Disposición de cubo o buje de rueda para una rueda impulsada por un sistema impulsor simétrico alternante que utiliza un elemento flexible de tracción, que puede ser utilizado en vehículos, particularmente en bicicletas.

Disposición de buje de rueda para una rueda impulsada por un sistema impulsor simétrico alternante que utiliza un elemento flexible de tracción utilizado en vehículos,

particularmente en bicicletas, que se conecta a unas piezas de bastidor del vehículo de una manera liberable que sostienen la rueda, que comprende:

- una primera unidad (3) de tambor,

- una unidad (4) de buje de rueda

- una segunda (5) unidad de tambor;

dichas unidades se disponen axialmente lado con lado a lo largo de un eje común de rueda y definen un boquete axial central;

- un árbol de fijación (10) se dirige a través de dicho boquete central y se conecta de una manera liberable a dichas piezas de bastidor,

- cada una de dichas unidades (3, 5) de tambor comprende:

- un tambor hueco (18) que tiene una superficie exterior,

- un enrollamiento de dicho elemento flexible de tracción, fijado a dicho tambor hueco (18), en donde durante dicho funcionamiento alternante de impulso dicho elemento flexible de tracción se enrolla arriba y abajo,

- dicha unidad (4) de buje de rueda comprende un manguito exterior (40) que pivota para la rotación alrededor de dicho eje de rueda, dicho manguito exterior (40) comprende unas partes de conexión que pueden conectarse a unos elementos que soportan y sostienen dicha rueda, y la disposición comprende unas respectivas ruedas libres en cada lado, y cuando dichos tambores rotan en el sentido de impulsar dichas ruedas libres permiten la rotación de dicho manguito (40) con el tambor que tiene momentáneamente la mayor velocidad angular, mientras que dichas ruedas libres permiten a la rueda rotar libremente hacia delante cuando la velocidad angular de la rueda es mayor que la velocidad angular de cualquiera de los tambores, caracterizado por que dicha unidad (4) de buje de rueda comprende:

- un árbol tubular central estacionario (9) alrededor de dicho árbol de fijación (10), un par de manguitos impulsores (33) que pivotan para la rotación alrededor de dicho árbol tubular estacionario (9), dichos manguitos impulsores están espaciados entre sí en dirección axial, tienen unas respectivas superficies laterales que miran hacia la asociada de dichas unidades (3, 5) de tambor y que se conectan a la unidad asociada (3 o 5) de tambor de modo que dicha conexión pueda transmitir únicamente par de torsión;

- unos respectivos manguitos intermedios (38) que rodean al asociado de dichos manguitos impulsores (33) y están espaciados de ellos en dirección radial;

- unos respectivos rodamientos (35); en donde dichos rodamientos (35) y dichas ruedas libres (36) se disponen en el espacio semejante a un anillo formado entre dichos manguitos impulsores (33) y los manguitos intermedios asociados (38), dichos rodamientos (35) y dichas ruedas libres (36) se diseñan de tal manera que sus superficies interiores encajan en la superficie exterior del manguito impulsor asociado (33) y las superficies exteriores encajan en las superficies interiores del manguito intermedio asociado (38), y dichos manguitos intermedios (38) se interconectan rígidamente y por lo menos cuando la rueda que está siendo impulsada también se conecta rígidamente a dicho manguito exterior (40).

Disposición de cubo o buje de rueda para una rueda impulsada por un sistema impulsor simétrico alternante que utiliza un elemento flexible de tracción, que puede ser utilizado en vehículos, particularmente en bicicletas

