ES2197340T3 - Bicicleta con dos ruedas motrices. - Google Patents
Bicicleta con dos ruedas motrices.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION ES UNA BICICLETA (78), QUE FUNCIONA PERFECTAMENTE CON TRACCION A LAS DOS RUEDAS. EL TREN DE TRANSMISION QUE ENVIA LA ENERGIA A LA RUEDA DELANTERA (17) VA INCORPORADO A UN CUADRO MODIFICADO (91), Y COMPRENDE UNA RUEDA TRASERA (90), IMPULSADA POR EL MECANISMO TRADICIONAL DE CADENA O EJE (23) Y LA RUEDA DELANTERA ACCIONADA (17) POR UNA SERIE DE EJES RIGIDOS QUE TRANSMITEN LA POTENCIA DESDE LA RUEDA TRASERA ACCIONADA (90) A LA RUEDA DELANTERA (17).
Description
Bicicleta con dos ruedas motrices.
Esta invención se refiere a bicicletas de dos
ruedas y en particular a bicicletas con tracción a las dos ruedas
que tienen rueda trasera accionada por el mecanismo tradicional de
cadenas o ejes y la rueda delantera accionada por una serie de ejes
que transfieren potencia desde la rueda trasera accionada a la rueda
delantera.
Esta solicitud se refiere y reclama prioridad
respecto a la solicitud de patente provisional de los Estados
Unidos Número de serie 60/016.232 titulada Bicicleta de Tracción a
las dos Ruedas Registrada en la Oficina de Patentes y Marcas
Comerciales de los Estados Unidos el 26 de abril de 1996.
A medida que las bicicletas todo terreno han
ganado un atractivo más amplio, han crecido drásticamente las
exigencias que los ciclistas ponen a sus bicicletas. Las carreras
en pendiente, en la nieve y de resistencia exigen la mayor tracción
y movilidad de un sistema de bicicleta con tracción a las dos
ruedas. Las bicicletas convencionales son accionadas mediante una
cadena que une la manivela del pedal con la rueda trasera. Los
ciclistas se enfrentan ahora a muchos obstáculos cuando tener
solamente tracción a la rueda trasera puede conducir a daños a la
bicicleta o lesiones personales. Para los ciclistas profesionales,
se pierde un tiempo precioso en la carrera evitando obstáculos
tales como troncos, piedras, arena suelta, barro o hielo. La
tracción y la capacidad de trepar están limitadas gravemente en
condiciones extremas de montaña por tener solamente la rueda trasera
para proporcionar potencia. De hecho, los profesionales del
ciclismo enseñan que sólo aprendiendo a mantener su peso sobre la
rueda trasera podrán esperar los principiantes mejorar su habilidad
en todo terreno. De acuerdo con ello, hay la necesidad en la
industria de una bicicleta con tracción a las dos ruedas que
transfiera potencia eficazmente de los pedales a las ruedas
delanteras, proporcione al ciclista una mayor capacidad para
desenvolverse con seguridad en terreno accidentado y que no reste
cualidades y aspectos estéticos de la propia estructura de la
bicicleta.
El concepto de una bicicleta con tracción a las
dos ruedas no es nuevo. Varios sistemas de bicicleta con tracción a
las dos ruedas están patentados actualmente utilizando diversas
combinaciones de cadenas, ejes de cables flexibles y brazos
oscilantes montados en el manillar para transferir potencia
directamente de los pedales a la rueda delantera o de la rueda
trasera a la rueda delantera. En general, los sistemas de bicicleta
con tracción a las dos ruedas caen en dos categorías: 1) diseños
permanentes que implican trenes de transmisión fijos al cuadro y 2)
kits de modificación que convierten bicicletas existentes en
bicicletas con tracción a las dos ruedas. Los principales
inconvenientes de estos sistemas son: 1) una modificación de la
bicicleta estándar en forma de un kit es cara cuando se considera
como una adición a la compra de una bicicleta, 2) el eje flexible
de baja resistencia limita la carga permisible sobre el sistema, 3)
el kit de modificación exige considerable habilidad para la fijación
y no puede diseñarse para trabajar óptimamente con todos los
diseños de cuadros, y 4) los mecanismos de transmisión son a menudo
grandes y están abiertamente expuestos en el exterior del cuadro
creando potencialmente riesgos adicionales para el ciclista y
perjudicando el aspecto general de la bicicleta.
La Patente de los Estados Unidos Número 4.773.662
muestra una bicicleta con una rueda delantera accionada por una
cadena conectada a un sistema de pedales a mano montado en el
manillar. La bicicleta utiliza la potencia de los brazos para
accionar las ruedas delanteras y es adaptable a un cuadro de
bicicleta convencional.
La Patente Número 5.542.689 muestra un sistema de
transmisión de la rueda delantera para una bicicleta que puede
instalarse en una bicicleta para accionar la rueda delantera
haciendo oscilar hacia atrás y hacia adelante el manillar. Como con
la Patente de los Estados Unidos Número 4.773.662 antes mencionada,
esta bicicleta trata de utilizar la energía de los brazos del
ciclista como fuente de potencia adicional para mover la bicicleta.
Sin embargo, un mecanismo de transmisión que requiere el uso de los
brazos de los ciclistas para algo más que guiar, equilibrar y
controlar el vehículo crearía probablemente graves problemas de
seguridad e interferiría con el manejo de la bicicleta tanto para
los ciclistas de montaña profesionales como para los
aficionados.
La Patente de los Estados Unidos Número 5.052.705
describe una bicicleta con distribución de potencia desde la rueda
trasera a la rueda delantera a través de un sistema de transmisión
de calibrador y cable. El sistema de transmisión es activado por un
calibrador fijado a la rueda trasera conectado por un cable a un
calibrador en la rueda delantera. Una ineficaz transferencia de
potencia a la rueda delantera debido a resbalamiento así como una
pérdida de par torsor en el cable sería un problema con este
sistema.
La Patente de los Estados Unidos Número 5.224.725
describe un sistema permanente que ha sido desarrollando utilizando
una serie de cadenas y ruedas dentadas. Este diseño implicaba
muchas piezas móviles que harían la bicicleta muy incómoda y
difícil de mantener. La cadena expuesta que corre a lo largo del
tubo superior sería peligrosa para el ciclista y la cadena
delantera interferiría también con la dirección.
La Patente de los Estados Unidos Número 5.324.057
describe una bicicleta accionada con una cadena engranada con las
ruedas dentadas delantera y trasera a través de una pluralidad de
engranajes, poleas y sistemas de muelles para accionar la rueda
delantera.
Varias bicicletas con tracción a las dos ruedas
presentan una rueda delantera accionada por cables flexibles o
cables flexibles en combinación con cadenas (ver por ej. las
Patentes de los Estados Unidos Números 5.332.244, 5.253.889,
5.158.314, 5.116.070 y 4.895.385). Los sistemas, tales como la
bicicleta producida por Turner Drive Systems de Rogers, Arkansas,
están dirigidos al mercado de un sistema de transmisión que puede
ser modificado en cualquier cuadro estándar con modificaciones
fundamentalmente en las fijaciones de engranajes y cadenas
necesarias para accionar la rueda delantera.
Como se ha descrito, la Patente de los Estados
Unidos Número 5.332.244 utiliza disposiciones de
cadena-rueda dentada junto con un eje flexible para
transmitir algo de la potencia de una caja de velocidades trasera a
la rueda delantera. El sistema de modificación utiliza la rueda
dentada más interior para el sistema de transmisión, pero el
ciclista puede utilizar las otras ruedas dentadas para hacer los
cambios de velocidad normalmente. La deformación del cable
flexible, y la correspondiente pérdida de transferencia eficaz de la
potencia desde la rueda trasera a la rueda delantera es un
inconveniente de cada uno de estos sistemas cuando se comparan con
la transmisión por eje rígido de la presente invención.
