Un plato acoplable a las bielas de bicicletas,

el plato teniendo una forma oval definida por un diámetro mayor y uno menor,

su alargamiento, definido por la relación entre su diámetros primitivos mayor y menor, es 1.10,

El plato comprende además:

Un anillo con una pluralidad de agujeros de anclaje,

Los agujeros de anclaje están adaptados para corresponder con respectivos puntos de anclaje en unos brazos de araña de una biela de bicicleta y permiten una pluralidad de orientaciones del plato con respecto a una biela de bicicleta,

La pluralidad de agujeros de anclaje permite un acoplamiento del plato respecto a la biela de la bicicleta,

al menos uno de dicha pluralidad de agujeros de anclaje se usa como agujero de anclaje de referencia, para posicionar la línea central de una biela de bicicleta en una orientación de referencia de 108º con respecto al eje mayor del ovoide en sentido horario,

Los agujeros de anclaje adyacentes se usan para permitir una orientación de la línea central de la biela de bicicleta con un ángulo alrededor de 108º,

Caracterizado en que,

un perfil de la forma oval del plato se inscribe en una elipse con sus mismos diámetros mayor y menor, dicho perfil oval tiene un perímetro relativo de 0.993, el perímetro relativo está definido por el perímetro original del perfil dividido por el perímetro de la elipse correspondiente a sus diámetros mayor y menor,

El agujero de anclaje de referencia está provisto de una marca de señalización y el anillo de agujeros de anclaje comprende dos agujeros de anclaje adyacentes que se encuentran opuestos y equidistantes respecto al agujero de anclaje de referencia,

de forma que usando uno de los dos agujeros de anclaje adyacentes permite un ajuste fino de la orientación de la línea de centros de la biela de la bicicleta respecto a la orientación de referencia

Plato ovoide para la optimización del pedaleo.

La presente invención, principalmente aplicable a bicicletas y vehículos propulsados a pedal, recoge mejoras concernientes a platos para transmisiones por pedales mediante cadena en los que se modifica la tradicional forma circular de los mismos basándose en la reducción del efecto de los puntos muertos del ciclo de pedaleo, con el objeto de lograr optimizar el pedaleo.

Estado de la técnica

Desde finales del siglo XIX ha habido una gran cantidad de intentos para aumentar la eficacia del pedaleo y disminuir el efecto de los puntos muertos. Concretamente, es durante la bajada del pedal cuando se realiza la práctica totalidad de la potencia en el ciclo del pedaleo. La potencia máxima se alcanza cuando el brazo de la biela está aproximadamente a 90º del punto muerto superior, cuando mayor es la componente tangencial de la fuerza aplicada; y cuando los pedales se encuentran uno arriba y otro abajo es el momento en que se produce un vacío de potencia, llamado comúnmente punto muerto, que es debido a la práctica anulación de la componente tangencial de las fuerzas sobre los pedales.

Muchos de estos intentos han venido a través del uso de platos no circulares u "ovoides", ya sean ovales, elípticos u otros más complejos compuestos de varios tramos de curvas y rectas, para los que en cualquier caso se podrían definir dos ejes principales, mayor y menor. Otros intentos varios han venido sin embargo mediante el uso de bielas independientes a fin de optimizar la dinámica de cada pierna por separado, y hasta hoy se han revelado a nivel biomecánico como la forma más eficaz de lograr optimizar el pedaleo.

De entre los primeros cabrían destacar dos posibilidades por ser las más cercanas en el mercado y la competición, los platos Biopace de Shimano (US4576587) y los Osymetric (US5549314), si bien se pueden citar otros documentos más antiguos: US513589, US515449, GB191318888, FR645447, GB327681, DK64514C y GB449504 entre otros, y por citar uno más reciente, el US5882025. En ellos se llega claramente a apreciar que los platos "ovoides" llegaron a ser ampliamente conocidos. Como estado de la técnica, debemos prestar especial atención a la patente FR1090949, debido a su parecido con la propuesta actual, respecto a la orientación del ovoide, el cual se puede variar.

Con estos platos distintos siempre se ha buscado, de una u otra forma, que por medio de un radio de transmisión variable se aprovecharan las zonas donde más fuerza se da durante el ciclo para dar más impulso a la bicicleta, recurriendo para ello a tres factores de diseño primordiales:

De todos estos platos ovoides mencionados previamente ninguno ha tenido éxito en el mercado. A pesar del hecho de que muchos concibieron bien alguno de los diferentes factores, hasta la fecha ninguno ha combinado suficientemente bien estos factores para lograr su objetivo de éxito.

