ES2296902T3 - Suspension posterior de un vehiculo con una rueda motriz soportada por un brazo oscilante. - Google Patents
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Abstract
Suspensión posterior de un vehículo, tal como una bicicleta, una motocicleta o análogo, del tipo que comprende un chasis (1), un brazo oscilante (15) solidario del chasis (1) que soporta el eje del cubo de una rueda motriz (19) y un amortiguador (24) cuyos extremos son solidarios respectivamente del chasis (1) y del brazo oscilante (15), siendo el par motor transmitido a la rueda motriz (19) por una cadena (21) que se extiende entre un piñón conductor (13) solidario del chasis (1) y un piñón conducido (20) solidario del eje del cubo de la rueda motriz (19), formando dicha cadena (21) entre los piñones conductores (13) y conducidos (20) dos ramas, una superior tensada (22) que transmite el par motor a la rueda motriz (19) y la otra inferior (23), denominada de retorno, estando el chasis (1) constituido por un tubo de sillín (2) globalmente vertical, por un tubo horizontal (4) y por un tubo oblicuo (3), siendo el tubo horizontal (4) y el tubo oblicuo (3) solidarios de un tubo de dirección (5)que recibe una horquilla (6) y estando el eje del piñón conductor (13) posicionado en la intersección del tubo del sillín (2) y del tubo oblicuo (3), comprendiendo el chasis (1) y/o el brazo oscilante (15) unos medios para que la rama superior (22) de la cadena de transmisión (21) o la recta que la prolonga, pase por el centro instantáneo de rotación (C) del brazo oscilante (15) cuando el vehículo está en posición de equilibrio estático, y que dicha rama superior (22) de la cadena (21) esté situada por debajo del centro instantáneo de rotación (C) del brazo oscilante (15) cuando el cubo de la rueda motriz (19) se sitúa por encima de su posición de referencia (Pr) correspondiente a la posición del eje del cubo de la rueda motriz (19) cuando el vehículo está en posición de equilibrio estático, caracterizada porque el brazo oscilante (15) está solidarizado por lo menos por dos medios de articulación (17, 18) al chasis (1) cuya intersección de las rectas (D1, D2) que pasan por los ejes (17a, 17b, 18a, 18b) de rotación de cada medio de articulación (17, 18) está situada en el cuadrante posterior superior de una referencia definida por un eje horizontal (H) y un eje vertical (V) que concurren en el eje del piñón conductor (13) y porque los extremos del amortiguador (24) son solidarios respectivamente del brazo oscilante (15) o del medio de articulación (17) que solidariza el brazo oscilante (15) al tubo oblicuo (3) y a una pata (25) soldada a uno de los tubos (2, 3, 4) del chasis (1), extendiéndose dicha parta (25) en el plano que contiene los tubos (2 - 5) del chasis (1), extendiéndose dicho amortiguador (24) delante del tubo oblicuo (3), es decir entre el tubo oblicuo (3) y la horquilla (6) que soporta la rueda delantera (8), globalmente paralelamente a este último o ente los tubos (2 - 5) que constituyen el chasis (1) en el plano que contiene estos últimos.
Description
Suspensión posterior de un vehículo con una
rueda motriz soportada por un brazo oscilante.
La presente invención se refiere a una
suspensión posterior de un vehículo tal como una bicicleta, una
motocicleta o análogo, del tipo que comprende un chasis que se
denominará a continuación cuadro, un brazo oscilante solidario del
cuadro y que soporta el eje del cubo de una rueda posterior motriz y
un amortiguador cuyo extremos son solidarios respectivamente del
cuadro y del brazo oscilante, proporcionando dicha suspensión un
efecto "antibombeo" y dejando el espacio entre el sillín y la
rueda posterior liberado para permitir la fijación de un
guardabarros, de un portaequipajes o similar.
En el campo de la bicicleta todo terreno llamada
BTT, se conocen bien unas suspensiones posteriores que comprenden
un brazo oscilante articulado en la parte inferior del tubo del
sillín que coopera con un amortiguador. Es el caso, por ejemplo, de
la bicicleta "XC FULL" comercializada por la sociedad LAPIERRE;
el brazo oscilante pivota alrededor de un eje fijo paralelo al eje
del piñón conductor que está soportado por la caja de pedales
posicionada en la intersección del tubo oblicuo y del tubo del
sillín. Además, los extremos del amortiguador son solidarios con el
brazo oscilante y respectivamente del tubo horizontal que une el
tubo del sillín a la horquilla de la bicicleta o de un tubo
intermedio que se extiende globalmente de la caja de pedales al tubo
horizontal, estando dicho tubo del sillín interrumpido para dejar
paso al amortiguador.
Este tipo de suspensión posterior presenta el
inconveniente de ocupar la parte posterior de la bicicleta, es
decir el espacio entre la rueda posterior y el sillín, de manera que
no es posible instalar un guardabarros posterior, provocando así
diversas proyecciones de barro, de agua, etc.., sobre la espalda del
ciclista en caso de lluvia, por ejemplo. Por otra parte, una
suspensión posterior de este tipo provoca, bajo la acción de un
golpe de pedal enérgico, tal como un golpe de pedal para acelerar la
bicicleta o cuando el ciclista adopta la posición llamada "en
bailarina", de pie sobre los pedales, cuando tiene lugar la
subida de una cuesta, etc.., un efecto llamado "de bombeo" que
se traduce por un hundimiento cíclico de la suspensión incluso sobre
un suelo bien nivelado. Así, además de desagrado de conducción de
la bicicleta, una parte del par motor proporcionado por el ciclista
se disipa en el amortiguador en lugar de participar en la motricidad
de la bicicleta.
