ES2893160T3 - Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento para una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz - Google Patents

Abstract

Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) para una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz (10) con un cuadro principal (2) que presenta un cojinete de biela oscilante (3) y una construcción trasera (4) dispuesta en el cojinete de biela oscilante (3), presentando el dispositivo de accionamiento (1): una manivela de pedal (5) como primer accionamiento para proporcionar una primera fuerza de accionamiento, presentando el primer accionamiento (5) un primer árbol de accionamiento (6), un motor central eléctrico (7) como segundo accionamiento para proporcionar una segunda fuerza de accionamiento, y una salida (8) con un árbol de salida (9), estando configurada la salida (8) para recibir la primera y/o la segunda fuerza de accionamiento y transmitirlas a la rueda que debe accionarse (11) de la bicicleta (10), estando el eje central (13) del árbol de salida (9) separado radialmente (R1) del eje central (14) del primer árbol de accionamiento (6) y estando dispuesto el árbol de salida (9) en relación con el cojinete de biela oscilante (3) de tal manera que una distancia radial (R2) entre el eje central (16) del cojinete de biela oscilante (3) y el eje central (13) del árbol de salida (9) es menor que una distancia radial (R3) entre el eje central (16) del cojinete de biela oscilante (3) y el eje central (14) del primer árbol de accionamiento (6), caracterizada porque la construcción trasera (4) está configurada como elemento poliarticulado con un centro de rotación instantáneo (M1) como punto de giro momentáneo, y la construcción trasera (4) está situada en el cuadro principal (2) de tal manera que la bicicleta (10) presenta un ángulo de resorte oblicuo (α) de desde 5º hasta 30º, preferiblemente de desde 10º hasta 20º y más preferiblemente de aproximadamente 15º, cuando la bicicleta (10) está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total.

Description

DESCRIPCIÓN

Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento para una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz

La invención se refiere a una construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento con las características de la reivindicación 1 para una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz, a un uso según la reivindicación 11 de un dispositivo de accionamiento de este tipo en una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz, a una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz según la reivindicación 12 con un dispositivo de accionamiento de este tipo, y a un cuadro de bicicleta según la reivindicación 13 con un dispositivo de accionamiento de este tipo.

Las bicicletas se utilizan a menudo hoy en día como medios de transporte y de locomoción. Hay diferentes formas constructivas de bicicletas. Así, por ejemplo, se conocen bicicletas con suspensión completa. Estas también se denominan bicis con suspensión total, o de manera abreviada fully.

Las bicicletas con suspensión completa presentan un cuadro principal, en el que está dispuesta una construcción trasera montada de manera oscilante. Entre la construcción trasera y el cuadro principal está previsto un elemento de amortiguamiento, en la mayoría de los casos, un amortiguador de resorte de acero o neumático.

En la construcción de bicicletas con suspensión completa existe un conflicto de objetivos entre la denominada basculación de la construcción trasera y el denominado retroceso de pedal. Esto está relacionado con el comportamiento de compresión o de descompresión de la construcción trasera en relación con el cuadro principal en determinadas situaciones de dinámica de conducción.

A este respecto, en particular, tienen que considerarse situaciones de dinámica de conducción, en las que el conductor aplica a través del accionamiento, es decir, a través de la manivela de pedal, un alto momento de giro. Se aplican altos momentos de giro, en particular, durante el arranque, durante la conducción cuesta arriba o al acelerar. La fuerza aplicada al pedalear se conduce por medio de la cadena de bicicleta desde la manivela de pedal hasta la rueda trasera.

Debido a la distribución de carga de rueda dinámica que se produce durante el arranque, la conducción cuesta arriba, la aceleración, etc., la construcción trasera tiende a comprimirse. Sin embargo, este comportamiento de compresión de la construcción trasera no es deseable, dado que, de este modo, se pierde un alto porcentaje de la energía de accionamiento.

Por tanto, hoy en día se intenta construir la construcción trasera de tal manera que está presente durante el arranque, la aceleración, etc., una tendencia a la descompresión. En función de la disposición del cojinete de biela oscilante en relación con el cuadro principal, así como en función del sentido de tracción de la cadena puede influirse en este comportamiento de descompresión. El documento US7753 157 B1 muestra el preámbulo de la reivindicación 1.

Sin embargo, un comportamiento de descompresión demasiado intenso conduce a que, debido a la construcción trasera que se descomprime, se recoja la cadena en contra del movimiento de la manivela. De este resulta el denominado retroceso de pedal, es decir, que mientras que el conductor pisa el pedal en un sentido, la construcción trasera tira del pedal en el sentido opuesto.

Este conflicto de objetivos entre la compresión y el retroceso de pedal puede ser claramente más pronunciado en las bicicletas que se hacen funcionar de manera electromotriz, es decir, en las denominadas bicis eléctricas. El motor eléctrico incorporado en la bici eléctrica puede, según la forma constructiva de la respectiva bici eléctrica, utilizarse como único medio de accionamiento, o también como medio de accionamiento de respaldo, además de los movimientos de pedaleo del conductor. A este respecto, el motor eléctrico puede generar un alto momento de giro, que supera el momento de giro que puede aplicar el conductor por medio de la manivela de pedal.

Correspondientemente, en las bicis eléctricas actuales se produce por regla general una compresión reforzada y/o un retroceso de pedal reforzado.

Para ilustrar los efectos que acaban de describirse, la figura 13 muestra una bici de montaña con suspensión completa convencional 1000. La bici de montaña 1000 presenta un cuadro principal 1010 y una construcción trasera 1020. El cuadro principal 1010 presenta un tubo superior 1011, un tubo de sillín 1012, un tubo inferior 1013 y un tubo de dirección 1014.

La construcción trasera 1020 presenta un tirante de asiento 1021 y un tirante de cadena 1022. La construcción trasera 1020 está unida de manera articulada con el cuadro principal 1010. El tirante de cadena 1022 está unido con un cojinete de biela oscilante 1023 dispuesto en el cuadro principal 1010. El tirante de asiento 1021 está unido de manera articulada con un amortiguador 1090. Atrás en el sentido de conducción, la construcción trasera 1020 presenta un extremo de salida 1024, que recibe el eje 1050 de la rueda trasera 1051.

En el cubo de rueda de la rueda trasera 1051 está dispuesto un paquete de piñones 1060, también denominado casete. El paquete de piñones 1060 presenta varios piñones con diferentes diámetros.

El cuadro principal 1010 presenta, además, un cojinete de pedal 1040. A través del cojinete de pedal 1040 se extiende un eje o árbol de una manivela de pedal 1041. La manivela de pedal 1041 presenta un plato grande 1042 y un plato pequeño 1043.

Entre los platos delanteros 1042, 1043 y los piñones traseros del paquete de piñones 1060 se extiende una cadena de accionamiento 1030. La cadena 1030 presenta un tramo superior, o tramo de carga 1031, y un tramo inferior, o tramo vacío 1032.

En el caso de una rotación (dirigida en la figura 13 en contra del sentido de las agujas del reloj) de la manivela de pedal 1041, la cadena 1030 se tensa en el tramo de carga 1031 y sigue conduciendo la fuerza al piñón que está engranado con la cadena 1030 del paquete de piñones 1060. Esta fuerza se denomina también fuerza de tracción de la cadena F^c y discurre a lo largo de la dirección de extensión de la cadena tensada 1030 o del tramo de carga 1031. Es decir, la dirección de extensión del tramo de carga 1031 determina la línea de acción de fuerza 1070 de la fuerza de tracción de la cadena F^c .

Dado que la rueda trasera 1051 está suspendida de manera giratoria en el eje 1050, se obtiene como resultado una fuerza axial F^a que actúa sobre el eje 1050, cuya línea de acción de fuerza 1080 discurre en paralelo a la línea de acción de fuerza 1070 de la fuerza de tracción de la cadena F^c.

La figura 14 muestra, una vez más, la misma bici de montaña convencional 1000. La bici de montaña con suspensión completa 1000 presenta un amortiguador 1090 dispuesto entre la construcción trasera 1020 y el cuadro principal 2. La figura 14 muestra la bici de montaña 1000 en un estado sin carga sin conductor. En cuanto la bici de montaña 1000 se carga, por ejemplo, mediante el peso de conductor, se comprime. A este respecto, la rueda trasera 1051 pivota hacia arriba a lo largo de la curva de elevación de rueda 1052. La curva de elevación de rueda 1051 resulta, en el caso del denominado elemento monoarticulado, de la distancia entre el cojinete de biela oscilante 1023 y el eje trasero 1050.

En general, la construcción trasera 1020 de la bici de montaña 1000 puede tanto comprimirse como descomprimirse. En el caso de la compresión, la rueda trasera 1051 pivota a lo largo de la curva de elevación de rueda 1052 hacia arriba. En el caso de la descompresión, la rueda trasera 1051 pivota a lo largo de la curva de elevación de rueda 1052 hacia abajo.

El amortiguador 1090 se ajusta en las bicis de montaña convencionales 1000 por regla general de tal manera que este, en el caso de una carga estática, por el peso de conductor de un conductor que está sentado en reposo o está de pie en repose sobre la bici de montaña 1000, esté comprimido aproximadamente de 10% al 30% con respecto al recorrido de resorte total. Este intervalo se denomina también recorrido de resorte negativo o SAG.

Como se ha mencionado anteriormente, la rueda trasera 1051 pivota en el caso de la compresión a lo largo de la curva de elevación de rueda 1052 hacia arriba. Las bicis de montaña convencionales 1000 se construyen hoy en día de tal manera que la rueda trasera 1051 esté pivotada en el SAG tanto que el eje trasero 1050 se encuentre aproximadamente en el punto de construcción dibujado 1055. A este respecto, se obtiene como resultado una línea imaginaria 1081 entre el eje trasero desviado 1055 y el cojinete de biela oscilante 1023. Esta línea 1081 discurre en el SAG en paralelo a la superficie de la calzada 1082.

Durante la compresión o descompresión de la construcción trasera 1020 varía la posición angular de esta línea 1081 en relación con la superficie de la calzada 1082. El ángulo que se ajusta entre esta línea 1081 y la superficie de la calzada 1082 se denomina ángulo de resorte oblicuo. Es decir, en el SAG se ajusta en el caso de la bici de montaña convencional 1000 mostrada en la figura 14 un ángulo de resorte oblicuo de 0°.

