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Patent Searching and Data


Title:
SUSPENSION SYSTEM FOR A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/117777
Kind Code:
A1
Abstract:
Suspension system for a vehicle with a frame, with a front hydraulic cylinder (4), a rear hydraulic cylinder (5), and a first hydraulic connection (6) between the front hydraulic cylinder (4) and the rear hydraulic cylinder (5), and also a first compensation chamber (7) and a second compensation chamber (8) that are linked together such that a change in volume ΔV1 of a hydraulic fluid in the first compensation chamber gives rise to a change in volume ΔV2 of a hydraulic fluid in the second compensation chamber, with ΔV2=k*ΔV1, k>0. Furthermore, the system comprises a second hydraulic connection (71) between the front hydraulic cylinder (4) and the first compensation chamber (7), and a third hydraulic connection (81) between the rear hydraulic cylinder (5) and the second compensation chamber (8).

Inventors:
ZUBIETA ANDUEZA MIKEL (ES)
Application Number:
PCT/ES2012/070085
Publication Date:
August 15, 2013
Filing Date:
February 09, 2012
Export Citation:
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Assignee:
FUNDACION TEKNIKER (ES)
ZUBIETA ANDUEZA MIKEL (ES)
International Classes:
F16F9/06; B60G21/067; B62K25/04
Domestic Patent References:
WO2001070563A12001-09-27
WO1998049046A11998-11-05
WO1998018641A11998-05-07
WO1997029007A11997-08-14
WO2011138469A12011-11-10
Foreign References:
DE9415009U11996-01-18
EP1213218A22002-06-12
EP1099577A22001-05-16
US5553881A1996-09-10
US5628524A1997-05-13
US6206397B12001-03-27
US7128329B22006-10-31
US5190126A1993-03-02
US7163222B22007-01-16
US7273137B22007-09-25
US20030132602A12003-07-17
US7017928B22006-03-28
EP1426212A22004-06-09
ES2223205A12005-02-16
Attorney, Agent or Firm:
VALLEJO LÓPEZ, Juan Pedro (ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES

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

un cilindro hidráulico delantero (4) configurado para interponerse entre el bastidor (1) y dicha rueda delantera

(2) ;

un cilindro hidráulico trasero (5) configurado para interponerse entre el bastidor (1) y dicha rueda trasera

(3) ; y

una primera conexión hidráulica (6) entre el cilindro hidráulico delantero (4) y el cilindro hidráulico trasero (5) , de manera que fluido hidráulico puede pasar del cilindro hidráulico delantero (4) al cilindro hidráulico trasero (5), por dicha primera conexión hidráulica (6); caracterizado porque

el sistema adicionalmente comprende

- una primera cámara de compensación (7) y una segunda cámara de compensación (8) relacionadas entre sí de manera que un cambio de volumen AVI de un fluido hidráulico en la primera cámara de compensación conlleva un cambio de volumen AV2 de un fluido hidráulico en la segunda cámara de compensación, AV2=k*AVl, k>0;

- una segunda conexión hidráulica (71) entre el cilindro hidráulico delantero (4) y la primera cámara de compensación (7), de manera que el fluido hidráulico puede pasar del cilindro hidráulico delantero (4) a la primera cámara de compensación (7) por dicha segunda conexión hidráulica (71);

Y una tercera conexión hidráulica (81) entre el cilindro hidráulico trasero (5) y la segunda cámara de compensación (8), de manera que fluido hidráulico puede pasar del cilindro hidráulico trasero (5) a la segunda cámara de compensación, por dicha tercera conexión hidráulica (81) .

2. - Sistema según la reivindicación 1, en el que una (7, 8) de dichas primera cámara de compensación (7) y segunda cámara de compensación (8) está alojada dentro de la otra (8, 7) de dichas primera cámara de compensación (7) y segunda cámara de compensación (8) (Fig. 14C) .

3. - Sistema según la reivindicación 2, en el que el cilindro (73, 83) de una de dichas cámaras de compensación

(7, 8) está unido al émbolo (82, 72) de la otra de dichas cámaras de compensación, de forma que el movimiento de dicho émbolo conlleva el movimiento de dicho cilindro. 4.- Sistema según la reivindicación 2 ó 3, en el que dichas primera cámara de compensación (7) y segunda cámara de compensación (8) están dispuestas de forma concéntrica.

5. Sistema según la reivindicación 1, en el que la primera cámara de compensación (7) comprende un primer émbolo (72) y en el que la segunda cámara de compensación (8) comprende un segundo émbolo (82), estando dicho primer émbolo (72) y segundo émbolo (82) unidos entre si (10), de manera que el movimiento de uno de dichos émbolos (72, 82) conlleva el movimiento del otro de dichos émbolos (82, 72) .

6. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera cámara de compensación (7) y la segunda cámara de compensación (8) están integradas en una horquilla delantera del vehículo.

7. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que una de dichas cámaras de compensación (7) está integrada en el cilindro hidráulico delantero (4) y/o una de dichas cámaras de compensación (8) está integrada en el cilindro hidráulico trasero (5) .

8. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que ambas cámaras de compensación están integradas en una amortiguación trasera del vehículo.

9. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la primera cámara de compensación (7) y la segunda cámara de compensación (8) forman una unidad dispuesta fuera de una horquilla delantera del vehículo y fuera de una suspensión trasera del vehículo.

10. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende una válvula (9) situada en la primera conexión hidráulica (6) y en otra conexión hidráulica (71, 81), estando la válvula configurada de manera que dicha válvula controla el estado de abertura de la otra conexión hidráulica (71, 81) en función de la diferencia entre la presión en una primera parte de la primera conexión hidráulica (6) y una segunda parte de dicha primera conexión hidráulica (6) .

11. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende una válvula (9) situada en la primera conexión hidráulica (6) y en otra conexión hidráulica (71, 81), estando la válvula configurada de manera que dicha válvula controla el estado de abertura de la primera conexión hidráulica (6) en función de la diferencia entre la presión en una primera parte de la otra conexión hidráulica (71, 81) y una segunda parte de dicha otra conexión hidráulica (71, 81) .

12. - Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 10 y 11, en el que dicha válvula (9) está configurada para adoptar un estado cerrado cuando dicha diferencia de presión está por debajo de un nivel predeterminado, y un estado abierto cuando dicha diferencia de presión está por encima de un nivel predeterminado.

13. - Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 10-12, en el que dicha válvula (9) está configurada para adoptar un estado abierto con un grado de abertura que aumenta con dicha diferencia de presión.

14. - Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 10-13, en el que dicha válvula (9) está configurada de manera que puede adoptar un estado cerrado en el que impide el paso de fluido hidráulico por una de las conexiones hidráulicas (6; 71, 81) cuando no haya paso de fluido hidráulico a través de otra de las conexiones hidráulicas (71, 81; 6).

15.- Sistema de suspensión según la reivindicación 14, en el que la válvula (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 de la primera conexión hidráulica (6) y el flujo de fluido hidráulico a través de la otra conexión hidráulica (71, 81), y configurado para poder ser desplazado, por una diferencia de presión predeterminada en la primera conexión hidráulica (6), hasta una posición de desbloqueo en el que permite el flujo de fluido hidráulico tanto a través de la primera conexión hidráulica (6) como a través de la otra conexión hidráulica (71, 81) .

16. - Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 10-15, en el que dicha otra conexión hidráulica es la segunda conexión hidráulica (71) o la tercera conexión hidráulica (81) .

17. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 10- 16, en el que el dicha válvula (9) está integrada en una horquilla delantera del vehículo o en un amortiguador trasero del vehículo.

18. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que adicionalmente comprende una válvula (R3' ) situada en una toma (41') asociada al cilindro hidráulico delantero (4) y en una toma (51') asociada al cilindro hidráulico trasero (5) , estando la válvula configurada de manera que dicha válvula controla el estado de abertura de la primera conexión hidráulica (6) entre la toma (41') asociada al cilindro hidráulico delantero (4) y la toma (51') asociada al cilindro hidráulico trasero (5) en función de la suma de la presión en la toma (41') asociada al cilindro hidráulico delantero (4) y la presión en la toma (51') asociada al cilindro hidráulico trasero (5) .

19. - Sistema de suspensión según la reivindicación 18, en el que dicha válvula (R3' ) está configurada para adoptar un estado cerrado cuando dicha suma de presión está por debajo de un nivel predeterminado, y un estado abierto cuando dicha suma de presión está por encima de un nivel predeterminado .

20. - Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 18 y 19, en el que dicha válvula (R3' ) está configurada para adoptar un estado abierto con un grado de abertura que aumenta con dicha suma de presión.

21. - Sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 18-20, en el que dicha válvula (R3' ) está configurada de manera que puede adoptar un estado cerrado en el que impide el paso de fluido hidráulico por la primera conexión hidráulica (6) entre la toma (41') asociada al cilindro hidráulico delantero (4) y la toma (51') asociada al cilindro hidráulico trasero (5) cuando no haya paso de fluido hidráulico entre la toma (41') asociada al cilindro hidráulico delantero (4) y la primera cámara de compensación (7) por la primera conexión hidráulica (71) y/o entre la toma (51') asociada al cilindro hidráulico trasero (5) y la segunda cámara de compensación (8) por la segunda conexión hidráulica (81). 22.- Bicicleta, caracterizada porque comprende un sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores .

Description:
SISTEMA DE SUSPENSIÓN PARA VEHICULO

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La invención se engloba en el campo de las suspensiones dobles, por ejemplo, para bicicletas, aunque también es aplicable a vehículos similares, por ejemplo, a motocicletas .

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.