En efecto, en este tipo de suspensión posterior,
la rama tensada superior de la cadena de transmisión que se
extiende entre el piñón conductor, soportado por la caja de pedales,
y el piñón conducido, solidario de la rueda posterior motriz, se
extiende por encima del eje de rotación del brazo oscilante con
respecto al cuadro creando así un par proporcional a la tensión de
la rama superior y a la distancia que separa la rama superior de la
cadena del centro de rotación del brazo oscilante que tiende a hacer
pivotar el brazo oscilante hacia arriba comprimiendo así el
amortiguador cuando el ciclista se apoya sobre los pedales, estando
la bicicleta en posición de equilibrio estático, es decir cuando es
cabalgada por un ciclista. Cuando el par motor aplicado por el
ciclista sobre los pedales es relativamente pequeño y constante, el
par aplicado al brazo oscilante y por consiguiente el hundimiento
del amortiguador, son también pequeños y constantes de manera que el
ciclista no percibe efecto de bombeo aunque una parte del par motor
sea disipado en el amortiguador reduciendo así la eficacia de su
pedaleo. Sin embargo, cuando el ciclista da un golpe de pedal para
acelerar la bicicleta o cuando el ciclista está en posición de pie
sobre los pedales, llamada "en bailarina", la posición del
centro de gravedad del conjunto bicicleta/ciclista varía; lo que
provoca un movimiento oscilatorio vertical del cuadro de la
bicicleta de manera que el par motor aumenta brutalmente, provocando
un aumento del par aplicado sobre el brazo oscilante que comprime
el amortiguador y hace aparecer entonces el efecto de bombeo muy
rápidamente perceptible por el ciclista. Así, cuando tiene lugar un
pedaleo enérgico, el par motor aumenta en gran manera y resulta
cíclico provocando a cada golpe de pedal un aumento del par aplicado
sobre el brazo oscilante que comprime el amortiguador y hace
aparecer entonces el efecto de bombeo, caracterizándose éste último
por un movimiento parásito alternativo de compresión de las
suspensiones delantera y posterior de la bicicleta en ritmo con la
frecuencia de pedaleo que molesta al ciclista.
A fin de evitar este inconveniente, se ha
imaginado ya una suspensión posterior para bicicleta que proporciona
un efecto llamado "antibombeo"; es el caso, por ejemplo, de la
patente francesa FR 2.774.966 presentada por el solicitante que
describe una suspensión posterior de bicicleta que comprende un
brazo oscilante guiado por dos bielas. Las dos bielas tienen una
orientación definida de tal manera que la intersección de su eje
respectivo que pasa por el centro de sus dos pivotes, materializando
dicha intersección el centro instantáneo de rotación de dicho brazo
oscilante, está situada en el cuadrante anterior superior de
referencia definido por un eje horizontal y un eje vertical que
concurren en el centro de la caja de pedales, y están articuladas
sobre dicho brazo oscilante en dos puntos notablemente alejados uno
del otro. La suspensión comprende, por otra parte, un amortiguador
cuyos extremos son respectivamente solidarios del brazo oscilante y
del tubo del sillín, extendiendo dicho amortiguador globalmente
paralelamente a dicho tubo del sillín en la parte posterior de este
último.
Aunque este tipo de suspensión proporciona un
efecto antibombeo, presenta el inconveniente de llenar la parte
posterior de la bicicleta de manera que no es posible instalar un
guardabarros posterior, un portaequipajes o análogo. Por otra
parte, aunque este tipo de suspensión proporciona un efecto
antibombeo particularmente eficaz, presenta sin embargo el
inconveniente de proporcionar una rigidez insuficiente del conjunto
cuadro/suspensión que, cuando la bicicleta es solicitada de forma
intensiva, perjudica el comportamiento general de la bicicleta
haciéndola inconfortable.
Uno de los objetivos de la invención es por
tanto evitar estos inconvenientes proponiendo una suspensión
posterior de bicicleta o análogo constituida por un brazo oscilante
que une el eje de la rueda posterior al montante del cuadro y un
amortiguador cuyos extremos son solidarios respectivamente del
cuadro y del brazo oscilante, comprendiendo dicho cuadro y/o el
brazo oscilante unos medios que permiten liberar el espacio entre el
sillín y la rueda posterior para permitir la fijación de un
guardabarros posterior o de un portaequipajes por ejemplo,
proporcionando al mismo tiempo un efecto antibombeo.
