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Title:
PROGRESSIVE REAR SUSPENSION FOR BICYCLES WITH A DEFORMABLE DOUBLE LOOP QUADRILATERAL CONFIGURATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/081159
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rear wheel suspension for a bicycle, which is based on a four pivot system. The compression-extension of the suspension element shock-absorber spring is caused by deformation of a hinged double loop quadrilateral formed by the frame, a fork that pivots relative to the frame above the axis of the bottom bracket, and an upper arm and an articulated rod on each side of the bicycle. The articulated rods pivot on the frame behind the tube of the saddle. The top arms form two triangles having pivots at their back vertex where they are attached to the fork and at the front-upper vertex where they are attached to the articulated rods. The suspension element connects the front-lower vertex of said arms to the frame in front of the tube of the saddle. Said configuration provides great rigidity and high progressiveness in hardening.

Inventors:
CARRASCO VERGARA PABLO (ES)
DEL REY FERNANDEZ ENRIQUE (ES)
Application Number:
PCT/ES2001/000146
Publication Date:
November 01, 2001
Filing Date:
April 11, 2001
Export Citation:
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Assignee:
ROTOR COMPONENTES TECNOLOGICOS (ES)
E D R SYSTEM S A (ES)
CARRASCO VERGARA PABLO (ES)
DEL REY FERNANDEZ ENRIQUE (ES)
International Classes:
B62K25/28; (IPC1-7): B62K25/26; B60G3/18; B60G9/00
Foreign References:
US5957473A1999-09-28
US5553881A1996-09-10
US4322088A1982-03-30
US5441292A1995-08-15
EP0769447A11997-04-23
EP0574613A11993-12-22
Attorney, Agent or Firm:
Lorente Berges, Ana (Esq. Izq. 3°D, Madrid, ES)
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Claims:
1. REIVINDICACIONES : Se reivindica como nuevo y de propia invención : 1) Un sistema de suspensión para rueda trasera de bicicleta basado en la deformación de un cuadrilátero articulado con cuatro pivotes en sus vértices, por cuya acción se comprime y extiende un elemento de suspensión de efecto muelleamortiguador, caracterizado por : que los elementos que conforman dicho cuadrilátero son : un cuadro de bicicleta ; un basculante que pivota por su extremo anterior en un punto de anclaje al cuadro, y que posibilita en los extremos posteriores de sus brazos el anclaje para el eje de la rueda; dos brazos superiores, uno a cada lado de la bicicleta, que alojan tres puntos de anclaje no alineados, los cuales corresponden a los vértices de un triángulo, conectando cada brazo en su vértice posterior mediante pivote con el basculante cerca de su extremo posterior; y dos bieletas, una a cada lado, que completan el cuadrilátero uniéndose en su extremo anterior mediante pivotes al vértice anteriorsuperior de los brazos superiores, y en su extremo posterior también mediante pivote al cuadro, cerca de su extremo superior trasero; que el elemento de suspensión está unido en su extremo superior al cuadro, por delante del punto de pivote de la bieleta al cuadro, y por su extremo inferior a un eje que une ambos brazos superiores en su vértice anteriorinferior. que la configuración de dicho cuadrilátero es de doble bucle, ya que las rectas que unen los cuatro puntos de pivote, siguiendo a las piezas, configuran un ocho, cruzándose las rectas que corresponden a los brazos superiores y al cuadro.
2. Un sistema de suspensión según la reivindicación 1, caracterizado por que los brazos superiores incorporan una pieza de unión entre ellos, con el fin de dar rigidez al conjunto.
3. Un sistema de suspensión según la reivindicación 1, caracterizado por que los puntos de anclaje para el eje de la rueda trasera se encuentran en los brazos superiores cerca de su extremo posterior, siendo los brazos del basculante más cortos, y encontrándose el punto de pivote entre los brazos del basculante y los brazos superiores, por delante de los puntos de anclaje del eje de la rueda.
4. Un sistema de suspensión según la reivindicación 3, caracterizado por que los brazos superiores incorporan una pieza de unión entre ellos, con el fin de dar rigidez al conjunto.
5. Un sistema de suspensión según la reivindicación 1 a 4, caracterizado por que las bieletas son sustituidas por cualquier otro elemento que trabaje a tracción, como cadenas, rótulas, o cables.
6. Un sistema de suspensión según la reivindicación 1 a 4, caracterizado por que el cuadro de la bicicleta es sustituido por el chasis de una motocicleta.
7. Un sistema de suspensión según la reivindicación 1 a 4, caracterizado por que el cuadro de la bicicleta es sustituido por el chasis de un automóvil.
Description:
SUSPENSION TRASERA PROGRESIVA PARA BICICLETAS CON CONFIGURACION DE CUADRILATERO DE DOBLE BUCLE DEFORMABLE ESTADO DE LATÉCNICA.- El cuadro o estructura de las bicicletas rígidas convencionales suele estar formado por nueve tubos soldados : el tubo del sillín, el diagonal, el horizontal, el tubo o pipa de dirección, la caja de pedalier, dos vainas y dos tirantes.

