ES2201446T3 - Estructura de montaje para manillar de bicicleta. - Google Patents

Abstract

Se presenta una estructura de montaje para un manillar (22) de una bicicleta que comprende un saliente (38) que está articulado de forma voladiza con un conector del tubo de dirección (23) y que está giratoriamente acoplado para efectuar un movimiento relativo con respecto al conector (23) del tubo de dirección con el eje de rotación dispuesto encima del conector (23) del tubo de dirección y lateralmente separado del conector del tubo de dirección de forma que el manillar (22) pueda situarse selectivamente con relación al conector del tubo de dirección y a la bicicleta en múltiples posiciones deseadas. Esta característica permite que pueda ajustarse la bicicleta para adaptarse al ciclista y también que el ciclista asuma la postura correcta necesaria para su comodidad y seguridad. Se dispone un amortiguador de poliuretano (80) entre los componentes en el acoplamiento que tienen una superficie dentada para moldear el amortiguador (80) dentro de un engranaje intermedio que acopla los componentes entre sí.

Description

Estructura de montaje para manillar de bicicleta.

Campo de aplicación

Esta invención se refiere a un conjunto de amortiguador de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1.

Técnica anterior

Cuando un ciclista circula sobre un obstáculo o un terreno desigual, se transmite un choque de las ruedas a través de la estructura de la bicicleta a los pies y las manos del ciclista y al asiento, en cualquier parte donde el ciclista y la estructura estén en contacto.

Para protegerse de daños, los ciclistas se levantarán instintivamente del asiento cuando encuentren un obstáculo, particularmente cuando exista un descenso importante de elevación, como una acera o bordillo. Inevitablemente, esto origina un mayor esfuerzo de las muñecas del ciclista puesto que la mayor parte del choque debe ser amortiguado en el manillar. Cuando el obstáculo o el descenso son imprevistos, el ciclista no tiene posibilidad de tomar medidas preventivas y con frecuencia se producirán daños.

La patente EP-A-0 703 138 presenta un amortiguador de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1. Más específicamente, este documento muestra una estructura de montaje de un manillar de bicicleta que incorpora un amortiguador realizado de caucho vulcanizado entre un vástago del manillar y un tubo de dirección. El amortiguador puede estar pretensado y actúa en una dirección solamente. El conjunto ofrece sólo una gama limitada de movimiento para ajustar la posición de los manillares.

Un objetivo de esta invención es permitir una disposición del amortiguador que ahorre espacio con esfuerzo reducido en sus dos caras evitando el efecto de hinchamiento. Cuando se utiliza para una estructura de montaje de un manillar de bicicleta se obtiene una mejor amortiguación en el manillar para minimizar lesiones y mejorar el confort del ciclista proporcionando medios para ajustar la posición de los manillares.

Exposición de la invención

La invención presenta un conjunto amortiguador definido en la reivindicación 1. La superficie irregular en al menos uno de los citados componentes está adaptada para moldear el amortiguador in situ y deformarlo. Alternativamente, el amortiguador puede ser premoldeado con una superficie de engrane adaptada para encajar con los componentes asociados.

Descripción de los planos

A continuación se describe en detalle una realización preferente de la invención con referencia a los planos que se adjuntan, en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva despiezada que muestra la invención.

La figura. 2 es una vista esquemática de la invención de costado y

La figura 3 es una vista parcialmente seccionada (dibujada a una mayor escala) en la línea 3-3 de la Fig. 1.

Modo preferente de realización de la invención

El conjunto de montaje se indica generalmente en la Fig. 1 con el número 20 y va unido en un extremo con el manillar 22 y en el otro extremo con un conector 23 del tubo de dirección que en la realización de la Fig. 1 está diseñado de modo que se introduce axialmente en un tubo de dirección 24. El tubo 24 se introduce en un eje hueco o tubo 28 que se extiende hacia arriba y que forma parte de la estructura de la bicicleta. Una parte de la barra transversal 30 que se extiende horizontalmente y que forma parte de la estructura de la bicicleta se muestra también en la
Fig. 1.