Al arrancar o acelerar, el conductor genera a través de la manivela de pedal 1041 un momento de giro, que se transmite por medio de la cadena 1030, el casete 1060 y el cubo de rueda a la rueda trasera 1051. En particular, en situaciones de conducción tales como durante el arranque, la aceleración o la conducción cuesta arriba, el conductor genera un momento de giro relativamente alto.

Además, un conductor que está sentado o de pie sobre la bicicleta 1000 genera un centro de gravedad alto, que además está desplazado horizontalmente hacia la rueda trasera 1051. Durante el arranque, la aceleración o la conducción cuesta arriba, la inercia del sistema total de conductor y bicicleta 1000 provoca una distribución de carga de rueda dinámica, es decir, el centro de gravedad másico se desplaza aún más hacia atrás, es decir hacia la rueda trasera 1051. En el caso de una bicicleta no adaptada, esta distribución de carga de rueda dinámica provoca que la construcción trasera 1020 se comprima. Este comportamiento puede denominarse también cabeceo del momento de arranque o squat.

Como se ha mencionado al principio, hoy en día el estado de la técnica es apoyar este cabeceo del momento de arranque por medio de la tracción de cadena. A este respecto, la tracción de cadena proporciona una descompresión de la construcción trasera 1020. A este respecto, desde el punto de vista de la técnica de construcción se intenta implementar la descompresión condicionada por medio de la tracción de cadena en la misma medida en la que se comprimiría por lo demás también la construcción trasera debido a la inercia. Es decir, se intenta compensar la compresión condicionada por la distribución de carga de rueda dinámica de la construcción trasera mediante una descompresión de misma magnitud, condicionada por medio de la tracción de cadena. Este pretende ilustrarse en la bici de montaña convencional 1000 mostrada en la figura 14.

Como se ha mencionado al principio, el sentido de la fuerza F^a que actúa sobre el eje 1050 depende entre otros del sentido de tracción de la cadena a lo largo de la línea de acción de fuerza 1070 (figura 13) de la fuerza F^c . En un estado no cargado, el eje trasero 1050 se encuentra, en primer lugar, en una posición inferior mostrada en la figura 14, en la que la fuerza F^a1 actúa a lo largo de la línea de acción de fuerza 1071 sobre el eje 1050. En un estado comprimido, y en particular, en el SAG, el eje trasero 1050 se encuentra en una posición superior desviada 1055, actuando la fuerza F^a2 sobre el eje trasero 1050.

La fuerza F^a2 discurre a lo largo de la línea de acción de fuerza 1072. Como puede reconocerse en la figura 14, la línea de acción de fuerza 1072 discurre por debajo del cojinete de biela oscilante 1023.

Cuando el conductor ahora, partiendo de la posición SAG, pisa los pedales y genera un momento de giro de accionamiento, la fuerza F^a2 que discurre a lo largo del sentido de tracción de la cadena actúa sobre el eje trasero 1050 en el punto de construcción 1055. Dado que la línea de acción de fuerza 1072, como se ha mencionado anteriormente, discurre por debajo del cojinete de biela oscilante 1023, la fuerza F^a2 provoca una descompresión de la construcción trasera 1020. Es decir, la fuerza F^a2 intenta tirar del eje trasero 1050 por debajo del cojinete de biela oscilante 1023, de modo que la rueda trasera 1051 se mueva a lo largo de la curva de elevación de rueda 1052 hacia abajo. Este movimiento de descompresión dirigido en sentido opuesto al movimiento de compresión (cabeceo del momento de arranque) se denomina también soporte del cabeceo del momento de arranque o antisquat.

A este respecto, preferiblemente se intenta constructivamente disponer el cojinete de biela oscilante 1023 en relación con la línea de acción de fuerza 1072 de la fuerza F^a2 que actúa sobre el eje 1050 de tal manera que la magnitud y el sentido de la fuerza de tracción de la cadena provoquen una descompresión, que contrarreste la compresión que se produce durante el arranque y similares y preferiblemente la suprima completamente. Si la descompresión provocada por la tracción de cadena compensa completamente el cabeceo del momento de arranque (compresión), se habla también de un tren de conducción neutro o también de un antisquat del 100%.

El modo de acción de la tracción de cadena que representa un componente importante en las bicis de montaña con suspensión completa convencionales para el comportamiento antisquat, puede ilustrarse fácilmente si se describe la desviación angular del sentido de tracción de la cadena en relación con la intensidad de la fuerza de tracción de la cadena con respecto a la normal de la trayectoria de elevación de rueda.

La normal de la trayectoria de elevación de rueda es una recta, que se encuentra a un ángulo de 90° con respecto al sentido de compresión, es decir, en el caso de un elemento monoarticulado, la normal pasa, por consiguiente, siempre por el punto de giro de biela oscilante 1023.

La normal de la trayectoria de elevación de rueda (línea perpendicular con respecto al sentido de compresión) describe, al mismo tiempo, el ángulo de resorte oblicuo (ángulo entre la normal de la trayectoria de elevación de rueda y la superficie de la calzada).

Si el sentido de tracción de la cadena difiere de la normal de la trayectoria, se introduce una fuerza que actúa por compresión o por descompresión en la suspensión de rueda trasera. Cuanto más intensa es la fuerza de tracción de la cadena y cuando mayor es la desviación angular con respecto a la normal de la trayectoria, mayor es la reacción en la construcción trasera. Por tanto, el comportamiento antisquat en una bicicleta convencional es muy diferente según la marcha aplicada, dado que la fuerza de tracción de la cadena difiere en sentido y magnitud en cada marcha.

Como ejemplo, servirá en este caso un cálculo con una potencia de accionamiento aplicada por un conductor de 200 vatios. Esto corresponde a una fuerza de manivela de 140 N a 60 rpm:

Caso 1: combinación de marcha 22 dientes delante y 34 dientes detrás (marcha de montaña típica)

• en este caso, se ajusta una fuerza de tracción de la cadena de 722 N y una fuerza de accionamiento de 149 N, lo que conduce a su vez a una acción antisquat del 120% (demasiado antisquat o compensación excesiva)

Caso 2: combinación de marcha 36 dientes delante y 11 dientes detrás (marcha de conducción rápida típica)

• en este caso se ajusta una fuerza de tracción de la cadena de 543 N y una fuerza de accionamiento de 34 N, lo que conduce a su vez a una acción antisquat del 57% (demasiado poco antisquat o compensación insuficiente)

Como conclusión puede decirse que la fuerza de tracción de la cadena fluctúa fuertemente según la marcha aplicada. Al mismo tiempo, la fuerza de adherencia aplicada al suelo (fuerza de accionamiento) fluctúa de la misma manera fuertemente debido a las diferentes multiplicaciones.

Como suma de ambos efectos, en una bici de montaña convencional la acción antisquat fluctúa de manera relativamente fuerte según la marcha aplicada. La anchura de banda de la acción antisquat se encuentra en una MTB convencional entre el 0-200%.

Así, en la marcha de montaña (combinaciones de piñones, por ejemplo, delante 22 dientes y detrás 34 dientes) impera habitualmente una tracción de cadena fuerte, cuyo ángulo está dirigido en relación con la normal de la trayectoria de elevación de rueda hacia abajo. Esto conduce a una suspensión de rueda trasera que reacciona por descompresión, es decir, más del 100% de antisquat. En marchas de conducción rápida (combinaciones de piñones, por ejemplo, delante 36 y detrás 11) impera una tracción de cadena menor, estando dirigido el sentido de acción de la fuerza de tracción de la cadena en relación con la normal de la trayectoria de elevación de rueda hacia arriba. Esto genera una compresión no deseada de la construcción trasera al pedalear.

Debido a estas relaciones, en una bicicleta con suspensión completa convencional solo hay un 100% de antisquat lo más exacto posible deseado en el caso de una única determinada combinación de marcha.

Como se ha mencionado al principio con respecto a las figuras 13 y 14, se pretende construir la bici de montaña 1000 de tal manera que la línea de acción de fuerza 1072 y el cojinete de biela oscilante 1023 estén orientados en relación entre sí de tal manera que la tracción de cadena conduzca a un movimiento de descompresión, cuya magnitud corresponda a la magnitud del cabeceo del momento de arranque (compresión).

Para implementar esto, las bicis de montaña convencionales 1000 se construyen de tal manera que presenten en el SAG un ángulo de resorte oblicuo de 0°, es decir, la línea de unión imaginaria 1081 entre el cojinete de biela oscilante 1023 y el eje trasero 1050 es paralela a la superficie de la calzada 1082. Esto ofrece un buen punto de partida, para diseñar el sentido de la línea de acción de fuerza 1072 en relación con el cojinete de biela oscilante 1023 de tal manera que se consiga un alto soporte del cabeceo del momento de arranque.

Prever un ángulo de resorte oblicuo de 0° tiene además la ventaja de que las influencias de accionamiento, que están condicionadas por la cinemática de la construcción trasera, pueden obviarse en la medida de lo posible, de modo que el soporte del cabeceo del momento de arranque, es decir, la magnitud de la descompresión puede determinarse de manera ventajosa únicamente mediante la tracción de cadena (magnitud y sentido).

Sin embargo, a este respecto, siempre existe el conflicto de objetivos mencionado al principio entre el soporte del cabeceo del momento de arranque condicionado por medio de la tracción de cadena y el denominado retroceso de pedal. Debido a la descompresión ocasionada conscientemente por medio de la tracción de cadena, la rueda trasera 1051 se mueve a lo largo de la curva de elevación de rueda 1052 hacia abajo. De este modo se obtiene como resultado una variación de longitud horizontal entre el eje de rueda trasera 1050 y el cojinete de pedal. En el caso de la descompresión, esta distancia horizontal entre el eje de rueda trasera 1050 y el cojinete de pedal 1040 aumenta. Con ello quiere alargarse correspondientemente también el tramo de carga 1031 de la cadena 1030. Sin embargo, dado que la cadena 1030 es relativamente rígida, la cadena 1030 tira de la manivela 1040 en contra del verdadero sentido de pedaleo hacia atrás.

Es decir, las bicis de montaña convencionales 1000 presentan habitualmente en el SAG un ángulo de resorte oblicuo (normal de la trayectoria de elevación de rueda) de 0 grados, es decir, la normal de la trayectoria de elevación de rueda es paralela a la superficie de la calzada. El antisquat se genera en las bicis de montaña con suspensión completa convencionales 1000 exclusivamente a través de la tracción de cadena, es decir, si la tracción de cadena está dirigida hacia abajo, se obtiene como resultado un efecto antisquat. Si la tracción de cadena está dirigida hacia arriba, se obtiene como resultado un efecto squat. A este respecto, el sentido de tracción de la cadena depende de la combinación de marcha seleccionada.

