ES2302886T3 - Sistema de suspension de rueda delantera para vehiculos que tienen una unica rueda delantera. - Google Patents

Abstract

Un sistema de suspensión de rueda delantera para la guía y suspensión de la rueda delantera (26) de vehículos con ruedas que tienen una única rueda delantera (26), comprendiendo dicho sistema de suspensión: un cuadro (50) apoyado en las ruedas del vehículo (20, 26), proporcionando el cuadro un punto de suspensión delantera fijo y un punto de dirección fijo (51); un brazo oscilante (52) conectado de forma operativa a un extremo del punto de suspensión delantera fijo (58) y proporcionando un segundo punto de dirección variable (53) en el otro extremo del brazo (52); definiendo el punto de dirección fijo (51) y el segundo punto de dirección (53) el eje de dirección; una horquilla combinada de forma operativa con el cuadro (50) y que tiene al menos una pata de horquilla (59) para conectarse a la rueda delantera (26) del vehículo, teniendo la horquilla un eje longitudinal; una primera articulación de horquilla (54); y una segunda articulación de horquilla (55) separada de la primera articulación de horquilla (54) a lo largo del eje longitudinal de la horquilla; caracterizado porque la horquilla es una horquilla de dos partes que tiene dos elementos de conexión (56, 57) móviles uno con respecto al otro; la primera articulación de horquilla (54) conecta de forma operativa uno de los elementos de conexión (56, 57) de la horquilla al punto de dirección fijo (51); la segunda articulación de horquilla (55) conecta de forma operativa el otro elemento de conexión (56, 57) de la horquilla al cuadro (50) mediante una conexión de abrazadera (71) en el segundo punto de dirección (53) proporcionado por el brazo oscilante (52); la segunda articulación de horquilla (55) conectada al brazo oscilante (52) es móvil de forma ajustable gracias al deslizamiento de la segunda articulación de horquilla (55) a lo largo del eje de la horquilla aflojando la conexión de abrazadera (71) de la segunda articulación de horquilla (55) y apretándola de nuevo en una posición diferente para de este modo cambiar el ángulo básico del eje de dirección con respecto al cuadro (50) independientemente de cualquier movimiento de la función de suspensión de la horquilla.

Description

Sistema de suspensión de rueda delantera para vehículos que tienen una única rueda delantera.

Esta solicitud reivindica prioridad de las Solicitudes Alemanas 202 11656 y 202 11655.7 presentadas el 29 de julio de 2002 y la Solicitud Alemana 202 14757.6 presentada el 24 de septiembre de 2002.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a un sistema de suspensión de rueda delantera y un método para la rueda delantera de vehículos que tienen una única rueda delantera, tales como motocicletas, triciclos y bicicletas.

Los sistemas de suspensión de rueda delantera más conocidos para los vehículos que tienen una única rueda delantera tienen una curva fija de elevación de la rueda, que está predeterminada por la construcción global del vehículo. Esta curva fija de elevación de la rueda es una curva a lo largo de la que se mueve la rueda delantera del vehículo por todo el rango elástico del sistema de suspensión. Por lo tanto, los valores de los parámetros que determinan el comportamiento de conducción de dichos vehículos, tales como el ángulo de dirección y el avance, son determinados por la construcción del sistema de muelle de suspensión dentro del rango elástico. Normalmente el valor del avance depende directa y geométricamente de cualquier modificación del ángulo de dirección, ya que existe una conexión fija de la distancia del medio de guía de las ruedas, tal como una horquilla telescópica, al eje de dirección.

De este modo, por ejemplo, en una acción de frenazo brusco de una motocicleta, el ángulo de dirección se vuelve más agudo y el avance se hace más corto y por lo tanto la motocicleta se desestabiliza. En el caso de una bicicleta de montaña con un gran rango elástico el ángulo de dirección puede hacerse demasiado agudo y el avance demasiado corto cuando la bici corre colina abajo y pasa simultáneamente sobre un bache dando como resultado que la bici tiene un mayor riesgo de caída. En tal caso, las modificaciones de ajuste del ángulo de dirección normalmente no consiguen ningún cambio en la curva de elevación de la rueda, ya que el rango elástico normalmente está únicamente constituido por un único elemento de muelle que solo permite un movimiento de elevación. Por lo tanto la horquilla telescópica se usa comúnmente en sistemas de suspensión de rueda delantera para bicicletas, triciclos y motocicletas, sistemas que están constituidos por un cuadro y articulaciones de horquilla combinados con una horquilla telescópica.

En los cuadros para bicicletas y motocicletas conocidos que pueden permitir un cambio del ángulo de dirección, dicho cambio se consigue generalmente intercambiando insertos proporcionando diferentes puntos para una conexión fija de los dos puntos de giro en el cuadro que determinan el ángulo de dirección. Debido al necesario trabajo de ensamblaje, esto consume mucho tiempo. Las articulaciones de horquilla de bicicletas y motocicletas conocidas hasta la fecha consiguen dicha posibilidad de cambiar el ángulo del cabezal de dirección por medio de rodamientos especiales. Para este fin, se usan rodamientos tales como rodamientos de bola única o rodamientos de rodillo esférico en el área del giro del eje de dirección o en el área de la conexión entre al menos una pata de horquilla y la articulación de horquilla. Los cambios de avance conseguidos de este modo, se obtienen por medio de la modificación del ángulo del cabezal de dirección bajo compresión, estando determinado el valor inicial por un desfase fijo de horquilla entre el eje de dirección y el eje de la pata de horquilla. Debido a su especial diseño, el uso de los rodamientos descritos anteriormente es más costoso que el de los rodamientos convencionales tales como rodamientos de rodillo sencillo o rodamientos de rodillo cónico, mientras que los cambios potenciales en el avance están causados principalmente por la modificación del ángulo del cabezal de dirección.

Las horquillas telescópicas de dos partes conocidas para bicicletas y motocicletas solamente posibilitan un único movimiento de los dos elementos de conexión en el rango elástico de compresión y rebote cuando pasan sobre baches o cuando se frena o se acelera. Por lo tanto, en ambas situaciones de conducción, se obtienen las mismas modificaciones geométricas del ángulo de dirección y del avance de la rueda delantera. Esta modificación de la geometría del cuadro, que es siempre y constantemente la misma incluso en diferentes situaciones de conducción, hace imposible una optimización del comportamiento de conducción adaptado a la situación de conducción en los diferentes vehículos.

Como se ilustra en las Figuras 12 y 13, en este sistema conocido, en la posición de rebote, un ángulo de dirección fijo o inclinación "R" está predeterminado por medio de un cuadro con un cabezal de dirección. El avance "T" también se determina por medio de la distancia fija del eje de dirección, con respecto al cual la horquilla telescópica se dispone normalmente en paralelo por medio de las llamadas articulaciones de horquilla. Ahora, en la compresión al máximo del rango elástico, los valores del ángulo de dirección cambian de forma lineal con respecto al respectivo rango elástico y, junto con el cambio del ángulo de dirección, el avance también cambia de forma lineal, esto es, el ángulo de dirección se hace más agudo de forma constante y el avance se hace más corto de forma constante.

El documento WO 96/03307 proporciona una horquilla de suspensión para el giro de la rueda de vehículos de dos ruedas. La propia horquilla de suspensión es rígida y puede moverse hacia el eje del tubo del cabezal contra la fuerza del muelle para proporcionar suspensión contra baches y sacudidas y para este fin se monta para movimiento longitudinal con ayuda de rodamientos de rodillo lineal solamente a nivel del tubo del cabezal. El rodamiento lineal también puede realizar un movimiento de cabeceo compensatorio alrededor de un eje de cabeceo horizontal y de este modo siempre está alineado con el eje central de la horquilla o el palo de la horquilla, reduciendo de este modo sustancialmente la fricción entre las partes en movimiento y evitando cualquier atasco o fricción durante la sacudida. Una articulación doble con ejes que corren perpendiculares entre sí en la unión entre el rodamiento de rodillo lineal de la horquilla de suspensión y el cuadro del vehículo permite, además del movimiento de cabeceo y especialmente cuando hay un movimiento de dirección durante la sacudida, un segundo movimiento compensatorio del rodamiento lineal alrededor del eje de viraje, que del mismo modo contrarresta el atasco o la fricción. El cuadro proporciona un ángulo del cabezal de dirección ajustable solamente mediante el movimiento de suspensión. Los puntos de giro que determinan el ángulo del cabezal de dirección no están conectados rígidamente. Al menos un punto de giro proporciona una posición variable en el eje de dirección, girando contra el cuadro por medio de un brazo oscilante.