A este fin, y de acuerdo con la invención, el
sistema antibombeo de una suspensión posterior de un vehículo, tal
como una bicicleta, una motocicleta o análogo, del tipo que
comprende un chasis, un brazo oscilante solidario del chasis que
soporta el eje del cubo de una rueda motriz y un amortiguador cuyos
extremos son solidarios respectivamente del chasis y del brazo
oscilante, siendo el par motor transmitido a la rueda motriz por una
cadena que se extiende entre un piñón conductor solidario del
chasis y un piñón conducido solidario del eje del cubo de la rueda
motriz, formando dicha cadena entre los piñones conductores y
conducidos dos ramas, una superior tensada que transmite el par
motor a la rueda motriz y la otra inferior, llamada de retorno, el
chasis constituido por un tubo de sillín globalmente vertical, por
un tubo horizontal y por un tubo oblicuo, siendo el tubo
horizontal y el tubo oblicuo solidarios de un tubo de dirección que
recibe una horquilla y estando el eje del piñón conductor
posicionado en la intersección del tubo del sillín y del tubo
oblicuo y/o comprendiendo el brazo oscilante unos medios para que
la rama superior de la cadena de transmisión o la recta que la
prolonga, pase por el centro instantáneo de rotación C del brazo
oscilante, cuando el vehículo está en posición de equilibrio
estático, y que dicha rama superior de la cadena está situada por
debajo del centro instantáneo de rotación C del brazo oscilante
cuando el cubo de la rueda motriz se sitúa por encima de su posición
de referencia Pr correspondiente a la posición del eje del cubo de
la rueda motriz cuando el vehículo está en posición de equilibrio
estático. La suspensión posterior es destacable porque el brazo
oscilante está solidarizado por lo menos a dos medios de
articulación al chasis cuya intersección de las rectas D1, D2, que
pasan por los ejes de rotación de cada medio de articulación está
situada en el cuadrante posterior superior de una referencia
definida por un eje horizontal H y un eje vertical V concurrente
con el eje del piñón conductor y porque los extremos del
amortiguador son solidarios respectivamente del brazo oscilante o
del medio de articulación que solidariza el brazo oscilante al tubo
oblicuo y a una pata, extendiéndose dicha pata en el plano que
contiene los tubos del chasis, extendiéndose dicho amortiguador
delante del tubo oblicuo, es decir entre el tubo oblicuo y la
horquilla que soporta la rueda delantera, globalmente paralelamente
a esta última y entre los tubos que constituyen el chasis en el
plano que contiene estos últimos.
Se comprende bien que, cuando el vehículo rueda
sobre un suelo perfectamente nivelado, la rama superior de la
cadena de transmisión que pasa por el centro instantáneo de rotación
del brazo oscilante, es decir el centro de rotación del brazo
oscilante en cada instante t la totalidad del par motor es
transmitida a la rueda motriz y que, cuando el ciclista cambia de
ritmo y efectúa una aceleración por ejemplo, estando la rama
superior de la cadena situada debajo del centro instantáneo de
rotación del brazo oscilante, se crea un momento de retorno
proporcional a la tensión de la rama superior de la cadena y a la
distancia que separa la rama superior y el centro instantáneo de
rotación del brazo oscilante, que tiende a llevar de nuevo el brazo
oscilante a su posición inicial. Este momento de retorno se crea a
cada golpe de pedal enérgico del ciclista evitando así la aparición
del efecto de bombeo. Es evidente que, cuando tiene lugar el
franqueo de un obstáculo, el momento de retorno se añade al
esfuerzo de retorno del amortiguador mejorando notablemente la
motricidad, en una cuesta por ejemplo. Por otra parte,
contrariamente a las enseñanzas de la patente francesa FR 2.774.966
en la que el centro instantáneo de rotación del brazo oscilante está
situado en el cuadrante anterior superior de la bicicleta, la
posición del centro instantáneo de rotación en el cuadrante
posterior superior y la posición del amortiguador sobre el tubo
oblicuo de la bicicleta proporcionan una mayor rigidez del conjunto
cuadro/suspensión y permite liberar el espacio entre la rueda
posterior y el sillín a fin de instalar un guardabarros posterior,
un portaequipajes o análogo.
Según una característica particularmente
ventajosa de la suspensión posterior de acuerdo con la invención,
el centro instantáneo de rotación del brazo oscilante se desplaza
globalmente según una recta perpendicular a la rama superior de la
cadena cuando el eje del cubo de la rueda motriz se desplaza, de tal
manera que el momento de retorno sea proporcional al desplazamiento
del eje del cubo de la rueda motriz.
Otras ventajas y características resaltarán
mejor de la descripción que sigue de varias variantes de
realización, proporcionadas a título de ejemplos no limitativos, de
la suspensión posterior de acuerdo con la invención con referencia
a los planos anexos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista lateral de una
bicicleta equipada con una suspensión posterior de acuerdo con la
invención,
- la figura 2 es una vista parcial lateral de
una primera variante de realización de una suspensión posterior de
acuerdo con la invención que equipa una bicicleta,
- la figura 3 es una vista parcial lateral de
una segunda variante de realización de una suspensión posterior de
acuerdo con la invención que equipa una bicicleta,
- la figura 4 es una vista parcial lateral de
una tercera variante de realización de una suspensión posterior de
acuerdo con la invención que equipa una bicicleta,
- la figura 5 es una vista parcial lateral de
una cuarta y última variante de realización de una suspensión
posterior de acuerdo con la invención que equipa una bicicleta,
\newpage
- la figura 6 es una representación parcial y
esquemática de una bicicleta equipada con una suspensión posterior
de acuerdo con la invención representada en posición de vacío,
- la figura 7 es una representación parcial
esquemática de una bicicleta equipada con una suspensión posterior
de acuerdo con la invención en posición de equilibrio estático,
- la figura 8 es una representación parcial
esquemática de una bicicleta que comprende una suspensión posterior
de acuerdo con la invención cuando tiene lugar el inicio de un
movimiento de bombeo.