La figura 1 refleja esquemáticamente una horquilla de bicicleta convencional 1000 que, como es convencional, presenta dos partes, cada una en una de las patas de la horquilla. Se trata de las siguientes partes:

La parte de absorción: esta parte acumula (o absorbe) la energía del impacto mediante la compresión del muelle 1008 (o de otro elemento elástico, por ejemplo, aire u otro gas) . La fuerza sobre el pistón izquierdo (mirando desde la posición del ciclista) 1007 en la figura 1 es proporcional a su posición.

- La parte de amortiguación: disipa (o amortigua) la energía del impacto en forma de calor debido al rozamiento del fluido hidráulico (por ejemplo, aceite 1003) al pasar por uno o varios conjuntos de orificios 1002 y 1005. El caudal que pasa por los orificios depende de la diferencia de presión a ambos lados del orificio, lo que relaciona la fuerza realizada por la parte de amortiguación con la velocidad del movimiento. Esta parte comprende el pistón derecho (según se ve en la figura 1) 1001, con un primer conjunto de orificios 1002, por el cual puede pasar el aceite 1003 durante compresión y extensión del conjunto. Además, hay un cartucho de compresión 1004 con un émbolo que presenta un segundo conjunto de orificios 1005. Por otra parte, para permitir que el pistón 1001 se mueva, hay una cámara de compensación 1006 que básicamente contiene o es un volumen de aire que se comprime o extiende para compensar las variaciones de volumen que se producen al introducir el pistón derecho 1001 en el cilindro de la pata de la horquilla. Si no existiera esta cámara y el cilindro estuviera completamente lleno de aceite, el pistón derecho 1001 quedaría bloqueado. Por este motivo, si se cierra cualquiera de los dos conjuntos de orificios 1002 y 1005 de la figura 1, la suspensión quedará bloqueada.

Ante una fuerza sobre la suspensión, la parte de absorción determinará el desplazamiento de la suspensión y la amortiguación a qué velocidad se produce dicho desplazamiento, aunque si la fuerza no se mantiene durante el tiempo necesario no se alcanzará todo el desplazamiento. Así, con el amortiguamiento es posible controlar la actividad de las suspensiones. Un amortiguamiento bajo controla poco las suspensiones, con lo que se mueven rápido y con un amplio recorrido (conveniente para cuando el movimiento de las suspensiones es deseable) , mientras que un amortiguamiento alto controla mucho las suspensiones, con lo que se mueven lento y con un recorrido bajo (conveniente para cuando el movimiento de las suspensiones no es deseable) .

Las mayores diferencias entre una horquilla de gama baja y una de gama alta corresponden a sus sistemas de amortiguación. En las horquillas de gama alta, además del orificio principal de paso regulable 1111 (véase la figura 2A) , también se dispone de orificios secundarios 1112-1113 (véase la figura 2A) cuyo paso es variable en función de la presión, por ejemplo, mediante un conjunto de arandelas, que ante altas presiones se deforman y facilitan el paso del aceite. A bajas presiones (y velocidades), los orificios sensibles a la fuerza 1112-1113 están cerrados, por lo que el comportamiento depende del orificio regulable 1111, de modo que a la regulación de este orificio a veces se le denomina "regulación de baja velocidad". A altas presiones (y velocidades) el caudal por el orificio principal es bajo, pero el orificio sensible a la fuerza es amplio y conduce la mayor parte del caudal, de modo que a la regulación de la fuerza de apertura de este orificio se le denomina "regulación de alta velocidad". La figura 2A ilustra esquemáticamente el flujo 1101 de aceite por el orificio principal 1111, y el flujo 1102 de aceite por el orificio sensible a la fuerza 1112. En la figura 2B la curva 1103 representa la relación entre la fuerza (F) y la velocidad (v) para el caso de que sólo existiera el orificio principal 1111, la curva 1104 representa la relación entre la fuerza y la velocidad para el caso de que sólo existiera el orificio sensible a la fuerza 1112, y la curva 1105 refleja la relación entre fuerza y velocidad en el caso de estar presentes ambos orificios. Las curvas 1106 y 1107 representan regulaciones menos restrictivas a baja velocidad, mientras que las curvas 1108 y 1109 representan regulaciones más restrictivas a alta velocidad.

En general, los sistemas de orificio sensible a la fuerza sólo pueden deformarse hacia un lado, por lo que el flujo en sentido contrario esta siempre bloqueado. Por eso se suele disponer dos orificios sensibles a la fuerza para que cada uno regule el flujo de alta velocidad en cada sentido 1112 y 1113 (véase la figura 2A) . Además, estos orificios pueden regularse de forma diferenciada para variar el comportamiento hidráulico en compresión y extensión. Por ejemplo, en la horquilla 1000 de la figura 1, las arandelas de paso inferiores del primer conjunto de orificios 1002 pueden tener muy poca rigidez en comparación a las de la parte superior del mismo conjunto de orificios, con lo que no oponen apenas resistencia al flujo de aceite en compresión en el pistón derecho 1001 (desde la parte superior del pistón a la parte inferior) . Del mismo modo, las arandelas de paso inferiores del segundo conjunto de orificios 1005 pueden tener poca rigidez en comparación a las de la parte superior, de modo que el flujo de aceite en rebote en el cartucho de compresión 1004 (desde la parte superior del cartucho a la parte inferior) se realiza sin mayor restricción. De este modo el comportamiento en rebote (baja y alta velocidad) depende del conjunto de orificios 1002 del pistón derecho 1001, mientras que el comportamiento en compresión (baja y alta velocidad) se regula mediante el conjunto de orificios 1005 del cartucho de compresión 1004.

El funcionamiento de un amortiguador trasero convencional puede ser muy similar al de la horquilla, solo que en vez de disponer de los elementos de absorción y amortiguación en paralelo en sendas patas, se suelen disponer de forma concéntrica, tal y como se refleja esquemáticamente en la figura 3, en la que se puede observar un amortiguador trasero 2000 con el pistón 2001, asociado a un primer conjunto de orificios 2002, y situado en un cilindro que contiene aceite 2003, cuyo cilindro está rodeado por un muelle 2008 que presiona el pistón hacia abajo. Se puede considerar que el amortiguador trasero se basa en el mismo concepto que la horquilla, pero con la pata derecha divida en dos, resultando en dos cilindros que se unen con un conducto, para luego poner el muelle concéntrico. El amortiguador trasero comprende un cartucho de compresión 2004 (que funcionalmente se corresponde con al cartucho de compresión 1004 de la horquilla) , un segundo conjunto de orificios 2005 (que funcionalmente se corresponde con el segundo conjunto de orificios 1005 de la horquilla), y una cámara de compensación 2006 (que funcionalmente se corresponde con la cámara de compensación

1006 de la horquilla, sólo que en el caso del amortiguador trasero, entre el aire y el aceite, se dispone de un pistón flotante para que ambos fluidos no se mezclen; en la horquilla no se mezclan por diferencia de densidades) .

Todo esto es convencional y no se considera necesario describirlo con más detalle.

Las bicicletas de doble suspensión convencionales tienen dos grados de libertad, uno por cada eje y elemento de suspensión. Es decir, cada elemento de suspensión trabaja de forma independiente sobre un solo grado de libertad, tal y como se explicará a continuación, con referencia a las figuras 4-8, que reflejan esquemáticamente el comportamiento de los conjuntos delantero y trasero (ilustrando los cilindros hidráulicos correspondientes sin considerar los cartuchos de compresión) .

Cuando no está montado el ciclista, los conjuntos delantero y trasero se encuentran en un estado de máxima extensión o mínima compresión X0, YO; en las figuras 4-8, el conjunto delantero se comprime según un eje "x" y sus estados de compresión se designarán con X0, XI, y X2, respectivamente, siendo XI un estado más comprimido que X0 y X2 un estado más comprimido que XI. De forma análoga, el conjunto trasero se comprime según un eje "y" y sus estados de compresión se designarán con YO, Yl, y Y2, respectivamente, siendo Yl un estado más comprimido que YO y siendo Y2 un estado más comprimido que Yl . En la figura 4, el ciclista se ha montado sobre la bicicleta. Su peso se reparte sobre ambos elementos de suspensión, y debido a ello los dos grados de libertad se comprimen y con ello el volumen de aire de las cámaras de compensación se reduce, aumentando la presión en las mismas. Los conjuntos delantero y trasero adoptan un estado más comprimido, a saber, XI y Yl, respectivamente, denominado "sag" y que es el punto de partida para analizar el comportamiento de las suspensiones (figuras 5-8) ante las diversas fuerzas.

La figura 5 se corresponde con un impacto en la rueda delantera. La fuerza en el eje delantero afecta únicamente al elemento de suspensión delantero y a un grado de libertad, a saber, el delantero. La compresión en el elemento de suspensión delantero (hasta un grado de compresión X2) conlleva un caudal Ql a través del conjunto de orificios 1002 y un caudal Q2 hacia la cámara de compensación delantera 1006, que reduce su volumen, aumentando la presión en la misma.

La figura 6 se corresponde con un impacto en la rueda trasera: la fuerza en el eje trasero afecta únicamente al elemento de suspensión trasero y a un grado de libertad, a saber, el trasero. La compresión en el elemento de suspensión trasero (hasta que adopte un estado de compresión Y2) da lugar a un caudal Q3 a través del conjunto de orificios 2002 y un caudal Q4 hacia la cámara de compensación trasera 2006, que reduce su volumen, con lo que la presión en la misma aumenta.

La figura 7 se refiere a lo que ocurre durante el pedaleo. Al pedalear se ejercen fuerzas sobre los pedales, el manillar y el sillín. Entre los tres se produce una resultante que se aplica en una posición intermedia a los ejes y que se transmite al suelo por ambos ejes. De este modo, estas fuerzas afectan a los dos elementos de suspensión y a los dos grados de libertad. En ambos casos la compresión (a los estados de compresión X2 e Y2, respectivamente, por ejemplo) conlleva flujo de un caudal (Ql y Q3) por el conjunto de orificios 1002 y 2002 y otro caudal (Q2 y Q4) hacia las cámaras de compensación 1006 y 2006, que reducen su volumen.

