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Patent Searching and Data


Title:
MOVEMENT TRANSMISSION SYSTEM FOR VELOCIPEDES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/092215
Kind Code:
A1
Abstract:
Movement transmission system for velocipedes, i.e. vehicles operated by human force applied to pedals which are fixed to a toothed wheel which, by means of a drive chain, transmits movement to a pinion fixed to the driving wheel, the outer face of the plate associated with the spindle of the pedals (4) having a first set of teeth (2) meshing with a second set of helical teeth (5) on the end of a bar (6) which at its other end terminates in the form of an endless screw (7) meshing with a third set of teeth on a wheel (8) fixed to a body (9) with a set of inner teeth (18) associated with a means for transmitting the rotary movement to the spindle (14) of the drive wheel (13) of the velocipede (1) so that a minimum amount of effort is required to propel the vehicle, achieving also a high speed and high tractional force.

Inventors:
TORRES GASCON JESUS ANTONIO (ES)
GOMEZ GUTIERREZ SANTIAGO (ES)
Application Number:
PCT/ES2010/070063
Publication Date:
August 19, 2010
Filing Date:
February 05, 2010
Export Citation:
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Assignee:
TORRES GASCON JESUS ANTONIO (ES)
GOMEZ GUTIERREZ SANTIAGO (ES)
International Classes:
B62M11/10; B62M11/14; F16H9/04; F16H37/00
Foreign References:
US4831889A1989-05-23
DE19603470A11997-08-07
GB2251586A1992-07-15
US3074741A1963-01-22
JP2000095175A2000-04-04
JP3731163B12006-01-05
JPS6422693A1989-01-25
Attorney, Agent or Firm:
UNGRIA LÓPEZ, Javier (ES)
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Claims:
R E I V I N D I C A C I O N E S.

1 a.- SISTEMA TRANSMISOR DEL MOVIMIENTO PARA VELOCÍPEDOS, cuyos velocípedos son vehículos accionados por Ia fuerza humana al actuar sobre unos pedales solidarios a una rueda dentada que, mediante una cadena de transmisión transmite movimiento a un piñón solidario a Ia rueda motriz, caracterizado porque Ia cara externa del plato asociado al eje de los pedales (4) presenta un primer dentado (2) en el que engrana un segundo dentado helicoidal (5) de un extremo de una barra (6) que por su otro extremo se remata en forma de tornillo sinfín (7) que engrana en un tercer dentado helicoidal perimetral de una rueda (8) solidaria a un cuerpo (9) de corona circular con un dentado interno (18), asociado a Ia rueda motriz, a cuyo dentado interno (18) se asocia un medio transmisor del movimiento giratorio al eje (14) de Ia rueda motriz (13) del velocípedo (1 ). 2a.- SISTEMA TRANSMISOR DEL MOVIMIENTO PARA

VELOCÍPEDOS, según reivindicación 1 a, caracterizado porque el cuerpo (9) de corona circular provisto del dentado interno (18) queda guiado, respecto de su superficie lateral externa, por medio de una serie de rodamientos (16), en el interior de una carcasa (15) protectora de alojamiento.

3a.- SISTEMA TRANSMISOR DEL MOVIMIENTO PARA VELOCÍPEDOS, según reivindicación 1 a, caracterizado porque el medio transmisor del movimiento giratorio desde el cuerpo (9) de corona circular al eje (14) de Ia rueda motriz (13) del velocípedo (1 ) se define por un tren de engranajes satélites.

4a.- SISTEMA TRANSMISOR DEL MOVIMIENTO PARA VELOCÍPEDOS, según reivindicaciones 1 a y 3a, caracterizado porque el tren de engranajes satélites se define por tres ruedas dentadas (10), (1 1 ) y (12) que transmiten movimiento al eje (14) de Ia rueda motriz (13) del velocípedo (1 ) desde el cuerpo (9) de corona circular.

5a.- SISTEMA TRANSMISOR DEL MOVIMIENTO PARA VELOCÍPEDOS, según reivindicación 1 a, caracterizado porque el medio transmisor del movimiento giratorio desde el cuerpo (9) de corona circular al eje (14) de Ia rueda motriz (13) del velocípedo (1 ) se define por un variador de velocidad (19) mecánico. 6a.- SISTEMA TRANSMISOR DEL MOVIMIENTO PARA VELOCÍPEDOS, según reivindicaciones 1 a y 5a, caracterizado porque el variador de velocidad (19) mecánico se asocia, a través de una primera polea (21 ), a una rueda dentada (10) engranada al dentado interno (18) del cuerpo (9) de corona circular y, a través de una segunda polea (23), al propio eje (14) de Ia rueda motriz (13).