Sin embargo, una desviación del sentido de tracción de la cadena con respecto a la normal de la trayectoria genera, a su vez, siempre una acción no deseada sobre la manivela. Si el vector de tracción de cadena en relación con la normal de la trayectoria está dirigido hacia abajo, se obtiene como resultado durante la compresión un giro hacia atrás de la manivela, es decir, retroceso de pedal. Si el vector de tracción de cadena en relación con la normal de la trayectoria está dirigido hacia arriba, se obtiene como resultado durante la compresión un giro hacia delante de la manivela, es decir, un denominado avance de pedal. Es decir, hoy en día existe un conflicto de objetivos entre antisquat y retroceso de pedal.

Las figuras 13 y 14 se referían a denominados elementos monoarticulados, en los que en un extremo del tirante de cadena 1022 está dispuesto el extremo de salida 1024 para recibir la rueda trasera 1051, y en el extremo opuesto del tirante de cadena 1022 está previsto el cojinete de biela oscilante 1023 para el montaje articulado en el cuadro principal 1010.

Otros conceptos conocidos, como se muestra, por ejemplo, en la figura 15, describen un elemento poliarticulado, en el que está prevista una articulación adicional 1056, por ejemplo, por debajo del extremo de salida 1024 en la zona del tirante de cadena 1022. De este modo se consigue otra curva de elevación de rueda 1052 en comparación con el elemento monoarticulado descrito anteriormente. La curva de elevación de rueda 1052 ya no sigue, en este caso, una trayectoria circular sencilla alrededor del cojinete de biela oscilante 1023 con un radio que resulta de la distancia del cojinete de biela oscilante 1023 con respecto al cojinete de tirante de cadena 1050. En lugar de esto, la curva de elevación de rueda 1052 se determina por medio del centro de rotación instantáneo, intentándose crear una curva de elevación de rueda dirigida lo máximo posible en perpendicular hacia arriba sin una curvatura notable.

El centro de rotación instantáneo M1 es el punto de corte de las dos rectas o de los dos denominados directores 1083, 1084. El primer director 1083 es la recta, que discurre a través del cojinete adicional 1056 y a través del cojinete de biela oscilante 1023. El segundo director 1084 es la recta, que discurre a través de la articulación 1025 entre la construcción trasera (tirante de asiento 1021) y el basculador 1024, así como a través de la articulación 1026 del basculador 1024 en el cuadro principal 1010.

Para la construcción de las rectas 1081 se dibuja una unión entre el cojinete de eje trasero 1050 y el centro de rotación instantáneo M1. También en el elemento poliarticulado mostrado en la figura 15, el cuadro se construye de tal manera que la línea 1081 sea paralela al plano de la calzada 1082, cuando la bicicleta se encuentre en el SAG. Con otras palabras, el elemento poliarticulado también se construye de tal manera que resulte un ángulo de resorte oblicuo de 0°, es decir, el antisquat se regula a través de la tracción de cadena.

En las bicicletas convencionales, como en las bicis de montaña 1000 que acaba de describirse, el hecho de prever un soporte del cabeceo del momento de arranque por medio de tracción de cadena puede implementarse muy bien, dado que la fuerza de pedaleo aplicada por el conductor y, por consiguiente, el momento de giro de accionamiento introducido en la rueda trasera, puede calcularse muy bien por parte de los constructores.

También las bicis eléctricas soportadas o que se hacen funcionar de manera electromotriz se construyen hoy en día de tal manera que el soporte del cabeceo del momento de arranque se implemente por medio de la tracción de cadena. Sin embargo, precisamente en situaciones de conducción en las que actúa un gran momento de giro de accionamiento, como por ejemplo durante el arranque, la aceleración o la conducción cuesta arriba, el momento de giro adicional del motor eléctrico se encarga de que las construcciones traseras de bicicletas convencionales descompriman de manera excesivamente fuerte. Esto conduce por un lado a un comportamiento de conducción poco habitual y en parte inseguro de la bicicleta y, por otro lado, a un retroceso de pedal intenso.

Es decir, si la bicicleta convencional se construye de tal manera que el soporte del cabeceo del momento de arranque funcione muy bien para el accionamiento por medio de fuerza muscular, la construcción trasera descomprime, en este caso, con demasiada intensidad al conectar el motor eléctrico. Por el contrario, si la construcción trasera de una bicicleta convencional se optimiza para un soporte del cabeceo del momento de arranque para el momento de giro del motor eléctrico, la construcción trasera comprimiría como demasiada intensidad al pedalear. Por tanto, en este caso, hay que alcanzar hoy en día compromisos, para cubrir ambas situaciones de manera satisfactoria al menos en parte.

Por tanto, es digno de esfuerzo concebir un concepto de accionamiento para una bici eléctrica, que aborde las desventajas mencionadas del estado de la técnica y mejore los conceptos existentes.

Este objetivo se alcanza según la invención mediante una construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento con las características de la reivindicación 1.

La construcción trasera según la invención de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento está prevista para su uso en bicis eléctricas, y en particular, en bicis eléctricas con suspensión completa. El concepto según la invención prevé proporcionar un soporte del cabeceo del momento de arranque adecuado para tales bicis eléctricas parcialmente por medio de tracción de cadena y parcialmente por medio de una cinemática de construcción trasera especial. A este respecto, la presente invención se encarga de que pueda implementarse un comportamiento de construcción trasera lo más neutro posible, concretamente tanto al pedalear como al conectar el motor eléctrico. Según la invención, la salida de engranaje o la salida está dispuesta desplazada con respecto a un accionamiento, es decir con respecto a la manivela de pedal. Adicionalmente, el cojinete de biela oscilante está dispuesto cerca de la salida. Cerca de la salida significa que el cojinete de biela oscilante está dispuesto más cerca de la salida que del accionamiento. Expresado con otras palabras, una distancia radial entre un eje central del cojinete de biela oscilante y un eje central del árbol de salida es menor que una distancia radial entre el eje central del cojinete de biela oscilante y un eje central del primer árbol de accionamiento. Mediante esta combinación de una salida desplazada con respecto al accionamiento y la disposición del cojinete de biela oscilante en las inmediaciones de la salida se obtiene la posibilidad de implementar un soporte del cabeceo del momento de arranque por medio de tracción de cadena y por medio de la cinemática de construcción trasera, es decir por medio de la articulación de la construcción trasera en relación con el cuadro principal. Esto es válido tanto para elementos monoarticulados como para elementos poliarticulados. Mediante la salida desplazada radialmente se obtiene un ángulo relativamente muy inclinado del tirante de cadena, lo que a su vez conduce a una descompresión más fuerte de la construcción trasera. Mediante esta medida cinemática puede soportarse el cabeceo condicionado por el momento de giro adicional del motor eléctrico. Al mismo tiempo, la disposición de la salida cerca del cojinete de biela oscilante se encarga de que el soporte del cabeceo del momento de arranque necesario al pedalear pueda influirse o siga pudiendo influirse además también por medio de tracción de cadena.

Por ejemplo, el cojinete de biela oscilante puede estar situado en el cuadro principal de tal manera que la bicicleta presente un ángulo de resorte oblicuo de desde 5° hasta 30°, preferiblemente de desde 10° hasta 20° y más preferiblemente de aproximadamente 15°, cuando la bicicleta está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total. Con otras palabras, la bicicleta presenta un ángulo de resorte oblicuo en los intervalos indicados, cuando se encuentra en el SAG. Prever un ángulo de resorte oblicuo en los intervalos indicados conduce a un soporte del cabeceo del momento de arranque condicionado cinemáticamente por el tren de conducción en el caso de un momento de giro elevado y es ventajoso, en particular, en el caso de elementos monoarticulados.

La invención descrita en el presente documento es ventajosa, en particular, para elementos poliarticulados, en los que se construye un centro de rotación instantáneo como punto de giro momentáneo. Según una forma de realización de este tipo, en la que la construcción trasera está configurada como elemento poliarticulado con un centro de rotación instantáneo como punto de giro momentáneo, la construcción trasera puede estar situada en el cuadro principal de tal manera que la bicicleta presenta un ángulo de resorte oblicuo de desde 5° hasta 30°, preferiblemente de desde 10° hasta 20° y más preferiblemente de aproximadamente 15°, cuando la bicicleta está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total. Con otras palabras, la bicicleta presenta un ángulo de resorte oblicuo en los intervalos indicados, cuando se encuentra en el SAG. Prever un ángulo de resorte oblicuo en los intervalos indicados conduce a un soporte del cabeceo del momento de arranque condicionado cinemáticamente por el tren de conducción en el caso de un momento de giro elevado y es ventajoso, en particular, en el caso de elementos poliarticulados.

Según una forma de realización, la separación radial entre el eje central del primer árbol de accionamiento y el eje central del árbol de salida puede ascender a de 200 mm a 300 mm, y preferiblemente a de 100 mm a 200 mm. Expresado de otro modo, la distancia entre el árbol de manivela de pedal y la salida asciende a de 200 mm a 300 mm, y preferiblemente a de 100 mm a 200 mm. Un desplazamiento de este tipo entre el accionamiento y la salida ha resultado ser especialmente ventajoso para proporcionar un soporte del cabeceo del momento de arranque adecuado.

Según una forma de realización adicional, la separación radial entre el eje central del cojinete de biela oscilante y el eje central del árbol de salida puede ascender a menos de 200 mm, preferiblemente a menos de 100 mm y más preferiblemente a menos de 50 mm. Con otras palabras, el desplazamiento o la distancia entre el cojinete de biela oscilante y la salida asciende a menos de 200 mm, preferiblemente a menos de 100 mm y más preferiblemente a menos de 50 mm. Es decir, el cojinete de biela oscilante está, por consiguiente, dispuesto cerca de la salida. Esta forma de realización es válida naturalmente cumpliendo el concepto de la invención según el cual la distancia entre la distancia radial entre el eje central del cojinete de biela oscilante y el eje central del árbol de salida es menor que la distancia radial entre el eje central del cojinete de biela oscilante y el eje central del primer árbol de accionamiento. Es decir, según esta forma de realización el cojinete de biela oscilante puede disponerse con un radio de menos de 200 mm, preferiblemente de menos de 100 mm y más preferiblemente de menos de 50 mm alrededor de la salida. Esto posibilita una cierta adaptación fina o un ajuste fino de la magnitud de la compresión o descompresión de la construcción trasera, es decir, del soporte del cabeceo del momento de arranque.