La figura 8 representa la situación en el caso de una frenada (aceleración negativa) . En la frenada aparece una fuerza de inercia hacia delante en el centro de gravedad del ciclista, que llega al suelo por ambos ejes, mediante una fuerza de compresión en el eje delantero y extensión en el eje trasero. De este modo estas fuerzas afectan a los dos elementos de suspensión y a los dos grados de libertad.

En el caso del eje delantero se produce una compresión (hasta el estado de compresión X2, por ejemplo) que conlleva un caudal Ql a través del conjunto de orificios 1002 y un caudal Q2 hacia el volumen de la cámara de compensación delantera 1006 que se reduce (aumentando la presión) , mientras que en el caso del eje trasero se produce una extensión (hasta el estado de compresión YO, por ejemplo) que conlleva un caudal Q5 a través del conjunto de orificios 2002 y un caudal Q6 desde el volumen de la cámara de compensación trasera 2006 que aumenta su volumen (reduciéndose la presión) . En una aceleración sucedería algo similar solo que los flujos de caudal serian inversos y la bicicleta balancearía hacia atrás.

Como se ha mencionado anteriormente, la calidad de unas suspensiones depende principalmente de las cualidades de la parte hidráulica y de las posibles regulaciones (compresión en baja velocidad, compresión en alta velocidad, rebote en baja velocidad, rebote en alta velocidad) tanto sobre los caudales Ql, Q3, y Q5 en los conjunto de orificios 1002 y 2002, como sobre los caudales Q2, Q4, y Q6 que afectan a la cámara de compensación y que han de atravesar los conjuntos de orificios 1005 y 2005.

En la absorción de impactos el movimiento de las suspensiones es deseable para que la energía del impacto o la irregularidad del terreno no lleguen al ciclista, o por lo menos lleguen de forma reducida. De este modo, para facilitar la acción de las suspensiones, suelen ser deseables regulaciones poco restrictivas de la compresión, principalmente las de alta velocidad (impactos) . Esta baja amortiguación conlleva que durante la compresión poca de la energía transmitida a las suspensiones sea disipada en forma de calor, y que la mayor parte se acumule en el elemento de absorción. Esta energía absorbida es la que propicia la extensión posterior a la posición inicial. Si la restricción fuera también baja durante la extensión la mayor parte de la energía inicial sería devuelta tras la compresión en forma de un bote de la rueda con pérdida de efectividad y control. Para evitar esto conviene amortiguar toda la energía absorbida durante la extensión, para lo que se requiere una restricción mayor en rebote. Ahora bien, una restricción muy grande también puede ser perjudicial debido a que la extensión sería muy lenta, y con ello podría darse el caso que la horquilla no esté del todo extendida y no disponga de toda su capacidad al llegar al siguiente impacto.

En el pedaleo y en la frenada el movimiento de las suspensiones no es deseable. En el primero de los casos absorbe parte de la energía del pedaleo y el vaivén originado resulta incómodo, y en el segundo caso, provoca un cambio en la geometría, verticalizando los ángulos, lo que hace que la bicicleta sea menos estable. Ambos movimientos no deseados son oscilaciones de baja frecuencia en comparación al movimiento en la absorción de impactos. De este modo, para impedir la acción de las suspensiones en estas condiciones, suelen ser deseables regulaciones restrictivas de compresión, principalmente las de baja velocidad. Esta mayor amortiguación conlleva movimientos más lentos, con lo que ante fuerzas oscilantes o puntuales (como las del pedaleo y frenada, respectivamente) , la fuerza cesa antes de que la suspensión alcance todo el recorrido que le correspondería, según el elemento elástico .

Por lo tanto, el conflicto en la regulación de las suspensiones está principalmente en la compresión; interesa que sea baja para la absorción de impactos y alta para el pedaleo o las aceleraciones (incluyendo la frenada) . La tendencia que se suele seguir es restringir mucho (incluso bloquear) la compresión de baja velocidad para reducir los movimientos no deseados y luego restringir parcialmente la compresión de alta velocidad para que proporcione una absorción de irregularidades suficiente pero que no suponga demasiado movimiento al pedalear o frenar, por ejemplo. Esta configuración se suele a veces denominar como "plataforma de pedaleo". A modo simplificado se entiende que en esta configuración, todas las fuerzas por debajo de un umbral no provocan movimiento mientras que las superiores al umbral sí.

Ahora bien, aunque este concepto sirve para al menos parcialmente limitar el vaivén de la bicicleta al pedalear, a la vez que se permite una amortiguación de impactos fuertes, el problema es una cierta conflictividad entre la absorción de impactos y la reducción del vaivén, y muchas veces, por la necesidad de llegar a un compromiso, la bicicleta tendía a producir un movimiento de vaivén cuando se pedaleaba fuerte, a la vez que no se absorbían bien los pequeños impactos.

WO-A-2011/138469 describe un sistema de suspensión para una bicicleta que comprende un cuadro de bicicleta, 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.

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 sistema descrito en WO-A-2011/138469 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 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. De esta manera, es posible evitar el vaivén de la bicicleta en el caso de un pedaleo fuerte, a la vez que se permite una adecuada amortiguación también de pequeños impactos en la rueda delantera o trasera.

Aunque el sistema descrito en WO-A-2011/138469 puede funcionar satisfactoriamente, puede tener algunas limitaciones constructivas, que al menos en ciertos casos puede hacer que no sea idónea o que su incorporación en una bicicleta más o menos convencional puede implicar ciertas dificultades y/o exigir ciertos cambios en el diseño. Por eso, se ha considerado que puede ser deseable disponer de un sistema alternativo que también sirva para actuar sobre los grados de libertad de vaivén y de balanceo, pero con una configuración diferente de los elementos, preferiblemente fácil de incorporar en bicicletas convencionales .

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Un primer aspecto de la invención se refiere a un sistema de suspensión para un vehículo (por ejemplo, una bicicleta, aunque también puede aplicarse a otros vehículos, por ejemplo, a motocicletas) que comprende un bastidor del vehículo (el bastidor puede ser, por ejemplo, un cuadro, por ejemplo, un cuadro de bicicleta; 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 cilindro hidráulico delantero configurado para interponerse entre el bastidor y dicha rueda delantera; y un cilindro hidráulico trasero configurado para interponerse entre el bastidor y dicha rueda trasera.

Cada uno de estos cilindros hidráulicos puede comprender un cilindro y un pistón o émbolo que se desplaza en el cilindro, que a su vez puede contener un fluido hidráulico, como, por ejemplo, aceite; el émbolo puede estar dotado de un orificio o de un conjunto de orificios, por ejemplo, de un conjunto de orificios de alta y baja velocidad, tal y como es habitual en el estado de la técnica; por ejemplo, puede tratarse de un conjunto de orificios como el que se ha descrito más arriba, en relación con la figura 2A. Además, la suspensión de la invención puede, como es convencional, incluir las correspondientes partes de amortiguación delantera y trasera, con los elementos flexibles correspondientes, por ejemplo, en linea con lo que se ilustra en las figuras 1 y 3.

El sistema de suspensión comprende, además, una primera conexión hidráulica entre el cilindro hidráulico delantero y el cilindro hidráulico trasero, de manera que el fluido hidráulico puede pasar del cilindro hidráulico delantero al cilindro hidráulico trasero, por dicha primera conexión hidráulica (esta primera conexión hidráulica puede comprender, por ejemplo, uno o varios conductos, en serie y/o en paralelo) .

De acuerdo con la invención, el sistema adicionalmente comprende

- una primera cámara de compensación y una segunda cámara de compensación relacionadas entre si de manera que un cambio de volumen AVI de un fluido hidráulico en la primera cámara de compensación conlleva un cambio de volumen AV2 de un fluido hidráulico en la segunda cámara de compensación, AV2=k*AVl, k>0.

Es decir, el cambio de volumen de fluido hidráulico en una de dichas cámaras de compensación es proporcional al cambio de volumen de fluido hidráulico en la otra cámara de compensación, y con el mismo signo, es decir, si aumenta el volumen de fluido hidráulico en una de dichas cámaras, también aumenta en la otra, y el aumento del volumen de fluido hidráulico en ambas cámaras es igual, o, al menos, proporcional, con un coeficiente que depende del diseño del sistema. Lo mismo aplica a la reducción del volumen del fluido hidráulico en las cámaras. También se puede decir que si se reduce o aumenta el volumen del aire -o gas, u otro medio o elemento elástico- en una de las cámaras de compensación, lo mismo ocurre en la otra, de forma proporcional o sustancialmente proporcional. El cambio del volumen del fluido hidráulico en una cámara de compensación no se debe entender como que necesariamente entra (o sale) fluido hidráulico físicamente en (de) una cámara con límites físicos claramente definidos, sino que se produce un desplazamiento de un medio elástico (como, por ejemplo, de una bolsa de aire) , con el consiguiente cambio del volumen del medio elástico, ocasionado por la presión que ejerce el fluido hidráulico, de forma directa o a través de algún elemento desplazable.

Además, el sistema de suspensión comprende

- una segunda conexión hidráulica entre el cilindro hidráulico delantero y la primera cámara de compensación, de manera que el fluido hidráulico puede pasar del cilindro hidráulico delantero a la primera cámara de compensación por dicha segunda conexión hidráulica (esta conexión hidráulica puede realizarse de cualquier manera, por ejemplo, mediante uno o varios conductos, o mediante una conexión directa, incluso con la cámara de compensación integrada en el cilindro hidráulico en cuestión, por ejemplo, en linea con lo que ocurre en el estado de la técnica descrito más arriba, con referencia a la figura 1); Y

- una tercera conexión hidráulica entre el cilindro hidráulico trasero y la segunda cámara de compensación, de manera que fluido hidráulico puede pasar del cilindro hidráulico trasero a la segunda cámara de compensación, por dicha tercera conexión hidráulica (esta conexión puede realizarse de cualquier manera, por ejemplo, mediante uno o varios conductos, o mediante una conexión directa, incluso con la cámara de compensación integrada en el cilindro hidráulico en cuestión) .