Por lo tanto existe una necesidad de un sistema de suspensión de rueda delantera mejorado para la rueda delantera de vehículos que tienen una única rueda delantera, tales como motocicletas, triciclos y bicicletas, que supere las deficiencias descritas anteriormente de los sistemas conocidos.

Sumario de la invención

La invención es un sistema de suspensión de rueda delantera para vehículos con una única rueda delantera suspendida mediante un elemento de suspensión y comprende un sistema que, por medio de diferentes mediciones o ajustes de los componentes individuales puede adaptarse fácil y rápidamente al campo de aplicación y situación de conducción respectivos, especialmente con respecto a los valores del ángulo de dirección y avance en el rango elástico. La invención es aplicable principalmente a bicicletas y motocicletas.

El sistema de suspensión de rueda delantera de la invención está constituido por un cuadro para bicicletas, triciclos y motocicletas que permite una modificación del ángulo de dirección cambiando las conexiones de abrazadera de las articulaciones de horquilla en una horquilla, cuyos puntos de dirección están conectados en al menos un punto a un brazo oscilante a través de un cuadro y al menos dos articulaciones de horquilla de las que al menos una también puede diseñarse como una articulación de horquilla de dos partes que permite un ángulo del cabezal de dirección y un avance que puede ajustarse en el rango elástico. Además, la invención proporciona una nueva unidad de muelle, una horquilla telescópica, para bicicletas y motocicletas que permite un movimiento de desplazamiento de descenso y deslizamiento de las partes de conexión que es variable a lo largo del rango elástico. En base a un ajuste adecuado de las diferentes posibilidades de ajuste relativo del cuadro, las articulaciones de horquilla y las unidades de muelle, el sistema proporciona muchas posibilidades de ajuste. Especialmente con respecto a las curvas de elevación de la rueda deseadas, de acuerdo con lo definido por los parámetros de ángulo de dirección y avance, ahora se obtienen opciones de ajuste gracias a las unidades de muelle, que difieren sustancialmente de los dispositivos conocidos hasta la fecha.

Por lo tanto el sistema de acuerdo con la invención está constituido por: (1) un cuadro con una disposición variable de los puntos de dirección usando al menos un brazo oscilante; (2) múltiples articulaciones de horquilla de las que al menos una puede diseñarse como una articulación de horquilla de dos partes que posibilita distancias variables entre los ejes de dirección y (3) una horquilla telescópica especial conectada a la rueda delantera y que tiene al menos tres partes de modo que la rueda delantera es guiada a través de todo el sistema cuando queda suspendida total o parcialmente.

La invención también incluye una realización de un cuadro, cuyo ángulo del cabezal de dirección es ajustable, y en el que el ajuste puede conseguirse extremadamente rápido por medio de un simple movimiento de desplazamiento de una conexión de abrazadera de una articulación de horquilla.

De acuerdo con la invención, la articulación de horquilla, debido a su forma en dos partes, hace una subdivisión de los movimientos de rotación y oscilación. De este modo, la articulación de horquilla por un lado permite el uso de rodamientos menos costosos y por otro lado, dependiendo de la realización particular, proporciona la posibilidad de un cambio adicional de avance, puesto que consigue un cambio del desfase de la horquilla (esto es, del punto de pivote del eje de dirección con respecto a la distancia geométricamente relevante del eje de la pata de horquilla en la articulación de horquilla) en el área de oscilación.

Como se usa especialmente para motocicletas y bicicletas, la construcción de la horquilla telescópica de la invención está constituida por conexiones deslizables, que pueden deslizarse una dentro de la otra y que consiguen la compresión y rebote del ensamblaje de rueda delantera durante el frenado o la aceleración así como cuando pasa sobre baches. Debido a la forma especial de la horquilla telescópica en al menos tres partes, puede conseguirse un movimiento relativo diferente adecuado de las partes de conexión individuales en todo el rango elástico, dependiendo siempre del ajuste de las constantes individuales de deformación elástica y de amortiguamiento de las partes de conexión una con respecto a la otra. De este modo, en los procesos de compresión y frenado, puede conseguirse una modificación adicional del ángulo de dirección delantero en el rango elástico, tal como por ejemplo en conexión con un punto de dirección suspendido de forma variable, modificación que difiere de la modificación conocida del ángulo de dirección que se consigue mediante la compresión de una horquilla telescópica convencional.

Lo característico del sistema de la invención es la combinación de al menos dos elementos de muelle que son ajustables independientemente entre sí, añadiéndose los rangos elásticos individuales de los elementos a un rango elástico global para la rueda delantera a guiar. Por lo tanto, esta disposición especial posibilita geometrías del cuadro variables con respecto al ángulo de dirección y el avance. En necesario que al menos uno de los elementos de muelle esté unido entre al menos un punto de dirección engoznado de forma variable, que está soportado por medio de un brazo oscilante por el cuadro del vehículo. Debido a esta modificación de al menos un rango elástico, el eje de dirección se define con respecto al cuadro por medio de la respectiva disposición del al menos un brazo oscilante, que define de este modo el ángulo de dirección correspondiente del cuadro. Al menos un segundo elemento de muelle se une directamente en solitario a la articulación de horquilla inferior o dentro de una horquilla telescópica que tiene al menos una forma de tres partes, el elemento de muelle está unido de modo que guíe a la rueda delantera por todo su rango elástico con respecto a al menos un brazo oscilante al que está unido el punto de dirección engoznado de forma variable. Cuando este segundo elemento de muelle se comprime, el ángulo de dirección de todo el vehículo cambia con respecto al nivel de la carretera como tal.

De este modo, el comportamiento de conducción del vehículo puede cambiarse ajustando el elemento de muelle individual, que modificará los valores de los parámetros críticos de ángulo de dirección y avance del sistema de suspensión de la rueda delantera. En otras palabras, la disposición selectiva de los elementos de muelle individuales puede proporcionar respectivamente diferentes modificaciones geométricas del ángulo de dirección y del avance que se suman al rango elástico global del sistema de suspensión de rueda delantera.

En el caso de una conexión directa entre una unidad de guiado de la rueda tal como una horquilla telescópica, los rodamientos en los puntos de dirección variables deben permitir un movimiento de rotación así como de oscilación de los puntos de dirección mediante el uso de las articulaciones de horquilla. Las articulaciones de horquilla pueden diseñarse como rodamientos de articulación en rótula esférica, rodamientos de rodillo esférico o las llamadas articulaciones de bola única. En una realización preferida del sistema de la invención, al menos una articulación de horquilla, por ejemplo la superior, se diseña como una articulación de horquilla de dos partes, cuyo rodamiento en el eje de dirección se diseña convencionalmente de modo que solamente es posible un movimiento de dirección pero no un movimiento de oscilación de esta primera parte. La segunda parte de esta articulación de horquilla especial está conectada a una unidad de muelle por medio de conexiones de abrazadera convencionales, por ejemplo a la parte superior de una horquilla telescópica especial. Las dos partes de la articulación de horquilla de nuevo se conectan entre sí por medio de un eje de oscilación. Durante el respectivo movimiento de al menos dos partes de un sistema de articulaciones de horquilla de múltiples partes cuando se comprime, la distancia entre la horquilla telescópica especial y el punto de dirección de la articulación de horquilla diseñada en dos partes cambia. Dependiendo de la realización particular de la articulación de horquilla de dos partes y especialmente con respecto al posicionamiento del eje de oscilación, se obtiene un cambio de avance adicional en el sistema de dirección, cambio que es independiente del cambio de avance que depende
de la modificación del ángulo de dirección de todo el sistema con respecto al nivel de la calzada del vehículo.