Según un ejemplo de realización adicional, el eje central del cojinete de biela oscilante puede estar dispuesto con respecto a un plano paralelo a la superficie de la calzada por encima del eje central de la salida. Es decir, el cojinete de biela oscilante puede disponerse en un semicírculo por encima de la salida. En el semicírculo superior puede ajustarse de manera fina, teniendo en cuenta el sentido de tracción de la cadena, la medida de la descompresión de la construcción trasera.

Según un ejemplo de realización adicional, el eje central del cojinete de biela oscilante puede estar dispuesto con respecto a un plano paralelo al plano de la calzada por debajo del eje central de la salida. Es decir, el cojinete de biela oscilante puede disponerse en un semicírculo por debajo de la salida. En el semicírculo inferior puede ajustarse de manera fina, teniendo en cuenta el sentido de tracción de la cadena, la medida de la compresión de la construcción trasera.

Según una forma de realización, la distancia radial entre el eje central del árbol de salida y el eje central del cojinete de biela oscilante puede ser igual a cero, de modo que el eje central del árbol de salida y el eje central del cojinete de biela oscilante estén dispuestos concéntricamente. Con otras palabras, aunque existe un desplazamiento o una distancia radial entre el primer accionamiento (manivela de pedal) y la salida, así como entre el cojinete de biela oscilante y la salida, el desplazamiento o la distancia radial entre la salida y el cojinete de biela oscilante es según esta forma de realización igual a cero, es decir, el cojinete de biela oscilante y la salida están dispuestos concéntrica o coaxialmente. La condición de la reivindicación 1 se sigue cumpliendo a pesar de ello, dado que el desplazamiento o la distancia radial entre la salida y el cojinete de biela oscilante es menor que el desplazamiento o la distancia radial entre el primer accionamiento (manivela de pedal) y el cojinete de biela oscilante. Es decir, el cojinete de biela oscilante está dispuesto más cerca de la salida (coaxialmente) que del accionamiento. Mediante esta disposición coaxial de la salida y del cojinete de biela oscilante pueden mantenerse las influencias de accionamiento lo más reducidas posible, dado que ni durante la compresión ni durante la descompresión se produce un alargamiento de cadena, que provocaría un retroceso de pedal no deseado.

Según una forma de realización adicional, la salida y el motor central eléctrico pueden estar dispuestos entre sí de tal manera que el eje central de la salida y el eje central de un árbol de salida del motor central eléctrico estén dispuestos concéntricamente. Con otras palabras, el motor central eléctrico y la salida presentan un eje o árbol de salida común. Es decir, la salida está dispuesta directamente en el motor central eléctrico. Así, la salida y el motor eléctrico pueden disponerse ahorrando espacio dentro del dispositivo de accionamiento, y, en particular, dentro de una carcasa del dispositivo de accionamiento.

Según una forma de realización adicional, la salida puede transmitir por medio de un medio de transmisión de fuerza, en particular, por medio de una cadena o de una correa dentada o de una correa trapezoidal, la fuerza de accionamiento a la rueda que debe accionarse de la bicicleta, y el medio de transmisión de fuerza puede estar dispuesto entre la salida y la rueda de tal manera que ejerciendo fuerza de tracción sobre un tramo de carga del medio de transmisión de fuerza se ejerce una fuerza sobre el eje trasero, cuya línea de acción de fuerza discurre por debajo del eje central del cojinete de biela oscilante o por debajo del centro de rotación instantáneo, cuando la bicicleta está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total. Es decir, cuando la bicicleta se encuentra en el SAG, el medio de transmisión de fuerza discurre entre la rueda trasera y la manivela de tal manera que el sentido de tracción del medio de transmisión de fuerza provoca una fuerza sobre el eje de rueda trasera, cuya línea de acción de fuerza pasa longitudinalmente por debajo del cojinete de biela oscilante. Por consiguiente, esta fuerza conduce a una descompresión de la construcción trasera. Así, por ejemplo, en el caso de un accionamiento de cadena, un paquete de piñones con por regla general de nueve a once piñones de diferente tamaño está dispuesto en el cubo de rueda trasera. En la manivela están dispuestos de uno a tres platos. La construcción trasera se descomprime de la manera más intensa, es decir, el comportamiento antisquat más alto se alcanza cuando el sentido de tracción de la cadena presenta un ángulo grande con respecto al cojinete de biela oscilante, por ejemplo, cuando la cadena pasa por el plato más pequeño y el piñón más grande. La forma de realización mencionada se refiere a un sentido de tracción de la cadena, en el que la cadena pasa por delante del plato más pequeño y por detrás de uno de los cinco piñones grandes.

Según una forma de realización, el dispositivo de accionamiento puede estar dispuesto de manera inmóvil en el cuadro principal. En el caso del motor central eléctrico propuesto, el dispositivo de accionamiento puede estar dispuesto de manera fija, es decir, inmóvil entre el tubo inferior, la carcasa de cojinete de pedal y, dado el caso, el tubo de sillín. Es decir, el dispositivo de accionamiento se apoya en el cuadro principal. Deben diferenciarse de esto los conceptos de accionamiento con dispositivos de accionamiento electromotores dispuestos en los cubos de rueda, así como de conceptos de accionamiento con biela oscilante de conjunto propulsor. En el último caso, el dispositivo de accionamiento electromotor no está dispuesto dentro del o en el propio cuadro principal, sino en la biela oscilante. La unidad de accionamiento electromotriz se apoya en este caso en la biela oscilante dispuesta de manera móvil en el cuadro. Por consiguiente, la unidad de accionamiento electromotriz está dispuesta allí, a través de la biela oscilante, de manera móvil en el cuadro principal. Es decir, cuando en el caso de un cuadro principal según la invención se retira una construcción trasera o una biela de construcción trasera, entonces la unidad de accionamiento electromotriz está dispuesta entonces todavía en el cuadro principal. Por el contrario, cuando en el caso de una biela oscilante de conjunto propulsor se retira la construcción trasera o la biela oscilante de construcción trasera del cuadro principal, entonces el cuadro principal ya no presenta ninguna unidad de accionamiento electromotriz, dado que esta está integrada en la biela oscilante.

Un segundo aspecto de la invención se refiere a un uso de un dispositivo de accionamiento según una de las formas de realización mencionadas anteriormente en una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz.

Un tercer aspecto de la invención se refiere a una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según una de las formas de realización mencionadas anteriormente.

Según una primera forma de realización del tercer aspecto se propone una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un cuadro principal que presenta un cojinete de biela oscilante y una construcción trasera dispuesta en el cojinete de biela oscilante, así como con un dispositivo de accionamiento para una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz de este tipo, presentando el dispositivo de accionamiento: una manivela de pedal como primer accionamiento para proporcionar una primera fuerza de accionamiento, presentando el primer accionamiento un primer árbol de accionamiento, un motor central eléctrico como segundo accionamiento para proporcionar una segunda fuerza de accionamiento, y una salida con un árbol de salida, estando configurada la salida para recibir la primera y/o la segunda fuerza de accionamiento y transmitirlas a la rueda que debe accionarse de la bicicleta, estando el eje central del árbol de salida separado radialmente del eje central del primer árbol de accionamiento y estando dispuesto el árbol de salida en relación con el cojinete de biela oscilante de tal manera que una distancia radial entre el eje central del cojinete de biela oscilante y el eje central del árbol de salida es menor que una distancia radial entre el eje central del cojinete de biela oscilante y el eje central del primer árbol de accionamiento.

Como ejemplo se propone una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según la primera forma de realización, estando situado el cojinete de biela oscilante en el cuadro principal de tal manera que la bicicleta presenta un ángulo de resorte oblicuo de desde 5° hasta 30°, preferiblemente de desde 10° hasta 20° y más preferiblemente de aproximadamente 15°, cuando la bicicleta está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total.

Según la invención se propone una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según la primera o la segunda forma de realización, estando configurada la construcción trasera como elemento poliarticulado con un centro de rotación instantáneo como punto de giro momentáneo, y estando situada la construcción trasera en el cuadro principal de tal manera que la bicicleta presenta un ángulo de resorte oblicuo de desde 5° hasta 30°, preferiblemente de desde 10° hasta 20° y más preferiblemente de aproximadamente 15°, cuando la bicicleta está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total.

Según una cuarta forma de realización se propone una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según una de las formas de realización anteriores, ascendiendo la separación radial entre el eje central del primer árbol de accionamiento y el eje central del árbol de salida a de 200 mm a 300 mm, y preferiblemente a de 100 mm a 200 mm.

Según una quinta forma de realización se propone una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según una de las formas de realización anteriores, ascendiendo la separación radial entre el eje central del cojinete de biela oscilante y el eje central del árbol de salida a menos de 200 mm, preferiblemente a menos de 100 mm y más preferiblemente a menos de 50 mm.

Según una sexta forma de realización se propone una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según una de las formas de realización anteriores, estando dispuesto el eje central del cojinete de biela oscilante con respecto a un plano paralelo a la superficie de la calzada por encima del eje central de la salida.

Según una séptima forma de realización se propone una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según una de las formas de realización primera a quinta, estando dispuesto el eje central del cojinete de biela oscilante con respecto a un plano paralelo al plano de la calzada por debajo del eje central de la salida.

Según una octava forma de realización se propone una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según una de las formas de realización primera a quinta, siendo la distancia radial entre el eje central del árbol de salida y el eje central del cojinete de biela oscilante igual a cero, de modo que el eje central del árbol de salida y el eje central del cojinete de biela oscilante están dispuestos concéntricamente.

Según una novena forma de realización se propone una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según una de las formas de realización anteriores, estando dispuestos la salida y el motor central eléctrico entre sí de tal manera que el eje central de la salida y el eje central de un árbol de salida del motor central eléctrico están dispuestos concéntricamente.

Según una décima forma de realización se propone una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según una de las formas de realización anteriores, transmitiendo la salida por medio de un medio de transmisión de fuerza, en particular, por medio de una cadena o de una correa dentada o de una correa trapezoidal, la fuerza de accionamiento a la rueda que debe accionarse de la bicicleta, y estando dispuesto el medio de transmisión de fuerza entre la salida y la rueda de tal manera que ejerciendo fuerza de tracción sobre un tramo de carga del medio de transmisión de fuerza se ejerce una fuerza sobre el eje trasero, cuya línea de acción de fuerza discurre por debajo del eje central del cojinete de biela oscilante o por debajo del centro de rotación instantáneo, cuando la bicicleta está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total.

