena interna formando una "S”. Las ruedas están soportadas por sendos ejes acoplados a una estructura del tensor, a su vez fijada a la estructura principal o al cuadro. La estructura de tensor comprende un muelle o resorte tensor que asegura la tensión de la cadena interna.

Para casos de rotura o salida de la cadena interna, es conveniente que la estructura de tensor posea una limitación en el ángulo de giro producido por el empuje del resorte. Por ejemplo, mediante una protuberancia que incida en un punto de la estructura principal.

En una segunda versión es el plato el que se desplaza en el cuerpo portador, teniendo la misma base de funcionamiento. La diferencia principal es que el sistema tensor se desplaza en paralelo con la horquilla de cambio, por ejemplo por estar fijada a la misma, dado que la cadena interna se moverá igualmente para mantenerse alineada con el plato. Esta alternativa, pese a desplazar la cadena interna, sigue teniendo la ventaja de que la cadena interna siempre se encuentra óptimamente alineada.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para una mejor comprensión de la invención, se incluyen las siguientes figuras.

FIG. 1 Es una vista lateral simplificada de la bicicleta representada con una de las versiones de la presente invención, teniendo la caja tapada.

FIG. 2 Es una vista lateral de la bicicleta ilustrada en la FIG. 1 con el sistema de transmisión abierto para ver su interior.

FIG. 3 Es una vista parcial del manillar y el dispositivo de accionamiento que opera el cambio de marchas, este puede ser accionado por cable, hidráulicos o de manera electrónica.

FIG. 4 Es una vista explosionada del cambio en una de las variantes descritas en la patente.

FIG. 5 Es una vista en sección de una de las variaciones del sistema de cambio descritas en la patente. La sección se refiere al eje principal de accionamiento.

FIG. 6 Es una vista en sección de una de las variaciones del sistema de cambio descritas en la patente. La sección se refiere al eje secundario y a la horquilla de cambio.

FIG. 7 Es una vista en sección de una de las variaciones del sistema de cambio descritas en la patente. La sección se refiere al tensor del cambio que sujeta las dos ruedas dentadas.

FIG. 8 Es una vista del sistema de transmisión en su posición de marcha más larga.

FIG. 9 Es una vista del sistema de transmisión en su posición de marcha intermedia.

FIG. 10 Es una vista del sistema de transmisión en su posición de marcha más corta.

FIG. 11 Es una vista en detalle del sistema de tensión de la cadena interna mostrada en la FIG. 7.

FIG. 12 Es una vista en perspectiva de la segunda versión del cambio en la que es el plato el que es desplazado con la horquilla de cambio.

FIG. 13 Es una vista explosionada de la segunda versión del cambio

FIG. 14 Es una vista en sección de la zona del eje principal y el plato de la segunda variación del cambio

FIG. 15 Es una vista en sección del centro de la transmisión donde se aprecia el sistema de desplazamiento del eje del plato en la segunda variación del cambio.

FIG. 16 Es una vista de detalle de un ejemplo de piñones aplicable a la invención.

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

A continuación, se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.

La bicicleta de las FIGs. 1 y 2 se compone de un cuadro (100) que lleva acoplada una horquilla delantera (101) que a su vez lleva una rueda (102) que puede rotar libre respecto a la horquilla. Igualmente comprende un basculante (103) trasero acoplado al cuadro (100) y sobre el cual puede o no encontrarse un sistema de suspensión. En el basculante (103) lleva acoplada una rueda trasera (104) que rota, en una bicicleta estándar, por estar unida a un sistema trasero de piñones. Como estas partes de la bicicleta son bien conocidas no se describirán detalladamente. También es posible utilizar otras piezas de bicicleta que se encuentran de manera estándar sin necesidad de modificarlas.

Igualmente es posible aplicar la invención a otros tipos de bicicletas o de vehículos con transmisión de cadena (61) similares.

