ES2274718B2 - Cuadro de bicicleta. - Google Patents
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Abstract
Cuadro de bicicleta, de los que constan de un
tubo diagonal (1) de sección cuadrangular, en el que al menos en la
zona media-superior (11) del tubo diagonal (1) que
se enfrenta a la rueda de la bicicleta, el lado exterior (10) de
dicha sección cuadrangular es cóncavo, y la dimensión (a) de dicho
lado exterior (10) va aumentando aproximadamente desde la sección
superior (A:A) hasta la sección central (C:C) del tubo diagonal
(1).
Description
Cuadro de bicicleta.
Los nuevos materiales que están surgiendo con
gran ímpetu en el sector de la bicicleta (materiales compuestos,
fibras termoestables, nuevas aleaciones metálicas,...) provocan a
su vez, la aparición de nuevos métodos de fabricación de cuadros de
bicicleta.
De esta manera se abren nuevas y numerosas
opciones creativas para los diseñadores y constructores que pueden
cumplir diversos objetivos hasta el momento inalcanzables por las
limitaciones que existían en el actual estado de la técnica.
En este contexto se presenta el cuadro de
bicicleta objeto del invento, en el que el tubo diagonal es de
doble efecto. Sus formas/secciones concretas persiguen un doble
objetivo:
1.- Dotar al cuadro del máximo rendimiento,
mediante una estructura ultra rígida, con tubos principales (en el
cual el tubo diagonal es fundamental) de gran momento de
inercia.
2.- Proteger al ciclista en condiciones adversas
de barro y terreno suelto, realizando una tarea de
"guardabarros". De esta manera el tubo diagonal evita en gran
medida el impacto de diversas partículas sobre el ciclista,
sustituyendo con ventaja al guardabarros convencional.
A lo largo de la historia de la bicicleta, uno
de los objetivos de todo fabricante de modelos de altas
prestaciones, ha sido la optimización de la relación rigidez/peso.
Es decir obtener la máxima rigidez con el mínimo peso.
La minimización del peso responde a la necesidad
de reducir al máximo la masa que el ciclista deberá ascender en los
desniveles positivos y facilitar las aceleraciones, ya que la menor
masa proporciona mayores aceleraciones bajo la misma Fuerza
aplicada (F=m*a).
Sin embargo en la búsqueda del mínimo peso,
frecuentemente se ha descuidado la rigidez del cuadro. Propiedad
fundamental a la hora de asegurar el control y estabilidad del
vehículo, pero también para el aprovechamiento de la energía del
ciclista. Es decir, un cuadro que por una rigidez insuficiente,
sufre deformaciones bajo la aplicación de las fuerzas del pedaleo
del ciclista, supone un desaprovechamiento de la energía total
aplicada. Dicha pérdida de energía es proporcional al cuadrado de
la deformación de la estructura (Energía ½ *Rigidez estruc-
tura *Deformación^{2}).
tura *Deformación^{2}).
De esta manera queda claro que para la
optimización del rendimiento de una bicicleta no solo debe
reducirse el peso, sino mantener a su vez altos niveles de
rigidez.
El tubo diagonal juega un papel fundamental a la
hora de aportar al cuadro de la bicicleta la rigidez necesaria bajo
fuerzas laterales y torsionales.
Tras numerosos cálculos teóricos y diversos
estudios, el solicitante ha constatado, de manera irrefutable, que
la zona media-superior del tubo diagonal es la zona
crítica cara a su rigidez, por lo que deberemos tender a darle el
mayor momento de inercia posible respecto a su generatriz. El
límite debe marcarse por un espesor de seguridad mínimo que asegure
la integridad de la estructura ante eventuales impactos y por otro
lado por una limitación de peso máximo.
El objeto del invento es solucionar los dos
problemas mencionados:
- máxima rigidez del tubo diagonal con un mínimo
de peso
- protección del usuario de las salpicaduras de
la rueda delantera.
En concreto, el cuadro de bicicleta objeto del
invento es de los que constan de un tubo diagonal de sección
cuadrangular, que se caracteriza porque:
a) al menos en la zona
media-superior del tubo diagonal que se enfrenta a
la rueda de la bicicleta, el lado exterior de dicha sección
cuadrangular es cóncavo, y
b) la dimensión de dicho lado exterior va
aumentando aproximadamente desde la sección superior hasta la
sección central del tubo diagonal.
En el invento también se disponen dos nervaduras
en los extremos inferiores del tubo diagonal que responden a
cálculos teóricos pero que a su vez sirven de gran ayuda ya que la
utilización de accesorios, tales como guardabarros y placas
protectoras ancladas al tubo diagonal, es habitual en condiciones
adversas como agua, barro, piedra suelta o combinación de ellas.
Sin embargo todas ellas suelen conllevar complicaciones de montaje
y sustentación así como de protección.
