ES2273602B1 - Estructura trasera de cuadro de bicicleta. - Google Patents

Abstract

Estructura trasera de cuadro de bicicleta de las que se constituyen en sendos triángulos traseros que constan de una estructura tubular (C) común que forma parte del cuadro delantero, un tirante superior (ts) y un tirante inferior (ti); caracterizada porque la unión del tirante superior (ts) y del tirante inferior (ti) se efectúa por medio de un cuarto lado (t4) formándose un cuadrilátero. El eje trasero (P2) se dispone en el cuarto lado (t4) de cada cuadrilátero trasero formado.

Description

Estructura trasera de cuadro de bicicleta.

A lo largo de la historia de la bicicleta, uno de los objetivos de todo fabricante de modelos de altas prestaciones, ha sido la optimización de la relación rigidez/peso. Es decir obtener la máxima rigidez con el mínimo peso.

La minimización del peso responde a la necesidad de reducir al máximo la masa que el ciclista deberá ascender en los desniveles positivos y facilitar las aceleraciones, ya que la menor masa proporciona mayores aceleraciones bajo la misma Fuerza aplicada (F=m*a).

Sin embargo en la búsqueda del mínimo peso, frecuentemente se ha descuidado la rigidez del cuadro. Propiedad fundamental a la hora de asegurar el control y estabilidad del vehículo, pero también para el aprovechamiento de la energía del ciclista. Es decir, un cuadro que por una rigidez insuficiente, sufre deformaciones bajo la aplicación de las fuerzas del pedaleo del ciclista, supone un desaprovechamiento de la energía total aplicada. Dicha pérdida de energía es proporcional al cuadrado de la deformación de la estructura (Energía ½ *Rigidez estructura*Deformación^{2}).

De esta manera queda claro que para la optimización del rendimiento de una bicicleta no solo debe reducirse el peso, sino mantener a su vez altos niveles de rigidez.

Tras numerosos cálculos teóricos y diversos estudios, el solicitante ha constatado que:

1.- La falta de rigidez de los cuadros se manifiesta en mayor medida al pedalear de pie (escaladas, sprints,...), ya que tiende a balancearse la bicicleta de izquierda a derecha. La existencia de fuerzas laterales en estos casos provoca las mayores deformaciones en uso.

2.- La minimización de estas deformaciones se consigue mediante la mejora de la rigidez lateral y torsional (respecto al eje longitudinal del cuadro) de la bicicleta.

3.- La mejora de estas rigideces provoca a su vez mayor precisión en la conducción a la vez que una estabilidad superior.

4.- Los puntos críticos de la estructura se centran en el tubo diagonal y el triángulo trasero.

Por otro lado cabe reseñar la relevancia del apartado del confort, entendiéndose como tal la absorción de vibraciones transmitidas desde el suelo al ciclista, mayormente de carácter vertical. Este aspecto también ha sido estudiado y optimizado en la configuración de la estructura trasera del cuadro de bicicleta objeto del invento.

Una característica que esta adquiriendo relevancia en este sector, consiste en la absorción de las irregularidades del terreno y diversas vibraciones, generalmente de sentido vertical. La solución habitual para este problema consiste en la adopción de complejos sistemas de suspensión traseros, constituidos por mecanismos y amortiguadores con múltiples configuraciones.

En la solución propuesta para la construcción de parte trasera del cuadro de bicicleta según el objeto del invento, además de proporcionar una elevada rigidez proporciona una absorción superior al de un triángulo clásico, merced a la inclusión de un vértice suplementario en la estructura trasera, que facilita a su vez pequeñas flexiones verticales que aumentan el confort del usuario en marcha.

Una vez se han realizado el trabajo de optimización del tubo diagonal, los trabajos de rigidificación se concentran sobre la parte trasera de los cuadros de bicicleta. Es en este aspecto en el que se basa la solicitud de Patente.

Históricamente la parte trasera de los cuadros de bicicleta se han resuelto mediante la realización de un doble triángulo trasero constituido por los tres vértices clásicos: Eje pedaliácea, eje trasero y unión tubo superior-tubo sillín. Evidentemente la rueda trasera irá comprendida entre ambas estructuras triangulares.

El fundamento de esta nueva solicitud se basa en la ruptura de este triángulo mediante la inserción un nuevo vértice. De esta manera se forma un cuadrilátero, cuyas prestaciones estructurales son superiores a las formas triangulares clásicas.

