WO2007017532A1 - Cuadro de bicicleta - Google Patents

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Shu Wei Lin
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    • B62K19/04—Cycle frames characterised by material or cross-section of frame members the material being wholly or mainly metallic, e.g. of high elasticity
    • B62K19/06—Cycle frames characterised by material or cross-section of frame members the material being wholly or mainly metallic, e.g. of high elasticity tubular

Definitions

  • the object of the invention is a new bicycle frame.
  • US2002 / 0033586 and US2004 / 0046352 refer to bicycle frames in which part of a tubular of the frame covers part of the rear wheel, to improve aerodynamics.
  • the saddle tube being straight and vertical, is not aligned with respect to the bottom bracket, which drastically decreases the efficiency during pedaling and the transmission of forces of the bicycle-bicycle assembly.
  • the object of the invention relates to a new bicycle frame, which consists of a rear triangle attached to a front quadrilateral of tubular elements, the front quadrilateral of a head tube consisting of an approximately horizontal upper tube and an inclined lower tube. ; a closure element that joins inferiorly to the lower tube and to locate the bottom bracket superiorly to a coupling element, which joins superiorly with the upper tube and the rear triangle consisting of upper braces, lower braces and the closure element , which is curved and covers the rear wheel of the bicycle, and the axis of the coupling element is approximately coplanar with the axis of the upper braces forming an angle ( ⁇ ) with respect to the axis of the upper tube of value equal to or greater than 120 ° : ⁇ > 120 °.
  • connection area of the coupling element with the upper tube there is a saddle tube whose axis passes through the center of the bottom bracket.
  • the saddle tube is aligned with the center of the bottom bracket, which allows full and maximum transmission of the pedaling effort, maximizing the performance of the cycling-bicycle assembly.
  • angles ( ⁇ ), ( ⁇ ) improve and increase the comfort of the cyclist during pedaling, allowing some degree of flexion and vibration absorption.
  • Both angles ( ⁇ ), ( ⁇ ) can preferably vary about 5 or from the smallest to the greatest size to keep the stiffness-damping-vibration absorption ratio constant and independent of the rider's weight and size.
  • Figure 1 is a schematic representation of a bicycle frame that is part of the current state of the art (according to US20040046352) in which the angle ( ⁇ ) between tubular (30), (51) has been indicated.
  • Figure 2 is a schematic representation of a bicycle frame according to the invention.
  • FIG 3 is a partial view of Figure 2, in which the coupling angle ( ⁇ ) has also been indicated.
  • the object of the invention is a new bicycle frame manufactured in the same and unique piece of composite (carbon composite material) in which a rear triangle (t) and a front quadrilateral (c) are clearly delimited (see figure 2). tubular elements
  • the front quadrilateral (c) consists of a head tube (5), to which an approximately horizontal upper tube (4), an inclined lower tube (6) and a closing element (2) are attached.
  • the closing element (2) joins inferiorly to the inclined tube (6), to locate in this zone of connection to the bottom bracket (P), and joins superiorly to the lower zone (ZA) of a coupling element (A).
  • the coupling element (A) is connected superiorly with the upper tube (4) and subsequently with the braces (3), which are part of the rear triangle (t).
  • the saddle tube is arranged in the area where the coupling element (A) joins the upper tube (4)
  • the rear triangle (t) consists of said upper braces (3), lower braces (7) and the closing element itself (2) - which is common to the rear triangle (t) and the front quadrilateral (C) - .
  • the closing element (2) is curved and covers the rear wheel of the bicycle.
  • the axis ( ⁇ 2) of the coupling element (A) is approximately coplanar with the axis of the upper braces (3) and forms a comfort angle ( ⁇ ) with the axis (e ⁇ ) of the upper tube (4).
  • This angle ( ⁇ ) is always equal to or greater than 120 ° I which allows vibration to be absorbed.
  • the axis ( ⁇ 2) of the coupling element (A) and the straight line (r) that joins the center of the bottom bracket (P) with the point of intersection (I) between said axis (ez) and the internal arc (n) of said closure element (2) form a coupling angle ( ⁇ ) with each other.
  • This coupling angle ( ⁇ ) is variable depending on the size, to keep the stiffness-absorption / vibration damping ratio constant regardless of the rider's weight and size.
  • the coupling angle ( ⁇ ) has a value between 120 ° and

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Cuadro de bicicleta, que consta de un triángulo trasero (t) unido a un cuadrilátero delantero (c) de elementos tubulares, con un elemento de acoplamiento (A) común para los dos, el cual se une superiormente con un tubo superior (4) y constando el triángulo trasero (t) de unos tirantes superiores (3), unos tirantes inferiores (7) y el elemento de cierre (2), que es curvo y cubre la rueda trasera de la bicicleta, y siendo el eje (e2) del elemento de acoplamiento (A) aproximadamente coplanario con el eje de los tirantes superiores (3) formando un ángulo de confort (α) respecto al eje del tubo superior (4) de valor igual o mayor que 120°: α > 120°.