Con referencia a las figuras, se describirá a
título de ejemplo no limitativo, una suspensión posterior de una
bicicleta del tipo bicicleta todo terreno.
A este fin, se ha representado en la figura 1
una vista general lateral de una bicicleta que comprende un chasis
llamado cuadro triangulado 1 constituido por un tubo de sillín 2
globalmente vertical, por un tubo oblicuo 3 ensamblado por
soldadura en el extremo inferior del tubo del sillín 2 y un tubo
horizontal 4 ensamblado en el extremo superior del tubo del sillín
2 y a un tubo de horquilla 5 globalmente vertical, estando el tubo
oblicuo 3, por otra parte, solidarizado a dicho tubo de horquilla 5
por soldadura. Este último soporta una horquilla 6 que comprende
una suspensión 7 del tipo telescópico que soporta en su extremo
inferior el eje del cubo de la rueda delantera 8. Un manillar 9
está, de forma clásica, solidarizado en el extremo superior de la
horquilla 6 para asegurar la dirección de la bicicleta. Además, el
tubo del sillín 2 es apropiado para recibir un vástago de sillín
10 que comprende en su extremo superior un sillín 11 sobre el cual
se posiciona el ciclista. El extremo inferior del tubo del sillín
2, y más precisamente en la intersección del tubo oblicuo 3 y del
tubo del sillín 2, comprende una caja de pedales 12 que soporta el
eje de los piñones conductores 13 comúnmente denominados platos,
cuyos ejes de rotación son coaxiales, siendo unos pedales 14
solidarios de dicho eje de los piñones conductores, a uno y otro
lado del cuadro 1 de la bicicleta.
La bicicleta comprende, por otra parte, un brazo
oscilante 15 constituido por dos semibrazos 15a y 15b
que se extienden horizontalmente a uno y otro lado del cuadro 1,
estando dichos semibrazos 15a y 15b unidos por una o
varias riostras 16. El brazo oscilante 15 está solidarizado al
cuadro 1 por dos bielas 17 y 18, comprendiendo la biela 17 dos ejes
de rotación 17a y 17b respectivamente solidarios del
tubo oblicuo 3 y del brazo oscilante 15 y comprendiendo la biela 18
también dos ejes de rotación 18a y 18b respectivamente
solidarios del tubo del sillín 2 y del brazo oscilante 15. Por otra
parte, el brazo oscilante 15 soporta en su extremo libre el eje del
cubo de una rueda posterior motriz 19 y de un piñón conducido 20
solidario de dicha rueda posterior 19, siendo esta última
arrastrada en rotación por una cadena de transmisión 21 que se
extiende entre los piñones conductor 13 y conducido 20 formando dos
ramas, una llamada superior tensada 22 que transmite el par motor a
la rueda posterior 19 y la otra inferior llamada de retorno 23. En
este ejemplo particular de realización, la biela 18 se extiende
globalmente verticalmente y la biela 17 se extiende globalmente
horizontalmente, de manera que las bielas 17 y 18 se extienden
sensiblemente perpendicularmente una con respecto a la otra y la
intersección de la recta D1 que pasa por los ejes 17a y
17b de la biela 17 y de la recta D2 que pasa por los ejes
18a y 18b de la biela 18 está situada en el cuadrante
posterior superior de una referencia definida por un eje horizontal
H y un eje vertical V que concurren en el eje del piñón conductor
13, es decir que el punto C se sitúa por encima del eje horizontal
H y a la derecha del eje vertical V. Se observará, por otra parte,
que el punto C constituye el centro instantáneo de rotación del
brazo oscilante 15, siendo el centro instantáneo de rotación C el
punto alrededor del cual el brazo pivotante 15 pivota en cada
instante t.
Finalmente, la bicicleta comprende un
amortiguador 24 cuyos extremos son solidarios del extremos distante
de la biela 17, es decir del extremo más alejado de su eje
17a, y respectivamente de una pata 25 soldada al tubo
oblicuo 3 en la proximidad de la caja de pedales 12, extendiéndose
dicha pata 25 en el plano que contiene los tubos 2 a 5 del cuadro
1.
Así, el amortiguador 24 se extiende delante del
tubo oblicuo 3, es decir entre dicho tubo oblicuo 3 y la horquilla
que soporta la rueda delantera globalmente paralelamente a este
último.
Desde luego que el amortiguador 24 puede ser
solidario del brazo oscilante y de una pata soldada a uno de los
tubos del cuadro 1 y que puede extenderse entre los tubos 2, 3 y 4
del cuadro 1 en el plano que contiene estos últimos o detrás del
tubo del sillín 2 paralelamente a este, sin en cambio salir del
marco de la invención.