La estructura de soporte se compone de dos piezas, la estructura principal (200) que es la que soporta todo el mecanismo y puede o no formar parte del cuadro (100) principal de la bicicleta y una tapa (201) que hace de protección del sistema a la vez que lo cierra y protege. Esta estructura de soporte puede estar integrada en el propio cuadro (100) de la bicicleta, o puede ser auto portante y estar fijada al cuadro (100) de forma desmontable. La estructura principal (200) puede estar hecha de diferentes materiales comúnmente utilizados en la industria y puede ser modificada para adaptarse a diferentes tipos de cuadros (100) de bicicleta, como pueden ser los cuadros rígidos, los cuadros con asistencia eléctrica y los de doble suspensión.

RESUMEN DEL FUNCIONAMIENTO

El sistema está compuesto, en el interior de la estructura principal (200), de una rueda dentada principal o primaria, también conocida como plato (4), que rota mediante la fuerza aplicada sobre las bielas (1). Estas bielas (1) son las que suelen llevar acoplados unos pedales sobre los que el ciclista ejerce fuerza con sus pies. El plato (4) se conecta mediante una cadena interna (54) a un eje secundario (37) que se compone de un conjunto de ruedas dentadas, conocidos como piñones (20). Con los piñones (20) se consiguen los diferentes cambios de transmisión mediante el desplazamiento de estos sobre el eje secundario (37). El eje secundario (37), o de salida, esta soportado por la estructura principal (200) y la tapa (201) de la misma. El cambio de marchas, o velocidades se ejecuta mediante una horquilla de cambio (36) que es el mecanismo mediante el cual se desplazan los piñones (20). Para ello se da la orden desde un dispositivo de accionamiento (300) situado en el manillar (FIG. 3). El eje secundario (37) lleva acoplada una rueda dentada (38) que mediante la cadena (61) transmite la fuerza generada por el ciclista en las bielas (1) al buje (105) de la rueda trasera.

DESCRIPCION DETALLADA DEL SISTEMA

Según se aprecia en las figuras 3, 4 y 5, el sistema consta de un eje primario (41) al que se conectan las bielas (1) con las que se transmite la fuerza desde los pedales y piernas del ciclista al sistema de transmisión. El eje primario (41) esta soportado por rodamientos (49), o casquillos de fricción opcionalmente en ambos lados del eje primario (41) y sujeto a la estructura principal (200). La estructura principal (200) puede estar tanto integrada en la bicicleta y formar parte del propio cuadro (100), o ser una carcasa donde se incluye todo el sistema de manera que puede adaptarse de manera más sencilla a diferentes tipologías de cuadro. El eje primario (41) tiene su movimiento axial limitado por un rodamiento en uno de los extremos, también se podría bloquear mediante rodamientos en ambos extremos, si fuera necesario.

El eje primario (41) consta de una sección dentada con la que se transmite la fuerza de torsión del eje al plato (4) a través de un sistema de engranajes (42) y (50). Sobre el eje primario (41) se monta el primer engranaje (42) al que transmite la fuerza de torsión. Este primer engranaje (42) tiene un desplazamiento axial sobre el eje primario (41) para permitir la separación respecto del segundo engranaje (50). Igualmente permite el giro libre respecto del plato (4), o de la estructura del plato (4), cuando no se pedalea y evita que las bielas (1) estén en constante movimiento o que sea necesario montar un sistema de rueda libre en el buje posterior como ocurre en los sistemas convencionales.

El primer engranaje (42) se engrana con el segundo engranaje (50) acoplado sobre la estructura del plato (4). La rampa del dentado de ambos engranajes (42) y (50) se optimizará para obtener la mejor relación entre transmisión de par y reducción de fricción cuando giran de manera libre entre ellas. Ello garantiza el correcto funcionamiento del sistema. Para permitir el giro libre del plato (4) sobre el eje principal (41), el primer engranaje (42) tiene acoplado axialmente un muelle (17) que precarga el primer engranaje (42) contra el segundo engranaje (50) que se encuentra acoplado al plato (4). El muelle (17) se encarga de mantener una presión continua con el sistema de engranajes (42) y (50), este muelle (17) se puede sujetar de varias maneras, por ejemplo directamente contra el eje primario (41) como se muestra en el dibujo, o mediante un anillo de seguridad y una arandela de sujeción con la que mantener centrado el muelle (17). El engranaje permite únicamente el movimiento relativo del plato (4) respecto al eje primario (41) en uno de los sentidos; el sentido de transmisión del par desde las bielas (1). Así es posible que todo el sistema siga girando sin ningún tipo de interferencia aunque el eje primario (41) no esté en movimiento, pero haciendo que en el sentido opuesto el sistema trabaje de manera solidaria transmitiéndose así las fuerzas de las bielas (1) a la rueda posterior (104). El sentido de transmisión será el de avance de la bicicleta.