7a.- SISTEMA TRANSMISOR DEL MOVIMIENTO PARA VELOCÍPEDOS, según reivindicaciones 1 a y 6a, caracterizado porque Ia primera polea (21 ) del variador de velocidad (19) presenta un disco fijo (20) a Ia primera rueda dentada (10) giratoria y el disco móvil (22), en sentido axial al eje de giro, esta actuado por un medio mecánico desde el manillar, mientras que Ia segunda polea (23) del variador de velocidad (19) presenta un disco fijo (24), en sentido axial al eje de giro, y el disco móvil (25), en sentido axial, se encuentra solicitado por un resorte (26).

Description:
SISTEMA TRANSMISOR DEL MOVIMIENTO PARA VELOCÍPEDOS- OBJETO DE LA INVENCIÓN.

La siguiente invención, según se expresa en el enunciado de Ia presente memoria descriptiva, se refiere a un sistema transmisor del movimiento para velocípedos, cuyos conocidos velocípedos son vehículos accionados por Ia fuerza humana al actuar sobre unos pedales asociados a un plato o rueda dentada que, mediante una cadena de transmisión transmite movimiento a un piñón asociado a Ia rueda motriz, de forma que mediante el sistema que se propone en Ia presente invención se trata de poder arrastrar elevados pesos sin incrementar el esfuerzo realizado.

Así, el sistema se basa en un primer engranaje cónico helicoidal que transmite el movimiento giratorio de los pedales a un segundo engranaje tornillo sinfín-rueda helicoidal que transmite movimiento a una corona dentada, de diámetro similar al de Ia rueda motriz, a Ia que se asocia un tren de engranajes satélites definidos por tres engranajes alineados de eje paralelo que transmiten movimiento al eje de Ia rueda motriz posterior.

De esta forma, se logra que para Ia impulsión del vehículo se necesite un mínimo esfuerzo, y, además, se logra obtener una alta velocidad y una gran fuerza de arrastre.

Asimismo, el tren de engranajes satélites que transmiten el movimiento al eje de Ia rueda motriz puede ser sustituido por un variador de velocidad, preferentemente mecánico, que permite adaptar Ia velocidad del velocípedo de forma progresiva. CAMPO DE APLICACIÓN.

En Ia presente memoria se describe un sistema transmisor del movimiento para velocípedos, el cual es de especial aplicación para su incorporación en velocípedos de dos ruedas, tales como bicicletas.

Asimismo, el sistema transmisor es de aplicación para su incorporación en velocípedos de tres ruedas utilizados para el transporte de personas o mercancías, montando el sistema en Ia parte central del eje de Ia pareja de ruedas posteriores.

Igualmente, el sistema transmisor es de aplicación para su incorporación en velocípedos de cuatro ruedas, principalmente, al tratarse de un pequeño coche. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN.

Considerando las populares bicicletas, como es notoriamente conocido con el paso del tiempo han sufrido una importante evolución estructural y funcional adaptándose al uso al que se destinan, de manera que su impulsión se lleva a cabo por el pedaleo que provoca el giro de un plato o rueda dentada en Ia que engrana una cadena de transmisión que transmite movimiento a un piñón que provocará el giro de Ia rueda posterior motriz.

Así, aún cuando en un principio Ia bicicleta fue más un objeto de trabajo, utilizado como medio de transporte, que de ocio, con el paso en los países más avanzados ha evolucionado a ser más un objeto de ocio, aunque en determinados países sigue siendo un importante medio de transporte y/o trabajo.

De esta forma, con objeto de lograr una mejor adaptación a Ia orografía del terreno y obtener mejores prestaciones se incorporo el conocido "cambio de marchas" basado en Ia incorporación de una pareja de platos con diferente número de dientes y un mayor número de piñones, como por ejemplo cinco, igualmente de distinto número de dientes, permitiendo obtener distintos desarrollos entre ellos para su adaptación al llano, subida y bajada.

En cualquier caso, para Ia impulsión de Ia bicicleta se precisa un gran esfuerzo, independientemente, de por el lugar en el que se circule y el arrastre de cualquier remolque o peso requiere, lógicamente, un mayor esfuerzo todavía. Por otra parte, como es conocido todas las bicicletas disponen de un mecanismo que permite el giro libre Ia rueda motriz si se deja de pedalear.