El conjunto de montaje 20 incluye una abrazadera bifurcada 32 que va montada en el conector 23 de tubo de dirección con un perno convencional 34 de unión del tubo de dirección que se introduce por una abertura prevista en la abrazadera. Dos brazos 36 paralelos separados que forman parte de la abrazadera 32 se extienden hacia arriba en los lados opuestos del conector 23 del tubo de dirección y, junto con el conector de tubo de dirección, subtienden un ángulo obtuso de modo que, en la configuración trazada en la Fig. 1, los brazos están dirigidos hacia delante hacia el manillar 2. Como se describirá con más detalle con referencia a la Fig. 2, el conector 23 del tubo de dirección puede girar dentro del tubo de dirección 24 en 180º para llevar los manillares detrás del tubo de dirección 24 y, por lo tanto, más cerca del ciclista, en cuyo caso los brazos 36 se dirigen hacia atrás.

Un vástago 38 está dispuesto en 2 partes, incluyendo una parte superior 40 y una parte inferior 42, que se acoplan sobre una superficie de división horizontal (según dibujo) y se mantienen unidas por dos pernos 44 y tuercas coincidentes 46 (de los que sólo 1 se muestra en la Fig. 1).

Los orificios de paso 48 están previstos en el vástago 38 para introducir los pernos 44.

Un extremo interior 50 de parte inferior 42 tiene forma de semicilindro que dispone de un eje transversal a los brazos 36 y la superficie interior del cilindro lleva dientes 52 paralelos espaciados que se extienden longitudinalmente en paralelo al eje del cilindro y crean una superficie de engrane. Un semicilindro similar define un extremo exterior 54 de la parte inferior 42 e igualmente lleva dientes 56 paralelos separados que se extienden longitudinalmente en paralelo al eje del cilindro. El perfil de los dientes se ha trazado cuadrado pero pueden utilizarse otras muchas formas diferentes de dientes, como se podrá comprobar en la descripción siguiente:

La parte superior 40 (según trazado de la Fig. 1) del vástago 38 incluye igualmente partes de semicilindro con superficies dentadas interiores en un extremo interior 58 separado de un extremo exterior 60. El manillar 22 es recibido en un amortiguador y definido entre los extremos exteriores 54 y 60 de las partes inferior y superior 42 y 40 respectivamente. Las juntas de estanqueidad 62 puede estar roscadas sobre el manillar 22 en la interfaz entre el manillar y el vástago 38.

La longitud del vástago 38 se seleccionará de conformidad con la ajustabilidad a la estructura que se desee. Como se verá en la Fig. 2, el manillar 22 está separado del conector 23 del tubo de dirección en una distancia considerable, generalmente 6 pulgadas (15 cm.), lo que permite al ciclista ampliar su alcance hacia delante de modo que la bicicleta pueda utilizarse en una posición inclinada hacia delante, pero que también permita al ciclista sentarse más recto con el manillar más cercano al cuerpo del ciclista como se indica en la posición del contorno espectral trazado a la derecha de la Fig. 2, resultante de una rotación de 180º del conector 23 del tubo de dirección indicado por la flecha 64.

El extremo interior del vástago 38 va dispuesto entre los brazos 36 y está acoplado giratoriamente a un árbol cilíndrico 66 dimensionado para franquear la separación entre los brazos 36 y soportado sobre los brazos en las aberturas 68, 70 dispuestas enfrente formadas en el extremo libre de los brazos. Una abertura 68 es redonda y la otra 70 es cuadrada. El eje del árbol 66 está separado hacia arriba del extremo libre superior del conector 23 del tubo de dirección y está separado lateralmente del eje del conector de tubo de dirección para permanecer entre el conector 23 del tubo de dirección y el manillar 22, en la configuración mostrada en la Fig. 1.

El árbol 66 tiene una superficie 72 dentada o de engrane entre sus extremos y lleva una ranura 74 circunferencial en un extremo que, en uso, recibe un Circlip™ 76 que se sitúa contra el brazo 36 que lleva la abertura redonda 78. El otro extremo del árbol 66 lleva un número de rebajes 78 para colocación dentro de la abertura cuadrada 70 y para evitar el movimiento relativo entre el árbol y la abrazadera 32.

Un amortiguador 80 en forma de cilindro y realizado de poliuretano va dispuesto en la superficie de engrane 72 del árbol 66 y ocupa el espacio entre el árbol 66 y los extremos interiores 50, 58 del vástago 38.