La Patente de los Estados Unidos Número 5.158.314
utiliza un completo sistema mecánico para accionar la rueda
delantera desde la rueda trasera accionada. Una primera cadena de
tracción acoplada a la rueda trasera y fijada al cuadro está
conectada a una serie de ejes rígidos y flexibles que están fijos a
una segunda cadena de tracción que se monta encima de la rueda
delantera y que acciona la rueda delantera. La Patente de los
Estados Unidos Número 4.029.332 y la Patente de los Estados Unidos
Número 8.474.660 describen también bicicletas con tracción a las dos
ruedas con sistemas complejos de poleas de retorno con transmisión
por cadena o correa.
La WO93/09992 describe una bicicleta con tracción
a las dos ruedas de acuerdo con la parte introductoria de la
reivindicación 1. La potencia aplicada por el ciclista a los
pedales es transmitida a través de una caja de varias velocidades y
un eje a engranajes cónicos en el conjunto de la horquilla
delantera (que forma el medio de dirección) debajo del tubo de
dirección del cuadro. Un eje separado transmite potencia de la caja
de velocidades a la rueda trasera.
Una bicicleta con tracción a las dos ruedas de
acuerdo con la invención está caracterizada por las características
definidas en la parte de caracterización de la reivindicación
1.
Esta solicitud se refiere y reclama prioridad
respecto a la solicitud de Patente provisional de los Estados
Unidos con Número de serie 60/016.232 titulada Bicicleta con
Tracción a las dos Ruedas Registrada en la Oficina de Patentes y
Marcas Comerciales de los Estados Unidos el 26 de abril de 1996.
La presente invención proporciona una bicicleta
con tracción a las dos ruedas, conocida de otra forma como una
bicicleta con tracción a todas las ruedas o una bicicleta accionada
por las ruedas trasera y delantera simultáneamente. Una bicicleta
con tracción a las dos ruedas proporciona a un ciclista una mayor
seguridad y la capacidad para aumentar significativamente la
velocidad durante la marcha a través de tramos de terreno
peligrosos.
La presente invención, según se realiza en las
realizaciones preferida y segunda, tiene varios objetivos. El
primero es crear una bicicleta con tracción a las dos ruedas que
utiliza una transmisión por ejes rígidos como el medio de
transferencia de potencia principal a la rueda delantera. Los ejes
rígidos tienen la ventaja de una transferencia de potencia
virtualmente instantánea, mientras que los ejes flexibles tienen
habitualmente de 10 a 20 grados de desplazamiento giratorio cuando
se les aplica un par torsor, lo que conduciría a una sensación
esponjosa al pedalear la bicicleta. Esencialmente, el ciclista debe
girar el pedal varias pulgadas antes de que la rueda delantera
empiece a girar.
En segundo lugar, el sistema de transmisión de la
bicicleta con tracción a las dos ruedas está incorporado
sustancialmente en el cuadro. Alternativamente, el sistema de
transmisión debe encerrarse en un tubo que se fija al cuadro. La
razón fundamental de encerrar el eje es mantener el eje en una
posición fija, minimizando o eliminando con ello el resbalamiento
y, lo que es igual de importante, encerrando las partes móviles
para minimizar el peligro para el ciclista. Encerrar permanentemente
el sistema de transmisión evitará también las modificaciones
costosas, que llevan tiempo y son a menudo engorrosas necesarias
para configurar los modelos de tracción a las dos ruedas
modificados mientras que se mantiene también el aspecto estético
general de una bicicleta estándar.
En tercer lugar, tanto la rueda delantera como la
trasera de la bicicleta están diseñadas para acomodar un sistema de
ruedas dentadas o engranajes cónicos. La rueda trasera transmite un
par torsor al medio de transmisión delantero a través del eje
utilizando un medio de transferencia de potencia en la rueda trasera
que comprende un engranaje cónico montado en el conjunto de ruedas
dentadas traseras de transmisión que interactúa directamente con el
piñón diferencial del eje de transmisión, o como alternativa, como
se describe en la realización preferida, una rueda dentada de
transmisión montada concéntricamente con el sistema de engranajes
traseros de transmisión que acciona una segunda cadena con un
segundo sistema de ruedas dentadas y engranajes cónicos y que
engrana con el piñón diferencial del eje de transmisión a una
distancia adecuada de la rueda trasera. La potencia se transfiere
desde el sistema de ejes de transmisión a la rueda delantera
mediante un piñón diferencial que engrana con un engranaje cónico
montado en el eje de la rueda delantera.
En cuarto lugar, los tubos funda y de dirección
del cuadro de la bicicleta están diseñados para alojar un par de
engranajes cónicos ortogonales, estando uno de ellos fijo al
extremo delantero del eje de transmisión principal y estando el otro
fijo al extremo superior del sistema de eje delantero de
transmisión que desciende hasta la rueda delantera. Los tubos de
dirección y funda agrandados son necesarios para permitir que el
sistema de engranajes cónicos ortogonales se engrane en un ángulo de
aproximadamente 90 grados permitiendo al mismo tiempo un ángulo de
avance óptimo para la respuesta de la dirección. Además, los tubos
de dirección y funda deben ser modificados para permitir un radio
de giro de la rueda delantera de por lo menos 180 grados.
En quinto lugar, el cuadro de la bicicleta se
modifica a una configuración dividida para permitir un camino recto
para el eje de transmisión desde la parte trasera de la bicicleta
hasta los tubos de dirección y funda. No obstante, se prevé
cualquier configuración del cuadro que incorpore sustancialmente el
sistema de eje de transmisión rígido en el cuadro desde la vecindad
de la rueda trasera hasta el tubo de dirección y por la horquilla
delantera de la bicicleta abajo. El cuadro debe estar hecho de
aleación de aluminio, aunque otros materiales podrían servir
igualmente bien dependiendo de los objetivos de mercado y
precio.
En sexto lugar, el eje de transmisión que
desciende desde la garganta de la bicicleta hasta el eje delantero
debe configurarse para permitir tanto el movimiento libre en la
dirección de la bicicleta como el giro libre del neumático delantero
así como que no haya interferencias con el frenado. En la
realización preferida, se utilizó un par de juntas universales para
conseguir un espacio libre de los ejes rígidos alrededor de la
rueda delantera. También se prevé otros mecanismos y combinaciones
de engranajes.
En séptimo lugar, las realizaciones preferida y
segunda utilizan una cadena que conecta la rueda trasera con un
engranaje cónico que engrana el piñón diferencial del extremo
trasero del eje de transmisión encima del eje de la rueda. Sin
embargo, una realización alternativa conecta el piñón diferencial
del extremo trasero del eje de transmisión directamente a un
engranaje cónico montado concéntricamente en el engranaje de
transmisión trasero.
Por lo tanto, de acuerdo con los amplios aspectos
de la invención, la bicicleta con tracción a las dos ruedas
comprende:
- (a)
- un sistema de transmisión por ejes rígidos que transmite potencia desde la rueda trasera a la rueda delantera a través de una serie de ejes de transmisión rígidos que incluyen un eje de transmisión principal y un sistema de ejes de transmisión delantero y una serie de engranajes cónicos, de piñón y cónicos ortogonales;
- (b)
- un cuadro construido con tubos, que incluye secciones que encierran el sistema de transmisión por ejes y que está integrado con el cuadro de la bicicleta o una parte de él;
- (c)
- una funda y una dirección diseñadas para alojar el sistema de ejes de transmisión de una manera que mantiene un ángulo de avance óptimo y permite un radio de giro adecuado;
- (e)
- un eje de transmisión delantero que desciende hasta la rueda delantera configurado para permitir tanto el libre movimiento en la dirección de la bicicleta como el libre giro de la rueda delantera sin interferir con los frenos.
En resumen, en la presente invención la potencia
se transfiere desde los pedales a la rueda trasera y luego a la
rueda delantera a través de un sistema de ejes de transmisión
rígidos que incluye una serie de engranajes. El cuadro de la
bicicleta está diseñado para contener el eje de transmisión que
transmite potencia a la rueda delantera y tiene un importante
rediseño. Con el fin de tener un camino recto desde las ruedas
dentadas traseras hasta la funda, el tubo principal del cuadro está
dividido en dos tubos que van directamente desde la funda a una
posición aproximadamente siete pulgadas por encima del eje de la
rueda trasera o, alternativamente, directamente a un engranaje
cónico montado en la rueda trasera. El tubo funda está diseñado para
ser significativamente mayor que en las bicicletas existentes de
manera que puede alojar el mecanismo de engranajes cónicos
ortogonales.