Asimismo, como es conocido, existen diferentes tipos de variadores de velocidad, de forma que podemos considerarlos variadores de velocidad mecánicos de paso ajustable basados en una pareja de poleas y correa transmisora, pudiendo modificar el diámetro de las poleas en el acoplamiento de Ia correa.

Así, las poleas presentan una superficie interna de acoplamiento de Ia correa convergente hacia el eje de giro y con el desplazamiento de uno de los discos laterales se varía el diámetro de acoplamiento de la correa.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.

En Ia presente memoria se describe un sistema transmisor del movimiento para velocípedos, cuyos velocípedos son vehículos accionados por Ia fuerza humana al actuar sobre unos pedales asociados a un plato o rueda dentada que, mediante una cadena de transmisión transmite movimiento a un piñón solidario a Ia rueda motriz, de forma que Ia cara externa del plato asociado al eje de los pedales presenta un primer dentado en el que engrana un segundo dentado helicoidal de un extremo de una barra que por su otro extremo se remata en forma de tornillo sinfín que engrana en un tercer dentado helicoidal perimetral de una rueda solidaria a un cuerpo de corona circular con un dentado interno, asociado a Ia rueda motriz, a cuyo dentado interno se asocia un medio transmisor del movimiento giratorio al eje de Ia rueda motriz del velocípedo. Por otra parte, el cuerpo de corona circular provisto del dentado interno queda guiado, respecto de su superficie lateral externa, por medio de una serie de rodamientos, en el interior de una carcasa protectora de alojamiento.

Así, el medio transmisor del movimiento giratorio desde el cuerpo de corona circular al eje de Ia rueda motriz del velocípedo se define por un tren de engranajes satélites.

En una ejecución práctica de Ia invención el tren de engranajes satélites se define por tres ruedas dentadas que transmiten movimiento al eje de Ia rueda motriz del velocípedo desde el cuerpo de corona circular. Asimismo, el medio transmisor del movimiento giratorio desde el cuerpo de corona circular al eje de Ia rueda motriz del velocípedo se puede definir por un variador de velocidad mecánico.

El variador de velocidad mecánico se asocia a una rueda dentada engranada al dentado interno del cuerpo de corona circular y al eje de Ia rueda motriz.

Así, una primera polea del variador de velocidad presenta un disco solidario a Ia primera rueda dentada engranada en el cuerpo de corona circular y el disco móvil, en sentido axial al eje de giro, esta actuado por un medio mecánico, convencional, desde el manillar, mientras que Ia segunda polea del variador de velocidad presenta un disco fijo, en - A - sentido axial al eje de giro, y el disco móvil, en sentido axial al eje de giro, se encuentra solicitado por un resorte. Este disco fijo es el que provoca el giro del eje de Ia rueda motriz y que al dejar de pedalear permite el libre giro de Ia rueda motriz. Esto es así, dado que Ia primera polea, del variador de velocidad mecánico, girará con Ia primera rueda dentada engranada en el dentado interno del cuerpo de corona circular y transmitirá el movimiento giratorio a Ia segunda polea del variador de velocidad para transmitir movimiento al eje de Ia rueda motriz, disponiendo, lógicamente, ambas poleas de un disco fijo, en sentido axial al eje de giro, y de un disco móvil, en el sentido axial del eje de giro.

Para complementar Ia descripción que seguidamente se va a realizar, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de Ia invención, se acompaña a Ia presente memoria descriptiva, de un juego de planos, en cuyas figuras de forma ilustrativa y no limitativa, se representan los detalles más característicos de Ia invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DISEÑOS. Figura 1 . Muestra una vista en alzado lateral de una bicicleta que incorpora el sistema transmisor objeto de Ia invención, pudiendo observar como al plato accionado por los pedales hay asociado un primer engranaje cónico helicoidal que transmite movimiento a un segundo engranaje tornillo sinfín-rueda dentada solidaria a un cuerpo de corona circular con un dentado interno asociado a un tren de engranajes satélites que transmiten movimiento al eje de Ia rueda motriz posterior.