La razón principal para esta falta de éxito fueron sus orientaciones ineficaces. Como no todas las personas pedalean igual, no se puede decir que fueran malos productos, de hecho algunos tienen todavía unos pocos seguidores. En cualquier caso, el factor orientación es vital para la biomecánica del pedaleo, y aunque esas orientaciones fueran aceptadas por un pequeño porcentaje ciclistas, son ineficaces para la inmensa mayoría.

De esta forma, por ejemplo, aunque los platos Biopace probablemente funcionaban bien para algunos, acabaron desapareciendo del mercado. En mi humilde opinión, aunque fuesen aceptables respecto a su alargamiento y forma, el factor de orientación era excesivamente obtuso, esto es, si la máxima fuerza se da con la biela a 90º del punto muerto superior (PMS), el máximo desarrollo estaba produciéndose demasiado tarde durante la bajada de pedaleo, casi coincidiendo con el pedal en el punto muerto inferior (PMI).

En cuanto a los Osymetric, su factor de orientación es demasiado agudo, como la mayoría de platos ovoides vistos hasta la fecha, ~ 90º, lo cual hace coincidir el instante de máximo desarrollo con la biela en el punto en que más fuerza se dispone, por lo que no se aprovechan de la acción de la inercia, que exige cierto retardo. Además, por sus factores de forma y elongación, las variaciones de velocidad son muy altas entorno a los puntos muertos, lo que va en contra de la salud de las rodillas y la razón por la que muchos abandonaron el uso de este tipo de platos. Por ello, podrán funcionar relativamente bien para ciclistas de mucha fuerza, en concreto en terreno llano, pero podrían fácilmente sobrecargar las rodillas, haciendo este sistema inaceptable para la mayoría de los ciclistas, en un uso normal.

En cuanto a platos ajustables como en la patente FR1090949, la orientación recomendada nunca fue lo suficientemente precisa, y/o la combinación de los factores de elongación y forma eran tan variables, que fue imposible encontrar una combinación ventajosa de los factores.

En relación a los otros intentos de optimización del pedaleo, los que hacen uso de bielas independientes, cada biela conduce el plato, el cual está descentrado, por medio de una bieleta y así el desarrollo de transmisión efectivo, según varía la distancia efectiva de palanca, pasa en cada ciclo desde un máximo hasta un mínimo en partes opuestas del ciclo. Por esto varía la velocidad de cada biela, de forma que, cuando una va más despacio (en la extensión de la pierna sacando así más partido a la zona más potente del ciclo), la otra biela va más deprisa y se haya adelantado al PMS para cuando la otra llega al PMI.

De estos cabe destacar sobre todo una primera patente DE76215 de 1893 que establece la configuración básica y en la actualidad el Rotor RS4 (US 2005/0022626 A1) del mismo inventor al que corresponde el presente documento, tratándose de un producto que se comercializa actualmente (bajo las denominaciones de RS4 y RS4X), los cuales son utilizados en competición con brillantes resultados.

Para estos se pueden definir también dos parámetros o factores de diseño:

La experiencia con este citado sistema Rotor RS4, que si bien aún no puede considerarse de uso popular ya supone miles de ciclistas usándolo por todo el mundo, claramente refleja la importancia que tiene el factor de orientación en la biomecánica del pedaleo: la posición óptima del máximo desarrollo -el factor óptimo de orientación- está retrasado en relación a donde se entrega la máxima potencia. Por ello, incluso aunque la orientación óptima no es un valor fijo, siendo dependiente de tanto factores geométricos como dinámicos, se puede ver el porqué los intentos previos en la orientación de los platos ovoides fueron infructuosos.

Los citados factores geométricos definen la posición donde cada ciclista realiza la máxima entrega de par. Estos son la geometría de la bicicleta, la posición del sillín en ella, la longitud de las bielas, así como el hecho de pedalear sentado o de pie. También, las medidas del cuerpo del usuario juegan un papel importante.

Los citados factores dinámicos principalmente conllevan variaciones de inercia en el pedaleo, que marcarán el desfase que debe haber entre la posición de la biela en donde la pierna realiza la mayor entrega de par y la posición donde el desarrollo es máximo. Lógicamente no se trata de un valor fijo, sino que dependen de las distintas condiciones de pedaleo, como es Nanear o escalar, pedalear sentado o de pie, o la preferencia de pedalear con mayor o menor cadencia.