Las conexiones hidráulicas pueden comprender, cada una, uno o más conductos, y pueden incluir válvulas u otros elementos que permiten limitar el flujo del fluido hidráulico por la conexión en cuestión. De esta manera, se puede regular la sensibilidad del sistema frente a diferentes condiciones, y facilitar su respuesta en forma de balanceo y/o vaivén.

Es decir, y de forma parecida a lo que ocurre con el sistema descrito en WO-A-2011/138469, 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 y las cámaras de compensación a través de la primera, segunda y tercera conexiones hidráulicas. Esta regulación de las conexiones hidráulicas puede ser, por ejemplo, manual -de manera que el propio usuario la pueda controlar, incluso en marcha- o más o menos automática, por ejemplo, en función de los impactos que sufre el vehículo (por ejemplo, una bicicleta) en marcha. De esta manera, es posible evitar el vaivén de la bicicleta en el caso de un pedaleo fuerte, a la vez que se permite una adecuada amortiguación también de pequeños impactos en la rueda delantera o trasera.

Por otra parte, su configuración sencilla, que sólo requiere dos cilindros hidráulicos, uno delantero y otro trasero, permite una fácil integración del sistema en las estructuras básicas de vehículos como bicicletas convencionales (que ya cuentan con un cilindro hidráulico delantero y otro trasero) . Las cámaras de compensación pueden diseñarse de diferentes formas, incluyendo formas que permiten su integración en la suspensión delantera o trasera, por ejemplo, en la propia horquilla de una bicicleta .

En algunas realizaciones de la invención, una de dichas primera cámara de compensación y segunda cámara de compensación puede estar alojada dentro de la otra de dichas primera cámara de compensación y segunda cámara de compensación. Esta configuración puede ser muy compacta y resultar especialmente adecuada para integrar las cámaras de compensación en una estructura tubular, como puede ser la horquilla de una bicicleta o motocicleta. En algunas realizaciones de la invención, el cilindro de una de dichas cámaras de compensación puede estar unido al pistón o émbolo de la otra de dichas cámaras de compensación, de forma que el movimiento de dicho émbolo conlleva el movimiento de dicho cilindro. Esta configuración también puede ser adecuada para facilitar la integración de las cámaras de compensación en una estructura sustancialmente tubular . En algunas realizaciones de la invención, dichas primera cámara de compensación y segunda cámara de compensación pueden estar dispuestas de forma concéntrica.

En algunas realizaciones de la invención, la primera cámara de compensación puede comprender un primer émbolo y la segunda cámara de compensación puede comprender un segundo émbolo, estando dicho primer émbolo y segundo émbolo unidos, por ejemplo, mecánicamente, entre si, de manera que el movimiento de uno de dichos émbolos conlleva el movimiento del otro de dichos émbolos. Por ejemplo, las cámaras de compensación pueden estar situadas en paralelo (por ejemplo, como se ilustra en la figura 14A) o en serie (por ejemplo, como se ilustra en la figura 14B) .

En algunas realizaciones de la invención, la primera cámara de compensación y la segunda cámara de compensación pueden estar integradas en una horquilla delantera del vehículo. Esta solución puede ser muy práctica, ya que representa una solución integrada fácilmente compatible con estructuras convencionales de, por ejemplo, bicicletas.

En este tipo de sistema, la segunda conexión hidráulica puede comprender al menos un conducto que conecta la segunda cámara de compensación con el cilindro hidráulico trasero.

En algunas realizaciones de la invención, una de dichas cámaras de compensación puede estar integrada en el cilindro hidráulico delantero y/o una de dichas cámaras de compensación puede estar integrada en el cilindro hidráulico trasero. Por ejemplo, puede estar integrada de manera que no sea necesario un conducto entre la cámara de compensación en cuestión y el cilindro hidráulico en cuestión, formando ambas un mismo cilindro. En algunas realizaciones de la invención, ambas cámaras de compensación pueden estar integradas en una amortiguación trasera del vehículo. En este tipo de sistema, la segunda conexión hidráulica puede comprender al menos un conducto que conecta la primera cámara de compensación con el cilindro hidráulico delantero.

En algunas realizaciones de la invención, la primera cámara de compensación y la segunda cámara de compensación forman una unidad dispuesta fuera de una horquilla delantera del vehículo y fuera de una suspensión trasera del vehículo. También es posible una configuración en la que la primera cámara de compensación está integrada en una horquilla del vehículo, y en el que la segunda cámara de compensación está integrada en una amortiguación trasera del vehículo. Las cámaras de compensación están asociadas entre sí de manera que el cambio de volumen del fluido hidráulico en una de las cámaras se corresponde con un cambio proporcional del volumen del fluido hidráulico en la otra cámara, tal y como se ha explicado más arriba. Por ejemplo, las cámaras pueden incluir émbolos unidos por un mecanismo mecánico.

En algunas realizaciones de la invención, el sistema comprende además una válvula situada en la primera conexión hidráulica y en otra conexión hidráulica, estando la válvula configurada de manera que dicha válvula controla el estado de abertura de la otra conexión hidráulica en función de la diferencia entre la presión en una primera parte de la primera conexión hidráulica y una segunda parte de dicha primera conexión hidráulica. Es decir, básicamente, la diferencia de presión entre el cilindro hidráulico delantero y el cilindro hidráulico trasero determina el estado de abertura de la otra conexión hidráulica, que puede ser la segunda o la tercera conexión hidráulica; de hecho, este tipo de válvulas se pueden insertar tanto en la segunda como en la tercera conexión hidráulica .

En algunas realizaciones de la invención, el sistema comprende además una válvula situada en la primera conexión hidráulica y en otra conexión hidráulica, estando la válvula configurada de manera que dicha válvula controla el estado de abertura de la primera conexión hidráulica en función de la diferencia entre la presión en una primera parte de la otra conexión hidráulica y una segunda parte de dicha otra conexión hidráulica. Es decir, básicamente, la diferencia de presión entre dos partes de la otra conexión hidráulica, que puede ser la segunda o la tercera conexión hidráulica, determina el estado de abertura de la primera conexión hidráulica. De esta forma, las condiciones en el grado de libertad del vaivén pueden servir para regular el comportamiento en el grado de libertad del balanceo. Usando varias válvulas de este tipo, se puede adaptar el comportamiento de la suspensión a las preferencias de los usuarios .

En algunas realizaciones de la invención, dicha válvula puede estar configurada para adoptar un estado cerrado cuando dicha diferencia de presión está por debajo de un nivel predeterminado, y un estado abierto cuando dicha diferencia de presión está por encima de un nivel predeterminado .

En algunas realizaciones de la invención, dicha válvula puede estar configurada para adoptar un estado abierto con un grado de abertura que aumenta con dicha diferencia de presión. En algunas realizaciones de la invención, dicha válvula puede estar configurada de manera que puede adoptar un estado cerrado en el que impide el paso de fluido hidráulico por una de las conexiones hidráulicas cuando no haya paso de fluido hidráulico a través de otra de las conexiones hidráulicas.

En algunas realizaciones de la invención, la válvula 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 de la primera conexión hidráulica y el flujo de fluido hidráulico a través de la otra conexión hidráulica, y configurado para poder ser desplazado, por una diferencia de presión predeterminada en la primera conexión hidráulica, hasta una posición de desbloqueo en el que permite el flujo de fluido hidráulico tanto a través de la primera conexión hidráulica como a través de la otra conexión hidráulica. Dicha diferencia de presión predeterminada se puede establecer mediante un elemento elástico, preferentemente un muelle, que presiona el pistón hacia la posición de bloqueo. La válvula 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 de la primera conexión hidráulica, cuando el pistón está en la posición de desbloqueo. El pistón puede además comprender al menos un tercer orificio por el que puede circular un fluido hidráulico al pasar dicho fluido hidráulico a través de la otra conexión hidráulica, cuando el pistón está en la posición de desbloqueo . En algunas realizaciones de la invención, dicha otra conexión hidráulica puede ser la segunda conexión hidráulica o la tercera conexión hidráulica. Evidentemente, una válvula puede servir para abrir y cerrar, simultáneamente, varias conexiones hidráulicas o conductos.

Por ejemplo, una misma válvula puede estar configurada para abrir tanto la segunda conexión hidráulica como la tercera conexión hidráulica, en función de una diferencia de presión entre dos puntos asociados a la primera conexión hidráulica.

En algunas realizaciones de la invención, dicha válvula puede estar integrada en una horquilla delantera del vehículo o en un amortiguador trasero del vehículo. Lógicamente, en adición a estas válvulas, puede haber más válvulas, para conseguir una regulación versátil y optimizada en varias o todas los grados de libertad y de alta y baja velocidad. En una realización de la invención, más de una de estas válvulas, por ejemplo, todas, se pueden integrar en la horquilla delantera. Puede ser preferible que las válvulas estén dispuestas juntas, para minimizar el número de conductos que las unen. Integrarlas en la horquilla o en el amortiguador trasero puede ser una solución interesante.

En algunas realizaciones de la invención, el sistema puede comprender una válvula situada en una toma asociada al cilindro hidráulico delantero y en una toma asociada al cilindro hidráulico trasero, estando la válvula configurada de manera que dicha válvula controla el estado de abertura de la primera conexión hidráulica entre la toma asociada al cilindro hidráulico delantero y la toma asociada al cilindro hidráulico trasero en función de la suma de la presión en la toma asociada al cilindro hidráulico delantero y la presión en la toma asociada al cilindro hidráulico trasero.

