Conjuntos de amortiguador neumáticos de bicicleta con características de suspensión regulables.

Conjunto (40) de amortiguador de bicicleta, que comprende:

una barra fija (140);

una barra deslizante (140) que coopera telescópicamente con la barra fija (140);

un vástago (170) de émbolo que se extiende longitudinalmente en el interior de un volumen encerrado por la barra fija (140) y la barra deslizante (140);

un vástago (180) de compresión que se extiende longitudinalmente en el interior del volumen encerrado por la barra fija (140) y la barra deslizante (140), cooperando telescópicamente entre sí el vástago (170) de émbolo y el vástago (180) de compresión;

un émbolo (176) soportado por el vástago (170) de émbolo y colocado en el interior del vástago (180) de compresión,

un muelle (212) de aire negativo formado por un volumen encerrado por un primer lado del émbolo (176), una superficie interior de una parte del vástago (180) de compresión y una superficie exterior de una parte del vástago (170) de émbolo; y

un muelle (214) de aire positivo formado por otro volumen encerrado por un segundo lado del émbolo (176), otra parte de la superficie interior del vástago (180) de compresión y una superficie interior del vástago (170) de émbolo;

caracterizada por que

el conjunto de amortiguador de bicicleta comprende además un bypass (256) conformado en el vástago (180) de compresión que conecta de forma fluida y selectiva los muelles de aire positivo (214) y negativo (212) cuando el émbolo (176) está a una distancia seleccionada de un tapón (190) del vástago (180) de compresión.

Conjuntos de amortiguador neumáticos de bicicleta con características de suspensión regulables REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional US 61/300.182, presentada el 1 de febrero de 2010, titulada "Bicycle Air Shock Assemblies with Tunable Suspension Performance".

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere de forma general a bicicletas y, de forma más específica, a conjuntos de amortiguador neumáticos que están configuradas para facilitar un movimiento controlado regulable entre los elementos móviles de una bicicleta, tal como un bastidor y una conjunto de rueda.

El componente estructural principal de una bicicleta de dos ruedas convencional es el bastidor. En una bicicleta de carretera convencional, el bastidor está constituido de forma típica a partir de un grupo de elementos tubulares unidos entre sí para formar el bastidor. En muchas bicicletas, el bastidor está constituido a partir de elementos a los que se hace referencia normalmente como barra superior, barra inferior, barra de asiento, horquilla de asiento y horquilla de cadena, y esos elementos se unen entre sí en intersecciones a las que se hace referencia normalmente como barra de dirección, poste de asiento, eje de pedales y soporte de rueda posterior. Normalmente, la barra superior se extiende desde la barra de dirección hacia atrás, hasta la barra de asiento. La barra de dirección, a la que se hace referencia en ocasiones como dirección, es un elemento estructural tubular corto situado en la parte anterior superior de la bicicleta y que soporta el manillar y la horquilla de dirección frontal que soporta la rueda frontal. La barra inferior se extiende normalmente hacia abajo y hacia atrás desde la barra de dirección hasta el eje de pedales, comprendiendo normalmente el eje de pedales un elemento cilíndrico para soportar los pedales y el mecanismo de accionamiento de cadena que mueve la bicicleta. La barra de asiento se extiende normalmente desde el eje de pedales hacia arriba, hasta el punto en el que la misma se une al extremo posterior de la barra superior. La barra de asiento también sirve normalmente para alojar de forma telescópica un poste de asiento que soporta un asiento o silla en el que se sienta el usuario de la bicicleta.

La horquilla de cadena se extiende normalmente hacia atrás desde el eje de pedales. La horquilla de asiento se extiende normalmente hacia abajo y hacia atrás desde la parte superior de la barra de asiento. La horquilla de cadena y la horquilla de asiento se unen normalmente entre sí en un soporte de rueda posterior que soporta el eje posterior de la rueda posterior. La conjunto de rueda frontal se monta normalmente entre un par de horquillas conectadas de forma pivotante al bastidor junto a la barra de dirección. La anterior descripción representa la configuración de un bastidor de bicicleta convencional que no comprende una suspensión que tiene una característica de amortiguación.

El aumento de popularidad en los últimos años del ciclismo fuera de carretera, de forma específica en terrenos irregulares y campo a través, así como el interés en reducir la incomodidad asociada al uso en caminos más irregulares, ha hecho de los sistemas de amortiguación un elemento deseable en los sistemas de bicicleta. Una bicicleta con un sistema de suspensión diseñado de forma adecuada permite viajar por terrenos extremamente desiguales e irregulares y subir o bajar rampas muy inclinadas. Las bicicletas con suspensión castigan menos, reducen el cansancio, reducen la posibilidad de lesiones del usuario y son mucho más cómodas de conducir. De forma específica, en el ciclismo fuera de carretera, un sistema de suspensión aumenta en gran medida la capacidad del usuario de controlar la bicicleta, ya que las ruedas permanecen en contacto con el suelo al pasar sobre piedras y baches en el terreno, en vez de rebotar y elevarse en el aire, tal como sucede en bicicletas convencionales sin suspensión. Las bicicletas equipadas con sistemas de suspensión han aumentado considerablemente en los últimos años. De hecho, muchas bicicletas tienen en la actualidad suspensiones integrales, es decir, la bicicleta tiene sistemas de suspensión en las ruedas frontal y posterior. Las suspensiones frontales fueron las primeras en popularizarse. Diseñada para eliminar los impactos en el extremo frontal de la bicicleta, la suspensión frontal es más sencilla de implementar que una suspensión posterior. Una horquilla de suspensión frontal puede adaptarse a un modelo de bicicleta más viejo, mientras que una suspensión posterior aumentará la tracción y facilitará tomar curvas y equilibrar el pilotaje.

