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Patent Searching and Data


Title:
BICYCLE SUSPENSION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/138469
Kind Code:
A1
Abstract:
Suspension system for a bicycle comprising a front unit (20) designed to be inserted between the bicycle frame (4) and the front wheel (2), and a rear unit (30) designed to be inserted between the bicycle frame (4) and the rear wheel (3). Each unit comprises two hydraulic chambers and the system comprises a first duct (5) and a second duct (6), each of which joins a hydraulic chamber of the front unit to a hydraulic chamber of the rear unit. Compression of the front unit (20) generates, via the first duct (5), a hydraulic force on the rear unit (30) to extend the rear unit (30), and, via the second duct (6), a hydraulic force on the rear unit (30) to compress the rear unit (30).

Inventors:
ZUBIETA ANDUEZA MIKEL (ES)
Application Number:
PCT/ES2010/070297
Publication Date:
November 10, 2011
Filing Date:
May 05, 2010
Export Citation:
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Assignee:
FUNDACION TEKNIKER (ES)
ZUBIETA ANDUEZA MIKEL (ES)
International Classes:
B62K25/04; B62K25/08; B62K25/10
Domestic Patent References:
WO1997029007A11997-08-14
Foreign References:
DE10001692A12000-08-17
EP1241087A12002-09-18
DE10242945A12004-03-25
US20030020255A12003-01-30
Attorney, Agent or Firm:
CARPINTERO LOPEZ, Mario (ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1.- Sistema de suspensión para una bicicleta que comprende un cuadro de bicicleta (4), una rueda delantera (2), y una rueda trasera (3), comprendiendo el sistema de suspensión :

un conjunto delantero (20) configurado para interponerse entre el cuadro de bicicleta (4) y dicha rueda delantera (2 ) ; y

un conjunto trasero (30) configurado para interponerse entre el cuadro de bicicleta (4) y dicha rueda trasera (3); caracterizado porque:

el conjunto delantero (20) comprende al menos una primera cámara hidráulica delantera (21) y una segunda cámara hidráulica delantera (27); porque

el conjunto trasero comprende al menos una primera cámara hidráulica trasera (31) y una segunda cámara hidráulica trasera (38); y porque

el sistema comprende un primer conducto (5) que une dicha primera cámara hidráulica delantera (21) con dicha primera cámara hidráulica trasera (31) de manera que existe una conexión hidráulica entre dicha primera cámara hidráulica delantera (21) y dicha primera cámara hidráulica trasera (31), y un segundo conducto (6) que une dicha segunda cámara hidráulica delantera (27) y dicha segunda cámara hidráulica trasera (38) de manera que exista una conexión hidráulica entre dicha segunda cámara hidráulica delantera (27) y dicha segunda cámara hidráulica trasera (38) ;

estando el sistema configurado de manera que

una compresión del conjunto delantero (20) produce, a través del primer conducto (5) , cuando está en un estado abierto, una fuerza hidráulica sobre el conjunto trasero (30) para la extensión del conjunto trasero (30), y, a través del segundo conducto (6), cuando está en un estado abierto, una fuerza hidráulica sobre el conjunto trasero (30) para la compresión del conjunto trasero (30) .

2. - Sistema de suspensión según la reivindicación 1, en el que el conjunto delantero (20) comprende un primer cilindro delantero (24) que comprende dicha primera cavidad hidráulica delantera (21), y un segundo cilindro delantero (25) que comprende dicha segunda cavidad hidráulica delantera (27), y en el que el conjunto trasero (30) comprende un primer cilindro trasero (34) que comprende dicha primera cámara hidráulica trasera (31), y un segundo cilindro trasero (35) que comprende dicha segunda cámara hidráulica trasera (38).

3. - Sistema de suspensión según la reivindicación 2, en el que el conjunto delantero (20) comprende al menos un émbolo delantero (23, 26) que divide una cavidad del primer cilindro delantero (24) en dicha primera cámara hidráulica delantera (21) y en una primera cámara adicional delantera (22) , y que divide una cavidad del segundo cilindro delantero (25) en dicha segunda cámara hidráulica delantera (27) y en una segunda cámara adicional delantera (28), estando dicho , al menos un, émbolo delantero (23) al menos parcialmente alojado en una de las cámaras (21, 22) del primer cilindro delantero (24) y en una de las cámaras (27, 28) del segundo cilindro delantero (25) .

4.- Sistema de suspensión según la reivindicación 3, en el que el conjunto trasero (30) comprende al menos un émbolo trasero (33, 36) que divide una cavidad del primer cilindro trasero (34) en dicha primera cámara hidráulica trasera

(31) y en una primera cámara adicional trasera (32), y que divide una cavidad del segundo cilindrico trasero (35) en dicha segunda cámara hidráulica trasera (38) y en una segunda cámara adicional trasera (37), estando dicho , al menos un, émbolo trasero (33, 36) al menos parcialmente alojado en una de las cámaras (31, 32) del primer cilindro trasero (34) y en una de las cámaras (37, 38) del segundo cilindro trasero (25) .

5. - Sistema de suspensión según la reivindicación 4, en el que el conjunto delantero y/o trasero (30) comprende dos émbolos (34, 36) de modo que el primer émbolo (33) divide dicha cavidad del primer cilindro (34) en dicha primera cámara hidráulica (31) y en dicha primera cámara adicional

(32) , y de modo que el segundo émbolo (36) divide una cavidad del segundo cilindro (35) en dicha segunda cámara hidráulica (38) y en dicha segunda cámara adicional (37) .

6. - Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 2-5, en el que dichas cámaras adicionales contienen, cada una, un medio elástico. 7.- Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las cámaras hidráulicas (21, 27, 31, 38) contienen un fluido hidráulico sustancialmente incompresible. 8.- Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende una válvula de paso (7, 9) que está asociada a dicho primer conducto (5) y a dicho segundo conducto (6) y que está configurado de manera que puede adoptar un estado cerrado en el que impide el paso de fluido hidráulico entre la segunda cámara hidráulica delantera (27) y la segunda cámara hidráulica trasera (38) a través del segundo conducto ( 6 ) .

9. - Sistema de suspensión según la reivindicación 8, en el que la válvula de paso (7, 9) está adaptada para adoptar un estado abierto en función de una diferencia de presión entre la primera cámara hidráulica delantera (21) y la primera cámara hidráulica trasera (31), de manera que la válvula de paso (7) adopte dicho estado cerrado cuando dicha diferencia de presión es nula y adopte dicho estado abierto, que permite que el fluido hidráulico pase por el segundo conducto (6), cuando dicha diferencia de presión es superior a un nivel determinado.

10. - Sistema de suspensión según la reivindicación 9, que además comprende un dispositivo estrangulador (8) dispuesto en el primer conducto (5) , de manera que dicha diferencia de presión depende del estado de dicho dispositivo estrangulador (8) y del flujo a través del primer conducto. 11.- Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que además comprende una válvula de paso (7, 9) que está asociada a dicho primer conducto (5) y a dicho segundo conducto (6) y que está configurado de manera que dicha válvula controla el estado de abertura de dicho segundo conducto (6) en función de la diferencia entre la presión en un primer extremo del primer conducto (5) y la presión en un segundo extremo del primer conducto (5) .

12. - Sistema de suspensión según la reivindicación 11, en el que dicha válvula de paso (7, 9) está configurada para adoptar un estado cerrado cuando dicha diferencia está por debajo de un nivel predeterminado, y un estado abierto cuando dicha diferencia está por encima de un nivel predeterminado .

13. - Sistema de suspensión según la reivindicación 11, en el que dicha válvula de paso (7) está configurado para adoptar un estado abierto con un grado de abertura que aumenta con dicha diferencia.

14. - Sistema de suspensión según la reivindicación 13, en el que el primer conducto (5) comprende un dispositivo estrangulador (8) regulable configurado para regular el grado de abertura de dicho primer conducto.

15. - Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 8 y 11, en el que dicha válvula de paso (9) está configurada de manera que puede adoptar un estado cerrado en el que impide el paso de fluido hidráulico entre la segunda cámara hidráulica delantera (27) y la segunda cámara hidráulica trasera (38) a través del segundo conducto (6) cuando no haya paso de fluido hidráulico entre la primera cámara hidráulica delantera (21) y la primera cámara hidráulica trasera (31) a través del primer conducto (5) .

16. - Sistema de suspensión según la reivindicación 15, en el que la válvula de paso (9) comprende un pistón (91) desplazable configurado para poder adoptar una posición de bloqueo en el que bloquea simultáneamente el flujo de fluido hidráulico a través del primer conducto (5) y el flujo de fluido hidráulico a través del segundo conducto (6), y configurado para poder ser desplazado, por una diferencia de presión predeterminada en el primer conducto (5) , hasta una posición de desbloqueo en el que permite el flujo de fluido hidráulico tanto a través del primer conducto (5) como a través del segundo conducto (6) .

17. - Sistema de suspensión según la reivindicación 16, en el que dicha diferencia de presión predeterminada se establece mediante un elemento elástico, preferentemente un muelle (92), que presiona el pistón (91) hacia la posición de bloqueo.

18. - Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 15-17 en el que la válvula de paso (9) comprende una carcasa (90) dotada de al menos un primer orificio (90b), disponiendo el pistón (91) de al menos un segundo orificio (91b) configurada para que pueda circular por dicho segundo orificio (91b) un fluido hidráulico al pasar dicho fluido hidráulico a través del primer conducto (5), cuando el pistón (91) está en la posición de desbloqueo .

19. - Sistema de suspensión según la reivindicación 18, en el que el pistón (91) además comprende al menos un tercer orificio (91a) por el que puede circular un fluido hidráulico al pasar dicho fluido hidráulico a través del segundo conducto (6), cuando el pistón (91) está en la posición de desbloqueo.

20.- Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 15-19, que comprende dos de dichas válvulas de paso (9) conectados en paralelo pero de forma opuesta, de manera que ambas válvulas de paso (9) sirven para controlar el flujo de fluido hidráulico por el primer conducto (5) y por el segundo conducto (6), pero de manera que cuando en una de dichas válvulas de paso (9) el pistón (91) es empujado hacia su posición de desbloqueo, en la otra de dichas válvulas de paso (9) el pistón se mantiene en su posición de bloqueo. 21.- Bicicleta, caracterizada porque comprende un sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores .

Description:
SISTEMA DE SUSPENSIÓN PARA BICICLETA

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La invención se engloba en el campo de las suspensiones dobles para bicicletas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las suspensiones en bicicletas, tanto delantera como trasera, tienen como finalidad la absorción de los obstáculos del terreno y un aumento de la estabilidad en terreno accidentado. Como los obstáculos inciden en las ruedas de la bicicleta, históricamente cada uno de los dos grados de libertad correspondientes a una bicicleta de doble suspensión han sido asociados a cada una de las ruedas, de modo que la suspensión delantera se encarga de amortiguar los impactos sobre la rueda delantera, mientras que la suspensión trasera amortigua los impactos sobre la rueda trasera. Básicamente, las suspensiones sirven para sustituir el nexo rígido entre las ruedas de la bicicleta y el cuadro de la misma (al que va unido el sillín, los pedales, y el manillar) , por un nexo elástico, de manera que el cuadro de la bicicleta queda dotado de dos grados de libertado con respecto a los ejes de las ruedas.