La presente invención proporciona un sistema de suspensión de rueda delantera para guiar y mantener suspendida la rueda delantera de vehículos con ruedas que tienen una única rueda delantera, comprendiendo dicho sistema de suspensión: un cuadro que se apoya en las ruedas del vehículo, proporcionando el cuadro un punto fijo de suspensión delantera y un punto de dirección fijo; un brazo oscilante conectado de forma operativa a un extremo del punto fijo de suspensión delantera y que proporciona un segundo punto de dirección variable en el otro extremo del brazo; definiendo el punto de dirección fijo y el segundo punto de dirección el eje de dirección; una horquilla combinada de forma operativa con el cuadro y que tiene al menos una pata de horquilla para conectarse a la rueda delantera del vehículo, teniendo la horquilla un eje longitudinal; una primera articulación de horquilla; y una segunda articulación de horquilla separada de la primera articulación de horquilla a lo largo del eje longitudinal de la horquilla; caracterizado porque la horquilla es una horquilla que tiene dos elementos de conexión móviles uno con respecto al otro; conectando de forma operativa la primera articulación de horquilla uno de los elementos de conexión de la horquilla al punto de dirección fijo; conectando de forma operativa la segunda articulación de horquilla el otro elemento de conexión de la horquilla al cuadro mediante una conexión de abrazadera en el segundo punto de dirección proporcionado por el brazo oscilante; estando la segunda articulación de horquilla conectada al brazo oscilante móvil de forma ajustable gracias al deslizamiento de la segunda articulación de horquilla a lo largo del eje aflojando la conexión de abrazadera de la segunda articulación de horquilla y apretándola de nuevo en una posición diferente para de este modo cambiar el ángulo básico del eje de dirección con respecto al cuadro, independientemente de cualquier movimiento de la función de suspensión de la horquilla.

En otra realización preferida de la invención, al menos otra articulación de horquilla existente adicional, se diseña en forma de dos partes. Sin embargo, en este caso, el eje de oscilación cruza el rodamiento diseñado convencionalmente en el punto de giro del eje de dirección.

En una realización preferida adicional al menos una articulación de horquilla existente adicional, se diseña en forma de dos partes, pero en este caso el eje de oscilación cruza la línea central de la horquilla telescópica especial, con el rodamiento en el punto de giro del eje de dirección diseñándose de manera convencional.

En otra realización preferida más, el elemento de muelle superior se diseña como amortiguador, que soporta el brazo oscilante y el cuadro.

En otra realización más, el sistema se describe en sus variaciones en combinación con tres elementos de muelle que son ajustables independientemente entre sí y que están conectados entre sí por medio de dos brazos oscilantes.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista esquemática de una realización de la invención que muestra todo el sistema de suspensión de rueda delantera, siendo la Figura 1x una vista en planta aumentada que ilustra una articulación de horquilla convencional con una articulación en rótula en el eje de dirección;

La Figura 1a es una vista esquemática similar a la Figura 1 pero que muestra en la Figura 1a1 una articulación de horquilla de dos partes en la articulación de horquilla superior y en la Figura 1a2 una articulación en rótula en la articulación de horquilla inferior;

La Figura 1b es una vista esquemática similar a la Figura 1a pero que muestra en la Figura 1b1 una articulación en rótula en la articulación de horquilla superior y en la Figura 1b2 una articulación de horquilla de dos partes en la articulación de horquilla inferior;

La Figura 1c es una vista esquemática similar a la Figura 1a pero que muestra en la Figura 1c1 una articulación de horquilla de dos partes en la articulación de horquilla superior y en la Figura 1c2 una articulación de horquilla de dos partes en la articulación de horquilla inferior, cuyo eje de oscilación cruza el punto de dirección;

La Figura 1d es una vista esquemática similar a la Figura 1c pero que muestra en la Figura 1d1 una articulación de horquilla de dos partes en la articulación de horquilla superior y en la Figura 1d2 una articulación de horquilla de dos partes en la articulación de horquilla inferior, cuyo eje de oscilación cruza la línea central de la unidad de suspensión inferior.

La Figura 2 es una vista esquemática similar a la Figura 1 pero que muestra ahora las posibilidades básicas de ajuste de inclinación y avance de un cuadro de acuerdo con la invención sencillamente a través de un cambio en la posición de abrazadera de la articulación de horquilla inferior con respecto a la horquilla telescópica;

La Figura 2A es una vista esquemática similar a la Figura 2 pero que muestra otra realización del cuadro del vehículo constituida por dos brazos oscilantes móviles para ajustes del cabezal de dirección.

La Figura 3 es una vista en planta de una articulación de horquilla o mecanismo de abrazadera triple de la invención que se muestra usado con una horquilla que tiene dos o tres unidades deslizantes de desplazamiento de la rueda.

La Figura 3a es una vista en alzado desde un extremo del mecanismo de abrazadera triple de la Figura 3;

La Figura 4 es una ilustración esquemática de una horquilla telescópica de tres partes;

La Figura 4A es una vista esquemática similar a la Figura 4 pero que muestra solamente el elemento inferior que contiene un elemento de muelle;

La Figura 4B es una vista esquemática similar a la Figura 4 pero que muestra otra realización de la horquilla;

La Figura 4B1 es una vista en alzado aumentada que muestra además el elemento central y la conexión de sus dos partes;

La Figura 4C es una vista esquemática similar a la Figura 4B pero que muestra otra realización de la horquilla con solamente el elemento inferior que contiene un elemento de muelle;

La Figura 4C1 es una vista en alzado aumentada que muestra además el elemento central y la conexión de sus dos partes;

La Figura 4D es una vista esquemática de una horquilla de cuatro partes;

La Figura 4D1 es una vista en alzado aumentada que muestra además la conexión de dos partes de dos de los elementos de la horquilla de la Figura 4D;

La Figura 4E es una vista esquemática de otra realización de una horquilla de cuatro partes con solamente el elemento inferior y superior que contienen un elemento de muelle;

La Figura 4E1 es una vista en alzado aumentada que muestra además la conexión de dos partes de dos de los elementos de la horquilla de la Figura 4E;

La Figura 4F es una vista esquemática de otra realización de una horquilla de cuatro partes con solamente los dos elementos inferiores que contienen un elemento de muelle;

La Figura 4F1 es una vista en alzado aumentada que muestra además la conexión de dos partes de dos de los elementos de la horquilla de la Figura 4F;

La Figura 4G es una vista esquemática de otra realización de una horquilla de cuatro partes con solamente el elemento más inferior que contiene un elemento de muelle;

La Figura 4G1 es una vista en alzado aumentada que muestra además la conexión de dos partes de dos de los elementos de la horquilla de la Figura 4G;

La Figura 5 es una vista esquemática de toda la suspensión de rueda delantera que muestra el uso de la horquilla de la Figura 4B;

La Figura 5a es una vista en alzado aumentada de una porción de la Figura 5 y que muestra la articulación inferior de la horquilla;

La Figura 6 es una vista esquemática de la suspensión de rueda delantera que muestra una realización que usa una suspensión monochoque y que muestra el uso de la suspensión de la Figura 4A;

La Figura 7 es una vista esquemática de la suspensión de rueda delantera que muestra una realización que usa un segundo brazo oscilante en la suspensión y que muestra el uso de la horquilla de la Figura 4D;

La Figura 8 es una vista esquemática de la suspensión de rueda delantera que muestra una realización que usa la horquilla de la Figura 4 y que por lo tanto tiene un elemento rígido en la horquilla entre los dos brazos oscilantes;

La Figura 9 es una vista esquemática de la suspensión de rueda delantera que muestra una realización que usa un segundo brazo oscilante en la suspensión combinado con una unidad de suspensión monochoque y que muestra el uso de la horquilla de la Figura 4E;

La Figura 10 es una vista esquemática de la suspensión de rueda delantera que muestra una realización similar a la realización de la Figura 9 pero que muestra una variación de la misma que usa una unidad de suspensión monochoque y que muestra el uso de la horquilla de la Figura 4F;

La Figura 11 es una vista esquemática de la suspensión de rueda delantera que muestra una realización similar a la realización de las Figuras 9 y 10 pero que muestra una variación de la misma que usa dos elementos de muelle usando una unidad de suspensión monochoque y que muestra el uso de la horquilla de la Figura 4G;

La Figura 12 es un diagrama que ilustra la relación de inclinación y avance y el rango elástico de una horquilla regular que se muestra en la Figura 13; y

La Figura 13 es una vista esquemática de una horquilla regular que ilustra la inclinación y avance geométricamente.