El cuadro de bicicleta objeto de este invento se
ha propuesto integrar en cierta medida la labor realizada por estos
accesorios en el mismo cuadro. Aprovechando el peculiar modo de
fabricación de los cuadros de fibra de carbono monocasco, se ha
dotado al tubo diagonal de unas secciones que realizan el efecto
protector de los pequeños guardabarros sin suponer un lastre en el
peso, funcionalidad o montaje.
Para comprender mejor el objeto de la 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 vista general esquemática en
alzado de un cuadro de bicicleta en el que se ha resaltado la zona
media-superior (11) del tubo diagonal de doble
efecto (1) donde radica la invención.
La figura 2 es una vista en detalle de la figura
1.
La figura 3 es una vista esquemática en perfil,
correspondiente a la figura 2.
Las figuras 4, 5 y 6 representan secciones del
tubo diagonal (1) en su zona media-superior (11)
según indicaciones, respectivamente, A:A, B:B y C:C de las figuras
1 y 2.
Se describe a continuación un ejemplo de
realización práctica, no limitativa, del presente invento.
En un cuadro de bicicleta convencional el tubo
diagonal (1) es de sección constante. Por ello, la sección de la
totalidad del tubo ha de ser la mayor que se necesite para cubrir
la resistencia/rigidez que es necesario soportar en su zona
crítica, que es la zona media- superior (11) -ver figuras 1 y
2-.
En el nuevo cuadro de bicicleta preconizado, el
tubo diagonal (1) según el objeto del invento tiene sección
variable, diferente en sus diferentes partes de su zona
media-superior (11) -ver figuras 4 a 6-.
La zona crítica en cuanto a resistencia/rigidez
es la zona media-superior (11). Según el cuadro de
bicicleta objeto del invento, el tubo diagonal (1) presenta sección
variable en esta zona media- superior (11), siendo en ella donde la
sección ofrece mayor momento de inercia respecto a su generatriz
con las particularidades de que la sección es poligonal y presenta,
al menos uno de sus lados (10) curvo- cóncavo -ver figuras 5 y 6- y
con la particularidad adicional de que el tubo diagonal (1) en esta
zona (11) tiene una anchura (a) mayor que la anchura de la cubierta
de la rueda delantera de la bicicleta -ver figuras 5 y 6-, con lo
que será esta zona la cual ofrecerá una mayor protección ya que el
flujo de partículas que no sean rechazado por dicho tubo (1) tendrá
una trayectoria tal que no debiera colisionar con la cabeza del
ciclista. En el hipotético caso de que el ciclista siguiera en
trayectoria recta, todas las partículas que normalmente irían a
impactar en su cara (zona más peligrosa para el control del
vehículo), serán detenidas debido precisamente a la configuración
especifica del tubo diagonal (1) en esta zona.
La relación entre anchura frontal (a), anchura
posterior (c) y grosor (b) del tubo diagonal (1) es variable en las
diferentes secciones.
Para la realización representada -ver figuras 4
a 6-,
las diferentes secciones son de vértices romos y el grosor (b) se mantiene constante variando la anchura posterior (c) entre un valor mínimo -ver figura 6- en la sección C:C más baja de esta zona media-superior (11) del tubo diagonal (1) hasta un valor máximo c = a -ver figura 4- en la sección A:A más alta de esta zona media-superior (11) del tubo diagonal
(1).
las diferentes secciones son de vértices romos y el grosor (b) se mantiene constante variando la anchura posterior (c) entre un valor mínimo -ver figura 6- en la sección C:C más baja de esta zona media-superior (11) del tubo diagonal (1) hasta un valor máximo c = a -ver figura 4- en la sección A:A más alta de esta zona media-superior (11) del tubo diagonal
(1).
La anchura frontal (a) es mayor en la zona
media-superior (11) del tubo diagonal (1).
Particularmente en esta zona (11) la anchura (a) es mayor que la
anchura de la cubierta de la rueda y su perfil es
curvo-cóncavo (10) ejerciendo el tubo diagonal (1)
función de guardabarros.
Claims (2)
1. Cuadro de bicicleta, de los que constan de
un tubo diagonal (1) de sección cuadrangular, caracterizado
porque:
a) al menos en la zona
media-superior (11) del tubo diagonal (1) que se
enfrenta a la rueda de la bicicleta, el lado exterior (10) de dicha
sección cuadrangular es cóncavo, y
b) la dimensión (a) de dicho lado exterior (10)
va aumentando aproximadamente desde la sección superior (A:A) hasta
la sección central (C:C) del tubo diagonal (1).
2. Cuadro de bicicleta, según reivindicación
anterior, caracterizado porque en al menos parte de dicha
zona media superior (11) la anchura (a) del tubo diagonal (1) es
mayor que la anchura de la cubierta de la rueda delantera de la
bicicleta.
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| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20070516 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
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