Según una undécima forma de realización se propone una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según una de las formas de realización anteriores, estando dispuesto el dispositivo de accionamiento de manera inmóvil en el cuadro principal.

Un aspecto adicional de la invención se refiere a un cuadro de bicicleta con un cuadro principal que presenta un cojinete de biela oscilante, una construcción trasera dispuesta en el cojinete de biela oscilante y un dispositivo de accionamiento según una de las formas de realización anteriores.

Los ejemplos de realización de la invención se representan en los dibujos y se explican a continuación. Muestran: la figura 1 un dibujo esquemático de una bicicleta con suspensión completa con una construcción trasera realizada como elemento poliarticulado,

la figura 2 una vista lateral de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según la invención,

la figura 3 una vista lateral de un dispositivo de accionamiento según la invención,

la figura 4 una vista lateral de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con una construcción trasera realizada como elemento monoarticulado y un dispositivo de accionamiento descrito en el presente documento,

la figura 5 una vista lateral de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con una construcción trasera realizada como elemento poliarticulado y un dispositivo de accionamiento según la invención, la figura 6 un fragmento ampliado de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según la invención en una vista lateral,

la figura 7 una vista lateral de un dispositivo de accionamiento según la invención,

la figura 8 una vista en perspectiva desde delante de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según la invención sin representación de la rueda delantera y de la horquilla de suspensión,

la figura 9 una vista lateral de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según la invención con un accionamiento de cadena,

la figura 10 una vista lateral de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento según la invención con un accionamiento de correa dentada,

la figura 11 una vista lateral de un dispositivo de accionamiento según la invención,

la figura 12 un dibujo esquemático de un dispositivo de accionamiento según la invención en una vista lateral, la figura 13 una vista lateral de una bicicleta con suspensión completa convencional del estado de la técnica, la figura 14 una vista lateral adicional de una bicicleta con suspensión completa convencional del estado de la técnica, y

la figura 15 un dibujo esquemático de una bicicleta con suspensión completa para explicar la determinación del centro de rotación instantáneo.

Por bicicletas que se hacen funcionar de manera electromotriz se entienden, en general, las denominadas bicis eléctricas. A estos tipos de bicis eléctricas, que con respecto a la interpretación de la presente divulgación caen dentro del término de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz, pertenecen tanto bicicletas accionadas de manera electromotriz, que pueden accionarse exclusivamente con la fuerza de accionamiento de un motor eléctrico, como bicicletas respaldadas de manera electromotriz, que a modo de respaldo de la fuerza de pedaleo pueden conectar una fuerza de accionamiento de un motor eléctrico.

El árbol del primer accionamiento, el árbol de la salida y un árbol de salida del motor eléctrico presentan una dirección de extensión a lo largo de su eje longitudinal. Una distancia radial o una separación radial en el sentido de la presente divulgación se refiere siempre a este eje longitudinal que discurre en la dirección de extensión del respectivo árbol, es decir, radialmente significa una dirección radial partiendo del eje longitudinal. La dirección de extensión del eje longitudinal es, por regla general, aproximadamente ortogonal a un plano central vertical que se extiende entre la rueda trasera y la rueda delantera de la bicicleta.

La invención se basa, entre otros, en el conocimiento de que por medio de una variación de la cinemática de la construcción trasera puede implementarse un soporte del cabeceo del momento de arranque. El trasfondo técnico se explicará brevemente con respecto a la figura 1.

La figura 1 muestra una bici de montaña con suspensión completa 100 con una persona 101 sentada sobre la misma. La bici de montaña 100 presenta un cuadro principal 102 y una construcción trasera 103 dispuesta de manera oscilante en el cuadro principal 102. La construcción trasera 103 está construida como elemento poliarticulado con un punto de giro adicional 104 en la zona del tirante de cadena 105.

Para estos elementos poliarticulados puede construirse un centro de rotación instantáneo M1, que se considera un punto de giro momentáneo en un momento ti. El centro de rotación instantáneo M1 es el punto de corte de una primera recta 107 y de una segunda recta 108. La primera recta 107 discurre a través del punto de giro adicional 104 en la zona del tirante de cadena 105 y a través del cojinete de biela oscilante 106. La segunda recta 108 discurre a través del punto de articulación 109 entre el tirante de asiento 110 y el basculador 111 y a través del punto de articulación 113 entre el tubo de asiento 114 y el basculador 111.

A través del centro de rotación instantáneo M1 y el eje trasero 115 puede dibujarse una recta adicional 112. Esta recta 112 define el ángulo de resorte oblicuo a de la bicicleta 100. Como se ha mencionado al principio, las bicicletas convencionales se construyen de tal manera que estas presentan un ángulo de resorte oblicuo de a=0°. Sin embargo, la presente invención utiliza entre otros el conocimiento de que mediante la elección adecuada del ángulo de resorte oblicuo a puede implementarse un soporte del cabeceo del momento de arranque.

El ángulo de resorte oblicuo a genera un efecto de apoyo que, en determinadas situaciones de conducción con un momento de giro alto, por ejemplo, al acelerar, arrancar o en la conducción cuesta arriba, impide que la suspensión de rueda trasera se comprima debido al desplazamiento de carga de rueda dinámico. En particular, en las bicis eléctricas, debido a la mayor potencia de accionamiento y la capacidad de aceleración más intensa es deseable un soporte del cabeceo del momento de arranque efectivo.

En una bici de montaña que se hace funcionar eléctricamente, por ejemplo, un ángulo de resorte oblicuo de aproximadamente 15° en un estado de una compresión estática es muy bueno. Este estado de compresión estática se denomina también SAG. El SAG resulta cuando la bicicleta está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total. Es decir, cuando el conductor 101 está sentado o de pie sobre la bicicleta 100 y no se mueve más, ejerce meramente debido a su peso una carga estática con la fuerza del peso G sobre la bicicleta 100. A este respecto, tanto la horquilla de suspensión dispuesta delante 116 como el amortiguador dispuesto detrás 117 se comprimen.

De manera ideal, tanto la horquilla 116 como el amortiguador 117 deberían comprimirse aproximadamente del 10% al 35% de su respectivo recorrido de resorte total. Este intervalo se denomina también SAG o recorrido de resorte negativo. Con ello, los elementos de resorte 116, 117 tienen suficiente margen para tanto comprimirse como descomprimirse durante la conducción. La bicicleta 100 representada en la figura 1 se muestra en el sAg , es decir, la bicicleta está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total.

La teoría detrás del soporte del cabeceo del momento de arranque que puede implementarse cinemáticamente por el tren de conducción es que partiendo del eje de rueda delantera 118 se genera verticalmente una perpendicular 119 sobre la horizontal 120 del centro de gravedad 121 (la bicicleta 100 incluyendo el conductor 101 forman el centro de gravedad 121 sobre la calzada 122). El punto de corte entre estas dos líneas genera un punto de construcción S1.

Entre este punto de corte S1 y el punto de apoyo de rueda trasera 123 puede dibujarse una recta que sube de manera oblicua 124. Esta recta 124 es la denominada “línea de squat".

Si el ángulo de resorte oblicuo a y la línea de squat 124 discurren en paralelo entre sí, entonces se habla de un tren de conducción del 100% de antisquat. El tren de conducción no reacciona, en este caso, a aceleraciones, es decir, no se comprime ni se descomprime. Si el ángulo de resorte oblicuo a discurre por debajo de la línea de squat 124 la construcción trasera se comprime al acelerar, arrancar, etc. Si el ángulo de resorte oblicuo a discurre por encima de la línea de squat 124, la construcción trasera se descomprime al acelerar, arrancar, etc.

Si se prolonga, por ejemplo, la distancia entre ruedas o se reduce la altura del centro de gravedad 121 sobre la calzada 122, es necesario, por tanto, un ángulo de resorte oblicuo a menor para conservar en la misma medida el soporte del cabeceo del momento de arranque.

Como ya se ha explicado al principio con respecto a la figura 13, el sentido de la fuerza F^a ejercida sobre el eje de rueda trasera depende entre otros del sentido de tracción de la cadena F^c . Es decir, si se observa más detalladamente según este aspecto una vez más la bicicleta 100 en la figura 1, se establece que la fuerza F^a ejercida sobre el eje de rueda trasera 115 discurre sobre una línea de acción de fuerza 125, que discurre relativamente lejos por debajo del cojinete de biela oscilante 106. De esto resulta una descompresión excesivamente intensa de la construcción trasera al acelerar, arrancar o en la conducción cuesta arriba, etc.

Las bicis eléctricas ponen a disposición, en comparación con las bicicletas accionadas con fuerza muscular, aún más momento de giro, es decir, la fuerza de tracción de la cadena F^c y, por consiguiente, también la fuerza F^a ejercida sobre el eje de rueda trasera 115 es sustancialmente mayor. Esto supone en las bicis eléctricas una descompresión aún más intensa de la construcción trasera. De lo anterior resulta en última instancia que un ángulo de resorte oblicuo de a>0° en las bicis eléctricas debido a su momento de giro elevado conduce a una descompresión no deseada y demasiado intensa de la construcción trasera.

Por tanto, las bicicletas convencionales, también las bicis eléctricas, presentan hoy en día un ángulo de resorte oblicuo en el SAG de a=0° y el soporte del cabeceo del momento de arranque se regula a través de la tracción de cadena. Por el contrario, la presente invención implementa un soporte del cabeceo del momento de arranque tanto por medio de tracción de cadena, como a través de la cinemática por el tren de conducción.

La figura 2 muestra una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz 10 con un dispositivo de accionamiento 1 según la invención. La bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz 10 puede denominarse también bici eléctrica. A este respecto, puede tratarse de una bici eléctrica clásica, en la que la potencia del motor puede regularse por medio de un asa giratoria o similar, y la bici eléctrica puede accionarse únicamente mediante el motor eléctrico. Sin embargo, también puede tratarse de una denominada Pedelec, en la que se ayuda al conductor al pedalear mediante la conexión regulada por carga del motor eléctrico.

La bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz 10 presenta un cuadro principal 3. El cuadro principal 10 está compuesto, por regla general, por un tubo superior 21, un tubo de dirección 22, un tubo inferior 23 y un tubo de asiento 24. La bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz 10 es una bicicleta con suspensión completa, una denominada bici con suspensión total, o también denominada Fully.