La potencia se transmite desde la rueda trasera a
través de un conjunto de sistema de transmisión trasero que incluye
una rueda dentada trasera de transmisión modificada a una segunda
rueda dentada de transmisión siete pulgadas por encima mediante una
cadena corta. Un par de soportes montados en el cuadro de forma
giratoria sujetan la segunda rueda dentada de transmisión y un
engranaje cónico trasero en su sitio para engranar con un piñón
diferencial en el extremo trasero del eje de transmisión principal
asegurando conexiones constantes y ausencia de resbalamiento durante
la transmisión de potencia. Un conjunto de transmisión alternativo
para transferir la potencia desde la rueda trasera al eje principal
incluye la prolongación del eje de transmisión directamente hasta
el conjunto de la rueda trasera, donde el piñón diferencial del
extremo del eje de transmisión engrana con un engranaje cónico
montado circunferencialmente en los engranajes de transmisión
traseros. En otra alternativa más, el conjunto de sistema de
transmisión trasero descrito podría ser sustituido por un eje de
transmisión trasero corto y conjuntos de engranajes cónicos.
En el extremo delantero, el eje de transmisión
principal se conecta a un sistema de engranajes cónicos ortogonales
que está situado dentro del tubo de dirección delantero de la
bicicleta. El tubo funda y el tubo de dirección están agrandados en
comparación con una bicicleta estándar para permitir plenas
posibilidades de dirección de la bicicleta mientras se transfiere
potencia a la rueda delantera. Los engranajes cónicos ortogonales
que se muestran están conectados a un eje corto dentro del tubo
funda, a una o más juntas universales que están conectadas después a
un sistema de ejes de transmisión rígidos delantero. La finalidad
de esta configuración es permitir que el sistema de ejes rígidos
delanteros salve el neumático delantero y permitir el libre
movimiento de la rueda tanto en el giro como en la dirección. Se
prevén configuraciones alternativas que asegurarían que el eje de
transmisión delantero no interfiere con la dirección o el giro de
la rueda delantera. Una de estas alternativas reduciría el número
de componentes a un solo eje de transmisión delantero. Otra de estas
alternativas utilizaría una sola pieza compuesta por un par de
juntas universales interconectadas de longitud apropiada con el
engranaje cónico ortogonal en un extremo y el eje de transmisión
delantero en el otro extremo. Los expertos en la técnica reconocerán
otros métodos de construir un sistema de ejes delanteros que no
interfiera con la rueda delantera y los métodos descritos no deben
entenderse como limitativos.
El eje de transmisión delantero transmite
potencia a la rueda delantera a través del interfaz de un piñón
diferencial fijado en el extremo inferior del eje delantero y de un
engranaje cónico montado circunferencialmente en el cubo de la rueda
delantera. El cubo de la rueda delantera debe ser un cubo de
trinquete que se engancha en un sentido pero que gira con rueda
libre en el otro sentido para permitir que el ciclista ruede cuesta
abajo sin girar los pedales.
Los solicitantes creen que este diseño, según se
describe e interpretado ampliamente, crea una bicicleta de tracción
a las dos ruedas mucho más robusta y eficaz que es fácil de
manejar. La mayor tracción y movilidad en situaciones de todo
terreno resultantes de este sistema de tracción a las dos ruedas es
un avance en la tecnología de bicicletas de tracción a las dos
ruedas. Otros aspectos y características de la invención quedarán
más totalmente claros por la siguiente descripción y las
reivindicaciones adjuntas.
La Figura 1 es una vista desde el lado derecho de
la realización preferida de los elementos principales del
cuadro;
la Figura 2 es una vista en planta de los
elementos principales del cuadro de la bicicleta;
la Figura 3 es una vista lateral del conjunto de
la horquilla delantera con un corte del tubo de dirección que
descubre el tubo funda y otros componentes del tubo de
dirección;
la Figura 4 es una vista de la realización
preferida del sistema de transmisión de la bicicleta;
la Figura 5 es una vista de la rueda dentada de
transmisión modificada;
la Figura 6 es una vista del conjunto de ruedas
dentadas traseras modificado para la realización preferida;
la Figura 7 es una vista de la realización
preferida del conjunto de transmisión trasero;
la Figura 8 es una vista de la realización
preferida del conjunto de transmisión trasero;
la Figura 9 es una vista frontal de la horquilla
delantera;
la Figura 10 es una vista de la segunda
realización del conjunto de ruedas dentadas traseras modificado;
la Figura 11 es una vista es una vista de la
segunda realización del conjunto de transmisión trasero;
la Figura 12 es una vista de la bicicleta con
tracción a las dos ruedas descrita en la realización preferida;
la Figura 13 es una vista de la bicicleta con
tracción a las dos ruedas descrita en la segunda realización.
La presente invención comprende una bicicleta con
tracción a las dos ruedas 78 que tiene muchos de los mismos
componentes de la bicicleta estándar tales como el sillín 47, la
tija del sillín 48, el manillar 49, un pedal derecho 50, un pedal
izquierdo (que no se muestra), una manivela de pedal 51, un freno
delantero 52, un freno trasero 53 y un desviador 54 que no se
modifican en esta invención y que son bien conocidos en la técnica.
Además, la rueda delantera 17, cuando se utiliza en esta
descripción, incluye el neumático delantero 55, la llanta de la
rueda delantera 56, los radios delanteros 57 y el cubo de la rueda
delantera 58, todos los cuales son bien conocidos para un experto
en la técnica. De manera similar, la rueda trasera 90, cuando se
utiliza en esta especificación, incluye el neumático trasero 61, la
llanta de la rueda trasera 62, los radios traseros 63, el cubo de
la rueda trasera 89 y las ruedas dentadas de transmisión traseras
22, todos los cuales son bien conocidos para un experto en la
técnica.
Refiriéndose ahora a los dibujos del cuadro, las
Figuras 1, 2, 3, 9 y 12 muestran el diseño del cuadro de la
realización preferida de la bicicleta con tracción a las dos rueda
78. El cuadro 91 comprende un solo tubo de dirección 1 que se
conecta con un solo tubo inferior 2, que se conecta en el tubo de
la manivela 3 con el tubo del sillín 4, un viento de cadena derecho
5, un viento de cadena izquierdo 6 que terminan después con un
apéndice derecho trasero 7 y un apéndice trasero izquierdo 8,
respectivamente. El tubo de transmisión principal 9 y el tubo del
cuadro principal 10 forman una construcción doble de tubos
horizontales que empieza en el tubo de dirección 1 en la parte
delantera del cuadro 91 y se extiende hacia atrás donde el tubo de
transmisión principal 9 se conecta a un tubo de soporte trasero
derecho 11 y el tubo del cuadro principal se conecta a un tubo de
soporte trasero izquierdo 12. El tubo de soporte trasero derecho 11
conecta el extremo trasero del tubo de transmisión principal 9 con
el viento de cadena derecho 5 en el apéndice derecho trasero 7 y el
tubo de soporte izquierdo trasero 12 conecta el extremo trasero del
tubo principal del cuadro 10 con el viento de cadena izquierdo 6 en
el apéndice izquierdo trasero 8. Como es bien conocido en la
técnica, la rueda trasera 90 está montada de manera que puede girar
sobre el eje trasero 64 entre el apéndice derecho trasero 7 y el
apéndice izquierdo trasero 8.
Como se muestra en la Figura 12, el tubo de
transmisión principal 9 contiene el eje de transmisión principal 13
de la bicicleta con tracción a las dos ruedas 78. El eje de
transmisión principal 13 está soportado dentro del tubo de
transmisión principal 9 por un cojinete de rodillos trasero del eje
de transmisión 65, un cojinete de rodillos central del eje de
transmisión 66 y un cojinete de rodillos delantero del eje de
transmisión 67 para asegurar un giro suave y minimizar el bamboleo.