Descripción de las realizaciones preferidas Diseño del Sistema

Los dibujos ilustran la invención principalmente de forma esquemática. La utilización de los principios de la invención en la construcción específica de vehículos de dos ruedas será evidente para los especialistas en la técnica. Como se muestra en los dibujos, el sistema de suspensión de rueda delantera de la invención está constituido por un cuadro 50 para bicicletas y motocicletas que se apoya en ruedas que lo conectan al suelo, una rueda trasera 20 y una rueda delantera 26. La Figura 1 muestra esquemáticamente la construcción de todo el sistema de suspensión de rueda delantera que incluye un cuadro 50. Este nuevo tipo de cuadro se muestra en la Figura 2 con una variación del mismo en la Figura 2A y se describirá con más detalle en lo sucesivo en este documento. El cuadro proporciona opciones de ajuste general fáciles para el ángulo de dirección básico y de este modo tiene un punto de dirección superior fijo 51 y un punto de suspensión fijo 58. En el punto de suspensión 58, una palanca invertible o brazo oscilante 52 está conectado de forma operativa a un punto de dirección inferior 53. El cuadro 50 está provisto de articulaciones de horquilla 54 y 55 en ambos puntos de dirección 51 y 53, articulaciones de horquilla que se disponen para proporcionar movimiento de balanceo y de rotación.

En la realización de la Figura 1, el giro de los puntos de dirección 51 y 53 se proporciona mediante un inserto de rótula 73 que se mantiene dentro de las articulaciones de horquilla 54 y 55 mediante al menos una conexión de tornillo de abrazadera 74 como se muestra en la Figura 1x. Una unidad de muelle 57 se monta sobre la articulación de horquilla inferior 55 y una unidad de muelle 56 se monta sobre la articulación de horquilla superior 54 por medio de conexión de abrazadera 71 a modo de ajuste de tornillo que proporciona al menos una conexión atornillada 72. Dependiendo de la respectiva realización del sistema, tal como en una horquilla telescópica de tres partes con una conexión directa por ejemplo, los ejes de las abrazaderas 71 de las unidades de muelle se extienden linealmente. Las articulaciones de horquilla 54 y 55 están conectadas a un sistema de muelle especial 59 a modo de conexión de abrazadera, sistema de muelle 59 que está constituido por al menos dos unidades de muelle 56 y 57 que pueden separarse entre sí. Los rangos elásticos de estas unidades de muelle 56 y 57 se añaden a un rango elástico global del sistema de suspensión. Dependiendo del ajuste del emplazamiento individual en cada unidad de muelle individual 56 y 57, el sistema proporciona diferentes cambios de los valores de ángulo del cabezal de dirección y avance para la rueda delantera 26 a guiar.

En la realización de la Figura 1, el sistema de muelle 59 se diseña como una horquilla telescópica de tres partes que se describirá adicionalmente en lo sucesivo en este documento en referencia a la Figura 4. Además, en realizaciones preferidas adicionales de acuerdo con las Figuras 1a-d, para este fin se usa una articulación de horquilla de dos partes especial que posibilita un avance variable. Esta nueva articulación de horquilla de dos partes, o denominada a veces abrazadera triple, se muestra en las Figuras 3 y 3a y se describirá con más detalle en lo sucesivo en este documento.

La Figura 1a (y las Figuras 1a1 y 1a2) muestran una representación detallada del uso de la articulación de horquilla de dos partes (que se muestra en detalle en las Figuras 3 y 3a) en la articulación superior 54 y una articulación de horquilla convencional con una articulación en rótula en la articulación inferior 55.

La Figura 1b muestra una representación detallada del uso de la articulación de horquilla de dos partes en la articulación inferior 55 y una articulación de horquilla convencional con una articulación en rótula en la articulación superior 54.

La Figura 1c muestra una representación detallada del uso de la articulación de horquilla de dos partes en la articulación superior 54 y una articulación de horquilla de dos partes en la articulación inferior 55 en la que el eje de oscilación cruza el punto de dirección.

La Figura 1d muestra una representación detallada del uso de la articulación de horquilla de dos partes en la articulación superior 54 y una articulación de horquilla de dos partes en la articulación inferior 55 en la que el eje de oscilación cruza la línea central de la unidad de muelle inferior.

Diseño del Cuadro

Las Figuras 2 y 2A muestran las posibilidades de ajuste fácil para el ajuste de la inclinación del cuadro 50. La construcción sugerida en este documento de un cuadro hace posible ahora realizar una modificación del ángulo de dirección en la menor cantidad de tiempo. La disposición móvil de al menos uno de los puntos de dirección 51 ó 53 a través de un brazo oscilante 52 en el cuadro 50 permite el cambio de ángulo de dirección mediante un desplazamiento en dirección longitudinal de una articulación de horquilla 55 que comprende una conexión de abrazadera en una horquilla u horquilla telescópica 57 que puede proporcionarse en diversos diseños diferentes. En una realización, se proporciona un punto de giro 51 ó 53 del eje de dirección en una posición móvil. En una realización adicional, ambos puntos de giro 53 y 53a del eje de dirección se colocan de forma móvil por medio de dos brazos oscilantes 52 y 52a.

De este modo, como se muestra en la Figura 2, los puntos de giro 51 y 53 del cabezal de dirección que determinan el ángulo del cabezal de dirección no están ambos fijados permanentemente al cuadro 50 sino que al menos uno de ellos está fijado a un punto de dirección móvil 53, por ejemplo en el eje del cabezal de dirección mediante el uso de la palanca invertible o brazo oscilante 52 que está conectado de forma pivotante en un extremo al punto de suspensión delantero fijo 58 del cuadro 50 y en el otro extremo al punto de dirección 53. Las líneas discontinuas en la Figura 2 ilustran el cambio de inclinación conseguido fácilmente moviendo las abrazaderas triples en su conexión sujeta a cualquier tipo de horquilla a través del movimiento de oscilación del brazo 52 y el punto de dirección 53 unido a éste. En la realización de la Figura 2A, dos puntos de giro o de dirección 53 y 53a de dirección que determina el ángulo del cabezal de dirección no están fijados permanentemente, sino que está fijados a dos puntos de dirección móviles 53 y 53a en el eje del cabezal de dirección mediante el uso de dos palancas invertibles o brazos oscilantes 52 y 52a. En este caso,
la articulación de horquilla 54 solamente ejerce una función de dirección a través de un punto de dirección fijo 51a.

El cambio del ángulo de dirección puede conseguirse independientemente del diseño de horquilla particular usado. Por ejemplo, en una realización, el cambio de ángulo de dirección se obtiene por medio de un desplazamiento de las conexiones de abrazadera de una articulación de horquilla de arriba abajo en una horquilla telescópica. En otra realización, la modificación del ángulo de dirección se obtiene por medio de un desplazamiento de las conexiones de abrazadera de una articulación de horquilla con una horquilla rígida (horquilla delantera convencional con un diseño plegable único). En otra realización más, la modificación del ángulo de dirección se obtiene por medio de un desplazamiento de las conexiones de abrazadera de una articulación de horquilla en una horquilla telescópica de tres partes (doble plegamiento de un diseño de tres piezas). La articulación de horquilla y horquilla telescópica de la invención que se usan en estas diversas realizaciones se describirán a continuación.

Diseño de la Articulación de Horquilla

Las Figuras 3 y 3a muestran la realización preferida de la invención de una articulación de horquilla, algunas vences denominada abrazadera triple, para el sistema de suspensión de rueda delantera. Una abrazadera triple es un dispositivo usado especialmente para motocicletas y bicicletas y es una conexión mecánica entre un eje del punto de dirección y al menos una pata de horquilla. Las articulaciones de horquilla para bicicletas y motocicletas conocidas hasta la fecha consiguen dicha posibilidad de cambiar el ángulo del cabezal de dirección por medio de rodamientos especiales. Para este fin, se usan rodamientos tales como rodamientos de bola única o rodamientos de rodillo esférico en el área del rodamiento del eje de dirección o en el área de la conexión entre al menos una pata de la horquilla y la articulación de horquilla. Los cambios conseguidos de este modo se obtienen por medio de las modificaciones del ángulo del cabezal de dirección bajo compresión, determinándose el valor inicial por un desfase fijo entre el eje de dirección y el eje de la pata de horquilla. En otras palabras, las abrazaderas triples existentes conocidas para bicicletas y motocicletas permiten principalmente un cambio de avance mediante una selección de dispositivos de desfase que cambian un valor base fijo de distancia (llamado desfase) entre el eje de dirección vertical y la línea central vertical de la pata de horquilla. Por lo tanto, los cambios del avance geométrico se producen solamente en función del desfase con respecto al ángulo del cabezal de dirección (inclinación) del cuadro y a través del desplazamiento de la rueda de acuerdo con el movimiento de suspensión dentro de las horquillas telescópicas delanteras. Debido a su especial diseño, el uso de los rodamientos descritos anteriormente es más costoso que el de los rodamientos convencionales, tales como rodamientos de rodillo sencillo o rodamientos de rodillo cónico, mientras que los potenciales cambios de avance están causados principalmente por la modificación del ángulo del cabezal de dirección. En la realización especial obtenida ahora de la presente construcción de una articulación de horquilla, dicha articulación de horquilla, debido a su forma en dos partes, realiza una subdivisión de los movimientos de rotación y oscilación necesarios y, de este modo, por un lado, permite el uso de rodamientos menos costosos y, por otro lado, dependiendo de la respectiva realización, proporciona la posibilidad de un cambio adicional de avance, puesto que consigue un cambio del desfase de la horquilla (esto es, del punto de pivote del eje de dirección con respecto a la distancia geométricamente relevante del eje de la pata la horquilla en la articulación de horquilla) sobre el área de oscilación.