El plato (4) va montado sobre el eje principal (41) mediante un rodamiento (51) o casquillo de fricción para que ambos puedan girar de manera independiente. Por ejemplo cuando el eje principal no rota, o cuando lo hace de manera más lenta que el plato (4) debido al sistema de engranajes (42) y (50). El rodamiento (51) va sujeto al plato (4) mediante un anillo de seguridad (52) para evitar que este se pueda salir de su alojamiento. Por su parte el rodamiento (51) va fijado al eje principal (41) mediante una pestaña en uno de los extremos interiores del rodamiento sobre el propio eje primario (41) y una tuerca (52) en el otro extremo del rodamiento, sobre el eje primario (41). De esta manera el conjunto que comprende el plato (53) queda fijado axialmente al eje principal (41) pero libre en rotación. La tuerca (58) asegura que no quede ninguna holgura axial, como podría ocurrir en un montaje opcional sin tuerca (58), utilizando un anillo de seguridad.

La fuerza generada en las bielas (1) se transmite a través del eje primario (41) al eje secundario (37) mediante una cadena interna (54), que puede ser tanto de tipo metálico y convencional como una correa. La cadena interna (54) lleva acoplado un conjunto del sistema tensor (55), que se compone de dos ruedas dentadas (2A y 2B) que están en contacto con la cadena interna (54), estas ruedas dentadas (2A y 2B) van soportadas por la estructura del tensor (35) que mediante los tornillos (18) va sujetas a esta estructura (35), la estructura se ancla a la bicicleta mediante un tornillo (15) que lleva acoplado un rodamiento (46) para hacer que el sistema tensor (55) pueda moverse de manera libre. El muelle (44) se encarga de que la cadena (54) conserve la tensión de manera constante, aunque el terreno este bacheado durante el funcionamiento. En caso contrario, al pasar a un piñón (20) de menor diámetro se perdería tensión y viceversa. El conjunto del sistema tensor (55) también evita que la cadena interna (54) pueda salirse por falta de tensión cambiando accidentalmente de piñón (20). El sistema tensor está compuesto de dos ruedas (2A) y (2B), que pueden tener dientes como en la ilustración, o no tener dientes y ser unos patines. Estas ruedas (2A) y (2B) van soportadas por rodamientos (46). Estos rodamientos van montados sobre unos tornillos (18) que actúan como ejes y van acoplados a la estructura del tensor (35). La estructura del tensor (35) esta acoplada a su vez a la estructura principal (200) o al cuadro (100), mediante un rodamiento (45), o casquillo de fricción. La estructura del tensor (35) recibe la fuerza angular necesaria para proporcionar tensión suficiente a la cadena interna (54) mediante un muelle o resorte (44). Este resorte (44) puede ser del tipo torsional como el de la imagen, o también se podría montar un muelle lineal sobre uno de los extremos realizando la misma función que sería la de generar un momento en el sistema tensor (55). El resorte (44) tiene varias posiciones opcionales sobre la estructura principal (200) de manera que se puede cambiar la precarga del mismo.

La estructura del tensor (35) tiene una protuberancia (62) para evitar que al desmontar la cadena (54), al salirse, o en caso de rotura de la misma, el tensor pueda entrar en contacto con los piñones (20), o con el plato (4). Es decir, la protuberancia (62) provoca una limitación en el ángulo de giro producido por el empuje del resorte (44) para que ninguna de las ruedas (2A) y (2B) pueda alcanzar a los piñones (20).