El vástago 38 puede estar dispuesto angularmente sobre el árbol 66 en diversas posiciones radiales como se indica en las posiciones del contorno espectral trazadas en la Fig. 2. Tales cambios de posición efectuados por reposicionamiento del vástago 38 en el árbol 66 serán estáticos y se seleccionarán por el ciclista según sus preferencias personales.

Se comprobará que tal rotación del vástago 38 en el árbol 66 provoca un cambio correspondiente en la altura del manillar 22 sobre la barra transversal 30 y la separación real entre el manillar 22 y el conector 23 del tubo de dirección. Tales cambios de altura pueden compensarse desplazando el conector 23 del tubo de dirección axialmente como se indica por la flecha 94 dentro o fuera del tubo de dirección 24 (Fig. 1), según sea el caso.

Girando el vástago 38 sobre el eje 66 como se indica por las flechas 96 y desplazando el árbol o el centro de rotación hacia delante (según dibujo) o hacia atrás (como se muestra en el contorno espectral) a través de la rotación del conector 23 del tubo de dirección en 180º dentro del tubo de dirección 24 (como se indica por la flecha 64), el manillar puede desplazarse a casi cualquier posición requerida según las preferencias particulares.

Se comprobará que el vástago 38 tiene una amplia gama de movimiento apenas obstaculizada por el conector 23 del tubo de dirección porque el árbol 66 está suficientemente separado de él hacia arriba y lateralmente para que las partes superior e inferior 40 y 42 despejen el extremo libre del conector de tubo de dirección. La gama operativa del vástago 38 excede de 180º, cuando el centro de rotación está hacia delante y hacia atrás de modo que la gama completa de movimiento está limitada solamente por la longitud de los brazos 32 y la disposición angular de los brazos 32 con relación al conector de tubo de dirección. Además, no existen obstáculos en el régimen operativo entre el vástago 38 y el conector de tubo de dirección para limitar el movimiento, estando dispuesto el amortiguador en el centro de rotación en la forma del amortiguador 80.

En la realización trazada, la gama de movimiento resultante es aproximadamente 270º, estando indicada la gama de funcionamiento incluida en la Fig. 2 por el ángulo \alpha. Esta característica de la invención también permitirá ajustar la bicicleta para adaptarse a las diferentes longitudes de brazo de los ciclistas de modo que la bicicleta pueda "crecer" con un niño y pueda utilizarse por diferentes miembros de la familia.

Cambios más pequeños en la posición radial de la extensión del vástago 38 se realizarán de modo dinámico cuando el ciclista aplique una carga al manillar 22 que está efectivamente montado en voladizo en la abrazadera 32 por el vástago 38.

En uso, las partes superior e inferior 40, 42 están sujetas firmemente con los pernos 44 y el material de poliuretano que incluye el amortiguador 80 está restringido dentro de los espacios entre los dientes 52 del vástago 38 y la superficie de engrane 72 del árbol 66. El amortiguador 80 es moldeado efectivamente in situ para adaptarse a las superficies dentadas adyacentes y define un engranaje intermedio entre el árbol 66 y el vástago 38.

Para contener el amortiguador 80 entre los brazos 36 y evitar que el material de poliuretano que incluye el amortiguador se comprima en las aberturas 58 y 70, una barrera transversal está prevista dentro de los extremos interiores 50, 58 en forma de dos anillos partidos 82, 84 dispuestos en los extremos opuestos del árbol 66. Los anillos 82,84 están situados en las ranuras circunferenciales coincidentes 86,88 (Fig. 3) formadas en la superficie interior de las partes cilíndricas que forman el extremo interior del vástago 38, teniendo la misma profundidad las ranuras 86,88 que los dientes 52. Se comprobará que los extremos interiores 50, 58 están formados con las paredes transversales de cierre adyacentes a las ranuras 86, 88 para contener los anillos 82, 84.

Para simplificar la fabricación, las superficies engranadas en los extremos interiores 50, 58 del vástago 38 pueden estar prevista sobre inserciones que se realizan por separado y se ensamblan en los cilindros, por ejemplo, por medio de una llave y un acoplamiento con ranura.