El espacio entre la rueda posterior 19 y el
sillín, es decir el tubo del sillín 2, el vástago del sillín 10 y
el sillín 11, es así liberado, permitiendo fijar un guardabarros 26,
representado en trazo de puntos, al tubo del sillín 2 por un collar
de fijación 27 posicionado entre el tubo horizontal 4 y la biela 18
a fin de evitar la proyección de barro, de agua, de gravillas, etc
... sobre la espalda del ciclista.
Desde luego, en lugar y posición o además de
guardabarros 26, puede ser instalado un portaequipajes detrás del
sillín 2, 10, 11 encima de la rueda posterior 19.
Según una variante de realización del sistema
antibombeo de acuerdo con la invención, con referencia a la figura
2, el eje de rotación 17a de la biela 17 que solidariza el
brazo oscilante 15 al tubo oblicuo 3 está montado loco sobre una
excéntrica 28 que pivota alrededor de un eje 29 paralelo al eje de
los piñones conductores 13, siendo dicha excéntrica 28 solidaria
del tubo oblicuo 3 y siendo el eje de rotación 17b de la
biela 17 solidario del brazo oscilante 15. La excéntrica 28
comprende, por otra parte, un brazo 30 cuyo extremo libre está
solidarizado por cualquier medio conocido a un cable tensado 31, que
se extiende paralelamente al tubo oblicuo 3 delante de este último
unido a una caja de mando 32 de un cambiador de piñones 33 que
permite hacer pasar la cadena de un primer piñón 13a llamado
plato mayor hacia un segundo piñón 13b llamado plato
intermedio, o hacia un tercer piñón 13c llamado plato
pequeño, pasando dicho cable 31 bajo la caja de pedales 12. Así,
estando la cadena 21 inicialmente sobre el plato mayor 13a que
corresponde a la posición C_{1} del centro instantáneo de
rotación del brazo oscilante 15, el aflojado del cable 31 que
permite el paso de la cadena 21 desde el plato mayor 13a
hacia el plato intermedio 13b provoca la rotación de la
excéntrica 28 en el sentido inverso a las agujas de un reloj
arrastrando en rotación la biela 17 alrededor de su eje 17b
en el sentido de las agujas de un reloj de tal manera que el centro
instantáneo de rotación C_{2}, que corresponde a la recta D1 que
pasa por los ejes de rotación 17a y 17b de la biela 17
y de la recta D2 que pasa por los ejes de rotación 18a y
18b de la biela 18, esté situado sobre la rama superior 22 de
la cadena 21 arrastrada por el plato intermedio 13b. Por
otra parte, un nuevo aflojado del cable 31 del cambiador de piñones
32 que permite el paso de la cadena 21 desde el plato intermedio
13b hacia el plato pequeño 13c provoca la rotación de
la excéntrica 28 en el sentido inverso de las agujas de un reloj
arrastrando en rotación alrededor de su eje 17b la biela 17
en el sentido de las agujas de un reloj hasta que el centro
instantáneo de rotación C_{3} del brazo oscilante está sobre la
rama superior de la cadena 21. Quedando la orientación de la biela
18 globalmente invariable en el curso de estos cambios de platos,
las posiciones C_{1}, C_{2} y C_{3} del centro instantáneo de
rotación del brazo oscilante 15 están situadas sobre la recta D2 que
pasa por los ejes de rotación 18a y 18b de dicha
biela 18. Por otra parte, se comprende bien que la puesta en tensión
del cable 31 del cambiador de piñones 32 permite el paso de las
posiciones C_{3} a C_{2} y después de C_{2} a C_{1} por una
rotación en el sentido de las agujas de un reloj de la excéntrica
28 que provoca la rotación de la biela 17 con respecto a su eje
17b en el sentido inverso de las agujas de un reloj cuando
tiene lugar el paso del plato pequeño 13c hacia el plato
intermedio 13b y respectivamente cuando tiene lugar el paso
del plato intermedio 13b hacia el plato mayor
13a.
Es evidente que los medios de variación de la
posición del centro instantáneo de rotación C descritos
anteriormente pueden estar adaptados al eje de rotación 18a
de la biela 18 que solidariza el brazo oscilante 15 al tubo del
sillín 2 sin en cambio salir del marco de la invención.
Por otra parte, desde luego los medios de
variación de la posición del centro instantáneo de rotación C del
brazo oscilante 15 pueden ser gobernados por los medios de mando del
cambiador de piñones delantero 32 y/o de un cambiador de piñones
posterior no representado en las figuras. Además, los medios de
variación de la posición del centro instantáneo de rotación C del
brazo oscilante 15 pueden consistir en unos medios de variación de
la rigidez del amortiguador 24, provocado la variación de la rigidez
una variación de la longitud del vástago del amortiguador 24 que
provoca la rotación de las bielas 17 y 18 y por consiguiente el
desplazamiento del centro instantáneo de rotación C a lo largo de
la recta D2.