La cadena interna (54) transmite la fuerza generada en las bielas (1) a través del plato (4) para hacer rotar al conjunto del eje secundario (37). La cadena interna (54) siempre se encuentra alineada con los piñones (20) y con el plato (4) durante su funcionamiento. El eje secundario (37) tiene 3 canales, en este ejemplo, pero esto no pretende limitar el uso de mayor o menor número, en los cuales se montan unas bolas (6) sobre las que el cuerpo portador (40) de los piñones (20) se puede desplazar de manera libre axialmente. Las bolas (6) hacen que el eje secundario (37) y el cuerpo portador (40) de los piñones (20) roten de manera simultánea. Una arandela (26), fijada por un anillo de seguridad (12), evita que las bolas (6) puedan salirse de su alojamiento dentro del cuerpo portador (40) de los piñones (20). El eje secundario (37) va montado sobre dos rodamientos (47) sobre la estructura principal (200) o el conjunto de la bicicleta. Uno de los rodamientos (47) bloquea el movimiento axial del eje secundario (37).

En los piñones (20) se acopla la cadena interna (54). Estos piñones (20) pueden tener diferentes dentados y por lo tanto diámetros, en un rango desde 5T dientes hasta 60T dientes, el paso puede variar dependiendo del tipo de cadena interna (54) que se monte. El rango va desde la de mayor diámetro, que transfiere la menor velocidad, a la menor en diámetro, que transmite la mayor velocidad final. Los piñones (20) están montados concéntricos al eje secundario (37). El número de piñones (20) puede variar, siendo lo más habitual entre 2 y 15, o incluso entre 6 y 14, dependiendo del número de marchas que se quiera obtener en la transmisión, no habiendo un límite mínimo o máximo teórico del número de piñones (20).

En la realización mostrada, el movimiento entre los piñones (20) y su cuerpo portador (40) está bloqueado mediante unos pasadores o acoples en los extremos de los mismos. Se pueden también utilizar cualquier otro sistema de los usados en los piñones convencionales de bicicletas. Los piñones (20) son intercambiables y en cada momento se pueden montar diferentes rangos para variar el ratio de cambios, porque es un sistema flexible.

Para el cambio de marchas, el cuerpo portador (40) se desplaza de manera axial sobre el eje secundario (37) gracias a las bolas (6). El desplazamiento axial requerido para el correcto funcionamiento del sistema de cambio de marchas se realiza mediante la horquilla de cambio (36). La horquilla de cambio (36) lleva montado un rodamiento (49) para que el cuerpo portador (40) pueda rotar de manera libre sobre la horquilla de cambio (36). El rodamiento (49) se sujeta al cuerpo portador (40) mediante una tuerca (29).

Para evitar que la horquilla de cambio (36) entre en contacto con la cadena interna (54) cuando ésta se encuentra en el piñón (20) de menor diámetro, se utiliza un espaciador (28) entre los piñones (20) y la horquilla de cambio (36). La tuerca (29) que sujeta de manera solidaria la horquilla de cambio (36) y el cuerpo portador (40), se rosca al cuerpo portador (40) haciendo que ambas estructuras sean solidarias y se puedan mover de manera axial con la mayor precisión debido a que la tuerca (29) elimina cualquier holgura entre piezas.

La horquilla de cambio (36) se desplaza axialmente junto al cuerpo portador (40) para poder realizar el cambio entre las diferentes marchas. La cadena interna (54) está fija (sin desplazamiento lateral) en su alineación óptima con el plato (4), rodeando la horquilla de cambio (36). Por lo tanto, el movimiento del cuerpo portador (40) provoca el cambio de piñón (20).

Para el correcto funcionamiento de la horquilla de cambio (36) ésta únicamente ha de poder moverse de manera axial, sin posibilidad de rotación, en el eje secundario (37). Para evitar el movimiento de rotación de la horquilla de cambio (36) sobre el eje secundario (37), ésta lleva insertado un casquillo de fricción (13) que permite que la horquilla (36) pueda deslizar sobre un eje auxiliar (34) sujeto a la carcasa o estructura principal (200) del cambio o cuadro (100) de la bicicleta. La horquilla de cambio (36) se desplaza axialmente mediante un cable, pero también se puede desplazar mediante un actuador electrónico o sistema hidráulico no representados.