En la realización que se muestra en las Figuras 3 y 3a, un miembro de parte de la articulación de horquilla 1, que en este caso comprende dos sitios de abrazadera 71 para unir las patas de la horquilla, está conectado, para una modificación del ángulo a parte del miembro 2 de dicha articulación de horquilla por medio de al menos un agujero 6 y al menos un perno eje 11 en el eje de oscilación 8. El miembro 2 comprende un orificio de ubicación 4 para conectar con un punto pivotante del eje de dirección así como al menos un sitio de rodamiento 5 para recibir a un rodamiento convencional (en este documento, como ejemplo, un rodamiento de rodillo cónico) alrededor del eje de oscilación 8.

En una posición paralela del eje de las patas de horquilla 9 (punto 15 geométricamente relevante) con respecto al eje de dirección 10 (punto 14, supuesto punto de pivote), el desfase de la horquilla 7 de forma geométrica se obtiene añadiendo las distancias de desfase 7 del miembro de articulación de horquilla 1 de las patas de horquilla con respecto al eje de oscilación 8 más el desfase 7'' del miembro de articulación de horquilla 2 del eje de oscilación 8 con respecto al eje de dirección 10. De este modo, la articulación de horquilla de la invención se diseña en forma de dos partes que permite una modificación del ángulo entre el eje de dirección y el eje de la pata de horquilla por medio de un eje de oscilación dispuesto entre los dos.

Debido al ahora posible movimiento de oscilación alrededor del eje de oscilación 8, ahora la distancia resultante del punto geométricamente relevante 15 con respecto a 15' del miembro 1 de la articulación de horquilla cambia, de modo que la porción geométricamente relevante del desfase de la horquilla 7'' (conexión geométrica del punto 15' con el centro de rotación del eje de dirección 14) se obtiene dependiendo de la respectiva modificación del ángulo entre el eje de la pata de horquilla 9' y el eje de dirección 10. Por lo tanto, el avance de la rueda de una rueda guiada por la articulación de horquilla de la invención cambia, además de la modificación de ángulo del avance obtenida por el simple cambio del ángulo del cabezal de dirección cuando tiene lugar la compresión.

En dos realizaciones, la modificación del ángulo entre el eje de dirección y el eje de la pata de horquilla puede dar como resultado que el eje de oscilación 8 cruce la línea central vertical del eje de dirección o el eje de la pata de horquilla. Aunque estas realizaciones permiten el cambio de ángulo del cabezal de dirección descrito anteriormente, sin embargo el efecto del cambio adicional de avance es limitado.

En otra realización, el eje de oscilación 8 puede disponerse a una distancia opcional entre la línea de conexión geométricamente relevante del eje de dirección y el eje de la pata de horquilla resultante.

En otras realizaciones más, el eje de oscilación 8 puede disponerse: (1) detrás del eje de dirección, a una distancia opcional fuera de la línea de conexión directa geométricamente relevante del eje de dirección y el eje de la pata de horquilla resultante; o (2) frente al eje de la pata de horquilla, a una distancia opcional fuera de la línea de conexión directa geométricamente relevante del eje de dirección y el eje de la pata de horquilla resultante. Dependiendo de la posición del eje de oscilación 8, estas realizaciones pueden proporcionar un mayor cambio de avance que las posibles realizaciones descritas en el párrafo anterior.

En otra realización más, es posible usar materiales flexibles para que tenga lugar el cambio de ángulo.

El diseño único de articulación de horquilla o abrazadera triple de la invención permite un ajuste de longitud de la distancia 7' para ajustar el efecto de cambio de avance de la construcción de articulación de horquilla usando al menos una placa de ajuste 12 y también permite un ajuste de longitud de la distancia 7'' para ajustar el efecto de cambio de avance de la construcción de articulación de horquilla usando al menos una placa de ajuste 13. De este modo, la abrazadera triple de la invención divide los movimientos de rotación y flexión necesarios para permitir cambios de inclinación y de avance a través de su diseño de dos partes unidas y permite el uso de rodamientos poco costosos en su interior. También permite dos cambios estáticos de avance de dirección geométrico, uno de acuerdo con el ajuste del ángulo de dirección y el otro de acuerdo con el movimiento flexible constante en el ángulo de dirección durante la flexión de las dos partes unidas de la abrazadera triple.

Horquilla Telescópica

En referencia ahora a las Figuras 4 y 4A a 4C, se describirán las diversas realizaciones de la horquilla telescópica de tres partes de la invención que permite una carrera ajustable de las partes móviles.

Las horquillas telescópicas de dos partes conocidas actualmente se han creado solamente para el movimiento vertical de compresión y rebote, sin la suficiente consideración al desvío horizontal y la consiguiente constante alteración de la geometría de la inclinación y del avance. Por lo tanto, la incapacidad de alterar la geometría del cuadro durante el movimiento rígido impide la optimización de la trasgresión durante ciertas situaciones de aceleración, frenado o encuentros con irregularidades de la carretera/pista.

Las horquillas telescópicas de dos partes conocidas para bicicletas y motocicletas solamente posibilitan un único movimiento de los dos elementos de conexión en el transcurso de la compresión y rebote de los muelles cuando pasa sobre baches o cuando frena y acelera. Por lo tanto, en ambas situaciones de conducción, se obtienen las mismas modificaciones geométricas del ángulo de dirección y avance de la rueda delantera. La construcción de la presente horquilla telescópica está constituida por una conexión deslizable como se usa especialmente para motocicletas y bicicletas, que puede deslizarse una parte dentro de otra y que consigue la compresión y rebote del ensamblaje de rueda delantera durante el frenado o aceleración así como cuando se pasa sobre baches. Debido a la forma especial en al menos tres partes, puede conseguirse un movimiento relativo adecuado diferente de las partes de conexión individuales por todo el rango elástico, dependiendo siempre del ajuste de las constantes de deformación elástica y de amortiguamiento individuales de las partes de conexión una con respecto a la otra. De este modo, en los procesos de compresión y frenado, puede conseguirse una modificación adicional del ángulo de dirección delantera por todo el rango elástico, tal como por ejemplo junto con un punto de dirección suspendido de forma variable, modificación que difiere de la modificación del ángulo de dirección conocida que se consigue mediante la compresión de una horquilla telescópica convencional.

Durante toda la carrera de la horquilla telescópica delantera de la invención, ahora existe la oportunidad de cambiar de forma constante el ángulo de dirección delantera de un vehículo de dos ruedas, especialmente cuando esta horquilla delantera se usa junto con una articulación de horquilla que proporciona conexión no rígida entre la unidad del cuadro y la unidad de dirección del vehículo.

Además, a través de del diseño de la horquilla telescópica de tres piezas de la invención, pueden conseguirse los beneficios de una geometría flexible de dirección y del cuadro con ajustes unidos entre el cuadro y la horquilla. Y el beneficio adicional de la resistencia aumentada se obtiene debido a la rigidez global aumentada de las piezas significativamente solapadas.

En una realización general de la Figura 4, la parte conectora inferior 21 de la horquilla telescópica, que está conectada a la rueda delantera guiable 26 en un eje, puede deslizarse en o alrededor del elemento conector medio 22, que a su vez se desliza en o alrededor del elemento conector superior 23. En esta realización, la resistencia a la flexión aumentada se consigue principalmente debido a un mayor solapamiento de los elementos conectores individuales entre sí.