Por otra parte, y según una segunda variante de
realización de la suspensión antibombeo de acuerdo con la
invención, con referencia a la figura 3, la biela 18 que solidariza
el brazo oscilante 15 al tubo del sillín 2 puede ser ventajosamente
reemplazada por una lámina flexible 34, tal como una lámina de
acero, de compuesto de fibras de carbono o análogo, cuyos extremos
están solidarizados a la riostra 16 del brazo oscilante 15 y a una
protuberancia 35 del tubo del sillín 2 posicionada entre la caja de
pedales 12 y el brazo oscilante 15 frente a la rueda posterior 19,
extendiéndose dicha lámina 34 entonces globalmente paralelamente al
tubo del sillín 2. La lámina flexible 34 está fijada a la riostra
16 y a la protuberancia 15 por unos tornillos 36 por ejemplo.
Además, se observará que estando la fijación de la lámina 34 al tubo
del sillín 2 situada bajo la fijación de dicha lámina 34 al brazo
oscilante 15, el cuadro 1 está suspendido bajo dicho brazo oscilante
15 de manera que la lámina 34 es sólo solicitada a tracción.
Según una tercera variante de realización de la
suspensión posterior de acuerdo con la invención, con referencia a
la figura 4, la articulación que solidariza el brazo oscilante 15 al
tubo del sillín 2 puede ser ventajosamente obtenida por una
articulación del tipo con "Silentbloc", que es una marca
registrada, que consiste en una riostra tubular 37 soldada al tubo
del sillín 2 de tal manera que su eje sea paralelo al eje de los
piñones conductores 13, dos "Silentblocs" oblongos 38a
38b representados en negro, obtenidos de caucho, empotrados
en unas ranuras oblongas 39a y 39b practicadas
respectivamente en cada semibrazo 15a y 15b del brazo
oscilante 15 y un eje 40 que ese extiende en los "silentblocs"
38a, 38b y en la riostra tubular 37 entre los
semibrazos 15a y 15b del brazo oscilante 15. El eje
longitudinal M de las ranuras oblongas 39a y 39b se
extiende globalmente horizontalmente y los "Silentblocs"
38a, 38b presentan una elasticidad máxima según este
mismo eje M de tal manera que el eje 40 pueda desplazarse en las
ranuras 39a, 39b según este eje. El centro instantáneo
de rotación C del brazo oscilante 15 consiste en la intersección de
la recta D'1 que pasa por los ejes de los medios de articulación
del brazo oscilante 15 al tubo oblicuo 3, no representados en esta
figura, y de la recta D'2 ortogonal al eje mayor M de la
articulación del tipo "Silentbloc" que pasa por el centro de su
eje 40.
Según una última variante de realización de la
suspensión posterior de acuerdo con la invención, con referencia a
la figura 5, los medios de articulación del brazo oscilante 15 con
respecto al cuadro 1 de la bicicleta consisten en una riostra 41
tubular soldada al tubo del sillín 2 de tal manera que su eje sea
paralelo al eje de los piñones conductores 13, dos lumbreras
arqueadas 42a, 42b practicadas en los semibrazos
15a y 15b del brazo oscilante 15, estando la
concavidad de las lumbreras 42a, 42b orientada hacia
arriba, es decir hacia el sillín, y extendiéndose sus ejes
longitudinales globalmente horizontalmente, y un eje 43 que se
extiende en la riostra tubular 41 y en las lumbreras 42a,
42b, pudiendo dicho eje 43 deslizar en estas últimas. El
centro instantáneo de rotación C consiste entonces en la
intersección de la recta D''1 que pasa por los ejes de los medios
de articulación del brazo oscilante 15 al tubo oblicuo 3 no
representado en esta figura y de la recta D''2 que pasa por una
parte por el eje 42 y por otra parte por el centro Y del arco de
circulo de las lumbreras 42a, 42b.
Es evidente que las lumbreras 41a y
41b pueden consistir en unas lumbreras globalmente
rectilíneas cuyo eje longitudinal se extiende globalmente
horizontalmente y que los medios de articulación del brazo de
oscilación 15 al cuadro 1 de la bicicleta pueden consistir en
cualquier medio equivalente conocido sin por ello salir del marco de
la invención.
Se explicará a continuación el funcionamiento
del sistema antibombeo según la invención haciendo referencia a las
figuras 6 a 8.
Haciendo referencia a la figura 6 que es una
representación parcial y esquemática de la bicicleta representada
en posición de vacío en la figura 1, es decir cuando la bicicleta
está apoyada sobre el suelo sin ciclista, el brazo oscilante 15
está solidarizado al cuadro 1 por las dos bielas 17 y 18
respectivamente solidarias del tubo oblicuo 3 y del tubo del sillín
2 de tal manera que la biela 18 sea sensiblemente perpendicular a
la rama tensada 22 de la cadena 21 y que el centro instantáneo de
rotación C correspondiente a la intersección de las rectas D1 y D2
esté situado en el cuadrante posterior superior de la referencia
definida por un eje horizontal H y un eje vertical V que concurren
en el eje del piñón conductor 13 debajo de la rama superior 22 de la
cadena 21.