En caso de funcionamiento mediante cable, un resorte o muelle (19) actúa en sentido contrario al del cable para el retorno automático. El cable es accionado por un dispositivo de accionamiento (300) externo estándar. El cable se sujeta a la horquilla de cambio (36) mediante un tornillo prisionero (16) con el que se bloquea el cable contra la horquilla de cambio (36). El eje auxiliar (34) tiene un tope para evitar que la horquilla de cambio (36) pueda salirse del eje auxiliar (34) por impulso del muelle (19) en caso de rotura del cable. Por la unión entre la horquilla de cambio (36) y el cuerpo portador (40), ese tope impide también que el cuerpo portador (40) supere el punto deseado y se salga la cadena interna (54), chocando con el resto de la estructura y bloqueando la transmisión.

En el caso del sistema con cambio por medio de un cable, un reenvío (27) del cable se coloca sobre el eje auxiliar (34) para proporcionar al cable un giro de 90° y que sea más sencillo su montaje y recambio. El reenvío (27) va montado sobre el eje auxiliar (34) con un sistema excéntrico que evita que el reenvío (27) pueda rotar sobre el eje auxiliar (34). De esta forma se asegura que siempre esté centrado con la horquilla de cambio (36). El reenvío (27) va sujeto al eje auxiliar (34) mediante un tornillo (60) que fija el movimiento. Al montar el reenvío (27) sobre el eje auxiliar (34), fijado a la estructura principal (200) o al cuadro (100), es posible desmontar la tapa (201) sin afectar al sistema de transmisión. Como éste sigue siendo 100% funcional, se facilita su ajuste, montaje y mantenimiento.

El cable de cambio va accionado por un sistema estándar de mandos de bicicleta, conocido por cualquier persona conocedora de la tecnología en las bicicletas. Éste puede ser también electrónico o hidráulico.

El eje secundario (37) va conectado a una rueda dentada (38) que transmite su movimiento a la cadena (61) que lleva la potencia a la rueda posterior de la bicicleta. En la rueda posterior, será necesario instalar un buje trasero con un piñón o rueda dentada única, que no requiere ser descrito. Si se desea, puede ser diferencial.

En la segunda versión de la invención (FIGs. 12 a 15) las bielas (1) accionan el eje primario (41) que en este caso tiene unos rebajes en los que se montan dos o más pistas de rodamientos (69) lineales, como sustitutos de las bolas (6) de la anterior versión, sin estar estos limitados en número, en este caso cuatro. Estas pistas de rodamientos (69) permiten que el cuerpo portador (40) que sujeta el plato (4) pueda transmitir un par, pero a su vez pueda desplazarse de manera axial sobre el eje primario (41) como en la anterior versión. Estas pistas de rodamientos (69) pueden sustituirse por cualquier otro sistema que permita la transmisión de un par y a la vez desplazamiento axial, como bolas (6), un casquillo de fricción u otros. El cuerpo portador (40) lleva acoplado el plato (4) mediante un encaje, tornillos y otro tipo de unión que permita que ambos se desplacen de manera solidaria. El plato (4) podría incluso ser una sola pieza con el cuerpo portador (40). Este cuerpo portador (40) va acoplado mediante un rodamiento (49) y una tuerca (29) a la horquilla de cambio (36) que se encarga de realizar los movimientos de cambio. La horquilla de cambio (36) es atravesada por un eje auxiliar (34) cuya utilidad es evitar que la horquilla de cambio (36) pueda rotar. Este eje auxiliar (34) lleva acoplado un muelle (19) de retorno que se encarga de mantener el cable de cambio precargado. La horquilla de cambio (36) lleva acoplada un casquillo de fricción (13) para hacer el movimiento axial lo más suave posible. La horquilla de cambio (36) en este caso lleva también acoplado el soporte (76) para el cable de cambio y el sistema tensor (55) de la cadena interna (54). El sistema tensor (55) mostrado es el que está compuesto por las ruedas dentadas (2A) y (2B), los tornillos (18) que soportan las ruedas dentadas (2A) y (2B) y una tapa (75) de protección para evitar que la cadena interna (54) pueda salirse con los movimientos. La estructura del tensor (35) va acoplada a la horquilla de cambio (36) mediante un rodamiento (45) y mediante un resorte (44) se genera un par que precarga la cadena interna (54) para evitar que ésta pueda salirse y para asegurar que mantenga una tensión de funcionamiento correcta en todo momento.