Sin embargo, las suspensiones no actúan solamente frente a las irregularidades del terreno: las fuerzas provenientes del ciclista, como son las fuerzas generadas por el ciclista al pedalear o los efectos de la inercia del propio ciclista al acelerar o frenar, también activan las suspensiones, lo que resulta nocivo. El pedaleo es un movimiento periódico en el que se ejerce una fuerza oscilante principalmente vertical que a su vez genera un movimiento de vaivén simultáneo en ambas suspensiones. Durante este movimiento la amortiguación de las suspensiones disipa parte de la energía generada en el pedaleo, lo que resta eficacia al pedaleo, a la vez que crea un molesto movimiento de vaivén (un movimiento en sentido vertical) de la bicicleta, que disminuye aún más la eficacia en el pedaleo. Por otra parte, las aceleraciones y deceleraciones de la bicicleta conllevan un movimiento de balanceo sobre las suspensiones, que conlleva la compresión de una de las suspensiones y la extensión de la otra. Esto acarrea que a la hora de acelerar, parte de la fuerza sea absorbida por las suspensiones, y además se produce un movimiento incómodo para el ciclista a la hora de acelerar, con lo que la reactividad de la bicicleta se ve empeorada. De forma análoga, al frenar se genera un movimiento de cabeceo debido a las suspensiones que supone la verticalización de los ángulos y la reducción del recorrido disponible en la horquilla, lo que afecta negativamente a la estabilidad de la bicicleta en bajada.

En los últimos años se ha observado una clara tendencia al aumento de los recorridos de las suspensiones en cada una de las diferentes categorías de bicicletas, con lo que la capacidad de absorción de las irregularidades ha aumentado considerablemente, pero también aumentan los movimientos indeseados, lo que de por si haría incomodo el uso de la bicicleta en varias condiciones. Lo que ha posibilitado el aumento de los recorridos de suspensiones son las nuevas tecnologías desarrolladas para controlar los movimientos indeseados por parte de los fabricantes de suspensiones (plataformas de pedaleo y controles diferenciados de compresión a alta y baja velocidad) y los fabricantes de cuadros (sistemas de suspensión en los que se aprovecha la interacción con la transmisión y la frenada) , siendo la evolución de estas tecnologías uno de los campos principales en la mejora continua de las bicicletas por parte de los fabricantes.

Por ejemplo, se conocen del estado de la técnica diferentes sistemas de suspensión trasera diseñados en base a una interacción entre la transmisión y la suspensión, que haciendo uso de la tensión originada en la cadena, provocan una pérdida de sensibilidad de la suspensión y un modo- bloqueo de dicha suspensión, con lo que las oscilaciones del pedaleo disminuyen; sin embargo, a la vez también disminuye la capacidad de absorber impactos. Este tipo de diseños están divulgados, por ejemplo, en los documentos US-A-5553881, US-A-5628524 , US-B- 6206397 , WO-A- 98 / 49046 y US-B-7128329.

Una solución habitual para evitar las oscilaciones al pedalear son los bloqueos de los conjuntos que hacen de nexo de unión. De esta manera, la bicicleta no oscila pero tampoco reacciona ante los baches del terreno. En el estado de la técnica existen también bloqueos parciales, denominados comúnmente como plataformas de pedaleo, en los que las suspensiones permanecen bloqueadas para las fuerzas menores a cierto umbral, asociadas a las fuerzas del pedaleo, y se desbloquean para mayores fuerzas asociadas a las irregularidades del terreno. Muestras de ello son las soluciones divulgadas en US-A-5190126 y en US-B-7163222 , por ejemplo. Otro sistema de bloqueo parcial es el de las válvulas de inercia, divulgado, por ejemplo, en US-B- 7273137, en el que la inercia de una masa interna desbloquea la suspensión en la elevación de la rueda ante el bache.

Por otra parte, US-A-2003/132602 refleja un sistema en el que un sensor electrónico detecta el movimiento de la suspensión delantera ante un obstáculo, y regula la suspensión trasera en previsión del obstáculo que se le avecina .

En el documento US-B-7017928 se divulga un sistema de suspensión para bicicletas de doble suspensión, en el que el conjunto delantero y el conjunto trasero tienen grados de libertad propios pero que a la vez están relacionados entre si mediante un conducto hidráulico o neumático. La interacción entre los conjuntos delantero y trasero es utilizada para la regulación de diferentes alturas de sillín, suspensiones delanteras y suspensiones traseras, pero dicha interacción entre conjuntos no permanece activa durante el funcionamiento de las suspensiones, no estando activa ni en la absorción de baches, ni al pedalear.

Sistemas de suspensión con conexiones hidráulicas son conocidos en el campo de los vehículos de motor. Ejemplos de este tipo de sistemas están divulgados en WO-A-98/18641 y en EP-A-1426212 (correspondiente a ES-A-2223205) .