La Invención está relacionada con una disposición de buje de rueda para una rueda impulsada por un sistema Impulsor simétrico alternante que utiliza un elemento flexible de tracción, tal como una cuerda, la disposición puede utilizarse en vehículos, particularmente en bicicletas, y la disposición de buje de rueda se conecta de una manera llberable a partes de bastidor del vehículo que sostienen la rueda. Esta disposición de buje de rueda comprende una primera unidad de tambor, una unidad de buje de rueda y una segunda unidad de tambor, dichas unidades se disponen axialmente lado con lado a lo largo de un eje común de rueda y definen un boquete axial central; comprende además un árbol de fijación que se dirige a través de un boquete central de estas unidades y se conecta de una manera llberable a las partes de bastidor asociadas. Cada una de las unidades de tambor comprende: un tambor hueco que tiene una superficie exterior, un enrollamiento del elemento flexible de tracción, fijado al tambor hueco, y durante el funcionamiento impulsor alternante el elemento flexible de tracción se enrolla alternamente arriba y abajo hacia y desde el enrollamiento. La unidad de buje de rueda comprende un manguito exterior que pivota para la rotación alrededor del eje de rueda, el manguito exterior comprende unas partes de conexión que pueden conectarse a unos elementos (p. ej. piñones) que soportan y sostienen la rueda. Por otra parte, la disposición de buje de rueda comprende unas respectivas ruedas libres en cada lado, y cuando los tambores rotan en el sentido de Impulsión, las ruedas libres permiten la rotación del manguito exterior junto con uno de los dos tambores que tiene momentáneamente la mayor velocidad angular, mientras que las ruedas libres permiten que la rueda rote libremente hacia delante cuando la velocidad angular de la rueda es mayor que la velocidad angular de cualquiera de los tambores.

Un mecanismo Impulsor simétrico alternante y una bicicleta impulsada de ese modo, que tiene las propiedades descritas están publicados en la patente de EE UU. 5 833257, en donde unos respectivos brazos oscilantes son movidos por los pedales y las bielas de la bicicleta en fases opuestas dispuestas en los respectivos lados de la bicicleta. En los dos lados del buje de la rueda trasera se proporcionan unos respectivos tambores que rotan hacia delante cuando el brazo oscilante se mueve hacia delante por medio de un elemento sólido o flexible de tracción. En la sección de movimiento hacia atrás del movimiento alternante, unos respectivos elementos de tracción fuerzan el brazo oscilante y los tambores a adoptar un movimiento opuesto. La patente citada describe varias maneras con las que puede diseñarse el elemento de tracción, sin embargo, de estas soluciones se hará referencia a la mostrada en la Fig. 7 de esa patente junto con el diseño asociado del buje trasero. Aquí en los lados Interiores de los tambores que se disponen cerca del buje, se proporciona un segundo respectivo tambor, y en el Interior del segundo tambor se dispone un resorte helicoidal que se utiliza para tirar hacia atrás de los elementos oscilantes. Directamente al lado del tambor que constituye un alojamiento para el resorte helicoidal y conectado rígidamente con el mismo en cada lado, se dispone una respectiva rueda libre. Un anillo de la rueda libre se conecta al manguito exterior del buje de rueda, que se conecta mediante unos rodamientos a un árbol central estacionario.

Tal diseño está relacionado con varios problemas. Uno de ellos es la utilización ineficaz del espacio axial, y como resultado el tamaño axial es demasiado grande, dado que en ambos lados hay que proporcionar sitio para el tambor de cuerda, al lado de él para el alojamiento del resorte helicoidal y para el anillo de la rueda libre. Este tamaño se aumentó aún más por la anchura necesaria de los neumáticos y la anchura central de la cesta piñones, que no puede disminuirse por debajo de un tamaño predeterminado para asegurar una rigidez suficiente para la rueda. Esta es una condición razonable, dado que los extremos interiores de los piñones se fijan en los bordes laterales del buje de rueda, y la distancia axial entre los bordes determina la rigidez de la rueda sostenida por los piñones.

Un problema adicional con el diseño descrito es que las ruedas libres normales son muy sensibles a la posición angular correcta de sus ejes, que de otro modo tienden a trabarse. Las fuerzas de tracción ejercidas en la dirección normal al eje por la cuerda de tracción, que se enrolla en el tambor de cuerda, ha tratado de doblar el árbol central del buje, y el momento de flexión asociado carga las ruedas libres en una dirección normal a su movimiento. A causa de estos efectos, se han tenido que utilizar elementos más grandes diseñados para tal exceso de carga, y el peso, el tamaño y los costes de tales elementos son demasiado altos.