El tubo del sillín, el tubo diagonal y el tubo horizontal conforman la estructura principal en forma de triángulo, haciendo uso para su unión del tubo de dirección, donde confluyen los tubos diagonal y horizontal por su extremo anterior, y del tubo que corresponde a la caja de pedalier, donde confluyen el tubo diagonal por su parte posterior y el del sillín por su parte inferior; de forma que el triángulo se completa al unirse el tubo horizontal por su extremo posterior al tubo del sillín cerca de su extremo superior.

Las vainas y tirantes conforman junto con el tubo del sillín dos triángulos, uno a cada lado de la bicicleta, respetando la simetría estructural respecto al plano en el que se sitúa el triángulo principal. En los vértices opuestos al tubo del sillín de estos dos triángulos se encuentran sendos puntos de anclaje para el eje de la rueda trasera. Cada vaina se une por su extremo anterior a la caja de pedalier y por su extremo posterior al tirante correspondiente, en su extremo inferior; y finalmente cada tirante a su vez está unido por su extremo superior al tubo del sillín cerca de su extremo superior.

En la actualidad existe una gran variedad de sistemas que dotan de suspensión a la rueda trasera de la bicicleta, normalmente sustituyendo el triángulo tradicional (rígido) de vainas y tirantes, por diversos sistemas articulados que permiten el desplazamiento de la rueda trasera, mediante la comprensión-extensión de un elemento de suspensión (elástico-amortiguador).

Uno de los sistemas más habituales, y también muy extendido en las motocicletas, es el de un basculante que pivotando cerca del pedalier, normalmente por encima de este, soporta en su otro extremo la rueda trasera. La compresión del elemento de suspensión (elástico-amortiguador) se puede conseguir :

-Por compresión directa : fijando uno de los extremos del elemento de suspension directamente a un punto del basculante (que describirá un arco respecto del punto de pivote) y el otro extremo a un punto fijo del cuadro; con ello se consigue una multiplicación de fuerzas debida al efecto palanca, ya que un desplazamiento dado en la rueda supone un desplazamiento menor en el elemento de suspensión.

-Por compresión indirecta : mediante brazos o bieletas intermedias entre un punto del basculante y el elemento de suspensión (usualmente articulado en un punto del cuadro), se puede conseguir un mayor efecto multiplicador y con ello mayores recorridos en la rueda para igual carrera de compresión del elemento de suspensión.

En general, al transformar el desplazamiento del basculante describiendo un arco en una compresión lineal del elemento de suspensión, se consigue, además del mencionado efecto multiplicador, una cierta progresividad geométrica en dicha multiplicación, según se va haciendo tangente a dicho arco la dirección de la fuerza de compresión del elemento de suspensión ; esto es, para incrementos iguales de desplazamiento en la rueda, los incrementos de compresión en el elemento de suspensión se hacen progresivamente mayores.

Esta cualidad de progresividad geométrica se considera un factor muy importante para un sistema de suspensión, puesto que por una parte permite absorber con facilidad las irregularidades leves del terreno, y por otra, responder adecuadamente ante solicitaciones de alta carga (altos, escalones, etc.), sin Ilegar a hacer tope en la carrera del elemento de suspensión.

Otro sistema de suspensión con una gran aceptación en el mercado es el de cuadrilátero (trapezoide) deformable o de cuatro pivotes, como el que propone Horst Leitner en la patente EE. UU. n° 5,678,837. En este caso se forma un cuadrilátero con pivotes de giro en los cuatro vértices, siendo los cuatro lados : el basculante, el cuadro, los brazos superiores (uno por cada lado) y la bieleta. Con este sistema la rueda suele estar colocada cerca del extremo inferior de los brazos superiores, con lo que se consigue un mejor comportamiento de la suspensión durante el pedaleo para evitar mayores pérdidas de potencia.