Como es bien conocido en la técnica, el tubo de transmisión
principal 9 podría diseñarse a medida para alojar combinaciones de
ejes de transmisión principales y cojinetes de diversos
tamaños.
La configuración del cuadro 91 de la bicicleta
con tracción a las dos ruedas 78 incluye dos cambios notables en
comparación con el cuadro en forma de rombo de la bicicleta
estándar. En primer lugar, el tubo de dirección 1 se agranda
significativamente con el fin de alojar el primer engranaje cónico
ortogonal 27 y el segundo engranaje cónico ortogonal 28. Un tubo de
dirección de bicicleta estándar tiene habitualmente sólo de 1 a
1,25 pulgadas (25,4 a 31,75 mm) de diámetro. El tubo de dirección 1
de la bicicleta 78 utiliza un tubo de 2 pulgadas (50,8 mm) de
diámetro. La segunda modificación es el uso de un par de tubos
horizontales, el tubo de transmisión principal 9 y el tubo del
cuadro principal 10 a los lados derecho e izquierdo de la bicicleta
78 respectivamente, que se montan también en el tubo del sillín 4
más bajos de lo que estaría un sólo tubo horizontal del cuadro en
un cuadro de bicicleta estándar.
Las principales consideraciones para el diseño
del tubo de dirección 1 y el posicionamiento del tubo de transmisión
principal 9 y del tubo del cuadro principal 10 es la transferencia
eficaz de potencia desde las ruedas dentadas de transmisión
traseras 22 a través del tubo de transmisión principal 9, a través
del tubo de dirección 1, y bajando hasta el engranaje cónico
delantero 32 para accionar la rueda delantera 17 de una manera
efectiva que no interferirá con la dirección, el pedaleo o el
espacio libre para los neumáticos y dará lugar a un ángulo de la
horquilla delantera apropiado necesario para la seguridad y el
control del ciclista. La distancia entre ejes de la bicicleta 78,
medida como la distancia entre el eje delantero 59 y el eje trasero
64, es de 39 pulgadas (0,99 m). La medida del margen de altura,
determinada como la altura de un obstáculo que la bicicleta será
capaz de superar sin que golpee el tubo de la manivela 3, es de 9
pulgadas (0,23 m) y es comparable a otras bicicletas para uso en
todo terreno. Finalmente, para un control óptimo, un ángulo seguro
del conjunto del tubo de dirección y de la horquilla delantera para
una bicicleta de montaña está entre 70 y 74 grados. Como se
muestra, el ángulo del tubo de dirección 1 es de 71 grados, que se
consiguió levantando el tubo de transmisión principal 9 y el tubo
del cuadro principal 10 aproximadamente 7 pulgadas (177,8 mm), o la
longitud del tubo de soporte derecho trasero 11 y el tubo de soporte
izquierdo trasero 12, respectivamente. Otras dimensiones más largas
o más cortas del margen de altura de la distancia entre ejes u otro
ángulo del tubo de dirección pueden ser apropiados para una
bicicleta con tracción a las dos ruedas y son bien conocidos para
los expertos en la técnica. Un diseño alternativo para conseguir un
ángulo óptimo del tubo de dirección 1 se describe en la segunda
realización de la bicicleta con tracción a las dos ruedas 79.
Aunque el diseño del cuadro 91 representa un
elemento clave de la invención objeto, los dibujos presentados no
pretenden ser limitativos. Aunque se muestra un cuadro dividido, se
prevé cualquier diseño del cuadro que incorpore el tren de
transmisión internamente desde la vecindad de la rueda trasera 90
hasta la posición delantera del tubo de dirección 1 de la bicicleta
y luego bajando hasta la rueda delantera 17. Esta estructura podría
tomar la forma de un cuadro de un solo tubo con la condición de que
se diseñe la configuración correcta de ejes incorporando los
engranajes y juntas apropiados para facilitar el posicionamiento
del eje de transmisión en el centro de la bicicleta en comparación
con que esté desviado al lado del cuadro.
Las Figuras 3 y 9 ilustran aspectos del diseño de
la bicicleta 78 que abarcan el conjunto de la horquilla delantera
que baja desde el tubo de dirección 1. El conjunto de la horquilla
delantera empieza con un tubo de funda 70 situado dentro del tubo
de dirección 1 que se conecta en un extremo con un soporte de
sujeción de la horquilla delantera 14. El soporte de sujeción de la
horquilla delantera 14 se conecta con los extremos superiores del
elemento derecho de la horquilla delantera 15 y el elemento
izquierdo de la horquilla delantera 16 que pasan a los lados del
neumático delantero 17. El elemento derecho de la horquilla
delantera 15 termina en el apéndice derecho delantero 18 y el
elemento izquierdo de la horquilla delantera 16 termina en el
apéndice izquierdo delantero 19. La rueda delantera 17 está montada
de manera que puede girar sobre el eje delantero 59 entre el
apéndice derecho delantero 17 y el apéndice izquierdo delantero 18.
El elemento derecho de la horquilla 15 lleva el eje de transmisión
delantero 20 en la presente realización 78. Los frenos delanteros 52
están montados en el elemento derecho de la horquilla delantera 15
y en el elemento izquierdo de la horquilla delantera 16 como es
bien conocido en la técnica.
El diseño de precisión del conjunto de la
horquilla delantera es crítico para la correcta transmisión de
potencia desde el eje de transmisión principal 3 a la rueda
delantera 17 mientras se permite un radio de giro que da al ciclista
plenas posibilidades de dirección y permite el control completo de
la bicicleta. Montado con el tubo de dirección 1 de manera que
puede girar y conectándose en el extremo inferior con el soporte de
sujeción de la horquilla delantera 14, hay un tubo funda 70. El tubo
funda 70 está construido con tubo de 1,75 pulgadas de diámetro y
contiene una porción cortada para permitir que giren los
componentes internos del sistema de ejes de transmisión que
incluyen un primer engranaje cónico ortogonal 27 y un segundo
engranaje cónico ortogonal durante la dirección de la bicicleta 78.
Como se muestra en la Figura 4, el tubo funda 70 contiene también
un cojinete de rodillos superior de la funda 81 y un cojinete de
rodillos inferior de la funda 82 para mantener en su sitio el eje de
transmisión y de conexión corto 92 dentro del tubo funda 70 para un
giro suave. De manera similar, un cojinete de rodillos superiores
de la horquilla 68 y un cojinete de rodillos inferior de la
horquilla 69 montados en el elemento derecho de la horquilla
delantera 15 soportan el eje de transmisión 20 y permiten un giro
suave.
El cojinete de rodillos trasero del eje de
transmisión 65, el cojinete de rodillos central del eje de
transmisión 66 y el cojinete de rodillos delantero del eje de
transmisión 67 están encajados a presión para mantenerse fijos en su
sitio. El cojinete de rodillos superior de la funda 81 y el
cojinete de rodillos inferior de la funda 82 se mantienen en su
sitio mediante arandelas soldadas dentro del tubo funda 70. El
cojinete de rodillos superior de la horquilla 68 está fijado al
elemento derecho de la horquilla delantera 15 mediante un soporte
superior de la horquilla 71 y el cojinete de rodillos inferior de
la horquilla 69 está fijado al elemento derecho de la horquilla
delantera 15 mediante un soporte inferior de la horquilla 72. Como
es bien conocido en la técnica, diseños y realizaciones
alternativas del cuadro podrían utilizar otros medios para sujetar
en su sitio los cojinetes de rodillos y los medios descritos no
deben entenderse como limitativos. Como es bien conocido en la
técnica, diseños alternativos de los ejes, tubos y horquillas
podrían eliminar o reducir el número de cojinetes de rodillos
necesarios. Además, los expertos en la técnica entenderían
configuraciones del conjunto de la horquilla delantera que podrían
tener el eje de transmisión delantero 20 en el elemento izquierdo
de la horquilla delantera 16 y el diseño que se muestra no debe
entenderse como limitativo.