Un inconveniente adicional es que la rueda trasera solo se puede retirar soltando el elemento de tracción. En las realizaciones descritas, las dos superficies opuestas, en la horquilla trasera de la bicicleta en la que se fija la disposición, tenían que estar exactamente paralelas entre sí, de lo contrario cualquier error en la posición angular podría llevar a un aumento del rozamiento o incluso a que se traben los rodamientos.

Una propiedad adicional del mecanicismo impulsor descrito se encuentra en que el uso de un par de ruedas libres permitía la rotación de la rueda trasera solo hacia delante. Aunque las bicicletas pueden ser Impulsadas solo hacia delante, en una situación diferente se tienen que llevar a cabo ciertas maniobras, en donde la posibilidad de mover la bicicleta hacia atrás es inevitable. Sin resolver este problema, una bicicleta no puede ser utilizada en el comercio normal.

El documento WO 29/6557 de la técnica anterior más cercana describe un buje de rueda según el preámbulo de la reivindicación 1. El objeto de la presente Invención es proporcionar una disposición de buje de rueda para una rueda movida por un mecanismo impulsor simétrico alternante que sea capaz de eliminar muchos o todos los inconvenientes enumerados, es decir en el que la carga axial que actúa sobre la rueda libre se reduzca al mínimo, 5 que tenga una utilización favorable del espacio axial, que permita una rápida retirada e inserción de la rueda trasera, que tenga un cierto grado de propiedades de autoajuste, y por último, pero no por ello menor, que permita un movimiento hacia atrás de la rueda trasera.

Estas tareas han sido resueltas por el conjunto de buje de rueda diseñado como se describen en las reivindicaciones adjuntas.

La disposición de buje trasero según la presente invención tiene un diseño estructural que es simple en comparación con la complejidad de las tareas impuestas sobre el mismo, resuelve estas tareas, la rueda puede ser retirada y ensamblada fácilmente, tiene mínimas necesidades de mantenimiento, y el diseño interior cerrado protege los elementos sensibles de los efectos ambientales no deseados.

Ahora se describirá la disposición de buje de rueda según la invención con respecto a unas realizaciones preferibles 15 del mismo, en donde se hará referencia a los dibujos adjuntos. En el dibujo:

La Fig. 1 muestra una vista en alzado en sección de la disposición de buje de rueda;

La Fig. 2 es un detalle ampliado de una vista en alzado en sección en perspectiva;

La Fig. 3 es una vista ampliada en sección que muestra cómo se fija el árbol al bastidor;

La Fig. 4 muestra un detalle ampliado de la Fig. 3;

La Fig. 5 muestra cómo se fija el resorte de tambor sobre el árbol tubular, en donde la figura se muestra con el tambor de cuerda y el resorte retirados;

La Fig. 6 es un detalle ampliado de la vista en sección de la Fig. 1;

La Fig. 7 muestra la sección central de la rueda trasera ensamblada en una vista en perspectiva;

La Fig. 8 muestra la vista ampliada en perspectiva de una palanca equilibradora;

La Fig. 9 muestra la vista ampliada en perspectiva de un anillo de despegue;

La Fig. 1 muestra un dibujo similar al de la Fig. 7 que muestra el conjunto en posición normal de impulsión; y

La Fig. 11 es un dibujo similar a la Fig. 1 que muestra el conjunto en un estado cuando la rueda trasera gira hacia atrás.