Por otra parte, WO-A-97 /29007 describe un sistema en el que, para evitar una serie de inconvenientes de las bicicletas del estado de la técnica, se ha previsto una conexión entre la suspensión delantera y la suspensión trasera, de manera que una carga o movimiento en una de las suspensiones afecta a la otra. En una realización, las suspensiones se realizan con cilindros hidráulicos y la conexión entre las suspensiones delantera y trasera se realiza mediante una conexión de dos de los cilindros. De esta manera, si la actuación sobre una suspensión provoca la expulsión del fluido hidráulico de una cámara de un cilindro de dicha suspensión, se produce un llenado de una cámara de un cilindro hidráulico de la otra suspensión. De esta manera, se consigue un acoplamiento de ambas suspensiones por vía hidráulica. La idea parece ser la de conseguir que lo que ocurre con una de las suspensiones afecte al comportamiento de la otra. WO-A-97 /29007 también sugiere que el acoplamiento entre las dos suspensiones sea variable, algo que se puede conseguir con una válvula en el sistema hidráulico.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Un primer aspecto de la invención se refiere a un sistema de suspensión para una bicicleta que comprende un cuadro de bicicleta (en el contexto de este documento, se puede considerar que el cuadro está constituido no sólo por lo que tradicionalmente se considera como el "cuadro" de la bicicleta propiamente dicho, sino también por los elementos unidos a este cuadro, como puede ser el manillar, el asiento, etc., excluyendo las ruedas delantera y trasera), una rueda delantera, y una rueda trasera, comprendiendo el sistema de suspensión:

un conjunto delantero configurado para interponerse entre el cuadro de bicicleta y dicha rueda delantera; y

un conjunto trasero configurado para interponerse entre el cuadro de bicicleta y dicha rueda trasera.

De acuerdo con la invención, el conjunto delantero comprende al menos una primera cámara hidráulica delantera y una segunda cámara hidráulica delantera, y el conjunto trasero comprende al menos una primera cámara hidráulica trasera y una segunda cámara hidráulica trasera.

El sistema comprende un primer conducto que une dicha primera cámara hidráulica delantera con dicha primera cámara hidráulica trasera de manera que existe una conexión hidráulica entre dicha primera cámara hidráulica delantera y dicha primera cámara hidráulica trasera (es decir, de manera que una salida de fluido hidráulico desde una de las cámaras se puede corresponder con una entrada de fluido hidráulico en la otra cámara, y vice-versa) , y un segundo conducto que une dicha segunda cámara hidráulica delantera y dicha segunda cámara hidráulica trasera de manera que exista una conexión hidráulica entre dicha segunda cámara hidráulica delantera y dicha segunda cámara hidráulica trasera (el término conducto debe interpretarse de forma amplia: se trata de cualquier medio que permita que un fluido hidráulico fluya entre las cámaras hidráulicas unidas, directa o indirectamente, por el conducto; lógicamente, en lugar de un solo conducto físico puede haber varios conductos conectados en paralelo, etc. ) .

De acuerdo con la invención, el sistema está configurado de manera que

una compresión del conjunto delantero produce, a través del primer conducto, cuando está en un estado abierto, una fuerza hidráulica sobre el conjunto trasero para la extensión del conjunto trasero, y, a través del segundo conducto, cuando está en un estado abierto, una fuerza hidráulica sobre el conjunto trasero para la compresión del conjunto trasero (y viceversa) .

De esta manera, se puede decir que el primer conducto está asociado a un movimiento de balanceo ya que permite que la compresión de uno de los conjuntos contribuye a la extensión del otro, y vice-versa. También se puede decir que el segundo conducto está asociado a un grado de libertad de vaivén, puesto que contribuye a una compresión -o extensión- simultánea del conjunto delantero y trasero.

De esta forma, es posible determinar el comportamiento de la suspensión y, especialmente, el grado de bloqueo del movimiento de vaivén y de balanceo, respectivamente, actuando sobre la comunicación entre las cámaras hidráulicas, es decir, sobre los conductos. De esta manera, la configuración descrita permite bloquear, selectivamente, y opcionalmente de manera gradual, por ejemplo, con válvulas, el balanceo y/o el vaivén, actuando sobre la comunicación entre los cilindros hidráulicos del conjunto delantero y trasero, a través del primer conducto y el segundo conducto. Esta regulación de las conexiones hidráulicas a través del primer conducto y el segundo conducto puede ser, por ejemplo, manual -de manera que el propio ciclista la pueda controlar, incluso en marcha- o más o menos automática, por ejemplo, en función de los impactos que sufre la bicicleta en marcha.

El conjunto delantero puede comprender un primer cilindro delantero que comprende dicha primera cavidad hidráulica delantera, y un segundo cilindro delantero que comprende dicha segunda cavidad hidráulica delantera. El conjunto trasero puede comprender un primer cilindro trasero que comprende dicha primera cámara hidráulica trasera, y un segundo cilindro trasero que comprende dicha segunda cámara hidráulica trasera. Esta configuración representa una manera sencilla de establecer las diferentes cámaras hidráulicas.

El conjunto delantero puede comprender al menos un émbolo delantero que divide una cavidad del primer cilindro delantero en dicha primera cámara hidráulica delantera y en una primera cámara adicional delantera, y que divide una cavidad del segundo cilindrico delantero en dicha segunda cámara hidráulica delantera y en una segunda cámara adicional delantera, estando dicho , al menos un, émbolo delantero al menos parcialmente alojado en una de las cámaras del primer cilindro delantero y en una de las cámaras del segundo cilindro delantero (esto quiere decir que si hay sólo un émbolo delantero, este émbolo tiene que estar al menos parcialmente alojado en una de las cámaras de cada cilindro delantero, es decir, en una de las cámaras del primer cilindro delantero y en una de las cámaras del segundo cilindro delantero; en el caso de que haya dos émbolos, uno puede estar al menos parcialmente alojado en una de las cámaras del primer cilindro delantero, y el otro en una de las cámaras del segundo cilindro delantero) .

El conjunto trasero puede comprender al menos un émbolo trasero que divide una cavidad del primer cilindro trasero en dicha primera cámara hidráulica trasera y en una primera cámara adicional trasera, y que divide una cavidad del segundo cilindrico trasero en dicha segunda cámara hidráulica trasera y en una segunda cámara adicional trasera, estando dicho , al menos un, émbolo trasero al menos parcialmente alojado en una de las cámaras del primer cilindro trasero y en una de las cámaras del segundo cilindro trasero (esto quiere decir que si hay sólo un émbolo, este émbolo tiene que estar al menos parcialmente alojado en una de las cámaras de primer cilindro trasero y en una de las cámaras del segundo cilindro trasero; en el caso de que haya dos émbolos, uno puede estar al menos parcialmente alojado en una de las cámaras de uno de los cilindros, y el otro en una de las cámaras del otro cilindro) .