Como se muestra en la Figura 9, el tubo funda 70
está soportado dentro del tubo de dirección 1 con medios que son
bien conocidos en la técnica como estándar en la mayoría de las
bicicletas. Con el fin de asegurar un giro suave del tubo funda 70,
un cojinete de agujas superior de la dirección 73 y un cojinete de
agujas inferior de la dirección 74 a cada extremo del tubo de
dirección 1 rodean al tubo funda 70 y soportan las cargas axiales
del conjunto de la horquilla delantera. Además, dentro del tubo de
dirección 1, un cojinete de agujas superior de la funda 75 y un
cojinete de agujas inferior de la funda 76 soportan el tubo funda
70 e impiden que gire, soportando así cargas radiales. Este
conjunto se sujeta mediante una tuerca grande 77 que se enrosca en
el tubo del manillar de dirección 80 en la parte superior del tubo
funda 70.
Como se muestra en la Figura 3, el tubo funda 70
está diseñado para permanecer encerrado dentro del tubo de dirección
1. Además, el tubo funda 70 tiene una parte cortada para permitir
un espacio libre durante el giro del tubo funda 70 correspondiente
a la dirección del manillar 49 alrededor del primer engranaje cónico
ortogonal 27 y del segundo engranaje cónico ortogonal 28. En la
bicicleta con tracción a las dos ruedas 78, el corte tiene una
anchura de 1,25 pulgadas y da lugar a un radio de dirección de 180
grados. Se prevén diseños y dimensiones alternativas para los cortes
en el tubo funda 70 que dan lugar a radios de dirección variables y
las dimensiones descritas no deben entenderse como limitativas.
Las Figuras 4 y 12 representan la realización
preferida del sistema de transmisión de ejes. De una manera
convencional, la potencia de los pedales es transmitida directamente
desde la rueda dentada de transmisión delantera 21 montada en la
manivela del pedal 51 a las ruedas dentadas de transmisión traseras
22 a través de una cadena 23. Las ruedas dentadas de transmisión
traseras 22 están montadas en la rueda trasera 90 en el cubo de la
rueda trasera 89 que está montado de manera que puede girar sobre
el eje trasero 64 entre el apéndice derecho trasero 7 y el apéndice
izquierdo trasero 8. Como se muestra en las Figuras 6 y 7, se monta
una rueda dentada de transmisión modificada 34 concéntricamente en
el exterior de las ruedas dentadas traseras 22. La rueda dentada
trasera modificada 34 sustituye a dos de las 7 ruedas dentadas
traseras de una bicicleta estándar en la bicicleta con tracción a
las dos ruedas 78. Si embargo, el número de engranajes no es un
aspecto esencial de la presente invención y no debe entenderse como
limitativo.
Como se muestra en la Figura 7, la potencia es
transferida desde la rueda dentada de transmisión modificada 34 a
través de una segunda cadena de transmisión 24 a una segunda rueda
dentada de transmisión 25. Un engranaje cónico trasero 33 está
unido a la segunda rueda dentada de transmisión 25 a través de un
eje corto 35 y transmite potencia a través de su interfaz con un
piñón diferencial trasero 26 fijado directamente en el extremo
trasero del eje de transmisión principal 13. La segunda rueda
dentada de transmisión 25 está fijada cerca del segundo soporte
trasero del sistema de transmisión 46 sobre el eje corto 35 y el
engranaje cónico trasero 33 está fijado cerca del primer soporte
trasero del sistema de transmisión 45 sobre el eje corto 35. El
primer soporte trasero del sistema de transmisión 45 y el segundo
soporte trasero del sistema de transmisión 46 están hechos de chapa
de aluminio reforzado 6061 y se fijan permanentemente mediante
pernos y soldadura directamente al tubo de dirección principal 9. El
primer soporte trasero del sistema de transmisión 45 y el segundo
soporte trasero del soporte de transmisión 46 están destinados a
sostener el eje corto 35 y la segunda rueda dentada de transmisión
25 y el engranaje cónico trasero 33 en una posición fija con
relación al cuadro 91 al tiempo que les permite girar al unísono
para la transmisión de potencia. Como se ha descrito, la rueda
dentada de transmisión modificada 34 es una rueda dentada de 19
dientes y la segunda rueda dentada de transmisión 25 es una rueda
dentada de 13 dientes, pero el número de dientes de las ruedas
dentadas de cualquier engranaje no deben entenderse como limitativos
ya que se prevé claramente otras configuraciones de dientes de las
ruedas dentadas.
En la bicicleta con tracción a las dos ruedas 78,
el engrane y el giro del engranaje cónico trasero 33 con el piñón
diferencial trasero 26 produce una fuerza de reacción lateralmente
a lo largo del eje corto 35, y por consiguiente, se utilizaron un
primer cojinete de rodillos del eje corto 83 y un segundo cojinete
de rodillos del eje corto 84 para soportar esta carga. Este diseño
es conservador para evitar el desplazamiento del engranaje y no se
considera limitativo ya que los expertos en la técnica pueden
claramente prever diseños alternativos y menos voluminosos de los
soportes y de los cojinetes para el sistema de transmisión
trasero.
Como se muestra en las Figuras 4 y 12, el giro
del eje de transmisión principal 13 transmite potencia a través del
primer engranaje cónico ortogonal 27 fijado en el extremo delantero
de dicho eje de transmisión principal 13 al segundo engranaje
cónico ortogonal 28. El primer engranaje cónico ortogonal 27 está
acoplado al segundo engranaje cónico ortogonal 28 con un ángulo
aproximado de 90 grados dentro del tubo de dirección 1 de la
bicicleta 78. Se transfiere entonces la potencia desde el segundo
engranaje cónico ortogonal 28 a través de un eje de conexión corto
92, una primera junta universal 29, un segundo eje corto 36, una
segunda junta universal 30, un eje de transmisión delantero 20 a un
piñón diferencial delantero 31 montado en el extremo inferior del
eje de transmisión delantero 20. El piñón diferencial delantero 31
se engrana con, y transfiere potencia a, un engranaje cónico
delantero 32 montado concéntricamente en el cubo en la rueda
delantera 58. La rueda delantera 17 está montada de manera que puede
girar en el cuadro 91 sobre el eje delantero 59 entre el apéndice
derecho delantero 18 y el apéndice izquierdo delantero 19 y es
accionada por la potencia giratoria del cubo de la rueda delantera
58.
El cubo de la rueda delantera 58 es un cubo de
rueda libre modificado. Dicho cubo de la rueda delantera 58 se
engranará para transmitir potencia en un sentido pero girará
libremente en el otro sentido, lo que significa que el ciclista
puede avanzar sin girar los pedales. Este cubo es estándar en las
ruedas traseras de las bicicletas pero es necesario en la rueda
delantera de la bicicleta con tracción a las dos ruedas para
permitir que la rueda delantera gire mientras se desciende con rueda
libre.
Como se muestra en la Figura 9, la primera junta
universal 29 y la segunda junta universal 30 permiten la
transmisión de potencia hacia abajo y alrededor de la rueda
delantera 17 sin interferir con la dirección normal o el giro de la
rueda delantera 17 y, de acuerdo con ello, están montadas con un
decalaje de 25 grados. Se prevén claramente cualesquiera ángulos
que estén dentro de las especificaciones del fabricante con el fin
de transmitir potencia a través de la primera junta universal 29 y
de la segunda junta universal 30 hacia abajo y alrededor de la
rueda delantera 17.
En general, el piñón diferencial trasero 26, el
piñón diferencial delantero 31, el primer engranaje cónico
ortogonal 27 y el segundo engranaje cónico ortogonal 28 se unen a
los extremos del eje utilizando tornillos de sujeción y chaveteros
(que no se muestran) y la primera junta universal 29 y la segunda
junta universal 30 se unen a los extremos del eje mediante
pasadores de seguridad (que no se muestran). El uso de tornillos de
sujeción y de pasadores de seguridad es apropiado porque, si el
sistema de transmisión sufriera la carga de un choque, el fallo de
un pasador de seguridad o de un chavetero aseguraría que no se
produciría ningún daño grave en ninguno de los demás componentes
del sistema de transmisión, cuya sustitución sería más cara. Medios
de conexión alternativos para unir los piñones diferenciales y las
juntas universales a los ejes correspondientes son bien conocidos
por los expertos en la técnica.