Al ir en bicicleta, cuando la bicicleta pasa por un camino deseado, las discontinuidades del terreno se transmiten a la bicicleta en su conjunto y, en última instancia, al usuario. Aunque tales discontinuidades son generalmente insignificantes para ciclistas que circulan por superficies pavimentadas, los ciclistas que se apartan del camino marcado se encuentran con frecuencia con un terreno de este tipo. Con la proliferación del uso de la bicicleta de montaña muchos usuarios buscan el camino más complicado. Se ha desarrollado tecnología para facilitar a tales usuarios aventureros la conquista de los caminos menos usados. Los sistemas de suspensión de rueda forman parte de esa tecnología.

Aunque los elementos de suspensión han proliferado en configuraciones de bicicleta, el comportamiento de la suspensión, así como de la estructura de la bicicleta, está limitado con frecuencia o debe diseñarse a medida para cooperar con la estructura y el funcionamiento del amortiguador. Normalmente, ambos extremos del amortiguador

están fijados a la bicicleta entre elementos de bastidor móviles cuyo movimiento se pretende limitar, amortiguar o modificar de otro modo. El amortiguador está conectado con frecuencia entre una parte del bastidor y una estructura próxima a un eje de una rueda correspondiente para obtener una distancia de desplazamiento deseada y/o una resistencia al desplazamiento relativo de las estructuras fijadas a los extremos generalmente opuestos del amortiguador. La incorporación del elemento de amortiguador en la bicicleta y el funcionamiento interno del conjunto de amortiguador determinan de forma general el comportamiento del movimiento de la suspensión.

La modificación del comportamiento de la suspensión de una bicicleta específica puede requerir cambiar todo el amortiguador, cambiar componentes del amortiguador, cambiar la disposición física del amortiguador con respecto a la bicicleta y/o manipular la presión de funcionamiento del conjunto de amortiguador. Evidentemente, es posible cambiar el funcionamiento deseado de una conjunto de amortiguador debido a varias características, incluyendo las condiciones del terreno, el comportamiento deseado de la suspensión por parte del usuario, el tamaño y el peso del usuario y/o la geometría de la bicicleta.

Los conjuntos de amortiguador neumáticos o hidráulicas constituyen de forma general los medios más convenientes para regular el funcionamiento del conjunto de amortiguador. Es posible regular el comportamiento de muchas conjuntos de amortiguador neumáticos manipulando la presión de la cámara de aire o de fluido. No obstante, la capacidad de regulación de tales sistemas está limitada normalmente en función de las propiedades del propio fluido y/o de las limitaciones geométricas del conjunto de amortiguador. Para aumentar la capacidad de regulación o el campo de funcionamiento de tales sistemas, muchas conjuntos de amortiguador hidráulicos están dotadas de depósitos o cámaras de fluido que son externas con respecto al cuerpo generalmente lineal del conjunto de amortiguador. Tales configuraciones requieren de una mayor previsión de espacio para integrar el conjunto de amortiguador en la bicicleta subyacente. Tales configuraciones también complican la configuración del conjunto de amortiguador, haciendo necesaria la formación de diversos pasos de comunicación de fluidos para la comunicación de forma fluida dentro y fuera del brazo del amortiguador.

Aunque otras conjuntos de amortiguador comprenden cámaras de aire o de fluido que son totalmente internas con respecto al cuerpo generalmente lineal del conjunto de amortiguador, dichas conjuntos presentan otros inconvenientes. Normalmente, tales sistemas incluyen una cámara de fluido que está formada por la barra fija o por el brazo o barra deslizante. Un émbolo coopera telescópicamente con la barra respectiva y comprime el fluido cuando la conjunto de amortiguador queda sujeta a una carga de compresión. Normalmente, tales sistemas también incluyen un émbolo flotante que también coopera... [Seguir leyendo]