El conjunto delantero y/o el conjunto trasero puede comprender dos émbolos de modo que el primer émbolo divide dicha cavidad del primer cilindro en dicha primera cámara hidráulica y en dicha primera cámara adicional, y de modo que el segundo émbolo divide una cavidad del segundo cilindro en dicha segunda cámara hidráulica y en dicha segunda cámara adicional.

Las cámaras adicionales pueden contener, cada una, un medio elástico (por ejemplo, un resorte o muelle y/o un gas como, por ejemplo, aire, que sirve para conseguir un efecto absorbedor de impactos en la suspensión) .

Las cámaras hidráulicas pueden contener un fluido hidráulico sustancialmente incompresible (por ejemplo, aceite) .

El sistema puede, además, comprender una válvula de paso que está asociada a dicho primer conducto y a dicho segundo conducto y que está configurado de manera que puede adoptar un estado cerrado en el que impide el paso de fluido hidráulico entre la segunda cámara hidráulica delantera y la segunda cámara hidráulica trasera a través del segundo conducto. De esta manera, controlando el estado de esta válvula, se puede regular el grado de bloqueo del grado de libertad de vaivén, es decir, del grado de libertad que está asociado al segundo conducto. Por otra parte, dado que la válvula está asociada al primer conducto, se puede hacer que el primer conducto controle el estado de la válvula de paso, por ejemplo, de manera que la válvula se abre para permitir el flujo por el segundo conducto como respuesta a algo que ocurre en el primer conducto, por ejemplo, como respuesta a una diferencia de presión entre los extremos del primer conducto, y/o como respuesta a un flujo de fluido hidráulico a través del primer conducto. De esta manera, un movimiento de balanceo de la bicicleta puede servir para desbloquear el grado de libertad del vaivén, y la ausencia de un movimiento de balanceo puede hacer que el grado de libertad de vaivén quede bloqueado, de manera que el vaivén al pedalear quede limitado a un mínimo.

La válvula de paso puede estar adaptada para adoptar un estado abierto en función de una diferencia de presión entre la primera cámara hidráulica delantera y la primera cámara hidráulica trasera (y/o entre diferentes puntos, como pueden ser los extremos, del primer conducto) , de manera que la válvula de paso adopte dicho estado cerrado cuando dicha diferencia de presión es nula y adopte dicho estado abierto, que permite que el fluido hidráulico pase por el segundo conducto, cuando dicha diferencia de presión es superior a un nivel determinado. De esta manera, un movimiento de balanceo provocado por, por ejemplo, un impacto de unas de las ruedas sobre una irregularidad en el terreno, puede servir para desbloquear el grado de libertad del vaivén.

El sistema puede, además, comprender un dispositivo estrangulador dispuesto en el primer conducto, de manera que dicha diferencia de presión depende del estado de dicho dispositivo estrangulador y del flujo a través del primer conducto. Por lo tanto, la relación entre los grados de libertad es algo que puede ajustarse mediante ajustes del dispositivo estrangulador y/o de la válvula de paso. Por ejemplo, el ciclista puede variar esta relación manipulando él mismo el dispositivo estrangulador.

El sistema puede comprender una válvula de paso que está asociada a dicho primer conducto y a dicho segundo conducto y que está configurado de manera que dicha válvula controla el estado de abertura de dicho segundo conducto en función de la diferencia entre la presión en un primer extremo del primer conducto y la presión en un segundo extremo del primer conducto. Dicha válvula de paso puede estar configurada para adoptar un estado cerrado cuando dicha diferencia está por debajo de un nivel predeterminado, y un estado abierto cuando dicha diferencia está por encima de un nivel predeterminado, y/o dicha válvula de paso puede estar configurado para adoptar un estado abierto con un grado de abertura que aumenta con dicha diferencia (al menos en un determinado intervalo de presiones; de esta manera, el grado de bloqueo/desbloqueo del grado de libertad del vaivén depende del flujo por el primer conducto, es decir, depende de la diferencia entre las presiones en uno y otro de los extremos del conducto) .

El primer conducto puede comprender un dispositivo estrangulador regulable configurado para regular el grado de abertura de dicho primer conducto. Por ejemplo, el dispositivo estrangulador puede ser manualmente regulable para que el propio ciclista vaya ajusfando el nivel de acoplamiento entre los grados de libertad, por ejemplo, en función de las características del terreno.

En una modalidad del sistema descrito más arriba, la válvula de paso está configurada de manera que puede adoptar un estado cerrado en el que impide el paso de fluido hidráulico entre la segunda cámara hidráulica delantera y la segunda cámara hidráulica trasera a través del segundo conducto cuando no haya paso de fluido hidráulico entre la primera cámara hidráulica delantera y la primera cámara hidráulica trasera a través del primer conducto. De esta manera, se puede "acoplar" la existencia de un flujo en el "grado de libertad del balanceo" con una abertura del "grado de libertad del vaivén".

Esta válvula de paso puede comprender un pistón desplazable configurado para poder adoptar una posición de bloqueo en el que bloquea simultáneamente el flujo de fluido hidráulico a través del primer conducto y el flujo de fluido hidráulico a través del segundo conducto, y configurado para poder ser desplazado, por una diferencia de presión predeterminada en el primer conducto, hasta una posición de desbloqueo en el que permite el flujo de fluido hidráulico tanto a través del primer conducto como a través del segundo conducto. De esta manera, se puede vincular la abertura de los dos conductos con una diferencia de presión en el primer conducto, algo que puede producirse cuando, por ejemplo, una de las ruedas de la bicicleta sufre un impacto contra un obstáculo o irregularidad en el terreno.