Cuando el ciclista monta sobre la bicicleta, es
decir cuando se apoya sobre el sillín y/o los pedales, con
referencia a la figura 7, el cuadro 1 se hunde con respecto a su
posición de equilibrio en vacío representada a trazos de puntos
provocando la rotación de la biela 17 en el sentido inverso de las
agujas de un reloj, como indica la flecha a, hasta que el centro
instantáneo de rotación C se sitúa sobre la rama superior 22 de la
cadena 21, siendo las características del amortiguador 24 definidas
en función del peso del ciclista en particular para que en esta
posición de equilibrio, llamada estática, la rama superior 22 de la
cadena 21 pase por el centro instantáneo de rotación C del brazo
oscilante 15. Siendo el par motor proporcionado por el pedaleo del
ciclista transmitido a la rueda motriz 19 por la rama superior 22
que pasa por el centro de rotación del brazo oscilante 15, el
momento aplicado al brazo oscilante 15 es nulo, de manera que el par
motor es íntegramente transmitido a la rueda motriz cuando el
ciclista pedalea.
Cuando el ciclista cambia de ritmo de pedaleo
efectuando una aceleración por ejemplo, con referencia a la figura
8, el eje del cubo 1 de la rueda posterior se desplaza globalmente
según una trayectoria rectilínea, es decir según un arco de
círculo de gran radio de curvatura, hacia arriba desde una posición
de referencia Pr, como indica la flecha b. La posición de
referencia Pr de del eje del cubo de la rueda posterior corresponde
a la posición de dicho eje cuando la bicicleta está en posición de
equilibrio estático. El desplazamiento del eje del cubo de la rueda
posterior motriz provoca la rotación del brazo oscilante 15
alrededor del centro instantáneo de rotación C que se desplaza
globalmente sobre la recta D2 que, en cada instante t, se
extiende globalmente perpendicularmente a la rama tensada 22 de la
cadena 21, es decir que su orientación varía poco cuando tiene
lugar la rotación del brazo oscilante 15. Cuando el eje del cubo de
la rueda posterior motriz se desplaza hacia arriba, el centro
instantáneo de rotación del brazo oscilante 15 se desplaza hacia
arriba, de manera que la rama superior tensada 22 de la cadena 21
se sitúa debajo de dicho centro instantáneo de rotación C creando
así un momento de retorno proporcional a la tensión de la rama
superior 22 de la cadena 21 y a la distancia Z que separa la rama
superior 22 del centro instantáneo de rotación C del brazo oscilante
15 que tiende a llevar de nuevo el brazo oscilante 15 a su posición
inicial de equilibrio estático. Se observará que, cuando el brazo
oscilante 15 se desplaza hacia abajo, el centro instantáneo de
rotación del brazo oscilante 15 se desplaza hacia abajo de manera
que la rama superior tensada 22 de la cadena se sitúa por encima de
dicho centro instantáneo de rotación C creando así un momento de
retorno proporcional a la tensión de la rama superior tensada 22 y
a la distancia que separa esta última del centro instantáneo de
rotación C del brazo oscilante que tiende a llevar de nuevo dicho
brazo oscilante 15 a su posición de equilibrio estático. Así, el
momento de retorno del brazo oscilante hacia si posición de
equilibrio estático se opone, cualquiera que se su sentido, y en
cada instante t, al inicio del movimiento oscilatorio
parásito llamado de bombeo creado por el pedaleo del ciclista.
Además, cuando la rueda motriz vuelve a su posición inicial Pr de
equilibrio estático, el centro instantáneo de rotación 6 del brazo
oscilante 15 se sitúa de nuevo sobre la rama superior 22 de la
cadena 21 de manera que el momento aplicado al brazo oscilante 15 es
nulo.
Desde luego el centro de rotación C del brazo
oscilante 15 puede estar fijo, el chasis y/o el brazo oscilante
comprenden entonces unos medios para que la rama superior 22 de la
cadena de transmisión o la recta que la prolonga, pase por el entro
de rotación del brazo oscilante, cuando el vehículo está en posición
de equilibrio estático, y que dicha rama superior 22 esté situada
por debajo del centro de rotación del brazo oscilante cuando el
cubo de la rueda motriz se sitúa por encima de su posición de
referencia.
Por otra parte, es evidente que el brazo
oscilante 15 puede consistir en un brazo triangulado, es decir un
brazo que comprende tres tubos soldados entre sí para formar un
triángulo, siendo el eje del cubo de la rueda posterior soportado
por uno de los ángulos del triangulo, solidarizado por dos bielas
cuyos ejes son respectivamente solidarios del tubo del sillín y del
tubo del brazo oscilante 15 opuesto al cubo de la rueda posterior,
sin en cambio salir del marco da la invención.
Finalmente, desde luego el sistema antibombeo de
acuerdo con la invención puede ser adaptado a todos los tipos de
vehículos del tipo que comprende un chasis, un brazo oscilante
solidario del chasis que soporta el eje del cubo de por lo menos
una rueda motriz y un amortiguador cuyos extremos son solidarios
respectivamente del chasis y del brazo oscilante, tales como una
motocicleta, un quad, o análogos, y que los ejemplos de vehículos
que se acaban de describir únicamente son unas ilustraciones
particulares en ningún caso limitativas de las aplicaciones del
sistema antibombeo de acuerdo con la invención.