Para una bicicleta con tracción a las dos ruedas,
las relaciones de engranaje consiguientes a la relación de giro de
la rueda delantera a la trasera mientras están siendo accionadas
por los pedales son consideraciones importantes. Para la bicicleta
con tracción a las dos ruedas 78, la relación de giro de la rueda
delantera 17 a la rueda trasera 90 es de 0,9876 a 1,0000, es decir,
la rueda delantera 17 gira 0,9876 veces por cada vuelta completa de
la rueda trasera 90. Aunque puede concebirse una bicicleta con
relaciones de engranaje de la rueda delantera a la rueda trasera
variables (por ej., la rueda delantera da entre 0,90 y 1,10 vueltas
por cada vuelta de la rueda trasera), en las pruebas, una relación
que haría que la rueda delantera girara a una velocidad igual a la
de la rueda trasera, o incluso a una velocidad superior que 1:1
(relación de rueda delantera a rueda trasera) crearía una sensación
de tracción de la rueda delantera. Como se ha descrito, la relación
de 0,9876:1,0000 proporciona al ciclista buenas características de
control y manejo. No obstante la relación 0,9876:1,0000 no se
pretende que sea limitativa para la invención objeto, sino que más
bien representa el mejor modo descrito en las realizaciones
preferida y alternativa aquí descritas. Determinadas condiciones de
conducción, tales como la conducción cuesta arriba en la que sería
deseable un sensación de ``tracción de la rueda delantera'', pueden
hacer más deseables relaciones alternativas (por ej., la rueda
delantera da 1,10 vueltas por cada vuelta de la rueda trasera). Por
consiguiente, las relaciones de engranaje ofrecidas son a título de
ilustración solamente y no deben entenderse de ninguna manera como
limitativas ya que un experto en la técnica podría desarrollar
fácilmente incontables combinaciones alternativas de relaciones de
engranaje. Además, los expertos en la técnica reconocerán que una
estrategia de aumentar (``subir'') las vueltas del eje mediante las
relaciones de engranajes, y luego disminuir (``bajar'') las vueltas
de la rueda delantera rebajarán la carga del par torsor y
permitirán la construcción de sistema de ejes de diámetro
mínimo.
La bicicleta con tracción a las dos ruedas 78
consigue la deseada relación de giro 1:0,9876 accionando la rueda
delantera 17 mediante 0,9876 vueltas por cada vuelta completa de la
rueda trasera 90 por la interacción, posicionamiento y tamaños de
los engranajes como se muestra en la Figura 4. La potencia es
transferida desde la rueda dentada de transmisión modificada 34,
una rueda dentada de 19 dientes, montada sobre las ruedas dentadas
de transmisión traseras 22 a través de la segunda cadena de
transmisión 24 a la segunda rueda de transmisión 25, una rueda
dentada de 13 dientes, dando lugar a una relación de giro de
1,46:1. La segunda rueda dentada de transmisión 25 gira
simultáneamente con el engranaje cónico trasero 33 ya que tanto la
segunda rueda dentada de transmisión 25 como el engranaje cónico
trasero 33 están montados en el eje corto 35. Con el fin de
mantener el giro apropiado necesario para accionar la rueda
delantera 17 en el mismo sentido que la rueda delantera 90, el
engranaje cónico trasero 33 está montado cerca del primer soporte
trasero del sistema de transmisión 45. El engranaje cónico trasero
33 está acoplado con el piñón diferencial trasero 26 montado en el
extremo trasero del eje de transmisión principal 13. Dicho interfaz
del engranaje cónico trasero 33 y del piñón diferencial trasero 26
proporciona una relación de engranaje de 2:1 que da una relación
total a este punto del sistema de transmisión de 2,92:1. Es decir,
el eje de transmisión principal 13 está girando ahora a una
velocidad de 2,92 veces la de la rueda dentada de transmisión
modificada 34, que está girando a la misma velocidad que la rueda
trasera 90. La potencia transferida desde el eje de transmisión
principal 13 a través del primer engranaje cónico ortogonal 27 al
segundo engranaje cónico ortogonal 28, a través del eje de conexión
corto 92, la primera junta universal 29, el segundo eje corto 36,
la segunda junta universal 30, el eje de transmisión delantero 20 al
piñón diferencial delantero 31 da lugar a una relación de giro
invariable de 2,92:1. La relación del piñón diferencial delantero 31
que está engranado con el engranaje cónico delantero 32 es de 1:3,
lo que da lugar a una relación final de giro entre la rueda
delantera 17 y la rueda trasera de 0,9876:1.
Como se ha descrito, el eje de transmisión
principal 13, el eje de conexión corto 92, el segundo eje corto 36
y el eje de transmisión delantero 20 se fabrican con ejes de acero
macizo de 1/2 pulgadas. Una composición alternativa para los ejes
macizos sería el uso de ejes de acero macizos de 3/8 pulgadas. Otra
alternativa sería fabricar el eje de 1/2 pulgadas de acero hueco
con un diámetro ligeramente mayor con el fin de suministrar los
niveles de par torsor necesarios teniendo al mismo tiempo la
ventaja de un peso reducido. Como es bien conocido en la técnica,
podrían utilizarse metales y materiales compuestos distintos al
acero como sustitutos adecuados para los ejes siempre que
proporcionen una solidez apropiada al sistema de transmisión.
Las Figuras 10, 11 y 13 ilustran aspectos de una
bicicleta con tracción a las dos ruedas 79 en la que la rueda
dentada de transmisión modificada 34, la segunda cadena de
transmisión 24, la segunda rueda dentada de transmisión 25 y el
primer soporte trasero del sistema de transmisión 45 y el segundo
soporte trasero del sistema de transmisión 46 descritos en la
primera realización de la bicicleta con tracción a las dos ruedas
78 son sustituidos por un engranaje cónico de la rueda trasera 37 y
un piñón diferencial del eje de transmisión 38 para accionar la
rueda delantera de una manera alternativa.
En la segunda realización de la bicicleta con
tracción a las dos ruedas 79, la potencia transmitida a las ruedas
dentadas traseras de transmisión 22 desde la manivela del pedal 51
a través de la cadena 23 se transfiere al engranaje cónico de la
rueda trasera 37 montado circunferencialmente sobre la zona exterior
de las ruedas dentadas traseras de transmisión 22 para dar lugar al
giro simultáneo de las ruedas dentadas traseras de transmisión 22 y
del engranaje cónico de la rueda trasera 37. El engranaje cónico de
la rueda trasera 37 se engrana directamente con un piñón diferencial
del eje de transmisión 38 para transferir potencia directamente al
eje de transmisión principal recto 87. Como se muestra en la Figura
10, los dientes del engranaje cónico 39 del engranaje cónico de la
rueda trasera 37 y los dientes del piñón diferencial 93 del piñón
diferencial del eje de transmisión 38 tienen un diseño y corte
helicoidal para aceptar un decalaje aproximado de 4 grados. Estos 4
grados son necesarios para alinear el eje de transmisión principal
recto 87 con el ángulo del tubo de transmisión principal recto 86
desde el apéndice derecho trasero modificado hasta el del tubo de
dirección 1.
En la segunda realización 79, como se muestra en
la Figura 13, el eje de transmisión principal recto 87 transmite
potencia al sistema de transmisión delantero a través de un
engranaje cónico ortogonal del eje 88 que está interconectado con
un engranaje cónico ortogonal superior 40 que a su vez proporciona
la potencia a la rueda delantera 17 a través del eje de conexión
corto 92, la primera junta universal 29, el segundo eje corto 36,
la segunda junta universal 30, el eje de transmisión delantero 20,
el piñón diferencial delantero 31, hasta el eje cónico delantero 32
con el fin de accionar la rueda delantera 17 como se describió
anteriormente en la realización preferida 78. Excepto por la
inversión de la orientación del engranaje cónico ortogonal superior
40 hacia el lado superior del engranaje cónico ortogonal del eje 88,
el sistema de transmisión delantero se mantiene esencialmente sin
cambios en las dos realizaciones descritas. Además, el uso y el
posicionamiento del cojinete de rodillos trasero del eje de
transmisión 65, el cojinete de rodillos central del eje de
transmisión 66, y el cojinete de rodillos delantero del eje de
transmisión 67 para soportar el eje de transmisión principal recto
87 se mantiene invariable en la segunda realización 79.