Dicha diferencia de presión predeterminada se puede, por ejemplo, establecer mediante un elemento elástico, por ejemplo, un muelle, que presiona el pistón hacia la posición de bloqueo. De esta manera, se puede configurar la válvula para que los conductos se mantengan cerrados o bloqueados durante pedaleo normal sin impactos, y para que los conductos se abran en el caso de, por ejemplo, un impacto contra una de las ruedas.

La válvula de paso puede comprender una carcasa dotada de al menos un primer orificio, disponiendo el pistón de al menos un segundo orificio configurada para que pueda circular por dicho segundo orificio un fluido hidráulico al pasar dicho fluido hidráulico a través del primer conducto, cuando el pistón está en la posición de desbloqueo. El pistón puede además comprender al menos un tercer orificio (el término "orificio" debe entenderse en sentido amplio y puede abarcar, por ejemplo, un rebaje externo) por el que puede circular un fluido hidráulico al pasar dicho fluido hidráulico a través del segundo conducto, cuando el pistón está en la posición de desbloqueo. El sistema puede comprender dos de dichas válvulas de paso conectados en paralelo pero de forma opuesta, de manera que ambas válvulas de paso sirven para controlar el flujo de fluido hidráulico por el primer conducto y por el segundo conducto, pero de manera que cuando en una de dichas válvulas de paso el pistón es empujado hacia su posición de desbloqueo, en la otra de dichas válvulas de paso el pistón se mantiene en su posición de bloqueo. De este modo, un impacto sobre una de las ruedas puede dar lugar a que se abra una de las válvulas, y un impacto sobre otra de las ruedas puede dar lugar a que se abra otra de las válvulas .

Otro aspecto de la invención se refiere a una bicicleta que comprende un sistema de suspensión según lo descrito más arriba.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de la descripción, un juego de figuras en el que con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una realización del sistema de suspensión de la invención, dispuesto en una bicicleta.

La figura 2 muestra, esquemáticamente, una válvula de paso y un estrangulador dispuestos en un sistema de suspensión según la figura 1 y 3, de acuerdo con una posible realización de la invención. La figura 3 muestra una posible configuración e interconexión de las cámaras de un sistema de suspensión de la invención según la figura 1.

Las figuras 4A-4P muestran, de forma esquemática, diferentes posibilidades de combinar cilindros, émbolos y conductos, dentro del concepto general de la invención.

La figura 5 muestra una vista esquemática en sección de una válvula de paso que puede utilizarse en, por ejemplo, una realización de la invención alternativa a la de la figura 2.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

En la figura 1 se muestra una bicicleta 1 con una realización del sistema de suspensión de la invención. Dicho sistema comprende un conjunto delantero 20 que sirve de nexo elástico entre la rueda delantera 2 y el cuadro 4 de la bicicleta 1, un conjunto trasero 30 que sirve de nexo elástico entre la rueda trasera 3 y el cuadro 4 de la bicicleta 1, un primer conducto 5 y un segundo conducto 6, que comunican el conjunto delantero 20 con el conjunto trasero 30. Tal y como se puede ver en la figura 3, el conjunto delantero 20 comprende un primer cilindro delantero 24 y un segundo cilindro delantero 25, y el conjunto trasero 30 comprende un primer cilindro trasero 34 y un segundo cilindro trasero 35. El primer cilindro delantero 24 comunica con el primer cilindro trasero 34 a través del primer conducto 5, y el segundo cilindro delantero 25 comunica con el segundo cilindro trasero 35 mediante el segundo conducto 6. De esta manera, un fluido hidráulico puede pasar entre los respectivos cilindros a través de los conductos 5 y 6, respectivamente. En la realización ilustrada, el conjunto delantero 20 comprende un émbolo delantero 23 que divide una cavidad de cada cilindro delantero 24, 25 en una primera cámara 21, 27, donde está alojado al menos parcialmente dicho émbolo delantero 23, y en una segunda cámara 22, 28. Por otra parte, el conjunto trasero 30 comprende un primer émbolo trasero 33 que divide una cavidad del primer cilindro trasero 34 en una primera cámara 31, donde está alojado al menos parcialmente dicho émbolo 33, y en una segunda cámara 32. Por otra parte, el conjunto trasero 30 comprende un segundo émbolo trasero 36 que divide una cavidad del segundo cilindro trasero 35 en una primera cámara 37, donde está alojado al menos parcialmente dicho émbolo 36, y en una segunda cámara 38.

Las cámaras 21, 31, 27 y 38 son cámaras hidráulicas que contienen un fluido hidráulico (es decir, un fluido sustancialmente incompresible), por ejemplo aceite. Por otra parte, las otras cámaras 22, 32, 28 y 37 contienen al menos un medio elástico en su interior, que puede ser, por ejemplo, aire.