Convenientemente, los anillos 82,84 tienen una sección transversal en forma de L con seis lados, los cuales crean superficies de soporte que incluyen las superficies cilíndricas de soporte 90, 92 que pueden girar libremente en el árbol 66. Las superficies exteriores de soporte realizan el contacto deslizante con los brazos 36 de la abrazadera 32 para minimizar la fricción entre ellas y las superficies interiores de soporte 102, 104 adyacentes al amortiguador 80 permiten al vástago 38 la máxima libertad de rotación. Igualmente las restantes superficies de soporte permiten al extremo interior del vástago 38 girar libremente en el árbol 66 si las superficies cilíndricas de soporte 90, 92 quedan inoperativas debido a suciedad y otras causas similares.

Hay que señalar que el volumen del amortiguador de poliuretano 80 se selecciona para llenar la cavidad definida entre los dientes 52 y la superficie de engrane 72 y el amortiguador 80 es algo más grande, como se ha representado, de modo que excede la altura de los anillos 82, 84 (como puede apreciarse mejor en la Fig. 3) y, por ello definen un espacio libre rotacional sobre los anillos de soporte 82,84 en el extremo interior del vástago 38 y el árbol 66. Como se verá en la Fig. 3, el poliuretano que contiene el amortiguador 80 ocupa toda la profundidad de los dientes en la parte inferior 42 del vástago y de los dientes en la superficie de engrane 72 del árbol 66.

El material seleccionado para el amortiguador 80 es poliuretano, un material viscosoelástico relativamente incompresible con un altísimo módulo volumétrico, que puede moldearse y remoldearse repetidamente para ocupar el espacio previsto para actuar como engranaje elástico entre los dientes 52 y la superficie de engrane 72. Se entiende que el amortiguador 80 está restringido entre el extremo interior del vástago 38 y el árbol 66, y entre los anillos de soporte 82, 84, que están mecanizados con precisión para definir una cavidad para el amortiguador que tenga un volumen correspondiente al volumen del amortiguador de poliuretano. Sólo existe un pequeño espacio libre entre los anillos 82, 84 y el árbol 66 y la viscosidad del poliuretano es suficientemente alta de modo que no se sale al espacio libre en el uso normal.

A diferencia de los amortiguadores realizados de caucho que están vulcanizados o unidos de otro modo a las superficies de soporte adyacentes, el amortiguador de poliuretano es separable y puede quitarse y cambiarse o darle nueva forma, según sea necesario. Los amortiguadores de caucho, cuando están deteriorados, especialmente si están vulcanizados, no pueden quitarse fácilmente de la estructura circundante, para cambiarse.

En la aplicación considerada, el amortiguador 80 debe tener integridad estructural. Es de esperar que se requiera una dureza Shore mínima. En tal dureza relativamente alta, el caucho es un elastómero más compresible que el poliuretano y es necesaria la unión a la estructura circundante para colocar un amortiguador realizado de caucho en su orientación operativa. De otro modo, cuando se coloca un amortiguador de caucho en posición de fricción, se desprenderá de la superficie asociada. Puesto que los esfuerzos aplicados a un amortiguador realizado de caucho provocarán también un cambio de volumen del mismo de modo que su forma se distorsione, un amortiguador realizado de caucho no está restringido generalmente. En una estructura, se proporciona generalmente espacio para que los amortiguadores de caucho puedan ampliar su volumen. Alternativamente, los amortiguadores de caucho estarán parcialmente expuestos a la atmósfera para permitir esta expansión.

Cuando las cargas exceden de un mínimo predeterminado, un amortiguador de caucho se exfoliará de la superficie circundante y se desprenderá. Con un amortiguador de poliuretano que sea un elemento separado de la estructura circundante, la exfoliación no es un factor determinante del rendimiento del amortiguador o la carga que pueda soportar el amortiguador.