1. Conjunto (40) de amortiguador de bicicleta, que comprende:

una barra fija (140) ; una barra deslizante (140) que coopera telescópicamente con la barra fija (140) ; un vástago (170) de émbolo que se extiende longitudinalmente en el interior de un volumen encerrado por la barra fija (140) y la barra deslizante (140) ; un vástago (180) de compresión que se extiende longitudinalmente en el interior del volumen encerrado por la barra fija (140) y la barra deslizante (140) , cooperando telescópicamente entre sí el vástago (170) de émbolo y el vástago (180) de compresión; un émbolo (176) soportado por el vástago (170) de émbolo y colocado en el interior del vástago (180) de compresión, un muelle (212) de aire negativo formado por un volumen encerrado por un primer lado del émbolo (176) , una superficie interior de una parte del vástago (180) de compresión y una superficie exterior de una parte del vástago (170) de émbolo; y un muelle (214) de aire positivo formado por otro volumen encerrado por un segundo lado del émbolo (176) , otra parte de la superficie interior del vástago (180) de compresión y una superficie interior del vástago (170) de émbolo;

caracterizada por que el conjunto de amortiguador de bicicleta comprende además un bypass (256) conformado en el vástago (180) de compresión que conecta de forma fluida y selectiva los muelles de aire positivo (214) y negativo (212) cuando el émbolo (176) está a una distancia seleccionada de un tapón (190) del vástago (180) de compresión.

2. Conjunto (40) de amortiguador según la reivindicación 1, en la que el vástago (170) de émbolo tiene una posición fija con respecto a la barra fija (140) o la barra deslizante (140) y el vástago (180) de compresión tiene una posición fija con respecto a la barra fija (140) o la barra deslizante (140) restante.

3. Conjunto (40) de amortiguador según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende además un muelle helicoidal principal que está retenido entre la barra fija (140) y el vástago (170) de émbolo o el vástago (180) de compresión.

4. Conjunto (40) de amortiguador según la reivindicación 3, en la que:

el muelle helicoidal principal y el muelle (214) de aire positivo actúan en paralelo para ofrecer resistencia a la compresión de la barra fija (140) y la barra deslizante (140) , o el amortiguador comprende además un muelle (220) helicoidal de tope que está retenido en el volumen del muelle (212) de aire negativo.

5. Conjunto (40) de amortiguador según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una limitación (230) conformada a través del émbolo (176) para controlar la comunicación de forma fluida entre un volumen en el interior del vástago (170) de émbolo y un volumen expuesto al segundo lado del émbolo (176) y la otra parte de la superficie interior del vástago (180) de compresión y, opcionalmente, en la que la limitación (230) es intercambiable para obtener diferentes comunicaciones de forma fluida.

6. Conjunto (40) de amortiguador según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el vástago (170) de émbolo incluye una primera sección que está desplazada con respecto al vástago (180) de compresión y una segunda sección que coopera telescópicamente con el vástago (180) de compresión y, opcionalmente, en la que la primera sección tiene un diámetro más grande que la segunda sección.

7. Conjunto (40) de amortiguador según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una conjunto de válvula que separa de forma fluida el muelle (214) de aire positivo de la atmósfera.

8. Método de control del movimiento de una conjunto (40) de amortiguador de una bicicleta, comprendiendo el método:

asociar telescópicamente un vástago (170) de émbolo hueco a un vástago (180) de compresión hueco; encerrar el vástago (170) de émbolo y el vástago (180) de compresión en una barra fija (140) y una barra deslizante (140) que están asociadas telescópicamente; dividir un volumen del vástago (180) de compresión en una primera cámara y una segunda cámara con un émbolo (176) que está unido al vástago (170) de émbolo, que es móvil en el interior del vástago (180) de compresión y que coopera de forma estanca con una pared interior del vástago (180) de compresión;

formar una cámara de muelle (214) de aire positivo conectando de forma fluida un volumen del vástago (170) de émbolo a la segunda cámara del vástago (180) de compresión con un orificio conformado en el émbolo (176) ; y caracterizado por:

colocar un muelle helicoidal positivo entre el vástago (170) de émbolo y al menos la barra fija (140) o la barra deslizante (140) para que el muelle helicoidal positivo y la cámara de muelle (214) de aire positivo contribuyan simultáneamente a ofrecer resistencia al acortamiento de la longitud entre los extremos opuestos de la barra fija (140) y la barra deslizante (140) .

9. Método según la reivindicación 8, que comprende además modificar el comportamiento del conjunto (40) de amortiguador cambiando una presión de aire de reposo de la cámara de muelle (214) de aire positivo, y, opcionalmente, que comprende además modificar una presión de reposo de la primera cámara en respuesta a cambios de la presión de aire de reposo de la cámara de muelle (214) de aire positivo comprimiendo la conjunto (40) de amortiguador hasta una longitud seleccionada.

10. Método según la reivindicación 8 o la reivindicación 9, que comprende además:

permitir una comunicación de forma fluida por bypass entre la primera cámara y la segunda cámara cuando el émbolo (176) está en una posición seleccionada con respecto al vástago (180) de compresión, o modificar el comportamiento del conjunto (40) de amortiguador modificando la forma del orificio, o modificar el comportamiento de la conjunto de amortiguador modificando la forma del vástago (170) de émbolo sin interferir con la asociación telescópica entre el vástago (170) de émbolo y el vástago (180) de compresión.