En algunas realizaciones de la invención, dicha válvula puede estar configurada para adoptar un estado cerrado cuando dicha suma de presión está por debajo de un nivel predeterminado, y un estado abierto cuando dicha suma de presión está por encima de un nivel predeterminado.

En algunas realizaciones de la invención, dicha válvula puede estar configurada para adoptar un estado abierto con un grado de abertura que aumenta con dicha suma de presión.

En algunas realizaciones de la invención, dicha válvula puede estar configurada de manera que puede adoptar un estado cerrado en el que impide el paso de fluido hidráulico por la primera conexión hidráulica entre la toma asociada al cilindro hidráulico delantero y la toma asociada al cilindro hidráulico trasero cuando no haya paso de fluido hidráulico entre la toma asociada al cilindro hidráulico delantero y la primera cámara de compensación por la primera conexión hidráulica y/o entre la toma asociada al cilindro hidráulico trasero y la segunda cámara de compensación por la segunda conexión hidráulica.

Otro aspecto de la invención se refiere a una motocicleta o a una bicicleta, que comprende un sistema de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores .

Una ventaja de la invención reside en el control hidráulico de las suspensiones en base a los grados de libertad de vaivén y balanceo.

Restringiendo las conexiones hidráulicas del grado de libertad del balanceo, se puede minimizar en gran medida el movimiento de las suspensiones de la bicicleta o la moto en las frenadas y en las aceleraciones, manteniendo una buena capacidad de absorción gracias a que las conexiones hidráulicas del grado de libertad del vaivén están menos restringidas con lo que se facilita el movimiento de las suspensiones en este sentido. Esto es de interés en las bicicletas, pero sobre todo en las motos, donde las velocidades y la dinámica son mayores.

Restringiendo las conexiones hidráulicas del grado de libertad del vaivén, se puede minimizar en gran medida el movimiento de las suspensiones de la bicicleta al pedalear manteniendo una buena capacidad de absorción gracias a que las conexiones hidráulicas del grado de libertad del balanceo están menos restringidas con lo que se facilita el movimiento de las suspensiones en este sentido. Esto es de gran interés en las bicicletas, pero no en las motos.

Debido a que la aplicación de la invención es más variada y completa en las bicicletas, la invención se describirá con referencia a realizaciones basadas en bicicletas, pero no hay que olvidar que las ventajas expuestas son igualmente aplicables a las motos, sobre todo en lo que se refiere al control del balanceo.

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 unos ejemplos preferentes 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 ilustra esquemáticamente un ejemplo de una horquilla de bicicleta convencional, de acuerdo con el estado de la técnica.

La figura 2A ilustra esquemáticamente el flujo de aceite por unos orificios distintos de una horquilla de bicicleta convencional, de acuerdo con el estado de la técnica .

La figura 2B ilustra esquemáticamente curvas típicas de la relación entre velocidad y fuerza, determinadas por los orificios de la figura 2A.

La figura 3 ilustra esquemáticamente una amortiguación trasera convencional, de acuerdo con el estado de la técnica .

Las figuras 4-8 ilustran esquemáticamente el funcionamiento de la suspensión doble convencional, de acuerdo con el estado de la técnica.

Las figuras 9-13 ilustran esquemáticamente una bicicleta de acuerdo con una realización de la invención, en diferentes situaciones de carga o impacto.

Las figuras 14A-14C ilustran esquemáticamente algunas realizaciones alternativas de las cámaras de compensación, de acuerdo con diferentes realizaciones de la invención.

Las figuras 15A-15D ilustran esquemáticamente algunas maneras alternativas de integrar las cámaras de compensación en el sistema de suspensión, de acuerdo con diferentes realizaciones de la invención.

La figura 16 es una vista en sección de una válvula que puede formar parte de una posible realización de la invención .

La figura 17 ilustra esquemáticamente un sistema de suspensión de acuerdo con una posible realización de la invención, con varias válvulas que permiten regular el comportamiento del sistema.

La figura 18 ilustra esquemáticamente un sistema de suspensión de acuerdo con otra posible realización de la invención, con varias válvulas que permiten regular el comportamiento del sistema.

Las figuras 19 y 20 ilustran esquemáticamente un sistema de suspensión de acuerdo con una posible realización de la invención, con las cámaras de compensación dispuestas de forma coaxial y dentro de la horquilla del vehículo.

REALIZACIONES PREFERENTES DE LA INVENCIÓN

La figura 9 ilustra una bicicleta que comprende un cuadro de bicicleta 1 (que comprende, en adición al cuadro propiamente dicho, manillar y asiento) , una rueda delantera 2, y una rueda trasera 3. La bicicleta comprende, además, un sistema de suspensión que incluye un cilindro hidráulico delantero 4 interpuesto entre el cuadro de bicicleta 1 y la rueda delantera 2, y un cilindro hidráulico trasero 5 interpuesto entre el cuadro de bicicleta 1 y la rueda trasera 3. Cada cilindro hidráulico incluye un cilindro y un émbolo que puede moverse dentro del cilindro, de manera que el cilindro hidráulico tiende a comprimirse cuando se ejerce una fuerzo de compresión sobre el mismo (por ejemplo, cuando un usuario se sienta en la bicicleta, o cuando hay un impacto sobre la rueda correspondiente) . Una primera conexión hidráulica 6 existe (por ejemplo, a través de uno o varios conductos) entre el cilindro hidráulico delantero 4 y el cilindro hidráulico trasero 5. Estos cilindros hidráulicos pueden presentar conjuntos de orificios 1002 y 2002 como los que convencionalmente presentan este tipo de cilindros en el estado de la técnica y que se han comentado más arriba.

Además, tal y como se observa en la figura 9, el sistema de suspensión de la bicicleta comprende una primera cámara de compensación 7 y una segunda cámara de compensación 8, relacionadas entre si (mediante una unión o mecanismo 10) de manera que un cambio de volumen AVI de un fluido hidráulico en la primera cámara de compensación conlleva un cambio de volumen AV2 de un fluido hidráulico en la segunda cámara de compensación, AV2=k*AVl, k>0. Es decir, el cambio (aumento o disminución) de volumen de fluido hidráulico en una de dichas cámaras de compensación (lo que se corresponde con un cambio con signo opuesto -es decir, disminución o aumento- del volumen del aire, gas u otro (s) elemento (s) elásticos/comprimibles en la cámara de compensación) es proporcional al cambio de volumen de fluido hidráulico en la otra cámara de compensación, y con el mismo signo, es decir, si aumenta el volumen de fluido hidráulico en una de dichas cámaras, también aumenta en la otra, y el aumento del volumen de fluido hidráulico en ambas cámaras es igual, o, al menos, proporcional, con un coeficiente que depende del diseño del sistema. En la figura 9 ambas cámaras de compensación se han diseñado con el mismo diámetro y los émbolos 72 y 82 están unidos entre si mediante el elemento o mecanismo de unión 10, de manera que al subir uno de los émbolos, forzosamente tiene que subir el otro, por lo que si aumenta el volumen (VI ó V2) del fluido hidráulico dentro de una de las cámaras (7 ó 8), forzosamente aumenta el volumen del fluido hidráulico (V2 o VI) dentro de la otra cámara (8 ó 7), en la misma medida.

Es decir, en este caso, en la fórmula AV2=k*AVl arriba reproducida, k=l . Ahora bien, también otros valores de k caben dentro del concepto de la invención, siempre que k>0.

También existe una segunda conexión hidráulica 71 entre el cilindro hidráulico delantero 4 y la primera cámara de compensación 7, y una tercera conexión hidráulica

81 entre el cilindro hidráulico trasero 5 y la segunda cámara de compensación 8. Las conexiones se han ilustrado en forma de conductos, pero también son posibles otras conexiones, por ejemplo, conexiones directas, algo que puede ser práctico y posible en los casos en las que una de las cámaras de compensación esté integrada en un cilindro hidráulico correspondiente.

De esta manera, el fluido hidráulico puede pasar:

entre el cilindro hidráulico delantero 4 y el cilindro hidráulico trasero 5 (por la primera conexión hidráulica 6) ;

entre el cilindro hidráulico delantero 4 y la primera cámara de compensación 7 (por la segunda conexión hidráulica 71); y

- entre el cilindro hidráulico trasero 5 y la segunda cámara de compensación 8 (por la tercera conexión hidráulica 81).

En ambas cámaras de compensación, puede existir un elemento elástico (por ejemplo, aire, otro gas, y/o muelles) que ejerce una presión sobre el fluido hidráulico, tal y como es convencional en las cámaras de compensación.

De acuerdo con esta realización de la invención, el elemento elástico es común a ambas cámaras de compensación.

En algunas de las figuras que ilustran las realizaciones de la presente invención, se indican los estados de compresión de los cilindros hidráulicos según dos ejes "x" (para el cilindro hidráulico delantero 4) e "y" (para el cilindro hidráulico trasero 5) . En estado de reposo ambos cilindros hidráulicos 4 e 5 se encuentran en un estado de máxima extensión o mínima compresión XO, YO; en las figuras 9-13, los estados de compresión del cilindro hidráulico delantero 4 se designarán con XO, XI, y X2, respectivamente, siendo XI un estado más comprimido que XO y X2 un estado más comprimido que XI. De forma análoga, los estados de compresión del cilindro hidráulico trasero se designarán con YO, Yl, y Y2, respectivamente, siendo Yl un estado más comprimido que YO y siendo Y2 un estado más comprimido que Yl .