En una realización adicional, la parte conectora inferior 21 se apoya en un muelle 24 que encaja exactamente con el tabique 27 del elemento conector 22, elemento conector 22 que a su vez se apoya mediante un muelle 25 en el elemento conector 23. Puesto que la parte conectora inferior 21 se apoya en el elemento conector medio 22 por medio de un muelle 24, la parte conectora inferior 21 se desplazará dependiendo de una carga respectiva, mientras que el elemento conector medio 22 que se apoya en el elemento conector superior 23 también por medio de un muelle 25, también se desplazará de acuerdo con la carga. Dependiendo del ajuste de las constantes individuales de deformación elástica de los muelles 24 y 25, se obtienen diferentes movimientos relativos de los elementos conectores 21, 22 y 23 entre sí por todo el rango elástico.

En una realización especial, las cámaras de trabajo 28 y 29 de la horquilla telescópica están separadas entre sí no solamente con respecto a la acción del muelle sino también con respecto al efecto de amortiguamiento producido por dispositivos de amortiguamiento controlados con ajustes de índices de flujo. Esto proporciona otras opciones de ajuste adicionales. Esta realización proporciona dos cámaras de trabajo diferentes para la acción de suspensión y amortiguamiento que, debido a diferentes ajustes de las respectivas constantes de deformación elástica y constantes de amortiguamiento, causa que tenga lugar una diferente cantidad de movimiento de descenso en los respectivos tubos por todo el rango elástico de la horquilla telescópica.

En otra realización, en lugar de muelles convencionales, se usa un gas presurizado como muelle.

En una realización adicional, que se muestra en la Figura 4A, solamente el elemento inferior 21 de la horquilla telescópica de tres partes se diseña como elemento de muelle, estando el elemento superior 23 diseñado solamente como elemento guía sin muelle. En esta realización, se forma una cámara de trabajo 29 entre el elemento medio 22 y el elemento superior 23 y se usa para fines de amortiguamiento, mientras que se forma una cámara de trabajo 28 entre el elemento inferior 21 y el elemento medio 22 y se usa para acción de amortiguamiento y de suspensión.

La Figura 4B ilustra otra realización de una horquilla telescópica de tres partes y la Figura 4C muestra una variación de la realización de la Figura 4B. En la realización de acuerdo con la Figura 4B, el elemento de conexión medio 22A se diseña en forma de dos partes. Sus partes 22B y 22C, por ejemplo, están conectadas entre sí por medio de una articulación en rótula 80 (véase la Figura 4B1). En este caso, el elemento de conexión 22B y el elemento de conexión inferior 21 forman el primer elemento de muelle 57, mientras que el elemento de conexión 22C y el elemento de conexión 23 forman dicho segundo elemento de muelle 56.

En la realización de acuerdo con la Figura 4C, el elemento de conexión medio 22A se diseña en forma de dos partes. Sus partes 22B y 22C están, por ejemplo, conectadas entre sí por medio de una articulación en rótula 80 (véase la Figura 4C1). En esta realización, el elemento de conexión 22B y el elemento de conexión inferior 21 forman una unidad de muelle y el elemento de conexión 22C y el elemento de conexión superior 23 forman una unidad de guía deslizable.

En las Figuras 4D a 4G se describen cuatro realizaciones de una horquilla telescópica de cuatro partes. Estas realizaciones se usan en realizaciones de todo el sistema de suspensión de rueda delantera de acuerdo con las Figuras 7 a 11.

En la realización de la Figura 4D, se muestra una horquilla telescópica de cuatro partes en la que un tercer elemento de conexión 23a se diseña en dos partes. Estas segunda y tercera partes 23b y 23c se conectan entre sí por medio de una articulación en rótula 80 como se ilustra en la Figura 4D1. La parte 23b y el elemento de conexión 22 forman una segunda unidad de muelle media, el elemento de conexión 23c y el cuarto elemento de conexión 30 forma una tercera unidad de muelle superior. De este modo, entre el elemento conector inferior 21 y el segundo elemento de conexión 22 así como entre el elemento conector 22 y la segunda parte 23b y también entre la tercera parte 23c y el cuarto elemento conector 30, se forman tres cámaras de trabajo diferentes para efectos de suspensión y de amortiguamiento, que por medio de diferentes medidas de ajuste de las respectivas constantes de deformación elástica y constantes de amortiguamiento posibilitan un diferente grado de descenso de los respectivos tubos en todo el rango elástico.

En la realización de acuerdo con la Figura 4E, en la cámara de trabajo entre la parte de los elementos de conexión 23b y el segundo elemento de conexión 22, que pueden deslizarse una dentro de otro, se forma solamente una unidad de guía sin proporcionar ningún efecto de suspensión ya que no hay muelle en esta cámara de trabajo.

En la realización de acuerdo con la Figura 4F, el tercer elemento de conexión 23a está constituido por dos partes. Estas segunda y tercera partes 23b y 23c están conectadas entre sí por medio de una articulación en rótula 80 como se ilustra en la Figura 4F1. La tercera parte 23c y el cuarto elemento de conexión 30, que pueden deslizarse respectivamente una dentro de otro, forman solamente una unidad de guía sin proporcionar ningún efecto de suspensión.

En la realización de acuerdo con la Figura 4G, la segunda parte 23b y el segundo elemento de conexión 22 y la tercera parte 23c y el cuarto elemento de conexión 30, que pueden deslizarse respectivamente una dentro de otro, solamente representan unidades de guía sin proporcionar ningún efecto de suspensión.

En cualquiera de las realizaciones anteriores, las unidades de muelle pueden usar un gas presurizado como muelle en lugar de un muelle convencional.

Combinación de Componentes del Sistema

La Figura 5 muestra un esquema de una realización del sistema que proporciona una conexión de las unidades de muelle 56 y 57 por medio de una articulación en rótula 80 (Figura 5a) y una horquilla telescópica dispuesta de acuerdo con la Figura 4B. En este caso, la articulación en rótula 80 se monta dentro de la unidad de muelle 57 y se atornilla a la unidad de muelle 56 por medio del ajuste de tornillo 81. En este caso, no importa que la conexión en rótula 80 se disponga dentro de la articulación de horquilla 55. Sin embargo, es crucial que la unidad de muelle 57, que puede ser preferiblemente una horquilla telescópica de cualquier tipo de realización, esté conectada y fijada mecánicamente a la articulación de horquilla 55.

En la Figura 6 se muestra una realización del sistema, en la que la unidad de muelle 56 es una superficie monochoque, que empuja contra el cuadro 50 a través del punto de unión 56a y contra el brazo oscilante 52 a través del punto de unión 56b. En este caso, la unidad 56c es una unidad de guía constituida por dos tubos que pueden deslizarse uno dentro de otro y que no realizan ninguna función de muelle (por ejemplo la horquilla telescópica de la Figura 4A). Los tubos de la unidad de guía 56c sirven únicamente para transmitir las fuerzas de dirección desde el manillar (no se muestra) del vehículo a la rueda delantera 26. En este caso, puede existir una conexión directa entre la unidad de guía 56c y la unidad de muelle 57. La unidad de guía 56c sin embargo, también puede conectarse a la unidad de muelle 57 a través
de una articulación en rótula, como se describe en la Figura 5a (por ejemplo, la horquilla telescópica de la Figura 4C).

La Figura 7 muestra una realización de un sistema de muelle 59, que además del brazo oscilante 52 existente proporciona un segundo brazo oscilante 52a que está conectado de forma pivotante al cuadro 50 a través de un punto de suspensión 58a. En el otro extremo del brazo oscilante 52a, se proporciona el punto de dirección 53a que, junto con el punto de dirección 53 del brazo oscilante 52, representa ahora el eje de dirección de la suspensión. Extendiéndose desde una tercera articulación de horquilla 55a, toda la suspensión del sistema de muelle 59 se subdivide en tres unidades de muelle 56d, 56e y 57 y de este modo permite curvas de elevación de la rueda adicionales para todo el sistema de suspensión de rueda delantera con respecto al ángulo del cabezal de dirección y al avance. En esta realización, la articulación de horquilla 54 solamente asume una función de dirección a través del punto de dirección 51a. La estructura de esta articulación de horquilla 54 puede diseñarse como se describe en la Figura 3. La conexión de las unidades de muelle 56e y 57 puede realizarse por medio de un sistema de horquilla telescópica como se describe en la Figura 4D, por ejemplo. Entonces, la unión de la unidad de muelle 56d a la unidad de muelle 56e tiene que corresponder a la que se muestra en la Figura 5a.