Figura 2. Muestra una vista en detalle del sistema transmisor pudiendo observar el primer engranaje cónico helicoidal asociado a los pedales de accionamiento desde el que se transmite movimiento a un segundo engranaje tornillo sinfín-rueda dentada, cuya rueda dentada provoca el giro de un cuerpo de corona circular con un dentado interno al que se asocia un tren de engranajes satélites de transmisión al eje de Ia rueda motriz.

Figura 3. Muestra una vista, según un giro de 180° del cuerpo de corona circular con un dentado interna de Ia figura anterior a Ia que se asocia el tren de engranajes satélites definido por tres ruedas dentadas de transmisión del movimiento al eje de Ia rueda motriz.

Figura 4. Muestra una vista según un corte diametral del cuerpo de corona circular pudiendo observar el dentado interno, Ia rueda dentada solidaria a él en Ia que engrana el tornillo sinfín y Ia rueda dentada del tren de engranajes satélites que transmite el movimiento al eje de Ia rueda motriz de Ia bicicleta, y, asimismo, se observa el dentado del plato asociado a los pedales.

Figura 5. Muestra una vista de un variador de velocidad mecánico asociado a una rueda dentada engranada al dentado interno del cuerpo de corona circular y al eje de Ia rueda motriz.

Figura 6. Muestra una vista según un corte diametral de Ia figura anterior pudiendo observar el variador de velocidad.

Figura 7. Muestra una vista en detalle del variador de velocidad de tipo convencional pudiendo observar su actuación al variar Ia distancia entre los elementos de una polea conductora de una correa que es guiada entre una segunda polea.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE.

A Ia vista de las comentadas figuras y de acuerdo con Ia numeración adoptada podemos observar como a una bicicleta 1 de tipo convencional se Ie acopla un sistema transmisor del movimiento producido por el pedaleo, de forma que el sistema se constituye por un primer engranaje cónico helicoidal conformado por un primer dentado 2 de Ia cara externa del plato 3 asociado a los pedales 4 y un segundo dentado 5 en el que se remata una barra 6 por uno de sus extremos. La barra 6, por su otro extremo, se remata en un tornillo sinfín

7 que engrana en un tercer dentado helicoidal perimetral de una rueda dentada 8 solidaria a un cuerpo 9 en forma de corona circular con un dentado interno 18, en cuyo dentado interno 18 engrana un tren de engranajes satélites definido por una primera rueda dentada 10 asociada a una segunda rueda dentada 1 1 intermedia y una tercera rueda dentada 12 que transmite movimiento al eje 14 de Ia rueda motriz 13 posterior de Ia bicicleta 1 .

Así, mediante el pedaleo se transmite movimiento a Ia rueda dentada 8 solidaria al cuerpo 9, el cual transmite el movimiento al tren de engranajes satélites provocando el giro de Ia rueda motriz 13. Al dejar de pedalear, por el propio impulso del velocípedo, Ia rueda motriz 13 sigue girando mientras que el cuerpo 9 deja de girar.

De esta forma, se logra transmitir una gran fuerza de arrastre con un mínimo esfuerzo, siendo el mismo en llano, bajada o subida, permitiendo alcanzar altas velocidades y arrastrar grandes pesos.

Así, se pueden lograr velocidades de hasta 50 Km/h. arrastrando un peso de hasta 1 .000 Kg. En definitiva, Ia velocidad será función del peso de arrastre.

Asimismo, el tren de engranajes satélites se puede sustituir por un variador de velocidad 19 Io que permitirá regular Ia velocidad en función de las necesidades, de manera que en vacío se podrá aumentar Ia velocidad de desplazamiento y con carga se podrá disminuir, de forma que, en este caso, se eliminará Ia segunda rueda dentada 1 1 intermedia y el variador de velocidad quedará montado entre Ia primera rueda dentada 10 externa y Ia tercera rueda dentada 12 interna. Esta tercera rueda dentada 12 interna puede ser eliminada y sustituida por una de las poleas del propio variador de velocidad 19. Estas poleas giratorias se definen por un disco fijo, es sentido axial, y un disco móvil en sentido axial.

De esta forma, el disco fijo 20, en sentido axial, de una primera polea 21 del variador de velocidad 19 se fijará a Ia primera rueda dentada

10 externa y sobre el disco móvil 22 en sentido axial, de esta primera polea 21 , se actuará, mediante un medio mecánico, desde el manillar del velocípedo para provocar su desplazamiento, mientras que Ia segunda polea 23 del variador de velocidad 19 se montará en el eje 14 de Ia rueda motriz 13 quedando el disco móvil 25 en sentido axial, de dicha segunda polea 23, solicitado por un resorte 26.