Debido a la primera conexión hidráulica y debido a la particular relación entre las cámaras de compensación, se establece una relación entre los estados de compresión y extensión de los cilindros hidráulicos, que afecta a los grados de libertad de balanceo y de vaivén, respectivamente, de forma análoga o parecida a lo que se consigue con el sistema descrito en WO-A-2011/138469, pero con una estructura diferente y, al menos en algunos aspectos, ventajosa. Se puede considerar que la presente invención es un tipo de híbrido entre los sistemas de doble suspensión convencionales (tal y como se han descrito más arriba, con un cilindro hidráulico delantero y un cilindro hidráulico trasero) y el sistema descrito en WO-A- 2011/138469. Con la presente invención se pueden conseguir ventajas idénticas o análogas a las que proporcionaba el sistema de WO-A-2011/138469 en cuanto al control hidráulico, pero con la posibilidad de disponer de una estructura y un funcionamiento en absorción similares a los del sistema de doble suspensión convencional.

Tal y como se ha explicado, además de los dos elementos de suspensión (con al menos un cilindro hidráulico por cada eje) hay un tercer conjunto de conexión entre los otros dos, que comprende las dos cámaras de compensación 7 y 8. Los dos elementos de suspensión pueden ser similares a los elementos de suspensión convencionales, pero con las cámaras de compensación interrelacionadas , tal y como se ha explicado más arriba. Asi, la parte estructural de los elementos de suspensión y la parte de absorción pueden ser iguales al sistema de doble suspensión convencional, de modo que el comportamiento en absorción se puede regir por los grados de libertad clásicos. Por otra parte, las cámaras de compensación están unidas entre si de modo que sólo es posible un movimiento conjunto de ambos elementos de suspensión en modo de vaivén. Por otro lado, se dispone de una conexión adicional entre los dos elementos de suspensión, de modo que con el flujo de aceite de un elemento a otro se propicia el movimiento de balanceo de la bicicleta. De este modo, el comportamiento hidráulico se rige también por los grados de libertad de vaivén y balanceo, lo que conlleva las ventajas del sistema de doble suspensión de WO-A-2011/138469. Esto es un aspecto interesante de la invención: La amortiguación puede controlarse según los grados de libertad de la absorción (desplazamientos por ejes) y/o respecto a las grados de libertad de vaivén y balanceo.

A continuación, y con referencia a las figuras 9-13, se explicará brevemente los principios de funcionamiento del sistema de la invención, en el contexto de la realización ilustrada de la invención. En estos ejemplos, el fluido hidráulico es aceite, aunque lógicamente pueden contemplarse otros fluidos hidráulicos, dentro del marco de la presente invención. En la figura 9, el usuario se ha sentado sobre la bicicleta. El peso del ciclista se reparte entre los dos elementos de suspensión comprimiendo ambos elementos de suspensión según los grados de libertad de absorción hasta el punto de referencia XI y Yl (sag) a partir del cual se evaluara el comportamiento del sistema de suspensión.

La figura 10 refleja el caso de un impacto en la rueda delantera. La fuerza del eje delantero comprime el elemento de suspensión delantero según el grado de libertad de absorción delantero hasta un estado X2, para lo que ha habido un flujo de caudal Ql por el conjunto de orificios 1002 y un caudal Q2 (o volumen de aceite, u de otro fluido hidráulico) que es expulsado del cilindro hidráulico delantero 4. Parte de este caudal (o volumen de aceite, u otro fluido hidráulico) Q2' pasa a la primera cámara de compensación 7 por la segunda conexión hidráulica 71, y la otra parte Q2'' pasa al cilindro hidráulico trasero 5 por la primera conexión hidráulica 6. Debido a que no hay fuerzas en el eje trasero, en un comportamiento ideal no hay movimiento atrás (Yl), ni variación de volumen de fluido hidráulico en el cilindro hidráulico trasero 5. El caudal Q2'' (o volumen de aceite) que viene desde el cilindro hidráulico delantero 4 por la primera conexión hidráulica 6 va a la segunda cámara de compensación 8 por la tercera conexión hidráulica 81. El reparto del caudal (o volumen de aceite) Q2 en Q2' y Q2'' viene determinado por los diámetros de los émbolos 72 y 82, a razón que ambas cámaras de compensación experimentan una misma compresión Zl. Esta compresión conlleva el aumento de la presión en la cámara de aire y también en el resto del circuito hidráulico. Este aumento de compresión debería de provocar una ligera extensión del cilindro hidráulico trasero 5 a razón de la diferencia de áreas debida al vástago del émbolo, pero debido a que preferentemente el aumento de presión no será excesivo y a que la diferencia de áreas tampoco lo será, el movimiento del cilindro hidráulico 5 se considera despreciable y no será tenida en cuenta en esta explicación conceptual de la idea. Del mismo modo, en la explicación conceptual, tampoco se tiene en cuenta el comportamiento dinámico en el que se generan diferentes zonas de presión en el circuito hidráulico y que es lo que genera el flujo de aceite de las zonas de mayor presión a las de menor presión.

De este modo, el comportamiento hidráulico es similar al del sistema descrito en WO-A-2011/138469 : del conjunto delantero parte del aceite fluye por el grado de libertad del vaivén y otra parte por el grado de libertad del balanceo suponiendo la compresión del conjunto, mientras que en el conjunto trasero hay flujo de aceite por el grado de libertad del vaivén y por el grado de libertad de balanceo que se compensan entre si, sin que haya movimiento en el conjunto trasero.

(El funcionamiento hidráulico suele expresarse sobre todo por presiones y caudales. Ahora bien, desde el punto de vista estricto, las figuras 9-13 y 19-20 son posiciones estáticas -no dinámicas-, donde las diferencias que se ilustran son diferencias de volumen, más que caudales. Por lo tanto, el experto en la materia entiende que las referencias a caudales que se hacen en relación con estas figuras en realidad implican cambios de volumen entre los diferentes instantes de tiempo correspondientes a las figuras . )

La figura 11 refleja el caso de un impacto detrás. Se comprime el eje trasero hasta un estado Y2, para lo que ha habido un flujo de caudal Q3 por el conjunto de orificios 2002 y un caudal (o volumen) Q4 que es expulsado del cilindro hidráulico trasero 5. Parte de este caudal (o volumen) Q4' pasa a la segunda cámara de compensación 8 por la tercera conexión hidráulica 81, y la otra parte Q4'' pasa al cilindro hidráulico delantero 4 por la primera conexión hidráulica 6. Debido a que no hay fuerzas en el eje delantero, en un comportamiento ideal no hay movimiento delante (XI), ni variación de volumen de aceite en el cilindro hidráulico delantero 4; el caudal (o volumen) Q4'' que viene por la primera conexión hidráulica 6 va a la primera cámara de compensación 7 por la segunda conexión hidráulica 71. El reparto del caudal (o volumen) Q4 viene determinado por los diámetros de los émbolos 72 y 82 para que se produzca una misma compresión Z2 en ambas cámaras de compensación .

La figura 12 refleja la influencia del pedaleo: las fuerzas actúan en ambos ejes, por lo que ambos cilindros hidráulicos se comprimen (y adoptan, por ejemplo, los estados de compresión X2 e Y2, respectivamente), ya que ha pasado un caudal (o volumen) Ql por el conjunto de orificios 1002 y un caudal (o volumen) Q3 por el conjunto de orificios 2002, y se han expulsado unos caudales (o volúmenes) Q2 y Q4 de los cilindros hidráulicos delantero 4 y trasero 5 respectivamente. En una condición de pedaleo ideal la relación de caudales (o volúmenes) Q2/Q4 corresponde con la relación de áreas de los émbolos 72 y 82, de modo que no se produce ningún flujo de aceite por la primera conexión hidráulica 6. Por lo tanto, en el pedaleo sólo actúa el grado de libertad del vaivén. En una condición de pedaleo no ideal la relación de caudales (o volúmenes) Q2/Q4 no se corresponde exactamente con la relación de áreas de los émbolos 72 y 82, por lo que tiene que haber un pequeño flujo por el conducto 6 con lo que el pedaleo actúa también ligeramente sobre el grado de libertad del balanceo, pero la mayor parte del movimiento sigue siendo a través del grado de libertad del vaivén.

La figura 13 refleja el caso de la frenada. En frenada se produce una variación en el reparto de pesos. El aumento de peso en el eje delantero comprime el conjunto delantero hasta un estado de compresión X2 y extiendo el conjunto trasero hasta un estado de compresión YO. Para ello, ha pasado un caudal (o volumen) Ql por el conjunto de orificios 1002 y un caudal (o volumen) Q5 por el conjunto de orificios 2002, se ha expulsado un caudal (o volumen) Q2 del cilindro hidráulico delantero 4 y se ha succionado un caudal (o volumen) Q6 del cilindro hidráulico trasero 5. En una configuración ideal en el que las dimensiones de los cilindros 4 y 5 se corresponden con el reparto de las reacciones en la frenada, el caudal (o volumen) Q2 será igual al caudal (o volumen) Q6, de modo que el flujo de aceite se produce exclusivamente por el grado de libertad del balanceo (es decir, por la primera conexión hidráulica 6) , igual que en el sistema de doble suspensión de WO-A- 2011/138469. En una configuración no ideal, la frenada provocaría un ligero movimiento del grado de libertad del vaivén, pero la mayor parte del movimiento será ocasionado siempre por el balanceo.

Las cámaras de compensación de las figuras 9-13 pueden configurarse de varias otras maneras logrando el mismo comportamiento, siempre que en su movimiento conjunto mantenga la misma relación de variación de volúmenes AV1/AV2. En las figuras 14A-14C se muestran por ejemplo tres posibles configuraciones para las cámaras de compensación, a saber, en paralelo (figura 14A) , en serie (figura 14B) y concéntricas (figura 14C) (en las figuras 14A-14C se muestran también los cambios AVI y AV2 en el volumen del fluido hidráulico en las cámaras, entre un estado menos comprimido y otro más comprimido) .