Description

"CUADRO DE BICICLETA"
D E S C R I P C I Ó N
El objeto del invento es un nuevo cuadro de bicicleta.
Son numerosas las Patentes existentes referidas a cuadros de bicicletas, que forman parte del actual estado de Ia técnica, pudiendo citarse, entro otros muchos expedientes WO056593, WO991 1 51 1 , WO9528314, EP083281 3, unas y otras tratan de mejorar Ia aerodinámica y/o Ia estabilidad, así como de lograr un máximo aprovechamiento del esfuerzo del ciclista.
En esta línea y en una tecnología reciente, las Patentes
US2002/0033586 y US2004/0046352 se refieren a cuadros de bicicleta en los que parte de un tubular del cuadro cubre parte de Ia rueda trasera, para mejorar Ia aerodinámica.
Problemas y desventajas de esta estructuración son, entre otros:
- El tubo de sillín, al ser recto y vertical, no esta alineado respecto al eje del pedalier, Io que disminuye drásticamente Ia eficiencia durante el pedaleo y Ia transmisión de fuerzas del conjunto ciclista-bicicleta.
- Tres tubos soldados confluyen en el mismo punto, Io que provoca una excesiva concentración de tensiones que pueden provocar rotura catastrófica, y máxime cuando es una zona en Ia que confluyen fuerzas elevadas, puesto que soportan el peso del ciclista y su fuerza mientras pedalea. - Configuración excesivamente rígida y poco confortable. No existe concepto de ángulo de confort.
El objeto del invento se refiere a un nuevo cuadro de bicicleta, que consta de un triángulo trasero unido a un cuadrilátero delantero de elementos tubulares, constando el cuadrilátero delantero de un tubo cabecero al que se unen un tubo superior aproximadamente horizontal y un tubo inferior inclinado; un elemento de cierre que se une inferiormente al tubo inferior y para ubicar el pedalier superiormente a un elemento de acoplamiento, el cual se une superiormente con el tubo superior y constando el triángulo trasero de unos tirantes superiores, unos tirantes inferiores y el elemento de cierre, que es curvo y cubre Ia rueda trasera de Ia bicicleta, y siendo el eje del elemento de acoplamiento aproximadamente coplanario con el eje de los tirantes superiores formando un ángulo (α) respecto al eje del tubo superior de valor igual o mayor que 120°: α > 120°.
En Ia zona de unión del elemento de acoplamiento con el tubo superior se dispone un tubo de sillín cuyo eje pasa por el centro del pedalier.
Particularmente, es un cuadro de bicicleta monobloque de composite que soluciona el problema de Ia concentración de tensiones. Además:
- El tubo de sillín está alineado con el centro del eje del pedalier, Io que permite una plena y máxima transmisión del esfuerzo de pedalada, maximizando el rendimiento del conjunto ciclista- bicicleta.
- Existen tres porciones de tubo bien diferenciadas que constituyen junto al resto del triangulo delantero una misma y única pieza (construcción monocasco), fabricada en material compuesto de carbono, Io que reduce considerablemente el riesgo de rotura catastrófica en Ia zona del nudo de sillín, ya que no existen encuentros entre tubos ni cordones de soldadura que debilitan Ia estructura y concentran tensiones. Por Io tanto se puede afirmar que es una construcción mas sólida y duradera que las conocidas.
- Existe un ángulo de confort (α) formado entre el eje (β2) del elemento de acoplamiento (A) y el eje (β3) del tubo superior del cuadro.
- Existe un ángulo de acoplamiento (β) formado entre el eje (e2) del elemento de acoplamiento (A) y Ia recta, que une el centro del pedalier con el punto de intersección entre dicho eje (e2) y el arco interno del elemento de cierre.
- Estos ángulos (α), (β) mejoran e incrementa el confort del ciclista durante el pedaleo, permitiendo cierto grado de flexión y absorción de vibraciones. Ambos ángulos (α), (β) pueden variar preferentemente unos 5o desde Ia talla menor a Ia mayor para mantener el ratio rigidez-amortiguación-absorción de vibraciones constante e independiente del peso y talla del ciclista.
Para comprender mejor el objeto de Ia presente invención, se representa en los planos una forma preferente de realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.
La figura 1 es una representación esquemática de un cuadro de bicicleta que forma parte del actual estado de Ia técnica (según la Patente US20040046352) en Ia que se ha indicado el ángulo (α) entre tubulares (30), (51 ). La figura 2 es una representación esquemática de un cuadro de bicicleta según Ia invención.
La figura 3 es una vista parcial de Ia figura 2, en Ia que se ha señalado también el ángulo de acoplamiento (β).
Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento.
El objeto del invento es un nuevo cuadro de bicicleta fabricado en una misma y única pieza de composite (material compuesto de carbono) en Ia cual se delimitan claramente (ver figura 2) un triángulo trasero (t) y un cuadrilátero delantero (c) de elementos tubulares.
El cuadrilátero delantero (c) consta de un tubo cabecero (5), al que se unen un tubo superior (4) aproximadamente horizontal, un tubo inferior (6) inclinado y un elemento de cierre (2). El elemento de cierre (2) se une inferiormente al tubo inclinado (6), para ubicar en esta zona de unión al pedalier (P), y se une superiormente a Ia zona inferior (ZA) de un elemento de acoplamiento (A).
El elemento de acoplamiento (A) se une superiormente con el tubo superior (4) e ¡nferiormente con los tirantes (3), que forman parte del triángulo trasero (t). En Ia zona de unión del elemento de acoplamiento (A) con el tubo superior (4) se dispone el tubo de sillín
(1 ), cuyo eje (ei) pasa por el centro del pedalier (P).
El triángulo trasero (t) consta de los citados tirantes superiores (3), de unos tirantes inferiores (7) y del propio elemento de cierre (2) -que es común al triángulo trasero (t) y al cuadrilátero delantero (C)-. El elemento de cierre (2) es curvo y cubre Ia rueda trasera de Ia bicicleta.
El eje (β2) del elemento de acoplamiento (A) es aproximadamente coplanario con el eje de los tirantes superiores (3) y forma un ángulo de confort (α) con el eje (eβ) del tubo superior (4).
Este ángulo (α) es siempre igual o mayor de 120° Io que Ie permite absorber vibraciones.
El eje (β2) del elemento de acoplamiento (A) y Ia recta (r) que une el centro del pedalier (P) con el punto de intersección (I) entre dicho eje (ez) con el arco interno (n) de dicho elemento de cierre (2) forman entre sí un ángulo de acopiamiento(β). Este ángulo de acoplamiento (β) es variable en función de Ia talla, para mantener constante el ratio rigidez-absorción/amortiguación de vibraciones independientemente del peso y talla del ciclista.
El ángulo de acoplamiento (β) tiene un valor entre 120° y
140°: 120 < (β) < 140.
Con este ángulo de acoplamiento (β) se complementan las funciones del ángulo de confort (α) de absorción de vibraciones y sensación agradable en Ia marcha y pedaleo por parte del usuario.