Similar a este último son los sistemas también de cuatro pivotes de Merton

R. Lawwill en la patente EE. UU. n° 5, 957,473 y en la PCT W099/10224.

DESCRIPCION DE LA INVENCION.- La presente invención consiste en una suspensión trasera progresiva para bicicletas basada en un sistema de cuatro pivotes con un cuadrilátero de doble bucle (forma de ocho) deformable. El sistema consta de : -Un cuadro (0). Preferentemente con la estructura principal en triángulo, con lo que se consigue la mayor rigidez, formado por el tubo del sillín, el diagonal, el horizontal, el tubo o pipa de dirección y la caja de pedalier.

-Un basculante (2) u horquilla inferior (con dos brazos) que pivota por su extremo anterior en un punto de anclaje al cuadro (6), preferentemente sobre la caja de pedalier (1) para evitar interferencias entre el pedaleo y los movimientos arriba y abajo de la rueda trasera, y que posibilita en los extremos posteriores de sus brazos el anclaje (10) para el eje de la rueda.

-Dos brazos superiores (3), uno a cada lado, que alojan tres puntos de anclaje no alineados. Estos puntos de anclaje corresponden por tanto a los vértices de un triángulo imaginario que corresponde a cada uno de los brazos superiores.

Dichos brazos conectan en su extremo o vértice posterior mediante un eje o pivote (7) con ei extremo posterior del basculante, teniendo una dimensión tal que llegan a cruzarse por los lados con el tubo del sillín. Con el objeto de conseguir mayor rigidez, ambos brazos pueden ir unidos mediante una pieza intermedia (13) salvando lógicamente entre ellos el espacio que ocupa la rueda.

-Dos bieletas (4), una a cada ado, que completan el cuadrilátero uniéndose en su extremo anterior mediante pivotes (8) al vértice anterior-superior de los brazos superiores, y en su extremo posterior también mediante un eje de pivote (9) al cuadro, preferentemente detrás del tubo del sillín cerca de su extremo superior.

-Un elemento de suspensión (5) (elástico-amortiguador), unido por su extremo superior (11) al cuadro, cerca de la unión del tubo horizontal con el tubo del sillín, y por su extremo inferior a un eje (12) que une ambos brazos superiores en su vértice anterior-inferior.

De este modo, el cuadrilátero en doble bucle queda configurado por el basculante, un brazo superior (uno a cada lado), una bieleta (una a cada lado), y

el tubo del sillín del cuadro. Es un cuadrilátero de doble bucle porque las rectas que unen los cuatro puntos de pivote, siguiendo a las piezas, configuran un ocho, cruzándose las rectas que corresponden a los brazos superiores y al cuadro. Con esta configuración se logra que al subir la rueda mediante el giro del basculante pivotando en su anclaje al cuadro, el brazo superior gire hacia delante a la vez que sube, lográndose una trayectoria tal en el vértice correspondiente al anclaje del amortiguador, que la compresión que imprime al elemento de suspension es altamente progresiva, además de tener el efecto multiplicador que caracteriza a los sistemas de suspensión.

Como regulación, además de la que ofrezca el elemento de suspension (dureza del muelle, precarga, dureza de amortiguación, etc.) existe la posibilidad de variar la geometría del cuadrilátero si se sitúan varios posibles posicionamientos para los diferentes puntos de pivote mencionados, y asimismo también se pueden disponer diferentes puntos de anclaje para el elemento de suspensión con lo que se puede variar tanto la multiplicación, y por tanto el recorrido final de la rueda, como la progresividad geométrica en la compresion.

Las ventajas del sistema descrito son las siguientes : -Mayor progresividad geométrica.

-Posibilidad de grandes recorridos en la rueda gracias a la multiplicación.

-Una gran rigidez a flexión lateral y a torsión.

Posibles variaciones respecto a la configuración descrita : -EI eje de la rueda trasera puede estar acoplado en los brazos superiores cerca de su extremo posterior. En ese caso los brazos del basculante serán más cortos y el punto de pivote entre los brazos del basculante y los brazos superiores se encontrará por delante del eje de la rueda. Esto sin embargo da lugar a una bicicleta con menor rigidez en la rueda trasera.

-Siempre que se respetan los puntos de pivote correspondientes al cuadrilátero mencionado, el cuadro podría no tener forma de triángulo.

-Las bieletas, por ser piezas sometidas a fuerzas de tracción, pueden ser sustituidas por cadenas, rótulas, cables o cualquier otro elemento que trabaje a

traction.

Otra posible aplicación, siempre que se conserve la disposición de las partes móviles y pivotes, es que esta configuración de suspensión de cuadrilátero en doble bucle puede ser usada en otro tipo de vehiculos de ruedas, como las motocicletas, automóviles, etc.