Esta mejora de prestaciones viene determinada por el aumento de la separación entre bases y tirantes, lo que proporciona una aumento proporcional de rigidez de la parte trasera dada por el mayor momento de inercia del cuadrilátero respecto al triángulo.

A igualdad de peso, el cuadrilátero posee un mayor momento de inercia respecto a los ejes "z" e "y", de manera que sufrirá menores deformaciones ante fuerzas laterales (sentido x) y de torsión (sentido "y") respectivamente. Esto se traducirá en un aprovechamiento de la energía del ciclista superior.

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La estructura trasera de cuadro de bicicleta objeto del invento, siendo de las que se constituyen en sendos triángulos traseros que constan de una estructura tubular común que forma parte del cuadro delantero, un tirante superior y un tirante inferior, se caracteriza porque la unión del tirante superior y del tirante inferior se efectúa por medio de un cuarto lado formándose un cuadrilátero.

Están incluidas en el objeto del invento cualesquiera realizaciones prácticas que no alteren, cambien o modifiquen la esencialidad propuesta y, en particular:

a) que el cuarto lado sea básicamente recto o sea básicamente curvo;

b) que los vértices vengan definidos por las siguientes coordenadas:

V1	x:420 \pm 76 / y:126 \pm 22
V2	x:410 \pm 20 / y:70 \pm 15
V3	x:340 \pm 20 / y:22 \pm 10
V4	x:0 / y:0

o que vengan definidos por coordenadas que superen o no alcancen el margen de variación de las tolerancias citadas.

Para comprender mejor el objeto de la presente invención, se representa en los planos una forma preferente de realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.

La figura 1 representa una vista general esquemática en alzado de un cuadro de bicicleta que incluye la estructura trasera según la invención.

Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento.

Un cuadro de bicicleta convencional consta de un cuadro delantero y sendos triángulos traseros prolongados de una estructura tubular común (C) en la que se disponen coaxialmente según su eje longitudinal al eje pedalier y la unión tubo-superior/tubo-sillín.

Según la invención, la unión entre el tirante superior (ts) y el tirante inferior (ti) que, partiendo del tubular común (C) forman parte del triángulo trasero, se efectúa por medio de un cuarto tirante (t4) formándose un cuadrilátero.

Este cuadrilátero queda constituido por el citado tubular común (C) y los citados tirantes (ts), (ti), (t4) y perfectamente definido por las coordenadas de sus vértices (V1), (V2), (V3), (V4).

Es indistinto y accesorio a los efectos del invento que el citado tirante (t4), o cualquiera de los tirantes (ts), (ti) y/o el tubular común (C) sean básicamente rectos o básicamente curvos.

Si se sitúa un sistema de coordenadas cartesiano sobre el eje de pedalier, la posición de cada vértice (V1), (V2), (V3), (V4) es la siguiente:

V1	x:420 \pm 76 / y:126 \pm 22
V2	x:410 \pm 20 / y:70 \pm 15
V3	x:340 \pm 20 / y:22 \pm 10
V4	x:0 / y:0

El eje trasero (P2) portador de la rueda trasera de la bicicleta se dispone en el cuarto lado (t4) del cuadrilátero formado -ver figura 1-.

Claims (5)

1. Estructura trasera de cuadro de bicicleta de las que se constituyen en sendos triángulos traseros que constan de una estructura tubular (C) común que forma parte del cuadro delantero, un tirante superior (ts) y un tirante inferior (ti); caracterizada porque la unión del tirante superior (ts) y del tirante inferior (ti) se efectúa por medio de un cuarto lado (t4) formándose un cuadrilátero.

2. Estructura trasera de cuadro de bicicleta, según reivindicación anterior, caracterizada porque el cuarto lado (t4) es básicamente recto.

3. Estructura trasera de cuadro de bicicleta, según reivindicación 1, caracterizada porque el cuarto lado (t4) es básicamente curvo.

4. Estructura trasera de cuadro de bicicleta, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los vértices (V1), (V2), (V3), (V4) de dicho cuadrilátero vienen definidos por las siguientes coordenadas:

V1 x:420\pm76 / y:126\pm22 V2 x:410 \pm 20 / y:70 \pm 15 V3 x:340 \pm 20 / y:22 \pm 10 V4 x:0 / y:0

5. Estructura trasera de cuadro de bicicleta, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el eje trasero (P_{2}) se dispone en el cuarto lado (t4) de cada cuadrilátero trasero formado, facilitando pequeñas flexiones verticales que aumentan el confort del ciclista en marcha.