En las figuras 5 a 7 de los diseños se observa como el disco fijo 20 de Ia primera polea 21 del variador de velocidad 19 se fija a Ia primera rueda dentada 10 externa engranada en el dentado interno 18 del cuerpo 9 de corona circular y sobre el disco móvil 22 se actuará, por un medio mecánico, desde el manillar del velocípedo para provocar su desplazamiento, en sentido axial, acercándolo o alejándolo del disco fijo 20, con Io cual se modifica el diámetro de acoplamiento de Ia correa 27 de transmisión. Por otra parte, Ia segunda polea 23 del variador de velocidad 19 mecánico se monta en el eje 14 de Ia rueda motriz 13 estando el disco móvil 23 en sentido axial, solicitado por un resorte 26 que permite modificar y adaptar el diámetro de acoplamiento de Ia correa 27 en dicha segunda polea 23 en función del diámetro de acoplamiento en Ia primera polea 21 .

En Ia figura 7 de los diseños se observa, a modo de ejemplo, como al actuar, por un medio mecánico desde el manillar del velocípedo, sobre el disco móvil 22, en sentido axial, de Ia primera polea 21 del variador de velocidad 19 desplazándolo en el sentido de las flechas A, esto es, disminuyendo el radio de acoplamiento de Ia correa 27, se obliga al disco móvil 25 en sentido axial, de Ia segunda polea 23 del variador de velocidad 19 a desplazarse en el sentido de las flechas C por Ia acción que ejerce el resorte 26 sobre él, aumentando el radio de acoplamiento de Ia correa 27 de sección trapezoidal. Lógicamente, Ia segunda polea 23 del variador de velocidad 19 estará dotada del correspondiente mecanismo convencional que permite el giro libre de Ia rueda motriz al dejar de pedalear.

Así, Ia correa 27 sufre un desplazamiento en el sentido de las flechas B. De esta forma, el uso de una bicicleta dotada de un sistema transmisor como el reivindicado en Ia presente memoria presenta una muy importante ventaja en aquellos lugares en los que las bicicletas son utilizadas como un medio de trabajo tanto en el transporte de mercancías como en el transporte de personas, esto es, en un uso como bici-taxi. Por otra parte, con objeto de obtener un perfecto guiado del cuerpo 9 de corona circular, el mismo queda guiado por unos rodamientos 16 que están ubicados en su contorno perimetral en relación a respectivos rebajes 17 del mismo y posicionados por Ia propia carcasa 15 que aloja y protege el sistema. Así, el cuerpo 9 de corona circular es giratorio respecto del eje

14 de Ia rueda motriz 13 del velocípedo 1 y gira al ser solidario con Ia rueda 8 dentada, en tanto que el eje de giro de Ia primera y segunda rueda dentada 10 y 1 1 es fijo y Ia tercera rueda dentada 12 esta asociada al eje 14 de Ia rueda motriz 13 del velocípedo a Ia que Ie transmite el movimiento giratorio. Igualmente, esta tercera rueda dentada 12 está provista del correspondiente medio convencional que permitirá el giro libre de Ia rueda motriz al dejar de pedalear.

En Ia figura 2 de los diseños se observa como el sistema comprende un primer engranaje cónico helicoidal definido por el dentado 2 practicado en el plato asociado a los pedales 4 y un segundo engranaje tornillo sinfín 7 rueda dentada 8 solidaria a un cuerpo 9 en forma de corona circular con un dentado interno 18.

En Ia figura 3 de los diseños se puede observar como al cuerpo 9 de corona circular se asocia un tren de engranajes satélites definido, preferentemente, por tres ruedas dentadas 10, 1 1 y 12 que transmiten movimiento al eje 14 de Ia rueda motriz del velocípedo.

Asimismo, en Ia figura 4 de los diseños se observa como Ia rueda dentada 8 a Ia que transmite movimiento el tornillo sinfín 7 en el que se remata Ia barra 6 por uno de sus extremos (segundo engranaje tornillo sinfín-rueda dentada helicoidal) es solidaria del cuerpo 9 de corona circular.

Aunque en una realización preferente el dentado será helicoidal, lógicamente, también podría ser recto. En una ejecución práctica de Ia invención al velocípedo se Ie puede acoplar un motor no siendo necesario que el usuario sea el que ejerza Ia fuerza de pedaleo.