En el sistema que se muestra en la Figura 8, la unidad 56f se diseña de forma rígida sin posibilitar ningún efecto de suspensión. De este modo la horquilla telescópica usada corresponde a una horquilla telescópica de tres partes tal como la que se muestra en la realización de la Figura 4B. En esta realización, los cambios con respecto al ángulo de dirección y al avance se obtienen a partir de un ajuste de las longitudes de los brazos oscilantes 52 y 52a y sus puntos de suspensión 58 y 58a. El rango elástico global de la rueda delantera 26 en el sistema de suspensión de rueda delantera se define entonces por medio de los rangos elásticos resultantes de las unidades de muelle 56d y 57.

En una variación del sistema de acuerdo con la Figura 9, la unidad de muelle 56e también puede diseñarse como una unidad de suspensión monochoque y puede empujar contra el brazo oscilante 52 a través del punto de acoplamiento 56b y puede empujar contra el brazo oscilante 52a a través del punto de acoplamiento 56g. En este caso, las partes de conexión 23b y 22 de la horquilla telescópica solamente asumen funciones de guía en el sistema, pero no proporcionan ningún efecto de suspensión, como se describe en la realización de la Figura 4E.

En otra variación del sistema que se muestra en la Figura 10, la unidad de muelle 56d también puede diseñarse como una unidad de suspensión monochoque y puede empujar contra el brazo oscilante 52a a través de un punto de acoplamiento 56g y contra el cuadro 50 a través del punto de acoplamiento 56b. En este caso, las partes de conexión 23c y 30 del cuadro telescópico solamente asumen funciones de guía en el sistema, pero no proporcionan ningún efecto de suspensión, como se describe en la realización de la Figura 4F.

En otra variación más del sistema que se muestra en la Figura 11, las dos unidades de muelle 56d y 56e también pueden diseñarse como unidades de suspensión monochoque y pueden empujar contra el brazo oscilante 52a a través del punto de acoplamiento 56g y contra el cuadro 50 a través del punto de acoplamiento 56h así como contra el brazo oscilante 52 a través del punto de acoplamiento 56b y contra el brazo oscilante 52a a través del punto de acoplamiento 56g. En este caso, las partes conectoras 23c y 30 y las partes conectoras 23b y 22 de la horquilla telescópica solamente asumen funciones de guía en el sistema, pero no proporcionan ningún efecto de suspensión, como se describe en la realización de la Figura 4G.

Resumen

El sistema único de suspensión de la invención para bicicletas y motocicletas permite un cambio ajustable del ángulo de dirección a través de sus componentes, especialmente dividiendo al movimiento de suspensión de una rueda delantera durante la acción de suspensión en al menos dos movimientos parcialmente de suspensión. Estos componentes son ajustables y al menos uno de ellos se sitúa entre los soportes de la abrazadera triple de dirección mientras que al menos el otro debe estar conectado por debajo del soporte inferior de la abrazadera triple de dirección. Cuando los puntos de dirección de dichos soportes se conectan al cuadro mediante un brazo oscilante en al menos un punto del cuadro, se produce un cambio de inclinación adicional y ajustable. La construcción del cuadro es una solución para el diseño de un cuadro que utiliza un cabezal de dirección ajustable, cuyo ajuste puede realizarse rápida y fácilmente colocando de forma selectiva los soportes de la abrazadera triple de dirección. La construcción del cuadro permite un cambio del ángulo del cabezal de dirección en un periodo de tiempo muy corto. Mediante el uso de puntos de dirección variables junto con un brazo oscilante con respecto a un cuadro, el soporte de la abrazadera triple es capaz de moverse a lo largo de la línea central axial de una horquilla u horquilla telescópica de cualquier diseño, para conseguir un cambio del ángulo de dirección.

La construcción de una abrazadera triple de dos partes, flexible como se describe en este documento permite una mayor estabilidad de una bicicleta o motocicleta. Al permitir el movimiento articulado en la abrazadera triple, se produce una función resultante de cambio geométrico del avance. Cuando se usa junto con el sistema de unión de dirección al cuadro, se ofrece un cambio de la inclinación geométrica relevante y se consigue una mayor estabilidad del vehículo durante el frenado o el paso sobre baches. Además, es posible el uso de rodamientos poco costosos, en lugar de los rodamientos usados habitualmente en los componentes de dirección de motocicletas y bicicletas usando abrazaderas triples de una pieza, rígidas convencionales que permiten estos cambios.

Además, la construcción de una horquilla telescópica de múltiples piezas y sus variaciones como se describen en este documento permite un número significativo de resistencias seleccionadas entre el movimiento de sus partes conectadas. Estas partes interrelacionadas, cuando se usan junto con brazos unidos, proporcionan una mayor estabilización de la dirección durante la aceleración y la deceleración y un mayor control durante los encuentros en movimiento con irregularidades de la carretera.

La anterior descripción de diversas realizaciones preferidas se considera meramente ilustrativa de los principios de la invención. Además, puesto que a los especialistas en la técnica se les ocurrirán numerosas modificaciones y cambios, no se desea limitar la invención a la construcción y operación exactas mostradas y descritas y por consiguiente se considerará que cualesquiera modificaciones y equivalentes evidentes para los especialistas en la técnica están dentro del alcance de la invención, como se define en las siguientes reivindicaciones. También es importante que se considere que las reivindicaciones incluyen dichas construcciones equivalentes siempre que no se alejen del alcance de la presente invención.

Claims (21)

1. Un sistema de suspensión de rueda delantera para la guía y suspensión de la rueda delantera (26) de vehículos con ruedas que tienen una única rueda delantera (26), comprendiendo dicho sistema de suspensión:

un cuadro (50) apoyado en las ruedas del vehículo (20, 26), proporcionando el cuadro un punto de suspensión delantera fijo y un punto de dirección fijo (51);

un brazo oscilante (52) conectado de forma operativa a un extremo del punto de suspensión delantera fijo (58) y proporcionando un segundo punto de dirección variable (53) en el otro extremo del brazo (52);

definiendo el punto de dirección fijo (51) y el segundo punto de dirección (53) el eje de dirección;

una horquilla combinada de forma operativa con el cuadro (50) y que tiene al menos una pata de horquilla (59) para conectarse a la rueda delantera (26) del vehículo, teniendo la horquilla un eje longitudinal;

una primera articulación de horquilla (54); y

una segunda articulación de horquilla (55) separada de la primera articulación de horquilla (54) a lo largo del eje longitudinal de la horquilla;

caracterizado porque

la horquilla es una horquilla de dos partes que tiene dos elementos de conexión (56, 57) móviles uno con respecto al otro;

la primera articulación de horquilla (54) conecta de forma operativa uno de los elementos de conexión (56, 57) de la horquilla al punto de dirección fijo (51);

la segunda articulación de horquilla (55) conecta de forma operativa el otro elemento de conexión (56, 57) de la horquilla al cuadro (50) mediante una conexión de abrazadera (71) en el segundo punto de dirección (53) proporcionado por el brazo oscilante (52);

la segunda articulación de horquilla (55) conectada al brazo oscilante (52) es móvil de forma ajustable gracias al deslizamiento de la segunda articulación de horquilla (55) a lo largo del eje de la horquilla aflojando la conexión de abrazadera (71) de la segunda articulación de horquilla (55) y apretándola de nuevo en una posición diferente para de este modo cambiar el ángulo básico del eje de dirección con respecto al cuadro (50) independientemente de cualquier movimiento de la función de suspensión de la horquilla.

2. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 1, en el que la primera articulación de horquilla (54) es una articulación de horquilla superior, estando el punto de dirección fijo (51) conectado de forma operativa a la articulación de horquilla superior (54) y la segunda articulación de horquilla (55) es una articulación de horquilla inferior, estando el segundo punto de dirección (53) del brazo oscilante (52) conectado de forma operativa a la articulación de horquilla inferior.

3. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 1, en el que la primera articulación de horquilla (54) es una articulación de horquilla inferior, estando el punto de dirección fijo (51) conectado de forma operativa a la articulación de horquilla inferior y la segunda articulación de horquilla (55) es una articulación de horquilla superior, estando el segundo punto de dirección (53) del brazo oscilante conectado de forma operativa a la articulación de horquilla superior.

4. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 1, en el que el cuadro (50) tiene un segundo punto de suspensión fijo (58a) y existe un segundo brazo oscilante (52a) conectado de forma operativa a un extremo del segundo punto de suspensión fijo y que proporciona un tercer punto de dirección variable (53a) en el otro extremo del brazo, definiendo el segundo y tercer puntos de dirección (53, 53a) el eje de dirección y una tercera articulación de horquilla (55a) separada de y entre la primera y segunda articulaciones de horquilla (54, 55) conecta de forma operativa la horquilla al tercer punto de dirección (53a) proporcionado por el segundo brazo oscilante, proporcionando el punto de dirección fijo (52) solamente una función de dirección.

5. El sistema de suspensión de rueda delantera de las reivindicaciones 1, 2, 3 ó 4, en el que al menos una de las articulaciones de horquilla comprende:

un primer miembro (1) que tiene un sitio de abrazadera (71) para conectar de forma operativa el primer miembro a la horquilla;

un segundo miembro (2) que tiene medios para conectar de forma operativa el segundo miembro a uno de los puntos de dirección (51, 53); y

una conexión oscilante (6, 11) que proporciona un eje de oscilación (8) sustancialmente horizontal entre el primer y segundo miembros para posibilitar el movimiento relativo del primer y segundo miembros (1, 2) alrededor del eje de oscilación (8), posibilitando de este modo la modificación del ángulo entre el eje de dirección y el eje de la horquilla.

6. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 5, en el que el primer miembro (1) está adaptado para recibir una placa de ajuste (12) que aumenta la distancia de desfase entre el eje de la pata de horquilla y el eje de oscilación (8) para ajustar el avance.

7. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 6, en el que el segundo miembro (2) también está adaptado para recibir una placa de ajuste (13) que aumenta la distancia de desfase entre el eje de dirección y el eje de oscilación (8) para ajustar el avance.

8. El sistema de suspensión de rueda delantera de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el que las dos articulaciones de horquilla superior e inferior (54, 55) comprenden:

un primer miembro (1) que tiene un sitio de abrazadera (71) para conectar de forma operativa el primer miembro a la horquilla;

un segundo miembro (2) que tiene medios para conectar de forma operativa el segundo miembro a uno de los puntos de dirección (51, 53); y

una conexión oscilante (6, 11) que proporciona un eje de oscilación (8) sustancialmente horizontal entre el primer y segundo miembros (1, 2) para posibilitar el movimiento relativo del primer y segundo miembros alrededor del eje de oscilación (8), posibilitando de este modo la modificación del ángulo entre el eje de dirección y el eje de la horquilla.

9. El sistema de suspensión de rueda delantera de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el que la horquilla es una horquilla de tres partes, incluyendo un elemento de conexión inferior (21) conectado a la rueda delantera (26) del vehículo, un elemento de conexión medio (22) conectado a la articulación de horquilla inferior (55) y un elemento de conexión superior (23) conectado a la articulación de horquilla superior (54), siendo el elemento de conexión inferior deslizable con respecto al elemento de conexión medio en una primera cámara de trabajo (28) y siendo el elemento de conexión medio deslizable con respecto al elemento de conexión superior dentro de una segunda cámara de trabajo (29).

10. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 9, en el que el elemento de conexión inferior (21) se apoya en el elemento de conexión medio (22) mediante un muelle (24) en la primera cámara de trabajo (28) y el elemento de conexión medio (22) se apoya en el elemento de conexión superior mediante un muelle (25) en la segunda cámara de trabajo (29).

11. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 9 ó 10, en el que un gas presurizado dentro de cada una de las cámaras de trabajo es el muelle.

12. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 9, en el que el elemento de conexión inferior (21) de la horquilla se apoya en el elemento de conexión medio (22) mediante un muelle (24) en la primera cámara de trabajo (28) y la segunda cámara de trabajo (29) solamente sirve como elemento de guía para fines de amortiguamiento y hay una suspensión monochoque (56) conectada entre el brazo oscilante (52) y el cuadro (50).

13. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 9, en el que el elemento de conexión medio (22) está formado en dos partes conectadas por una articulación en rótula (80), definiendo cada parte del elemento de conexión medio una cámara de trabajo diferente que contiene un muelle (24).

14. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 9, en el que el elemento de conexión medio (22) está formado en dos partes, una parte inferior y una parte superior conectadas por una articulación en rótula (80), definiendo la parte inferior del elemento de conexión medio una cámara de trabajo con el elemento de conexión inferior (21) y que contiene un muelle (24), definiendo la parte superior del elemento de conexión medio una cámara de trabajo con el elemento de conexión superior (23) que solamente sirve como elemento de guía para fines de amortiguamiento y hay una suspensión monochoque (56) conectada entre el brazo oscilante y el cuadro.

15. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 4, en el que la horquilla es una horquilla de cuatro partes, incluyendo un elemento de conexión inferior (21) conectado a la rueda delantera (26) del vehículo, un segundo elemento de conexión (22), un tercer elemento de conexión (23b y 23c) y un cuarto elemento de conexión superior (30), teniendo el tercer elemento de conexión dos partes (23b y 23c) conectadas entre sí por una articulación en rótula (80), siendo el primer elemento de conexión deslizable con respecto a la segunda parte de conexión en una primera cámara de trabajo (28), siendo el segundo elemento de conexión deslizable con respecto a la primera parte de la tercera conexión en una segunda cámara de trabajo (29) y siendo la segunda parte del tercer elemento de conexión deslizable con respecto al cuarto elemento de conexión superior (30) dentro de una tercera cámara de trabajo.

16. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 15, en el que el primer elemento de conexión (21) se apoya en el segundo elemento de conexión (22) mediante un muelle en la primera cámara de trabajo (28), el segundo elemento de conexión se apoya en la primera parte del tercer elemento de conexión (23b) mediante un muelle en la segunda cámara de trabajo (29) y la segunda parte del tercer elemento de conexión (23c) se apoya en el cuarto elemento de conexión superior (30) mediante un muelle en la tercera cámara de trabajo.

17. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 15, en el que la segunda cámara de trabajo (29) no contiene un muelle sino que sirve solamente como guía del segundo elemento de conexión (22) dentro de la primera parte del tercer elemento de conexión (23b) para fines de amortiguamiento y hay una suspensión monochoque (56e) conectada entre el primer y segundo brazos oscilantes (52, 52a).

18. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 15, en el que el primer elemento de conexión (21) se apoya en el segundo elemento de conexión (22) mediante un muelle en la primera cámara de trabajo (28), el segundo elemento de conexión se apoya en la primera parte del tercer elemento de conexión (23b) mediante un muelle en la segunda cámara de trabajo (29) y la segunda parte del tercer elemento de conexión (23c) es deslizable en la tercera cámara de trabajo dentro del cuarto elemento de conexión superior (30), sirviendo la tercera cámara de trabajo solamente como guía para fines de amortiguamiento y hay una suspensión monochoque (56d) conectada entre el cuadro (50) y el segundo brazo oscilante (52a).

19. El sistema de suspensión de rueda delantera de la reivindicación 18, en el que la segunda cámara de trabajo (29) no contiene un muelle sino que sirve solamente como guía del segundo elemento de conexión (22) dentro de la primera parte del tercer elemento de conexión (23b) para fines de amortiguamiento y hay una suspensión monochoque (56d) conectada entre el cuadro (50) y el segundo brazo oscilante (52a) y una suspensión monochoque (56e) conectada entre el primer y segundo brazos oscilantes (52, 52a).

20. El sistema de suspensión de rueda delantera de las reivindicaciones 13 ó 14, en el que un gas presurizado dentro de cada una de las cámaras de trabajo (28, 29) es el muelle.

21. El sistema de suspensión de rueda delantera de las reivindicaciones 9, 10, 11, 12, 13 ó 14, en el que al menos una de las articulaciones de horquilla comprende:

un primer miembro (1) que tiene un sitio de abrazadera (71) para conectar de forma operativa el primer miembro a la horquilla;

un segundo miembro (2) que tiene medios para conectar de forma operativa el segundo miembro a uno de los puntos de dirección (51, 53); y

una conexión oscilante (6, 11) que proporciona un eje de oscilación (8) sustancialmente horizontal entre el primer y segundo miembros para posibilitar el movimiento relativo del primer y segundo miembros alrededor del eje de oscilación, posibilitando de este modo la modificación del ángulo entre el eje de dirección y el eje de la horquilla.