El primer conducto 5 comunica las cámaras 21 y 31 y el segundo conducto 6 comunica las cámaras 27 y 38. De esta manera, el flujo del fluido a través del primer conducto 5 conlleva que cuando el cilindro delantero 24 (o, mejor dicho, el conjunto cilindro 24 + émbolo 23) asociado a dicho conducto de paso 5 se comprime o extiende, el cilindro trasero 34 (o, mejor dicho, el conjunto cilindro 34 + émbolo 33) asociado a dicho conducto de paso 5 se extiende o comprime, y viceversa, con lo que la comunicación mediante el primer conducto 5 define un primer grado de libertad en el que la compresión o extensión del conjunto delantero 20 conlleva la extensión o compresión del conjunto trasero 30, resultando en el balanceo del cuadro 4 respecto a un pivote virtual de balanceo. Del mismo modo, el flujo del fluido a través del segundo conducto 6 conlleva que cuando el cilindro delantero 25 (o conjunto cilindro 25 + émbolo 23) asociado a dicho segundo conducto 6 se comprime o extiende, el cilindro trasero 35 (o conjunto cilindro 35 + émbolo 36) asociado a dicho segundo conducto se comprime o extiende igualmente, con lo que la unión mediante el segundo conducto 6 define un segundo grado de libertad en el que la compresión o extensión del conjunto delantero 20 conlleva la compresión o extensión del conjunto trasero 30, resultando en el vaivén del cuadro 4. Relacionando las propiedades elásticas de los dos grados de libertad, se puede calcular la configuración en la que una fuerza en el conjunto delantero 20 comprima dicho conjunto delantero 20, pero no provoque movimiento en el conjunto trasero 30, para lo que hace falta que la extensión del cilindro trasero 34 relacionado mediante el conducto de paso 5 con la compresión del cilindro delantero 24, sea igual a la compresión del cilindro trasero 35 relacionado mediante el conducto de paso adicional 6 con la compresión del cilindro delantero 25. Del mismo modo, una fuerza en el conjunto trasero 30 comprime dicho conjunto trasero 30, pero no afecta al conjunto delantero 20, con lo que el sistema de suspensión de la invención absorbe los baches recibidos en ambas ruedas de forma análoga a un sistema de suspensión en el que cada grado de libertad esta únicamente asociado a un conjunto 20, 30.

Durante el pedaleo el propio ciclista genera un vector de fuerzas de pedaleo que se puede obtener teniendo en cuenta las fuerzas ejercidas por dicho ciclista sobre la bicicleta 1 (sobre el manillar 10, los pedales 11 -o eje pedalier- y el sillín 12), y que supone la actuación de ambos conjuntos 20 y 30, con la consiguiente perdida de rendimiento. La actuación de los conjuntos 20 y 30 se debe en mayor medida al movimiento del cilindro delantero 25 y cilindro trasero 35 asociados al segundo conducto de paso 6 (y al segundo grado de libertad asociado al vaivén) , dependiendo la incidencia del primer grado de libertad del balanceo de la distancia a la que se aplica el vector de fuerzas de pedaleo con respecto al pivote virtual de balanceo. Para minimizar al máximo el movimiento del primer grado de libertad asociado al balanceo al pedalear, se pueden calcular las dimensiones de las cámaras comunicadas entre sí mediante el primer conducto de paso 5, para hallar un pivote virtual de balanceo que esté lo más cercano posible, o coincida, con la trayectoria del vector de fuerzas de pedaleo. (Ahora bien, hay que tener en cuenta que el vector de fuerzas de pedaleo no es un vector fijo puesto que depende de fuerzas no constantes, pero que las variaciones acotarán una zona limitada.)

Con esta configuración puede resultar interesante que el conjunto de cilindros comunicados mediante el segundo conducto de paso 6 esté inactivo al pedalear, puesto que este grado de libertad es el que conlleva principalmente las oscilaciones molestas de la suspensión para el ciclista y que dan lugar a una pérdida de efectividad del pedaleo. Para solventar este inconveniente, el sistema de suspensión de la invención puede comprender una válvula de paso 7 mostrada en la figura 2, que está asociada a los conductos 5 y 6, y que puede impedir la comunicación entre el conjunto delantero 20 y el conjunto trasero 30 a través del segundo conducto de paso 6. La válvula de paso 7 está adaptada para reaccionar ante una diferencia de presión entre ambos extremos del primer conducto 5, que ocurre cuando existe un flujo a través de dicho primer conducto 5, impidiendo dicha válvula de paso 7 la comunicación a través del segundo conducto 6 cuando dicha diferencia es nula (no hay flujo a través del primer conducto 5) y permitiéndola cuando dicha diferencia no es nula (hay flujo a través del primer conducto de paso 5) . De esta manera, cuando se impide dicha comunicación, uno de los grados de libertad (el asociado al vaivén) está anulado, pero no el otro (el asociado al balanceo) . Al impedirse el flujo a través del segundo conducto de paso 6, se puede evitar, al menos en cierta medida, el vaivén que se podría generar en la bicicleta 1 debido a las fuerzas ejercidas por el propio ciclista sobre dicha bicicleta 1, sobre el sillín 12, el manillar 10 y los pedales 11, y a la reacción de los conjuntos delantero 20 y trasero 30 en contra de dichas fuerzas .

De esta manera, con el sistema de suspensión de la invención se permite eliminar o disminuir el movimiento causado por la fuerza aplicada por el propio ciclista al pedalear en relación al grado de libertad asociado al vaivén, manteniendo activo el grado de libertad asociado al balanceo para la absorción parcial de los obstáculos del terreno.

El sistema puede comprender, además, un dispositivo estrangulador 8 dispuesto en (o en correspondencia con) el primer conducto 5 para que la diferencia de presiones a ambos lados de dicho conducto de paso 5 actúe sobre la válvula de paso 7 con mayor efectividad. Así, cuando el terreno presenta obstáculos, el grado de libertad del balanceo se activa debido a que el estrangulador 8 permite el paso de una cantidad de fluido determinada a través del conducto de paso 5, no siendo nula la diferencia de presiones entre ambos lados de accionamiento de la válvula de paso 7, lo cuál causa que dicha válvula de paso 7 permita el paso de fluido a través del segundo conducto 6, activando el segundo grado de libertad asociado al vaivén proporcionalmente a dicha diferencia de presión. De esta manera, cuando una de las ruedas 2 ó 3 de la bicicleta 1 pasa sobre un bache, se produce un flujo a través del primer conducto 5 y esto afecta a la válvula de paso 7 que permite actuar al conjunto delantero 20 y al conjunto trasero 30 para amortiguar dicho bache.