Claims (10)
1. Suspensión posterior de un vehículo, tal como
una bicicleta, una motocicleta o análogo, del tipo que comprende un
chasis (1), un brazo oscilante (15) solidario del chasis (1) que
soporta el eje del cubo de una rueda motriz (19) y un amortiguador
(24) cuyos extremos son solidarios respectivamente del chasis (1) y
del brazo oscilante (15), siendo el par motor transmitido a la
rueda motriz (19) por una cadena (21) que se extiende entre un
piñón conductor (13) solidario del chasis (1) y un piñón conducido
(20) solidario del eje del cubo de la rueda motriz (19), formando
dicha cadena (21) entre los piñones conductores (13) y conducidos
(20) dos ramas, una superior tensada (22) que transmite el par
motor a la rueda motriz (19) y la otra inferior (23), denominada de
retorno, estando el chasis (1) constituido por un tubo de sillín (2)
globalmente vertical, por un tubo horizontal (4) y por un tubo
oblicuo (3), siendo el tubo horizontal (4) y el tubo oblicuo (3)
solidarios de un tubo de dirección (5) que recibe una horquilla (6)
y estando el eje del piñón conductor (13) posicionado en la
intersección del tubo del sillín (2) y del tubo oblicuo (3),
comprendiendo el chasis (1) y/o el brazo oscilante (15) unos medios
para que la rama superior (22) de la cadena de transmisión (21) o la
recta que la prolonga, pase por el centro instantáneo de rotación
(C) del brazo oscilante (15) cuando el vehículo está en posición de
equilibrio estático, y que dicha rama superior (22) de la cadena
(21) esté situada por debajo del centro instantáneo de rotación
(C) del brazo oscilante (15) cuando el cubo de la rueda motriz (19)
se sitúa por encima de su posición de referencia (Pr)
correspondiente a la posición del eje del cubo de la rueda motriz
(19) cuando el vehículo está en posición de equilibrio estático,
caracterizada porque el brazo oscilante (15) está
solidarizado por lo menos por dos medios de articulación (17, 18) al
chasis (1) cuya intersección de las rectas (D1, D2) que pasan por
los ejes (17a, 17b, 18a, 18b) de
rotación de cada medio de articulación (17, 18) está situada en el
cuadrante posterior superior de una referencia definida por un eje
horizontal (H) y un eje vertical (V) que concurren en el eje del
piñón conductor (13) y porque los extremos del amortiguador (24)
son solidarios respectivamente del brazo oscilante (15) o del medio
de articulación (17) que solidariza el brazo oscilante (15) al tubo
oblicuo (3) y a una pata (25) soldada a uno de los tubos (2, 3, 4)
del chasis (1), extendiéndose dicha parta (25) en el plano que
contiene los tubos (2 - 5) del chasis (1), extendiéndose dicho
amortiguador (24) delante del tubo oblicuo (3), es decir entre el
tubo oblicuo (3) y la horquilla (6) que soporta la rueda delantera
(8), globalmente paralelamente a este último o ente los tubos (2 -
5) que constituyen el chasis (1) en el plano que contiene estos
últimos.
2. Suspensión posterior según la reivindicación
anterior, caracterizada porque, cuando el eje del cubo de la
rueda motriz (19) se desplaza, el centro instantáneo de rotación (C)
del brazo oscilante (15) se desplaza con respecto a la rama
superior (22) de la cadena (21) globalmente según una recta.
3. Suspensión posterior según la reivindicación
anterior, caracterizada porque la recta sobre la cual se
desplaza el centro instantáneo de rotación (C) del brazo oscilante
(15) se extiende globalmente perpendicularmente a la rama superior
(22) de la cadena (21).
4. Suspensión posterior según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el brazo
oscilante (15) está solidarizado al chasis (1) por dos bielas (17,
18) que se extienden globalmente perpendicularmente una respecto a
la otra.
5. Suspensión posterior según la reivindicación
4, caracterizada porque las bielas (17, 18) están
solidarizadas respectivamente al tubo del sillín (2) y al tubo
oblicuo (3) del chasis (1).
6. Suspensión posterior según cualquiera de las
reivindicaciones 4 y 5, caracterizada porque por lo menos
una biela (17, 18) se extiende globalmente verticalmente cuando el
vehículo está exposición de equilibrio estático.
7. Suspensión posterior según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el chasis
(1) y/o el amortiguador (24) comprende unos medios para hacer variar
la posición del centro instantáneo de rotación (C) del brazo
oscilante (15) a fin de que, en posición de equilibrio estático, la
rama superior (22) de la cadena (21) o la recta que la prolonga
pase por el centro instantáneo de rotación (C) del brazo oscilante
(15) cualesquiera que sean las dimensiones del piñón conductor y/o
conducido.
8. Suspensión posterior según la reivindicación
7, caracterizada porque el chasis (1) comprende unos medios
para hacer variar la posición del eje de rotación (17a,
17b, 18a, 18b) de por lo menos una biela (17,
18) que solidariza el brazo oscilante (15) al chasis (1).
9. Suspensión posterior según la reivindicación
7, caracterizada porque el amortiguador (24) comprende unos
medios para hacer variar su rigidez.
10. Suspensión posterior según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque los medios de
variación de la posición del centro instantáneo de rotación (C) del
brazo oscilante (15) son controlados por los medios de mando (31,
32) de un cambiador de piñón (33) anterior y/o posterior.
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