En la presente realización 79, el engranaje
cónico ortogonal superior 40 se trasladó al extremo superior del eje
de conexión corto 92 para acomodar el giro invertido del eje de
transmisión principal recto 87 que se necesitaba por la colocación
del engranaje cónico de la rueda trasera 37 en el interior del piñón
diferencial del eje de transmisión 38, ya que las ruedas dentadas
traseras de transmisión 22 interferirían si el piñón diferencial
del eje de transmisión 38 se colocara dentro del engranaje cónico
de la rueda trasera 37. El eje de transmisión principal recto 87
entra en el tubo de transmisión principal recto 86 de la bicicleta
79 inmediatamente después del apéndice trasero derecho modificado
41 que permite que el eje de transmisión principal recto 87 se
prolongue al interior del tubo de dirección 1 de la bicicleta 79. El
diseño de la bicicleta 79 es similar al diseño discutido en la
realización preferida 78 salvo que el tubo de transmisión principal
recto 86 se conecta directamente con el viento de cadena derecho 5
en el apéndice derecho trasero modificado 41 en el lado derecho de
la bicicleta 79, y un tubo principal del cuadro recto (que no se
muestra) se conecta directamente con el viento de cadena izquierdo
6 en el apéndice izquierdo trasero (que no se muestra) en el lado
izquierdo de la bicicleta 79. Además, un soporte derecho del sillín
43 conecta el apéndice derecho trasero modificado 41 con el tubo
del sillín 4 en el lado derecho de la bicicleta y un soporte
izquierdo del sillín (que no se muestra) conecta un apéndice
izquierdo trasero en el lado izquierda de la bicicleta con el tubo
del sillín 4 y puede ser necesario para proporcionar soporte
adicional para el peso del ciclista. El apéndice derecho trasero
modificado 41 descrito en la segunda realización 79 tiene un corte
en la sección central que es necesario para permitir un espacio
libre adecuado y la alineación del piñón diferencial del eje de
transmisión 38 unido al extremo trasero del eje de transmisión
principal recto 87 y que se prolonga desde el extremo trasero del
tubo de transmisión principal recto 86. Este corte permite también
una facilidad de mantenimiento y limpieza del sistema.
En la segunda realización de la bicicleta con
tracción a las dos ruedas 79, el engranaje cónico de la rueda
trasera 37 tiene un diámetro de tres pulgadas y el piñón
diferencial del eje de transmisión 38 está diseñado especialmente de
manera que el engrane del engranaje cónico de la rueda trasera 37 y
del piñón diferencial del eje de transmisión 38 transmita potencia
a través del sistema de transmisión para conseguir una relación de
giro final de la rueda trasera 90 a la rueda delantera 17 de entre
1,00:0,97 y 1,00:0,99. Dicho diseño del piñón diferencial del eje de
transmisión 38 es bien conocido en la técnica y simplemente se basa
en la relación del número de dientes del engranaje cónico 39 al
número de dientes del piñón diferencial 93 para crear la relación
de engranaje final. Además, el engranaje cónico de la rueda trasera
37 está montado en el lado inferior del engranaje de las ruedas
dentadas traseras de transmisión 22 a una pequeña distancia de
seguridad del extremo trasero del tubo de transmisión principal
recto 86 de la bicicleta 79. Esta distancia es necesaria para
permitir la alineación correcta del piñón diferencial del eje de
transmisión 38 en el extremo del eje de transmisión principal recto
87 cuando se engrana con el engranaje cónico de la rueda trasera
37. El piñón diferencial del eje de transmisión 38 se prolonga desde
el extremo trasero del tubo de transmisión principal recto 86 y se
apoya en el centro del apéndice derecho trasero modificado 41.
El sistema de tracción a las dos ruedas aumenta
drásticamente la tracción y la movilidad, especialmente durante la
ascensión de cuestas sobre terreno suelto o resbaladizo. Con el fin
de reducir aún más el peso de la bicicleta, podría buscarse una
reducción de peso para los componentes del tren de transmisión. Un
Eje de transmisión principal rígido hueco capaz de transmitir la
cantidad necesaria de par torsor, hecho posiblemente de materiales
compuestos, reduciría significativamente el peso. También, podrían
utilizarse engranajes más grandes pero más ligeros de aluminio o
materiales compuestos para los sistemas de engranajes cónicos
delantero y trasero. Esto podría significar una reducción global
del peso de 3-4 libras, lo que haría sumamente
competitivo el peso de la bicicleta. Como se prevé, esta bicicleta
con tracción a las dos ruedas totalmente integrada no sólo
competiría con las bicicletas más avanzadas del mercado, sino que
crearía una categoría totalmente nueva en la industria.
Aunque lo anterior está dirigido a las
realizaciones preferida y alternativa de la presente invención,
pueden idearse otras realizaciones adicionales de la invención sin
apartarse de su alcance básico, y su alcance está determinado por
las reivindicaciones que siguen.
Claims (11)
1. Una bicicleta con tracción a las dos ruedas
que incluye un cuadro (91) que tiene un tubo de dirección (1), un
medio de dirección (49) unido al tubo de dirección (1) de manera que
puede girar, una rueda trasera (17) montada en el cuadro (91) de
manera que puede girar, una rueda delantera (90) montada en el medio
de dirección de manera que puede girar, un mecanismo de transmisión
de la rueda trasera (21, 22, 23) que puede manejarse para transmitir
potencia del conductor de la bicicleta a la rueda trasera (17) y un
mecanismo de transmisión de transferencia (13, 87) para transmitir
potencia generada por el ciclista a un mecanismo de transmisión de
la rueda delantera para accionar la rueda delantera (90), incluyendo
el mecanismo de transmisión de transferencia un medio de eje de
transmisión rígido (13) que se extiende a lo largo del cuadro (91)
caracterizada porque el medio de eje de transmisión (13) se
extiende desde una porción trasera del cuadro al interior del tubo
de dirección (1) para accionar el mecanismo de transmisión de la
rueda delantera.
2. Una bicicleta con tracción a las dos ruedas
según la reivindicación 1, en la que el mecanismo de transmisión de
la rueda delantera incluye un eje rígido de transmisión de potencia
(92, 36) soportado de manera que puede girar por el medio de
dirección y una junta universal (29, 30) acoplada al eje rígido.
3. Una bicicleta con tracción a las dos ruedas
según la reivindicación 2, en la que el medio de dirección incluye
un elemento de horquilla (15) y el eje rígido de transmisión de
potencia (92, 36) y la junta universal (29, 30) están situados
junto al elemento de horquilla (15).
4. Una bicicleta con tracción a las dos ruedas
según la reivindicación 3, en la que el eje rígido de transmisión
de potencia (92, 36) y la junta universal (29, 30) están situados
delante del elemento de horquilla (15),.
5. Una bicicleta con tracción a las dos ruedas
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el
eje rígido de transmisión los mecanismos de transmisión de
transferencia y de la rueda delantera (92, 29, 36, 39, 20, 31)
transmiten potencia desde la rueda trasera (17) a la rueda delantera
(90) de manera que la rueda delantera (90) es subaccionada con una
relación de menos de una vuelta por cada vuelta de la rueda trasera
(17).
6. Una bicicleta con tracción a las dos ruedas
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que los
mecanismos de transmisión de transferencia y de la rueda delantera
transmiten potencia desde la rueda trasera (17) a la rueda
delantera (90) de manera que la rueda delantera (90) es
sobreaccionada con una relación de más de una vuelta por cada vuelta
de la rueda trasera (17).