La Figura 1 muestra la vista en alzado en sección del conjunto entero de buje de rueda que puede fijarse en unos 3 respectivos boquetes proporcionados en las regiones extremas del brazo izquierdo... [Seguir leyendo]

1. Disposición de buje de rueda para una rueda impulsada por un sistema impulsor simétrico alternante que utiliza un elemento flexible de tracción utilizado en vehículos, particularmente en bicicletas, que se conecta a unas piezas de bastidor del vehículo de una manera llberable que sostienen la rueda, que comprende:

una primera unidad (3) de tambor,

una unidad (4) de buje de rueda

una segunda (5) unidad de tambor;

dichas unidades se disponen axialmente lado con lado a lo largo de un eje común de rueda y definen un boquete axial central;

un árbol de fijación (1) se dirige a través de dicho boquete central y se conecta de una manera llberable a dichas piezas de bastidor,

cada una de dichas unidades (3, 5) de tambor comprende: un tambor hueco (18) que tiene una superficie exterior,

un enrollamiento de dicho elemento flexible de tracción, fijado a dicho tambor hueco (18), en donde durante dicho funcionamiento alternante de impulso dicho elemento flexible de tracción se enrolla arriba y abajo,

dicha unidad (4) de buje de rueda comprende un manguito exterior (4) que plvota para la rotación alrededor de dicho eje de rueda, dicho manguito exterior (4) comprende unas partes de conexión que pueden conectarse a unos elementos que soportan y sostienen dicha rueda, y la disposición comprende unas respectivas ruedas libres en cada lado, y cuando dichos tambores rotan en el sentido de Impulsar dichas ruedas libres permiten la rotación de dicho manguito (4) con el tambor que tiene momentáneamente la mayor velocidad angular, mientras que dichas ruedas libres permiten a la rueda rotar libremente hacia delante cuando la velocidad angular de la rueda es mayor que la velocidad angular de cualquiera de los tambores, caracterizado por que dicha unidad (4) de buje de rueda comprende:

un árbol tubular central estacionario (9) alrededor de dicho árbol de fijación (1), un par de manguitos impulsores (33) que pivotan para la rotación alrededor de dicho árbol tubular estacionario (9), dichos manguitos impulsores están espaciados entre sí en dirección axial, tienen unas respectivas superficies laterales que miran hacia la asociada de dichas unidades (3, 5) de tambor y que se conectan a la unidad asociada (3 o 5) de tambor de modo que dicha conexión pueda transmitir únicamente par de torsión;

unos respectivos manguitos intermedios (38) que rodean al asociado de dichos manguitos impulsores (33) y están espaciados de ellos en dirección radial;

unos respectivos rodamientos (35); en donde dichos rodamientos (35) y dichas ruedas libres (36) se disponen en el espacio semejante a un anillo formado entre dichos manguitos impulsores (33) y los manguitos intermedios asociados (38), dichos rodamientos (35) y dichas ruedas libres (36) se diseñan de tal manera que sus superficies interiores encajan en la superficie exterior del manguito impulsor asociado (33) y las superficies exteriores encajan en las superficies interiores del manguito intermedio asociado (38), y dichos manguitos intermedios (38) se interconectan rígidamente y por lo menos cuando la rueda que está siendo impulsada también se conecta rígidamente a dicho manguito exterior (4).

2. La disposición de buje de rueda según la reivindicación 1, en donde dicho árbol tubular central (9) comprende unos árboles tubulares (6, 7, 8) dispuestos respectivamente con una relación de lado con lado en el interior de dicha primera unidad (3) de tambor, dicho buje (4) de rueda y dicha segunda unidad (5) de tambor, dichos árboles tubulares (6, 7, 8) se aprietan juntos en dirección axial para constituir de ese modo dicho árbol tubular central (9) como un único árbol rígido, dichos árboles tubulares (6, 7) en dicha primera y segunda unidad (3, 5) de tambor tienen unas partes extremas exteriores roscadas, unas respectivas tuercas (11) de fijación de tambor y unos pares de arandelas de colocación (12, 13) se encajan en dichas partes extremas roscadas para sujetar dichas unidades (3, 5) de tambor a la parte asociada de bastidor de modo que dichas arandelas (12, 13) permiten una pequeña diferencia angular predeterminada entre la dirección normal de la superficie de dicha parte de bastidor y el eje del árbol hueco sujetado a la misma, y unas respectivas tuercas (16) de fijación de rueda se sujetan en los dos extremos de dicho árbol de fijación (1), dichas tuercas (16) de fijación de rueda ser aprietan contra la superficie exterior de la asociada de dichas tuercas (11) de fijación de tambor.