Claims

R E I V 1 N D 1 C A C I O N E S
1 .- Cuadro de bicicleta, caracterizado porque consta de un triángulo trasero (t) unido a un cuadrilátero delantero (c) de elementos tubulares, constando el cuadrilátero delantero (c) de un tubo cabecero (5) al que se unen un tubo superior (4) aproximadamente horizontal y un tubo inferior (6) inclinado; un elemento de cierre (2) que se une interiormente al tubo inferior (6) y para ubicar el pedalier (P) superiormente a un elemento de acoplamiento (A), el cual se une superiormente con el tubo superior (4) y constando el triángulo trasero (t) de unos tirantes superiores (3), unos tirantes inferiores (7) y el elemento de cierre (2), que es curvo y cubre Ia rueda trasera de Ia bicicleta, y siendo el eje (β2> del elemento de acoplamiento (A) aproximadamente coplanario con el eje de los tirantes superiores (3) formando un ángulo de confort (α) respecto al eje del tubo superior (4) de valor igual o mayor que 120°: α > 120°.
2.- Cuadro de bicicleta, según reivindicación anterior, caracterizado porque en Ia zona de unión del elemento de acoplamiento con el tubo superior (4) se dispone un tubo de sillín (1 ) cuyo eje (ei) pasa por el centro del pedalier (P).
3.- Cuadro de bicicleta, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el eje (β2) del elemento de acoplamiento (A) y Ia recta (r) que une el centro de Ia caja del pedalier (P) y el punto de intersección (I) entre dicho eje (β2) con el arco interno de dicho elemento de cierre (2) forman entre sí un ángulo de acoplamiento (β).
4.- Cuadro de bicicleta, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el ángulo de confort (α) y el ángulo de acoplamiento (β) son variables, en función de Ia talla, en aproximadamente 5o para mantener constante el ratio rigidez- absorción/amortiguación de vibraciones independientemente del peso y talla del ciclista.
5.- Cuadro de bicicleta, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuadro es un monobloque de composite.
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