En las figuras 14A y 14B se pueden observar como la unión mecánica (a través de una unión mecánica directa 10) entre los émbolos 72 y 82 de las cámaras de compensación hace que el movimiento de uno de los émbolos conlleva el movimiento del otro émbolo, por lo que el cambio de volumen del fluido hidráulico en ambas cámaras es idéntico o proporcional .

En la figura 14C se observa cómo la primera cámara de compensación 7 está alojada dentro de la segunda cámara de compensación, y cómo el cilindro 73 de la primera cámara de compensación 7 está unido al émbolo 82 de la segunda cámara de compensación 8, de forma que el movimiento de dicho émbolo 82 conlleva el movimiento de dicho cilindro 73. Es decir, cuando el émbolo 82 de la segunda cámara de compensación se desplaza dentro del cilindro 83 de la segunda cámara de compensación, arrastra consigo el cilindro 73 de la primera cámara de compensación, con lo cual este cilindro se desplaza con respecto al émbolo 72 de la primera cámara de compensación. De esta manera, tal y como se puede entender a partir de la figura 14C, se produce un cambio de volumen de fluido hidráulico AVI en la primera cámara de compensación 7 que es proporcional al cambio de volumen de fluido hidráulico AV2 en la segunda cámara de compensación 8.

Se observa también como al menos una de las cámaras comprende un elemento elástico 74 (figura 14B) o 84 (figuras 14A y 14C) , que puede ser un muelle o un gas. Por la interrelación de las dos cámaras de compensación, puede ser suficiente que uno de ellos contenga tal elemento elástico, aunque también es posible que ambas cámaras de compensación contengan elementos elásticos.

Por otro lado, las cámaras de compensación pueden posicionarse en diferentes lugares sin variar el funcionamiento básico del sistema, tal y como se muestra en las figuras 15A-15D, que ilustran diferentes maneras de integrar las cámaras de compensación en el sistema de suspensión.

En la figura 15A el conjunto de cámaras de compensación es independiente a los cilindros hidráulicos delantero 4 y trasero 5 (aunque pueda estar o no integrado en el amortiguador trasero o en la horquilla) .

En la figura 15B el conjunto de cámaras de compensación forma parte del amortiguador trasero constituyendo el cilindro hidráulico trasero 5 y el cilindro 83 (siguiendo la nomenclatura de la figura 14) de la segunda cámara de compensación 8 un mismo cilindro hidráulico que contiene tanto el pistón hidráulico como la cámara de compensación (de forma similar a un amortiguador comercial, véase la figura 3) .

En la figura 15C el conjunto de cámaras de compensación forma parte de la horquilla constituyendo la cámara hidráulica del cilindro hidráulico delantero 4 y el cilindro hidraúlico de la primera cámara de compensación 7 un mismo cilindro hidráulico que contiene tanto el pistón hidráulico como la cámara de compensación (de forma similar a una horquilla comercial, véase la figura 1) .

En la figura 15D la primera cámara de compensación 7 forma parte del cilindro hidráulico delantero 4, mientras la segunda cámara de compensación 8 forma parte del cilindro hidráulico trasero 5, y además el conjunto cuenta con un elemento o mecanismo 10 que transmite el movimiento entre las cámaras de compensación primera 7 y segunda 8, imponiendo la relación de cambio de volumen AV1/AV2.

De este modo cualquier sistema combinación de las figuras 14 y 15, asi como cualquier otra variante deducida por un experto en la materia, conlleva la posibilidad de controlar el comportamiento hidráulico de las suspensiones en base a los grados de libertad de vaivén y balanceo, y poder acceder asi a las ventajas en el control de los movimientos indeseados citados en WO-A-2011/138469.

Asi, de forma análoga a lo descrito en WO-A- 2011/138469, se pueden incorporar una o más válvulas para influir en el comportamiento del sistema según los diferentes grados de libertad, para, por ejemplo, bloquear el grado de libertad del vaivén en función del grado de libertad de balanceo. Por ejemplo, se puede incorporar en la segunda conexión hidráulica 71 y/o en la tercera conexión hidráulica 81, una válvula 9 cuyo estado de abertura depende de, por ejemplo, la diferencia de presión entre el cilindro hidráulico delantero 4 y el cilindro hidráulico trasero 5. Un ejemplo de este tipo de válvula se observa en la figura 16. La válvula 9 está compuesta por una carcasa 90, un émbolo o pistón interior 91 y un muelle 92. En un estado inicial de bloqueo (representado en la figura 16), 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 16, tiene cierta precarga. En este estado inicial, tanto el flujo por el conducto de la primera conexión hidráulica 6, entre las tomas 6a y 6b, como el flujo por el conducto de, por ejemplo, la tercera conexión hidráulica 81, entre las tomas 81a y 81b, están bloqueados por el pistón 91.

Toda diferencia de presión en la primera conexión hidráulica 6 (presión en la toma 6a respecto a la presión en la toma 6b) 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 de la primera conexión hidráulica 6, que circula desde la toma 6a pasando por el orificio 90b de la carcasa 90 y por el orificio central 91b del pistón 91, hasta la toma 6b. Del mismo modo, el movimiento del pistón hacia su posición de desbloqueo posibilita el flujo entre las tomas 81a y 81b por el orificio anular externo 91a del pistón 91, siempre que haya una diferencia de presión entre ambas tomas.

Partiendo del estado de sag o equilibrio de la figura 9, con una compresión XI delante, Yl detrás, y una presión constante en todo el circuito hidráulico, a continuación se explica la repercusión que tiene la válvula 9, según la disposición representada en la figura 16, en el comportamiento de la bicicleta ante un impacto delante, y las fuerzas de pedaleo.

Ante un impacto delante, la presión en el cilindro hidráulico delantero 4 aumenta, y también aumenta la presión en la primera cámara de compensación 7 debido a la segunda conexión hidráulica 71. Estando la válvula 9 cerrada y por lo tanto no habiendo variaciones de volumen en las cámaras de compensación, la suma de las fuerzas sobre los émbolos 72 y 82 debe mantenerse, lo que conlleva que la presión en la segunda cámara de compensación 8 decrezca en proporción al aumento de la presión en la primera cámara de compensación 7. Por otro lado en ausencia de fuerzas en la rueda trasera, no se produce variación de presión en el cilindro hidráulico trasero 5. La presión del cilindro hidráulico delantero 4 se transmite a la válvula 9 por la primera conexión hidráulica 6 (a través de la toma 6a) , la presión de la segunda cámara de compensación 8 se transmite a la válvula 9 por la tercera conexión hidráulica 81 (a través de la toma 81a) , y la presión del cilindro hidráulico trasero 5 se transmite a la válvula 9 por las tomas 6b (correspondiente a la primera conexión hidráulica) y 81b (correspondiente a la tercera conexión hidráulica) . La diferencia de presión entre las tomas 6a y 6b abre la válvula 9 con lo que se conectan la toma 6a con la toma 6b y la toma 81a con la toma 81b. Por la diferencia de presión entre los cilindros hidráulicos delantero 4 y trasero 5, se produce un caudal Q2'' según la figura 10, y por la diferencia de presión entre el cilindro hidráulico trasero 5 y la segunda cámara de compensación 8 ese caudal (o volumen) Q2'' se desplaza a la segunda cámara de compensación 8 variando su volumen, y variando al mismo tiempo el volumen de la cámara de compensación 7 que conlleva un caudal Q2' (o volumen de aceite) desde el cilindro 4, todo ello según la figura 10.

Por otro lado, en el pedaleo se generan fuerzas de reacción en ambos ejes, lo que aumenta la presión tanto en el cilindro hidráulico delantero 4 como en el cilindro hidráulico trasero 5. El aumento de la presión conlleva consigo el aumento de presión en la primera cámara de compensación 7 y la reducción de presión en la segunda cámara de compensación 8. Todas estas presiones se transmiten a la válvula 9 por las conexiones o tomas 6a, 6b, 81a y 81b. Debido al aumento de presión tanto en el cilindro hidráulico delantero 4 como en el cilindro hidráulico trasero 5, no hay diferencia de presión entre las tomas 6a y 6b, o la diferencia de presión no es suficiente para superar la precarga del muelle 92, por lo que la válvula permanece cerrada. Asi, a pesar de la diferencia de presión entre las tomas 81a y 81b, la presencia de la válvula 9 bloquea los caudales que se muestran en la figura 12.

De este modo, con esta válvula 9, a la que se denomina Rl en la figura 17, se evita el funcionamiento de las suspensiones durante el pedaleo mientras que se mantiene el funcionamiento ante un impacto delante. Lo mismo puede aplicarse a la rueda trasera, mutatis mutandis, por ejemplo, aplicando una válvula 9 dispuesta en la primera conexión hidráulica de forma inversa en forma de regulación R2 según la figura 17, en base a las conexiones o tomas 6c, 6d, 81c y 81d.

Por otro lado, la válvula 9 puede también utilizarse para controlar el balanceo en las frenadas o aceleraciones según la regulación R3 de la figura 17. En la frenada, la fuerza sobre el eje delantero aumenta mientras que la fuerza sobre el eje trasero disminuye en la misma medida, lo que conlleva que la presión en el cilindro hidráulico delantero 4 aumente y la presión en el cilindro hidráulico trasero 5 disminuya. El aumento de la presión en el cilindro hidráulico delantero 4 conlleva el aumento de la presión en la primera cámara de compensación 7 y su disminución en la segunda cámara de compensación 8. Las presiones se transmiten a la válvula R3 por las conexiones 6e, 6f, 81e y 81f en la figura 17. Debido a la disminución de presión en el cilindro hidráulico trasero 5 y en la segunda cámara de compensación 8, no hay diferencia de presión entre las conexiones 81e y 81f, o la diferencia de presión no es suficiente para superar la precarga del muelle 92, por lo que la válvula permanece cerrada. Asi a pesar de la diferencia de presión entre las conexiones 6e y 6f, la presencia de la válvula R3 bloquea los caudales que se muestran en la figura 13.