3. La disposición de buje de rueda según la reivindicación 1, caracterizada por comprender unos respectivos tambores (18) de cuerda en cada una de dichas unidades (3, 5) de tambor, dichos tambores (18) de cuerda tienen un interior hueco y una pared interior lateral, y que se disponen coaxialmente alrededor del eje de dicho árbol de

fijación (1); y unos respectivos resortes (22) formados al enrollar una tira de material y dispuestos en el interior hueco del asociado de dichos tambores (18) de cuerda y que tienen un extremo interior conectado al árbol estacionario (1; o 5, 7) y un extremo exterior conectado a dicho tambor asociado (18) de cuerda, en donde la predisposición de dicho tambor (18) de cuerda se opone al sentido de impulsión.

4. La disposición de buje de rueda según la reivindicación 1, caracterizada por comprender un segundo tipo de rueda libre (36) para permitir la rotación hacia atrás de la rueda, dicha segunda rueda libre (36) se dispone alrededor del árbol central (8 o 1) en una sección central del mismo definida entre los dos manguitos impulsores (33) y entre los dos manguitos intermedios (38); y un anillo de despegue (63) dispuesto alrededor de la superficie exterior de la segunda rueda libre (36), el anillo de despegue (63) define, en la superficie exterior del mismo, por lo menos un nido de despegue (64, 65) que tiene una pared lateral inclinada; además se proporciona una holgura axial entre los dos manguitos intermedios (38) y por lo menos una espiga axial (5, 51) fijada a ambos de dichos manguitos intermedios (38) y que puentea dicha holgura, una doble palanca equilibradora con brazos (5, 51) se fija a, y pivota alrededor de, dicha espiga axial (5, 51), se proporcionan unos respectivos rodillos exteriores e interiores (57, 56) y se acoplan de manera pivotante a unas respectivas secciones extremas de dicha palanca equilibradora (5, 51); dicho manguito exterior (4) tiene una sección central proyectada radialmente, un anillo de trabado (6) se dispone y se fija al interior de esta sección central proyectada radialmente del manguito exterior (4), dicho anillo de trabado (6) define un interior hueco perfilado dispuesto alrededor de dicho rodillo exterior (57) y tiene unos nidos de trabado, uno de los cuales se acopla y traba a dicho rodillo exterior (57) en la posición más exterior de dicha palanca equilibradora (5, 51); se adapta un resorte (58, 59) para apretar dicha palanca equilibradora (5, 51) para que adopte dicha posición más exterior, dicho rodillo interior (56) pivotado sobre el otro brazo de dicha palanca equilibradora (5, 51) encaja en dicho nido de despegue (64, 65) de dicho anillo de despegue (63), y cuando dicha rueda gira hacia atrás, dicha segunda rueda libre (36) adopta su posición de trabado e impide la rotación hacia atrás de dicho anillo de despegue (63), y el manguito exterior (4) y los manguitos intermedios (38) conectados al manguito exterior (4) también giran hacia atrás moviendo dicha palanca equilibradora (52, 53) hacia atrás contra la presión de dicho resorte (58, 59), por lo que dicha palanca equilibradora (52, 53) sale fuera de dicha posición y fuerza a dicho rodillo interior (56) a rodar a lo largo de dicha pared lateral Inclinada de dicho nido de despegue para que adopte otra posición extrema, en la que dicho rodillo exterior (57) se desacopla de dicho nido de trabado y esto libera la conexión entre dicho manguito exterior (4) y dichos manguitos intermedios (38) permiten una rotación libre hacia atrás del manguito exterior (4) y de la rueda.

5. La disposición de buje de rueda según la reivindicación 4, caracterizada por comprender un par de dichas palancas equilibradores (52, 53) dispuestas en posición diametralmente opuesta entre sí, dicho anillo de despegue (63) tiene un par de nidos de despegue colocados opuestamente (64, 65), y dicho anillo de trabado (6) tiene una pluralidad de nidos de trabado, cuyo número es igual a múltiplos de dos y los nidos de trabado dispuestos uniformemente alrededor del perímetro interior de dicho anillo de trabado (6).