El cuadro principal 2 presenta, además, un cojinete de biela oscilante 3, y una construcción trasera 4 dispuesta en el cojinete de biela oscilante 3. La construcción trasera 4 está dispuesta en el cojinete de biela oscilante 3 y, por consiguiente, está unida de manera articulada con el cuadro principal 2. La construcción trasera 4 presenta, por regla general, un tirante de cadena 26 y un tirante de asiento 25. Como puede reconocerse en la figura 2, el tirante de cadena 26 puede estar dispuesto, por ejemplo, en el cojinete de biela oscilante 3. La construcción trasera puede estar realizada como elemento monoarticulado o según la presente invención como elemento poliarticulado.

El dispositivo de accionamiento 1 presenta una manivela de pedal 5. La manivela de pedal 5 sirve como primer accionamiento para proporcionar una primera fuerza de accionamiento. La manivela de pedal 5, o el primer accionamiento, presenta un primer árbol de accionamiento 6. El árbol de accionamiento 6 puede ser un eje o árbol de la manivela de pedal 5 unido con un brazo de manivela.

El dispositivo de accionamiento 1 presenta además un motor central eléctrico 7. El motor central eléctrico 7 sirve como segundo accionamiento para proporcionar una segunda fuerza de accionamiento. Como puede reconocerse en la figura 2, el motor central eléctrico 7 está dispuesto aproximadamente en el centro, es decir, entre la rueda delantera y la rueda trasera de la bicicleta 10. Más concretamente, el motor central 7 está dispuesto entre el tubo inferior 23 y el tubo de asiento 24. Esta forma de realización de un motor central 7 debe diferenciarse de otros conceptos de accionamiento como, por ejemplo, motores de cubo de rueda.

Además, el dispositivo de accionamiento 1 presenta una salida 8 con un árbol de salida 9. La salida 8 está configurada para recibir la primera y/o la segunda fuerza de accionamiento y transmitirlas a la rueda que debe accionarse 11 de la bicicleta 10.

La figura 3 muestra una representación ampliada del dispositivo de accionamiento 1. Puede reconocerse el primer árbol de accionamiento 6 y el motor eléctrico 7. Además, puede reconocerse la salida 8. La salida 8 está representada, en este caso, a modo de ejemplo como árbol de salida 9 con una rueda dentada 12 dispuesta en el mismo. El eje central 13 del árbol de salida 9 está separado radialmente (R1) del eje central 14 del primer árbol de accionamiento 6.

La figura 3 muestra, además, un cojinete de biela oscilante 3 dispuesto en el cuadro principal 2. El cojinete de biela oscilante 3 está dispuesto en el tubo de asiento 24 representado. Una biela oscilante o la construcción trasera 4 está dispuesta en el cojinete de biela oscilante 3 y, por consiguiente, unida con el cuadro principal 2. Sin embargo, la construcción trasera 4 no está representada en la figura 3 por motivos de claridad.

Según la invención, el árbol de salida 9 está dispuesto en relación con el cojinete de biela oscilante 3 de tal manera que una distancia radial R2 entre el eje central 16 del cojinete de biela oscilante 3 y el eje central 13 del árbol de salida 9 es menor que una distancia radial R3 entre el eje central 16 del cojinete de biela oscilante 3 y el eje central 14 del primer árbol de accionamiento 6.

Según una forma de realización, la separación radial R1 entre el eje central 14 del primer árbol de accionamiento 6 y el eje central 13 del árbol de salida 9 asciende a de aproximadamente 200 mm a 300 mm, y preferiblemente de aproximadamente a 100 mm a 200 mm.

Según una forma de realización, la separación radial R2 entre el eje central 16 del cojinete de biela oscilante 3 y el eje central 13 del árbol de salida 9 asciende a menos de 200 mm, preferiblemente a menos de 100 mm y más preferiblemente a menos de 50 mm.

La posición del cojinete de biela oscilante 3 se representa en la figura 3 únicamente a modo de ejemplo. El cojinete de biela oscilante 3 puede estar dispuesto también en otros puntos, por ejemplo, también directamente en el dispositivo de accionamiento 1. En la figura 3, el cojinete de biela oscilante 3 está dispuesto por encima del árbol de salida 9. Sin embargo, también es concebible que el cojinete de biela oscilante 3 esté dispuesto por debajo del árbol de salida 9.

Según la invención, el cojinete de biela oscilante 3 está dispuesto, en cualquier caso, cerca del árbol de salida 9. Más concretamente, el cojinete de biela oscilante 3 está dispuesto más cerca del árbol de salida 9 que del primer árbol de accionamiento 6. Es decir, según la invención la distancia radial R2 entre el árbol de salida 9 y el cojinete de biela oscilante 3 es menor que la distancia radial R3 entre el árbol de salida 9 y el primer árbol de accionamiento 6.

La figura 4 muestra una bicicleta 10 con un dispositivo de accionamiento 1 descrito en el presente documento, estando situado el cojinete de biela oscilante 3 en el cuadro principal 2 de tal manera que la bicicleta 10 presenta un ángulo de resorte oblicuo a de desde 5° hasta 30°, cuando la bicicleta 10 está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 15% y el 35% del recorrido de resorte total.

Con otras palabras, en el estado representado en la figura 4, la bicicleta 10 se encuentra en el SAG, es decir, los elementos de resorte 116, 117 y, en particular, el amortiguador dispuesto detrás 117, están comprimidos aproximadamente del 15% al 35% de su recorrido de resorte total.

La bicicleta 10 representada, o la construcción trasera 4 de la bicicleta 10, está construida como elemento monoarticulado. Por tanto, la recta 30, que discurre a través del eje trasero 115 y a través del cojinete de biela oscilante 3, define en relación con la superficie de la calzada 122 el ángulo de resorte oblicuo a.

En la figura 4 puede reconocerse que mediante una colocación adecuada del cojinete de biela oscilante 3 en el cuadro principal 2 puede influirse en el ángulo de resorte oblicuo a. Según el concepto descrito en el presente documento, el cojinete de biela oscilante 3 está situado en el cuadro principal 2 de tal manera que la bicicleta 10 presenta un ángulo de resorte oblicuo a de desde 5° hasta 30°, preferiblemente de desde 10° hasta 20° y más preferiblemente de aproximadamente 15°, cuando la bicicleta 10 está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total.

La figura 5 muestra un ejemplo de realización adicional de una bicicleta 10 con un dispositivo de accionamiento 1 según la invención. A diferencia del ejemplo de realización discutido anteriormente con respecto a la figura 4, en este caso, la construcción trasera 4 está configurada como elemento, es decir, la construcción trasera 4 presenta una articulación adicional 104. La articulación adicional 104 está dispuesta, en este caso, en la zona del tirante de cadena 105. Sin embargo, también es concebible que la articulación adicional 104 esté dispuesta en la zona del tirante de asiento 110.

La bicicleta 10 representada en la figura 5 se encuentra en el SAG, es decir, está expuesta a una carga estática, que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total del amortiguador 117.

En el caso del elemento poliarticulado mostrado en la figura 5, para el estado representado puede construirse un centro de rotación instantáneo M1. Una primera recta 107 corta la articulación adicional 104 y el cojinete de biela oscilante 3. Una segunda recta 108 discurre a través de la articulación 109 entre el tirante de asiento 110 y el basculador 111, así como a través de la articulación 113 entre el basculador 111 y el cuadro principal 2 o tubo de asiento 24. El punto de corte de las dos rectas 107, 108 da como resultado el centro de rotación instantáneo M1.

Una recta 31 discurre a través de este centro de rotación instantáneo M1 y del eje trasero 115. Esta recta 31 define en relación con la superficie de la calzada 122 el ángulo de resorte oblicuo a en un elemento poliarticulado, tal como se representa a modo de ejemplo en la figura 5.

Debe mencionarse que el centro de rotación instantáneo construido M1 solo es válido para el estado representado de la bicicleta 10. En cuanto la bicicleta 10 experimenta compresión o descompresión, varía la posición de las rectas 107, 108 en relación entre sí y el centro de rotación instantáneo se desplaza a otra posición. Por así decirlo, el centro de rotación instantáneo es el punto de giro momentáneo dependiente del estado de la construcción trasera 4, con respecto al que el eje trasero 115 pivota en el estado observado.

Por tanto, la construcción trasera 4 mostrada en la figura 5 está configurada como elemento poliarticulado con un centro de rotación instantáneo M1 como punto de giro momentáneo. Según la invención, la construcción trasera 4 está situada en el cuadro principal 2 de tal manera que la bicicleta 10 presenta un ángulo de resorte oblicuo a de desde 5° hasta 30°, preferiblemente de desde 10° hasta 20° y más preferiblemente de aproximadamente 15°, cuando la bicicleta 10 está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total.

La figura 6 muestra un fragmento ampliado de una bicicleta 10 con un dispositivo de accionamiento 1 según la invención. Puede reconocerse la superficie de la calzada 122, así como un plano 60 paralelo a la misma. El plano 60 paralelo a la superficie de la calzada discurre a través del eje central 13 de la salida 8. El cojinete de biela oscilante 3 puede estar dispuesto en el cuadro principal 2 de tal manera que el eje central del cojinete de biela oscilante 3 esté dispuesto por encima de este plano 60. En este caso, una fuerza F^a ejercida por medio de tracción de cadena sobre el eje de rueda trasera 115 conduce a una descompresión de la construcción trasera 4.

En una forma de realización alternativa, el cojinete de biela oscilante 3 puede estar dispuesto en el cuadro principal 2 de tal manera que el eje central del cojinete de biela oscilante 3 esté dispuesto por debajo del plano 60. En este caso, una fuerza F^a que actúa por medio de tracción de cadena sobre el eje de rueda trasera 115 conduce a una compresión de la construcción trasera 4.

La figura 7 muestra de nuevo la representación ampliada del dispositivo de accionamiento 1 según la invención, como ya se mostró en la figura 3. Puede reconocerse el eje central 13 de la salida 8. Además, en este caso, está dibujado el plano 60 paralelo a la superficie de la calzada 122 mencionado anteriormente.

Es decir, el cojinete de biela oscilante 3 puede disponerse en relación con el eje central 13 de la salida 8 de tal manera que el eje central del cojinete de biela oscilante 3 esté dispuesto o bien por encima o bien por debajo del plano 60, según que comportamiento (compresión o descompresión) de la construcción trasera se desee.