Del mismo modo, ante una aceleración la fuerza sobre el eje trasero aumenta mientras disminuye en la misma medida en el delantero. Asi, la presión en el cilindro hidráulico delantero 4 y en la primera cámara de compensación 7 disminuyen y aumentan en el cilindro hidráulico trasero 5 y en la segunda cámara de compensación 8, por lo que tampoco hay diferencia de presión entre las tomas 81e y 81f, con lo cual la válvula permanece cerrada evitando el movimiento de las suspensiones, a pesar de la diferencia de presión entre las tomas 6e y 6f (esta característica puede ser interesante para bicicletas pero, tal vez, especialmente interesante para motocicletas).

Sin embargo, en un impacto delante, las presiones del cilindro hidráulico delantero 4 y la primera cámara de compensación 7 aumentan, la presión en la segunda cámara de compensación 8 disminuye, y la presión en el cilindro hidráulico trasero 5 permanece invariante. De este modo, se genera una diferencia de presión entre las conexiones 81e y 81f que abre la válvula R3, lo que propicia un movimiento de las suspensiones según la figura 10. Lo mismo puede aplicarse a un impacto trasero, mutatis mutandis, en el que aumenta la presión en el cilindro hidráulico trasero 5 y permanecen invariantes las presiones del cilindro hidráulico delantero 4 y las cámaras de compensación 7 y 8, por lo que se producirá una diferencia de presión entre las conexiones 81e y 81f que abre la válvula R3. De este modo, la válvula R3 evita el funcionamiento de las suspensiones durante las frenadas y aceleraciones mientras que se mantiene el funcionamiento ante los impactos.

En la figura 17 las regulaciones de alta velocidad en balanceo R1-R2 (que establecen un bloqueo de los grados de libertad del balanceo y vaivén cuyo desbloqueo depende de las fuerzas en el grado de libertad del balanceo) y alta velocidad en vaivén R3 (que establece un bloqueo de los grados de libertad del balanceo y vaivén cuyo desbloqueo depende de las fuerzas en el grado de libertad vaivén) , se complementan con las regulaciones de baja velocidad en balanceo R4 y baja velocidad en vaivén R5. Las regulaciones de baja velocidad R4 y R5 son orificios cuya sección se puede regular de igual manera al orificio principal 1111 de la figura 2A. En la figura 17, las conexiones o tomas 6a,

6c, 6e, 6g, y 71 se unen al cilindro hidráulico delantero 4 mediante la conexión o toma 41, mientras que las conexiones o tomas 6b, 6d, 6f, 6h, 81b, 81d, 81f y 81h se unen al cilindro hidráulico trasero mediante la conexión o toma 51. De este modo se define un conjunto de válvulas R que reúne las regulaciones R1-R5 y que está conectado a las conexiones 41, 51, 71 y 81, para controlar las suspensiones según los grados de libertad de balanceo y vaivén.

Además, las regulaciones hidráulicas convencionales (es decir, las que ya se usan en el estado de la técnica) también son aplicables en el pistón de cada elemento de suspensión; en la figura 17 estas regulaciones se han indicado como R6-R7 y R8-R9, respectivamente, y pueden ser similares a las válvulas u orificios 1111 y 1112 de la figura 2A. De este modo, con la configuración de la figura 17 se consigue una combinación de regulaciones (entre sistemas de grados de libertad) interesante en la que se controla la compresión de los elementos de suspensión en base a los grados de libertad de balanceo y vaivén para limitar efectivamente los movimientos no deseados, y se controla el rebote de los elementos de suspensión en base a los grados de libertad clásicos y convencionales, por ejemplo, para un ajuste fino (por ejes) de los movimientos deseados .

Además de la configuración de la figura 17, son posibles otras combinaciones en base a válvulas similares o análogas para estas y otras regulaciones sobre los nuevos grados de libertad de vaivén y balanceo o los grados de libertad clásicos, asi como diferentes configuraciones (por ejemplo, como las de las figuras 14A-14C) y disposiciones (por ejemplo, como las de las figuras 15A-15D) de las válvulas de compensación. Las regulaciones de vaivén se pueden realizar sobre la segunda conexión hidráulica 81, sobre la primera conexión hidráulica 71, o sobre ambas.

Por ejemplo, en la figura 18 se presenta una configuración alternativa de gran interés que combina un conjunto de válvulas R' con un conjunto de cámaras de compensación 7 y 8 como el de la figura 14C, en la que las válvulas actúan sobre las dos conexiones hidráulicas 71 y 81 en el vaivén:

Rl': Regulación de balanceo hacia adelante a alta velocidad: cuando la presión en la conexión 6a' supera la presión en la conexión 6b' por lo menos lo correspondiente a la precarga de la válvula Rl', se abre la válvula conectando la conexión 6a' con la 6b', la 71a' con la 71b' y la 81a' con la 81b' .

R2' : Regulación de balanceo hacia atrás a alta velocidad: cuando la presión en la conexión 6d' supera la presión en la conexión 6c' por lo menos lo correspondiente a la precarga de la válvula R2', se abre la válvula conectando la conexión 6c' con la 6d' , la 71c' con la 71d' y la 81c' con la 81d' .

R3' : Regulación de vaivén hacia abajo en alta velocidad: La presión de los cilindros hidráulicos delantero 4 y trasero 5 inciden directamente sobre el pistón la válvula R3' a través de las conexiones 41' y 51' que desembocan cada una a un lado del pistón que mantiene separados las conexiones 41' y 51' entre si cuando la válvula está cerrada. Es decir, a un lado del pistón entra el aceite de cilindro hidráulico delantero 4 y al otro lado el aceite del cilindro hidráulico trasero 5, y ambos presionan sobre el muelle de la válvula. La precarga de la válvula R3' está preferiblemente regulada a un valor que compensa las presiones en estado inicial de sag, de este modo la válvula permanece cerrada mientras la suma de las reacciones de ambos ejes sea la misma, lo que incluye las frenadas y las aceleraciones en las que las reacciones de cada eje varían pero su suma permanece constante. Cuando la presión en una de las conexiones 41' o 51' aumenta más de lo que disminuye en la otra, la válvula se abre y comunica la conexión 41' con la conexión 71e' , la conexión 51' con la 81e' , y la conexión 41' con la 51' mediante la conexión interna 6e' que se debe al desplazamiento del pistón que deja de separar ambos lados.

R4a' : Regulación de balanceo hacia adelante a baja velocidad: Se regula el caudal de paso por el conducto 6f desde el cilindro hidráulico delantero 4 al cilindro hidráulico trasero 5. El antiretorno del conducto 6f bloquea cualquier caudal del cilindro hidráulico trasero 5 al cilindro hidráulico delantero 4. R4b' : Regulación de balanceo hacia atrás a baja velocidad: Se regula el caudal de paso por el conducto 6g' desde el cilindro hidráulico trasero 5 al cilindro hidráulico delantero 4. El antiretorno del conducto 6g' bloquea cualquier caudal del cilindro hidráulico delantero 4 al cilindro hidráulico trasero 5.

R5a' y R5b' : Regulaciones de vaivén hacia abajo a baja velocidad: Regulan el caudal de paso del cilindro hidráulico delantero 4 a la primera cámara de compensación 7 por la conexión 71f y del cilindro hidráulico trasero 5 a la segunda cámara de compensación 8 por la conexión 81f' . Debido a la unión entre las cámaras de compensación 7 y 8, ambas regulaciones inciden sobre ambos caudales ya que estos caudales están siempre relacionados según la relación AV1/AV2.

Aparte de estas regulaciones, las conexiones 71g' y 81g' conducen el caudal del vaivén hacia arriba desde la primera cámara de compensación 7 al cilindro hidráulico delantero 4 y desde la segunda cámara de compensación 8 al cilindro hidráulico trasero 5 por las válvulas antiretorno.

El movimiento de vaivén hacia arriba de las suspensiones se controla mediante las regulaciones clásicas de rebote en alta y baja velocidad de cada eje R6-R9.

En una configuración preferente para una mejor integración del sistema propuesto, el conjunto de válvulas

(R, R',...) y el conjunto de cámaras de compensación (7, 8) se integran dentro de la horquilla 1000, por ejemplo, dentro de la barra izquierda de la horquilla tras desplazar el muelle 1008 a la barra derecha según se muestra en la figura 19.

En la figura 20 se muestra los flujos de caudal por el sistema de suspensión propuesto cuando la horquilla se comprime una cantidad XH y el amortiguador una cantidad YA, considerando que todas las válvulas del conjunto de válvulas R' están por lo menos parcialmente abiertas. La compresión de la horquilla supone un caudal QH1 a través del conjunto de orificios 1002 y un caudal QH2 por la conexión 41. La compresión del amortiguador supone un caudal QA1 a través del conjunto de orificios 2002 y un caudal QA2 por la conexión 51. Dentro del conjunto de válvulas el caudal QH2 se divide en un caudal de balanceo QHB y un caudal de vaivén QHV (QH2=QHB+QHV) , mientras que el caudal QA2 se divide en un caudal de balanceo QAB y un caudal de vaivén QAV (QA2=QAB+QAV) , cumpliéndose las siguientes relaciones:

- Los caudales de balanceo tienen el mismo valor y signo opuesto (QHB=-QAB) .

- Los caudales de vaivén mantienen la relación de volúmenes correspondiente al conjunto de cámaras de compensación correspondiente a la extensión ZC (QHV/QAV = AVI/ AV2 ) .

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.