7. Una bicicleta con tracción a las dos ruedas
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que un
componente de transmisión (92, 40) del mecanismo de transmisión de
la rueda delantera en conexión accionable con el extremo delantero
del medio de eje de transmisión se extiende por lo menos
parcialmente a través del tubo de dirección (1).
8. Una bicicleta con tracción a las dos ruedas
según la reivindicación 7, en la que el extremo delantero del medio
de eje de transmisión lleva un primer engranaje cónico ortogonal
(28, 40) que engrana con un segundo engranaje cónico ortogonal (27,
88) engranado con dicho componente de transmisión (92, 40).
9. Una bicicleta con tracción a las dos ruedas
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el
mecanismo de dirección incluye un tubo funda (70) por lo menos
parcialmente dentro del tubo de dirección (1), el tubo funda (70)
tiene un corte y el medio de eje de transmisión incluye un
componente de transmisión (27, 88) que se extiende al interior del
tubo de dirección y al interior del tubo funda (70) a través del
corte, con lo que el mecanismo de dirección que incluye el tubo
funda puede girar un ángulo de dirección dentro del tubo de
dirección (1) con respecto al componente de transmisión (27,
88).
10. Una bicicleta con tracción a las dos ruedas
según la reivindicación 9, en la que el corte tiene suficiente
anchura para permitir que el medio de dirección gire una gama
angular de 180 grados.
11. Una bicicleta con tracción a las dos ruedas
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el
mecanismo de transmisión de la rueda delantera incluye un componente
de transmisión (88, 92) que puede girar alrededor de un eje de
rotación sustancialmente coaxial con el tubo de dirección.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6439592B1 (en) | 1996-04-26 | 2002-08-27 | Christini Technologies, Inc. | Two-wheel drive two-wheeled vehicle |
| US6505699B1 (en) | 1996-04-26 | 2003-01-14 | Christini Technologies, Inc. | Two-wheel drive two-wheeled vehicle |
| US7328766B2 (en) * | 1996-04-26 | 2008-02-12 | Christini Technologies, Inc. | Two-wheel drive two-wheeled vehicle |
| US8056693B2 (en) * | 2000-08-03 | 2011-11-15 | Christini Technologies, Inc. | Two-wheel drive two-wheeled vehicle |
| AT410309B (de) | 2001-01-17 | 2003-03-25 | Rainer Meditz | Fahrrad mit vorder- und hinterradantrieb |
| US6827362B2 (en) * | 2002-11-08 | 2004-12-07 | Samuel O. Smith | Shaft driven bicycle and transmission therefor |
| US20070164534A1 (en) * | 2005-12-22 | 2007-07-19 | Simon Robert L | Bicycle front wheel drive assembly |
| US7661690B2 (en) * | 2006-02-23 | 2010-02-16 | Mcclure Brian Scott | Mechanical advantage drive system for cycles |
| US8226103B2 (en) | 2007-06-13 | 2012-07-24 | Reyes Rodolfo Rudy | System and methods for a front wheel drive bicycle |
| KR100955893B1 (ko) | 2009-10-30 | 2010-05-06 | 김학윤 | 복합 구동 자전거 |
| US8973690B2 (en) | 2010-10-04 | 2015-03-10 | W. Morrision Consulting Group, Inc. | Front wheel energy recovery system |
| US9580137B2 (en) | 2014-04-17 | 2017-02-28 | Thomas S. Felker | Dual powered propulsion system |
| US10569827B2 (en) | 2014-04-17 | 2020-02-25 | Thomas S. Felker | Bicycle dual power turning track, rack, pinion, and one-way bearing propulsion system |
| RU2592972C1 (ru) * | 2015-03-27 | 2016-07-27 | Александр Геннадьевич Нюркин | Велосипед |
| US12268931B2 (en) | 2016-04-15 | 2025-04-08 | Thomas S. Felker | Exercise system |
| US10569129B2 (en) | 2016-04-15 | 2020-02-25 | Thomas S. Felker | Tri-power exercising device |
| US9650106B1 (en) * | 2016-08-15 | 2017-05-16 | Sanjeev Kumar Singh | Two wheel drive bicycle with a dual chain-and-sprocket drive mechanism driven by a two-sided paddle-sprocket system |
| US10683058B2 (en) | 2016-09-21 | 2020-06-16 | Traction Technologies, Inc. | Bicycle drive train |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1284821A (en) * | 1970-03-11 | 1972-08-09 | Bothwell P W | Improvements relating to two-wheeled vehicles |
| US4029332A (en) | 1975-06-10 | 1977-06-14 | Davis Harry C | Rotacycle |
| US4397369A (en) * | 1981-04-13 | 1983-08-09 | Read Glenn F | Power drive |
| US4479660A (en) * | 1982-09-30 | 1984-10-30 | Pattison Daniel J | Two wheel synchronously driven bicycle |
| US4474660A (en) | 1983-08-15 | 1984-10-02 | Limat Metal Polishing Ltd. | Electropolishing system |
| US4611684A (en) * | 1985-01-24 | 1986-09-16 | George W. Peterson | Front-wheel drive motor vehicle |
| US5014808A (en) * | 1987-02-09 | 1991-05-14 | Savard Frank J | Two wheeled vehicle having an adjustable castor and castor angle |
| US4773662A (en) | 1987-03-30 | 1988-09-27 | Ultra M.A.C. Corp. | Double-drive bicycle |
| US5184838A (en) * | 1987-09-18 | 1993-02-09 | Becoat Billie J | Dual wheel driven bicycle |
| US5116070A (en) | 1989-09-08 | 1992-05-26 | Becoat Billie J | Dual wheel driven bicycle |
| US5004258A (en) * | 1987-09-18 | 1991-04-02 | Becoat Billie J | Kit for converting a bicycle to a dual wheel driven cycle |
| US4895385A (en) * | 1987-09-18 | 1990-01-23 | Becoat Billie J | Kit for converting a bicycle to a dual wheel driven cycle |
| JPH0268283A (ja) * | 1988-09-05 | 1990-03-07 | Honda Motor Co Ltd | 前輪駆動車の自動二輪車 |
| KR930000710B1 (ko) * | 1989-06-28 | 1993-01-30 | 스즈키 지도오샤 코교 가부시키가이샤 | 전-후륜 구동모터 사이클 |
| US5253889A (en) | 1990-01-25 | 1993-10-19 | Michele Chiarella | All wheel drive vehicle |
| ES1013921Y (es) * | 1990-04-20 | 1991-08-01 | Farras Pinos Francesc Xavier | Bicicleta con traccion a las dos ruedas. |
| US5224725A (en) | 1990-05-10 | 1993-07-06 | Erlston Lester J | Two-wheeled-drive two wheeled vehicle |
| US5052705A (en) | 1990-06-15 | 1991-10-01 | Victor Flores | Controlled rotary power transfer apparatus and method for non-driven bicycle wheels and the like |
| US5054572A (en) * | 1990-06-20 | 1991-10-08 | Parker James G | Front wheel drive system for a motorcycle |
| EP0564523B1 (de) * | 1991-01-02 | 1996-06-05 | SCHWARZENBACHER, Rudolf | Fahrrad, insbesondere geländegängiges fahrrad |
| CA2037891C (en) | 1991-03-08 | 1995-08-15 | Francois Chartrand | Dual drive cycle |
| FR2684064B1 (fr) * | 1991-11-21 | 1997-10-17 | Pierre Bourdillon | Systeme complet de transmission integrale pour velos avec adaptation aux motos. |
| US5332244A (en) * | 1992-10-05 | 1994-07-26 | Turner Drive Systems, Inc. | Bicycle with selectably engageable single or dual wheel drive |
| US5390946A (en) * | 1993-07-07 | 1995-02-21 | Spicer; Eugene | Shifting clutch for dual-wheel driven bicycle |
| US5542689A (en) | 1995-02-10 | 1996-08-06 | Chalfant; Wayne C. | Bicycle front wheel drive |
-
1997
- 1997-04-25 US US09/171,742 patent/US6161854A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-25 WO PCT/US1997/006181 patent/WO1997041024A1/en not_active Ceased
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-
1999
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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