A modo de ejemplo se dibujó un círculo con radio R2 alrededor del eje central 13 de la salida 8. El radio R2 describe a modo de ejemplo una zona, en la que puede disponerse el eje central del cojinete de biela oscilante 3. Es decir, el cojinete de biela oscilante 3 puede disponerse, por ejemplo, alrededor del eje central 13 de la salida 8 de tal manera que el eje central del cojinete de biela oscilante 3 esté separado radialmente, por ejemplo, con el valor R2, del eje central 13 de la salida 8.

Meramente a modo de ejemplo, en la figura 7 está dibujado un punto de colocación potencial 70 de este tipo. Según la invención, el cojinete de biela oscilante 3 puede disponerse alrededor de la salida 8 de tal manera que el eje central del cojinete de biela oscilante 3 presente una distancia radial de magnitud arbitraria con respecto al eje central 13 de la salida 8, pero cumpliendo la especificación según la invención de que la distancia radial R2 entre el eje central del cojinete de biela oscilante 3 y el eje central 13 del árbol de salida 9 sea menor que la distancia radial R3 entre el eje central del cojinete de biela oscilante 3 y el eje central 14 del primer árbol de accionamiento 6.

Es decir, el cojinete de biela oscilante 3 debe estar dispuesto cerca de la salida 8, y preferiblemente más cerca de la salida 8 que del árbol de accionamiento 6.

En una configuración ventajosa de la invención, la distancia radial R2 entre el eje central 13 del árbol de salida 9 y el eje central del cojinete de biela oscilante 3 es igual a cero (R2=0). Es decir, el eje central 13 del árbol de salida 9 y el eje central del cojinete de biela oscilante 3 son concéntricos o coaxiales.

Esto se muestra de manera que puede reconocerse mejor en la figura 8. La figura 8 muestra una vista en perspectiva delantera de una bicicleta 10 con un dispositivo de accionamiento 1 según la invención. Para poder reconocerlo mejor, no se representan la horquilla de suspensión ni la rueda delantera.

En este caso puede reconocerse que el cojinete de biela oscilante 3 y la salida 8 están dispuestos coaxialmente entre sí. Es decir, el eje central 13 de la salida 8 y el eje central 16 del cojinete de biela oscilante 3 se encuentran sobre un eje común 81. Es decir, el eje 81 es el eje central común de la salida 8 y del cojinete de biela oscilante 3.

Además, se muestra el eje central 14 del primer accionamiento, es decir, de la manivela de pedal 5. El eje central 14 del primer accionamiento 5 es paralelo al eje central común 81 del cojinete de biela oscilante 3 y de la salida 8. Además, puede reconocerse que la salida 8 y el cojinete de biela oscilante 3 están dispuestos separados radialmente del primer accionamiento 5. Más concretamente, puede verse la distancia radial R1 entre el eje central 14 del primer accionamiento 5 y el eje central 13 de la salida 8. Dado que la salida 8 y el cojinete de biela oscilante 3 están dispuestos coaxialmente, la distancia radial R3 entre el eje central del primer accionamiento 5 y el eje central 16 del cojinete de biela oscilante 3 tiene la misma magnitud que la distancia radial R1 entre el eje central 14 del primer accionamiento 5 y el eje central 13 de la salida 8 (R1=R3).

La figura 9 muestra una vista lateral de una bicicleta 10 con un dispositivo de accionamiento 1 según la invención. La bicicleta 10 está dibujada de nuevo en el SAG, es decir, en un estado de carga estática, en el que una fuerza estática actúa sobre la bicicleta 10, que provoca una compresión del amortiguador 117 del 10% al 35% del recorrido de resorte total del amortiguador 117.

Como ya se ha mencionado al principio, el sentido de la fuerza F^a ejercida sobre el eje trasero 115 está determinada por el sentido de tracción del medio de transmisión de fuerza entre la salida 8 y la rueda trasera 96.

En el ejemplo de realización mostrado en la figura 9 se representa una cadena de bicicleta convencional 90 como medio de transmisión de fuerza. La cadena de bicicleta 90 presenta un tramo vacío 91 y un tramo de carga 92. La salida 8 presenta un piñón 93, alrededor del que está entrelazada la cadena de bicicleta 90.

En el caso de ejercer una fuerza de tracción sobre el tramo de carga 92 de la cadena de bicicleta 90 se ajusta una fuerza de tracción de la cadena F^c . Esta actúa a lo largo de la línea de acción de fuerza 94. La fuerza F^a resultante que actúa sobre el eje de rueda trasera 115 está dirigida en paralelo a la fuerza de tracción de la cadena F^c . La fuerza F^a que actúa sobre el eje de rueda trasera 115 actúa a lo largo de la línea de acción de fuerza 95.

Es decir, la salida 8 transmite por medio de la cadena de bicicleta 90 una fuerza de accionamiento F^c a la rueda trasera 96 que debe accionarse de la bicicleta 10. A este respecto, la cadena de bicicleta 90 está dispuesta entre la salida 8 y la rueda trasera 96 de tal manera que, ejerciendo fuerza de tracción sobre la cadena de bicicleta 90, se ejerce una fuerza F^a sobre el eje trasero 115, cuya línea de acción de fuerza 95 discurre por debajo del eje central 16 del cojinete de biela oscilante 3. Esto es válido, en particular, en el caso de construcciones traseras 4 construidas como elementos monoarticulados. De esto resulta una descompresión de la construcción trasera 4 al acelerar, arrancar, en la conducción cuesta arriba, etc.

Cuando en el caso de la construcción trasera 4 se trata de un elemento poliarticulado, entonces este está diseñado según la invención de tal manera que la línea de acción de fuerza 95 de la fuerza F^a que actúa sobre el eje de rueda trasera 115 discurra por debajo del centro de rotación instantáneo, cuando la bicicleta está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total.

La figura 10 muestra una forma de realización adicional de una bicicleta 10 con un dispositivo de accionamiento 1 según la invención. En este caso, el medio de transmisión de fuerza está configurada como correa dentada 99. Correspondientemente, la salida 8 presenta una rueda dentada 98, alrededor de la que está entrelazada la correa dentada 99. La correa dentada 99 presenta un tramo de carga 92 y un tramo vacío 91.

En el caso de ejercer una fuerza de tracción sobre el tramo de carga 92 de la correa dentada 99 se ajusta una fuerza de tracción F^c . Esta actúa a lo largo de la línea de acción de fuerza 94. La fuerza F^a resultante que actúa sobre el eje de rueda trasera 115 está dirigida en paralelo a la fuerza de tracción F^c . La fuerza F^a que actúa sobre el eje de rueda trasera 115 actúa a lo largo de la línea de acción de fuerza 95.

Es decir, la salida 8 transmite por medio de la correa dentada 99 una fuerza de accionamiento F^c a la rueda trasera 96 que debe accionarse de la bicicleta 10. A este respecto, la correa dentada 99 está dispuesta entre la salida 8 y la rueda trasera 96 de tal manera que, ejerciendo fuerza de tracción sobre la correa dentada 99, se ejerce una fuerza F^a sobre el eje trasero 115, cuya línea de acción de fuerza 95 discurre por debajo del eje central 16 del cojinete de biela oscilante 3. Esto es válido, en particular, en el caso de construcciones traseras 4 construidas como elementos monoarticulados. De este resulta una descompresión de la construcción trasera 4 al acelerar, arranchar, en la conducción cuesta arriba, etc.

Cuando en el caso de la construcción trasera 4 se trata de un elemento poliarticulado, entonces este está diseñado según la invención de tal manera que la línea de acción de fuerza 95 de la fuerza F^a que actúa sobre el eje de rueda trasera 115 discurra por debajo del centro de rotación instantáneo, cuando la bicicleta está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total.

Es decir, la invención proporciona un soporte del cabeceo del momento de arranque, que puede implementarse tanto por medio de la cinemática de la construcción trasera 4 como ejerciendo fuerza de tracción sobre el respectivo medio de transmisión de fuerza 90, 99.

La figura 11 muestra, una vez más, una vista lateral ampliada de un dispositivo de accionamiento 1 según la invención. El dispositivo de accionamiento 1 presenta varios componentes, entre otros accionamientos y salidas con diferentes desmultiplicaciones o multiplicaciones.

El primer accionamiento 5 presenta un primer árbol de accionamiento 6. El árbol de accionamiento 6 puede ser preferiblemente el árbol de cojinete de pedal de la manivela de pedal. En el primer árbol de accionamiento 6 está dispuesta una rueda dentada 41.

La salida 8 presenta un árbol de salida 9. En el árbol de salida 9 está dispuesta una rueda dentada 12. La rueda dentada 12 dispuesta en el árbol de salida 9 está acoplada con la rueda dentada 41 dispuesta en el árbol de accionamiento 6 del primer accionamiento 5 por medio de una correa dentada 46.

La rueda dentada 12 dispuesta en el árbol de salida 9 presenta menos dientes o un diámetro menor que la rueda dentada 41 dispuesta en el árbol de accionamiento 6 del primer accionamiento 5. Por consiguiente, del primer accionamiento 5 a la salida 8 se obtiene una multiplicación a mayor velocidad, presentando la multiplicación una razón de 3:1 o preferiblemente de 2:1.

En el árbol de salida 9 está dispuesta una rueda dentada adicional 42. La segunda rueda dentada 42 está acoplada por medio de una correa dentada 45 con una rueda dentada 43 dispuesta en un árbol de salida 44 del motor eléctrico 7.

La rueda dentada 42 dispuesta en el árbol de salida 9 presenta más dientes o un diámetro mayor que la rueda dentada 43 dispuesta en el árbol de salida 43 del motor eléctrico 7. Por consiguiente, del accionamiento (motor eléctrico 7) a la salida 8 se obtiene una desmultiplicación a menor velocidad, presentando la desmultiplicación una razón de 1:2 o preferiblemente de 1:3.

Las correas dentadas 45, 46 representadas pueden sustituirse también por cadenas de accionamiento. En este caso, las ruedas dentadas 12, 41, 42, 43 estarían configuradas preferiblemente como piñones. Sin embargo, las correas dentadas 45, 46 representadas pueden sustituirse también por correas trapezoidales. En este caso, las ruedas dentadas 12, 41, 42, 43 estarían configuradas preferiblemente como rodillos perfilados. Sería igualmente concebible un dentado directo de al menos un emparejamiento de ruedas dentadas entre el motor eléctrico 7 y la salida 8 y/o entre el primer accionamiento 5 y la salida 8.