En la realización mostrada en la figura 3, el conjunto trasero 30 comprende no sólo el émbolo 33 sino un émbolo trasero adicional 36 que divide el segundo cilindro trasero 35 en las cámaras 37 y 38. Éste embolo está alojado al menos parcialmente en la cámara 37. Por otra parte, el émbolo 33 divide el primer cilindro trasero 34 en las cámaras 31 y 32. La cámara 31 del primer cilindro trasero 34 está comunicada a través del primer conducto de paso 5 con la cámara 21 del primer cilindro delantero 24, y la cámara 38 del segundo cilindro trasero 35 está comunicada a través del segundo conducto de paso 6 con la cámara 27 del segundo cilindro delantero 25. Ahora bien, es evidente que esto es sólo un posible ejemplo de realización, pero que el sistema de la invención abarca diferentes configuraciones posibles como puede ser el uso de dos émbolos tanto en el conjunto delantero como en el conjunto trasero, un émbolo en cada uno de los conjuntos, o un émbolo en uno de dichos conjuntos y dos émbolos en el otro conjunto (como en la figura 3) . De la misma manera es evidente que el conducto de paso 5 puede unir cualquier cilindro del conjunto delantero con cualquier cilindro del conjunto trasero, con diferentes posibles comunicaciones entre diferentes cámaras, comunicando el conducto de paso adicional 6 el resto de cilindros.

Las figuras 4A-4P reflejan esquemáticamente algunas de las posibles combinaciones de cilindros, émbolos y conductos. Otra posibilidad puede ser usar combinaciones de pistones en las que un pistón va dentro de otro pistón, etc .

La figura 5 refleja una válvula que puede utilizarse en otra posible realización de la invención, por ejemplo, como alternativa a la que se ha ilustrado en la figura 2. En esta otra realización, en lugar de controlar el flujo por los conductos 5 y 6 mediante una válvula 7 y un estrangulador 8, se utilizan dos válvulas 9, conectadas en paralelo pero de manera opuesta, de forma que cuando una se abre, la otra permanece cerrada, y viceversa.

Para esta configuración se puede utilizar dos válvulas idénticas y que pueden ser como la válvula 9 que se ilustra en la figura 5, y que está compuesta por una carcasa 90, un pistón interior 91 y un muelle 92. En un estado inicial de bloqueo (representado en la figura 5) , el pistón interior 91 está en una posición de bloqueo y contacta con la pared 90a de la carcasa 90 debido a la fuerza ejercida por el muelle 92 que, en la posición de la figura 5, tiene cierta precarga. En este estado inicial, tanto el flujo por el conducto 5, entre las tomas 5a y 5b, como el flujo por el conducto 6, entre las tomas 6a y 6b, están bloqueados por el pistón 91.

Toda diferencia de presión en el conducto 5 (presión en la toma 5a respecto a la presión en la toma 5b) incide sobre el pistón 91 a través de los orificios 90b de la carcasa 90. Cuando la fuerza debida a dicha diferencia de presión es superior a la precarga del muelle 92, el pistón 91 es desplazado comprimiendo el muelle 92. Con ello se abre un paso para el fluido del conducto 5, que circula desde la toma 5a pasando por el orificio 90b de la carcasa 90 y por el orificio central 91b del pistón 91, hasta la toma 5b. Del mismo modo, el movimiento del pistón hacia su posición de desbloqueo posibilita el flujo entre las tomas 6a y 6b por el orificio anular externo 91a del pistón 91, siempre que haya una diferencia de presión entre ambas tomas .

En esta segunda configuración preferente se pueden usar dos válvulas 9, de modo que en una primera válvula 9 la toma 5a está conectada a la cámara hidráulica 21 y la toma 5b está conectada a la cámara hidráulica 31, mientras que en la segunda válvula 9, la toma 5a está conectada a la cámara hidráulica 31 y la toma 5b está conectada a la cámara hidráulica 21 (suponiendo una configuración como la de la figura 3) , estando en ambos casos las tomas 6a y 6b unidas a las cámaras hidráulicas 27 y 38, o viceversa.

De este modo, a menos de que haya un par de balanceo mínimo que ocasione una diferencia de presión que supere la precarga del muelle 92 de alguna de las válvulas 9, ambos conductos 5 y 6 permanecen bloqueados. En una configuración preferente el par de balanceo mínimo se regula de forma que sea igual al par máximo de balanceo debido al pedaleo, con lo que se consigue que la bicicleta permanezca bloqueada al pedalear. Aún así, debido a que el vector de fuerzas de pedaleo es próximo al pivote virtual de balanceo, el par mínimo de desbloqueo resultara pequeño, de modo que fuerzas de impacto de pequeña magnitud originen un par lo suficientemente grande, debido a la gran distancia entre el punto de aplicación de la fuerza y el pivote virtual de balanceo, desbloqueando asi las suspensiones para la absorción de los impactos provenientes del terreno.

En este texto, la palabra "comprende" y sus variantes (como "comprendiendo", etc.) no deben interpretarse de forma excluyente, es decir, no excluyen la posibilidad de que lo descrito incluya otros elementos, pasos etc.

Por otra parte, la invención no está limitada a las realizaciones concretas que se han descrito sino abarca también, por ejemplo, las variantes que pueden ser realizadas por el experto medio en la materia (por ejemplo, en cuanto a la elección de materiales, dimensiones, componentes, configuración, etc.), dentro de lo que se desprende de las reivindicaciones.