Los piñones (20) en este caso pasan a ser fijos y simplemente tienen un movimiento de rotación respecto al eje secundario (37) sobre el cual van montados. El eje secundario (37) está fijado sobre la estructura principal (100) y rota sobre dos rodamientos (47). Los piñones (20) son accionados por la cadena interna (54) y transmiten su movimiento salida la rueda dentada (38) de salida que a su vez lo transmite mediante una cadena (61) a la rueda posterior (104).

En la FIG 16 se muestra un detalle de una forma de realizar los piñones (20) para que el cambio se realice sin necesidad de desviador, dado que la cadena interna (54) siempre está alineada. Se aprecia como los piñones (20) poseen escalones (21) que enganchan la cadena interna (54) en los cambios a piñones (20) de mayor diámetro y permiten colocarla a la altura del piñón (20) correspondiente. Estos escalones (21) son conocidos en la técnica.

El cambio inverso, a piñón (20) de menor tamaño, es sencillo y no requiere elementos añadidos.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1- Sistema transmisor para bicicletas, del tipo que comprende unas bielas (1) que provocan el giro de al menos un plato (4) que transmite el movimiento por una cadena interna (54) a al menos un piñón (20), dentro de una estructura principal (200) próxima a las bielas (1) para su transmisión posterior a la rueda motora mediante una cadena (61), que comprende varios piñones (20) y un único plato (4), siendo el plato (4) y los piñones (20) móviles entre sí en una dirección paralela a sus ejes por estar los piñones (20) montados en un cuerpo portador (40) móvil axialmente sobre su eje correspondiente pero bloqueado en giro respecto de éste, y estando la horquilla de cambio (36) montada con capacidad de giro libre sobre el cuerpo portador (40) y bloqueada en rotación caracterizado por que los piñones (20) están separados de la horquilla de cambio (36) por un espaciador (28).

   2- Sistema transmisor, según la reivindicación 1, cuya horquilla de cambio (36) está también atravesada por un eje auxiliar (34) fijado a la estructura principal (200) o cuadro (100) de la bicicleta que la bloquea en rotación.

   3- Sistema transmisor, según la reivindicación 2, cuya horquilla de cambio (36) y cuerpo portador (40) son móviles mediante un cable contra un resorte o muelle (19) de retorno, y por que el eje auxiliar (34) posee un reenvío (27) del cable para orientar la dirección de tracción del cable.

   4- Sistema transmisor, según la reivindicación 1, cuya cadena interna (54) posee un conjunto del sistema tensor (55) compuesto de dos ruedas (2A) y (2B) entre las que circula la cadena interna (54), soportadas por sendos ejes acoplados a una estructura del tensor (35) fijada a la estructura principal (200) y que comprende un muelle o resorte (44) tensor contra rotación.

   5- Sistema transmisor, según la reivindicación 4, cuya estructura de tensor (35) posee una limitación en el ángulo de giro producido por el empuje del resorte (44).

   6- Sistema transmisor, según la reivindicación 1, cuyo plato (4) está conectado con el eje primario (41) de las bielas (1) en un único sentido de rotación.

   7- Sistema transmisor, según la reivindicación 1, cuyo plato (4) está montado sobre el cuerpo portador (40) y que comprende un sistema tensor (55) solidario a la horquilla de cambio (36).

   8- Sistema transmisor, según la reivindicación 7, cuyo sistema tensor (55) posee una tapa (75) para evitar la salida de la cadena interna (54) del mismo.