El dispositivo de accionamiento 1 puede presentar una carcasa 47, en la que están dispuestos el primer accionamiento 5, el motor eléctrico 7 y la salida 8. El motor eléctrico 7 puede estar montado en la carcasa 47, pudiendo estar previstas en el lugar de montaje aletas de refrigeración en la carcasa 47, para enfriar el motor 7. El motor eléctrico 7 puede estar configurado como motor de rotor externo, y preferiblemente como motor de torque.

En la figura 11 puede reconocerse además una recta 48, que discurre a través del eje central 14 del primer accionamiento 5. Esta recta 48 discurre en perpendicular a la superficie de la calzada 122 (no representada en este caso). El eje central 13 de la salida 8, así como el eje central 49 del árbol de salida 44 del motor eléctrico 7 están dispuestos en el sentido de conducción hacia delante por delante de la perpendicular 48 y, por consiguiente, por delante del eje central 14 del primer accionamiento 5.

Sin embargo, también es concebible que la salida 8 esté dispuesta de tal manera que su eje central 13 esté dispuesto en el sentido de conducción hacia delante por detrás de la perpendicular 48 y, por consiguiente, por detrás del eje central 14 del primer accionamiento 5. Así puede mantenerse corte el tirante de cadena de la construcción trasera, para el caso en el que el eje central 13 de la salida 8 esté dispuesto coaxialmente con respecto al cojinete de biela oscilante 3.

Según una forma de realización (no representada más detalladamente en este caso), el motor eléctrico 7 puede estar dispuesto en relación con la salida 8 de tal manera que el eje central 13 de la salida 8 sea coaxial con respecto al eje central 49 del árbol de salida 44 del motor eléctrico 7. Por consiguiente, la salida 8 estaría acoplada directamente con el árbol de salida 44 del motor eléctrico 7. Con otras palabras, el motor eléctrico 7 y la salida 8 comparten un árbol común. Es decir, la correa dentada de unión 45 representada en la figura 11, así como la rueda dentada 43 dispuesta en el árbol de salida 44 y la rueda dentada de lado de salida 42 podrían omitirse en este caso.

Como se ha mencionado anteriormente, la disposición de los componentes individuales descrita en este caso presenta dentro del dispositivo de accionamiento 1 una desmultiplicación o una multiplicación. En el caso que acaba de describirse, según el cual el eje central 13 de la salida 8 está dispuesto coaxialmente con respecto al eje central 49 del árbol de salida de motor 44, el motor eléctrico 7 podría presentar un engranaje interno, para implementar la desmultiplicación o multiplicación deseada, es decir, para transmitir un número de revoluciones deseado o un momento de giro deseado directamente al árbol de salida 40.

Es decir, el dispositivo de accionamiento 1 según la invención presentaría, en este caso, dos árboles, concretamente el árbol 6 del primer accionamiento 5 y el árbol de salida 44 utilizado conjuntamente por el motor eléctrico 7 y la salida 8, cuyo eje central 49 está dispuesto coaxialmente con respecto al eje central 13 de la salida 8. En un funcionamiento de dos árboles de este tipo sería concebible que el primer accionamiento 5 estuviese acoplado con una desmultiplicación de 1:3 o preferiblemente de 1:2 con el árbol de salida común 44.

El motor eléctrico 7 presenta un engranaje interno con una multiplicación de 2:1 o preferiblemente 3:1. A través del árbol de salida 44, el motor eléctrico 7 transmite el momento de giro deseado o el número de revoluciones deseado a un plato, piñón, rueda dentada 55 (figura 6) o similar dispuesto en el árbol de salida 44. La rueda dentada 55 está acoplada con el medio de transmisión de fuerza utilizado para el accionamiento como, por ejemplo, una cadena 90 o una correa dentada o similar. El piñón 55 puede estar dispuesto fuera de la carcasa 47 del dispositivo de accionamiento 1 (figura 6). Sin embargo, el piñón 55 también puede estar dispuesto dentro de la carcasa 47. A este respecto, serían obligatorios rebajes en la carcasa 47 para hacer pasar el medio de transmisión de fuerza 90.

Además del funcionamiento de dos árboles que acaba de mencionarse, con el dispositivo de accionamiento 1 según la invención también es posible un funcionamiento de tres árboles. Esto se representa esquemáticamente en la figura 12.

La figura 12 muestra el árbol de accionamiento 6 del primer accionamiento 5, en el que está dispuesta la manivela de pedal. El dispositivo de accionamiento 1 representado esquemáticamente presenta, además, un primer árbol adicional 1201 y un segundo árbol adicional 1202. Los árboles 6, 1201, 1202 pueden estar unidos entre sí en las siguientes tres configuradas, expuestas en las tablas 1 a 3.

Tabla 1

Tabla 2

Tabla 3

Para garantizar un modo de funcionamiento seguro del dispositivo de accionamiento 1, deberían preverse al menos dos marchas libres. Las marchas libres pueden preverse, en general, en cada árbol, es decir, tanto en el primer árbol de accionamiento 6, en el árbol de salida 9, en el árbol de salida de motor 44 y en el árbol de eje trasero 115. Una realización ventajosa prevé que estén previstas una marcha libre en el árbol de eje trasero 115 y una marcha libre en el árbol de manivela de pedal (primer árbol de accionamiento) 6.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) para una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz (10) con un cuadro principal (2) que presenta un cojinete de biela oscilante (3) y una construcción trasera (4) dispuesta en el cojinete de biela oscilante (3), presentando el dispositivo de accionamiento (1):

una manivela de pedal (5) como primer accionamiento para proporcionar una primera fuerza de accionamiento, presentando el primer accionamiento (5) un primer árbol de accionamiento (6),

un motor central eléctrico (7) como segundo accionamiento para proporcionar una segunda fuerza de accionamiento, y

una salida (8) con un árbol de salida (9), estando configurada la salida (8) para recibir la primera y/o la segunda fuerza de accionamiento y transmitirlas a la rueda que debe accionarse (11) de la bicicleta (10),

estando el eje central (13) del árbol de salida (9) separado radialmente (R1) del eje central (14) del primer árbol de accionamiento (6) y estando dispuesto el árbol de salida (9) en relación con el cojinete de biela oscilante (3) de tal manera que una distancia radial (R2) entre el eje central (16) del cojinete de biela oscilante (3) y el eje central (13) del árbol de salida (9) es menor que una distancia radial (R3) entre el eje central (16) del cojinete de biela oscilante (3) y el eje central (14) del primer árbol de accionamiento (6),

caracterizada porque la construcción trasera (4) está configurada como elemento poliarticulado con un centro de rotación instantáneo (M1) como punto de giro momentáneo, y la construcción trasera (4) está situada en el cuadro principal (2) de tal manera que la bicicleta (10) presenta un ángulo de resorte oblicuo (a) de desde 5° hasta 30°, preferiblemente de desde 10° hasta 20° y más preferiblemente de aproximadamente 15°, cuando la bicicleta (10) está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total.

2. Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) según la reivindicación 1, estando situado el cojinete de biela oscilante (3) en el cuadro principal (2) de tal manera que la bicicleta (10) presenta un ángulo de resorte oblicuo (a) de desde 5° hasta 30°, preferiblemente de desde 10° hasta 20° y más preferiblemente de aproximadamente 15°, cuando la bicicleta (10) está expuesta a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total.

3. Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) según una de las reivindicaciones anteriores, ascendiendo la separación radial (R1) entre el eje central (14) del primer árbol de accionamiento (6) y el eje central (13) del árbol de salida (9) a de 200 mm a 300 mm, y preferiblemente a de 100 mm a 200 mm.

4. Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) según una de las reivindicaciones anteriores, ascendiendo la separación radial (R2) entre el eje central (16) del cojinete de biela oscilante (3) y el eje central (13) del árbol de salida (9) a menos de 200 mm, preferiblemente menos de 100 mm y más preferiblemente menos de 50 mm.

5. Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) según una de las reivindicaciones anteriores, estando dispuesto el eje central (16) del cojinete de biela oscilante (3) con respecto a un plano (60) paralelo a la superficie de la calzada (122) por encima del eje central (13) de la salida (8).

6. Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, estando dispuesto el eje central (16) del cojinete de biela oscilante (3) con respecto a un plano (60) paralelo al plano de la calzada (122) por debajo del eje central (13) de la salida (8).

7. Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, siendo la distancia radial (R2) entre el eje central (13) del árbol de salida (9) y el eje central (16) del cojinete de biela oscilante (3) igual a cero, de modo que el eje central (13) del árbol de salida (9) y el eje central (16) del cojinete de biela oscilante (3) están dispuestos concéntricamente.

8. Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) según una de las reivindicaciones anteriores, estando dispuestos la salida (8) y el motor central eléctrico (7) de tal manera entre sí que el eje central (13) de la salida (8) y el eje central (49) de un árbol de salida (44) del motor central eléctrico (7) están dispuestos concéntricamente.

9. Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) según una de las reivindicaciones anteriores, transmitiendo la salida (8) por medio de un medio de transmisión de fuerza (90, 99), en particular, por medio de una cadena (90) o de una correa dentada (99) o de una correa trapezoidal, la fuerza de accionamiento (F^c) a la rueda que debe accionarse (96) de la bicicleta (10), y estando dispuesto el medio de transmisión de fuerza (90, 99) entre la salida (8) y la rueda (96) de tal manera que ejerciendo fuerza de tracción sobre un tramo de carga (92) del medio de transmisión de fuerza (90, 99) se ejerce una fuerza (F^a) sobre el eje trasero (115), cuya línea de acción de fuerza (95) discurre por debajo del eje central (16) del cojinete de biela oscilante (2) o por debajo del centro de rotación instantáneo, cuando la bicicleta (10) se expone a una carga estática que conduce a un intervalo de recorrido de resorte negativo de entre el 10% y el 35% del recorrido de resorte total.

10. Construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) según una de las reivindicaciones anteriores, estando dispuesto el dispositivo de accionamiento (1) de manera inmóvil en el cuadro principal (2).

11. Uso de una construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10 en una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz (10).

12. Bicicleta accionada de manera electromotriz (10) con una construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10.

13. Cuadro de bicicleta con un cuadro principal (2) que presenta un cojinete de biela oscilante (3), una construcción trasera (4) dispuesta en el cojinete de biela oscilante (3) y la construcción trasera de una bicicleta que se hace funcionar de manera electromotriz con un dispositivo de accionamiento (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10.