6. La disposición de buje de rueda según la reivindicación 1, caracterizada por que en las regiones laterales exteriores de dichos manguitos intermedios (38) se proporcionan unas respectivas secciones cónicas (39), y en los respectivos lados de dicho manguito exterior (4) se proporcionan unas respectivas roscas internas, se enroscan unos respectivos anillos de soporte (44) en dichas roscas internas provistas de unas regiones extremas cónicas que se adaptan y topan con dichas secciones cónicas (39), y dichos anillos de soporte (39) son impulsados hasta que se siente una fuerza predeterminada de tope entre las superficies cónicas adaptables que permite un movimiento rotatorio relativo entre estas superficies de tope, y por lo menos uno de dichos anillos de soporte (44) tiene una sección extrema exterior que se extiende fuera de la orilla lateral de dicho manguito exterior, dicha sección extrema está provista de una rosca exterior, y en esta sección extrema se monta un anillo de retención (45) para asegurar la posición ajustada de dichos anillos de soporte (44).

7. La disposición de buje de rueda según la reivindicación 2, caracterizada por comprender un primer rodamiento (14) encajado en dicho árbol tubular (6 o 7) en el lado exterior de dicha unidad asociada (3 o 5) de tambor que mira hacia dicha parte de bastidor y un segundo rodamiento (17) colocado también en dicho árbol tubular (6 o 7) en el lado Interior de dicha unidad asociada (3 o 5) de tambor que mira hacia el buje (4) de rueda, dicho primer y segundo rodamiento (14, 17) fija dicha unidad asociada (3 o 5) de tambor y dicho árbol tubular (6 o 7) para un movimiento de rotación; dicho árbol tubular (6 o 7) comprende un escalón (15) para soportar y fijar axialmente el anillo interior de dicho primer rodamiento (14), dicho segundo rodamiento (17) tiene un anillo interior que se extiende axialmente sobre el extremo interior de dicho árbol tubular (6 o 7), y una parte extrema del árbol tubular central (8) también encaja en el interior de dicho anillo interior de dicho segundo rodamiento (17) de modo que los extremos de dicho árbol tubular (6 o 7) y de dicho árbol tubular central (8) están espaciados entre sí, por lo que dicho anillo interior asegura que los ejes de dichos árboles tubulares (6 o 7, y 8) estén en la misma línea, y dicho árbol tubular central (8) comprende un escalón que topa con dicho anillo interior directamente o a través del anillo interior del rodamiento (31) que sostiene dicho manguito impulsor (33) para asegurar la transmisión de las fuerzas axiales entre dichos árboles tubulares (6 o 7, y 8).

8. La disposición de buje de rueda según la reivindicación 3, caracterizada por que la cara lateral de dicho tambor (18) de cuerda que mira hacia dicho buje (4) de rueda comprende una pluralidad de rebajes dispuestos en

incluso una distribución angular, dichos rebajes están espaciados y diseñados de modo que una respectiva de dichas espigas impulsoras proyectadas axialmente (27, 28) de dicho manguito impulsor (33) puede insertarse en el mismo, y el número de dichos rebajes es igual al número de dichas espigas impulsoras (27, 28), o al múltiplo de este número, constituyendo de ese modo dicha conexión que puede transmitir únicamente par de torsión.

9. La disposición de buje de rueda según la reivindicación 3, caracterizada por que cada uno de dichos pares de

arandelas de colocación (12, 13) comprende una primera arandela con una superficie cóncava de tapa y una segunda arandela con una superficie cóncava de tapa adaptable que permite un grado limitado de desplazamiento angular relativo entre dichas arandelas al tiempo que se retiene una transmisión perfecta de presión y fuerza entremedio.

1. La disposición de buje de rueda según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por tener un

diseño simétrico con respeto a un plano central normal al eje central.