En la invención del Solicitante, cualquier carga que se aplique al manillar 22 se transmite al amortiguador de poliuretano 80 que se flexionará angularmente y se colocará en desplazamiento radial en respuesta al par, cuando está restringido por la estructura circundante según se ha descrito anteriormente. El amortiguador volverá a una posición neutra guiado por los anillos partidos 86, 88 que sirven para mantener la alineación entre los componentes. Debido a su elasticidad inherente, el amortiguador de poliuretano 80 no necesita ser pretensado antes de la aplicación de una carga y el amortiguador actuará en cualquier dirección. El amortiguador de poliuretano 80 responderá por lo tanto a los impactos del cojín transmitidos al manillar desde cualquier dirección, independientemente de si el ciclista está subiendo un obstáculo o descendiendo de un obstáculo.

Debido a su naturaleza, el amortiguador de poliuretano 80 contactará estrechamente con las superficies de engrane adyacentes y será infinitamente ajustable de modo que sea operable en cualquier posición relativa inmediata entre los componentes asociados. En algunas aplicaciones, tal gama de ajustabilidad puede no ser necesaria o deseable y se entenderá que un amortiguador preconformado o premoldeado realizado de material elástico que tenga una superficie irregular o reticulada adaptada para encajar con las superficies de engrane de los componentes asociados será una alternativa satisfactoria a un amortiguador que sea moldeado in situ. Tal amortiguador premoldeado permitirá que las partes superior e inferior 40, 42 se ensamblen con menos fuerza de apriete que con un amortiguador moldeado in situ, sin embargo, el amortiguador debe estar fuertemente restringido en todos los lados.

Aplicabilidad industrial

El amortiguador de poliuretano proporciona características de amortiguación excepcionales y evita la necesidad de modificar la estructura de la bicicleta para incorporar dispositivos hidráulicos o neumáticos, barras de torsión y muelles preservando la integridad de la estructura. Incorporando además el amortiguador de poliuretano en una estructura de montaje donde la posición del manillar es fácilmente ajustable, el confort del ciclista se mejora considerablemente.

Se entenderá que las ventajas de la invención pueden obtenerse mediante otras realizaciones y que la descripción anterior no restringe el contenido de las reivindicaciones. También se ha previsto que el amortiguador, según la invención, pueda aplicarse a otras estructuras en las que pueda ser necesaria o deseable una amortiguación, sin limitación alguna.

Claims (3)

1. Conjunto amortiguador que incluye:

- un amortiguador (80) en forma de cilindro de material elástico que tiene un diámetro exterior predeterminado y una abertura que se extiende longitudinalmente;

- un primer componente (66) que define un eje longitudinal contenido en la citada abertura que se extiende longitudinalmente;

- y un segundo componente (38) acoplado giratoriamente al primer componente con el citado amortiguador (80) dispuesto entre los componentes primero y segundo (66,38), definiendo el citado eje longitudinal un eje de rotación relativa de los componentes primero y segundo (66,38), caracterizado porque el amortiguador es de material de poliuretano, el amortiguador y una superficie irregular circuncunferencialmente (72, 52) en al menos uno de dichos componentes (50, 66) se engranan entre sí, incluyendo el segundo componente (38) las partes primera y segunda (40, 42) que pueden separarse para contener entre ellas el amortiguador (80), y porque dos soportes (82, 84) están dispuestos transversalmente a dicho eje longitudinal y definen las superficies de soporte (90, 92, 98, 100, 102, 104) entre los componentes y para ambas caras del amortiguador cilíndrico (80) en contacto con los soportes (82, 84), estando adaptados los soportes (82, 84) para restringir axialmente el amortiguador (80) y para evitar el desplazamiento axial y la deformación axial del amortiguador (80), llenando éste completamente la cavidad formada entre los componentes primero y segundo (50, 66) y entre los dos soportes (82, 84). y porque los medios de fijación (44, 46) acoplan la primera parte (40) a la segunda parte (42) y están adaptados para empujar el segundo componente (38) para encaje con una superficie exterior cilíndrica de dicho amortiguador (80) de modo que éste contacte estrechamente con los componentes primero y segundo (66, 38) y con los soportes (82, 84).

2. Amortiguador de acuerdo con la Reivindicación 1 en el que el primer componente (66) es un eje que tiene una superficie de engrane (72) adaptada para moldear el amortiguador (80) in situ.

3. Amortiguador de conformidad con la Reivindicación 1 en el que las partes primera y segunda del segundo componente tienen una superficie cilíndrica interna que lleva dientes (52) adaptados para moldear el amortiguador (80) in situ.