¿CeramicSpeed ​​está desarrollando un tren motriz de alta eficiencia con cadena de rodillos con juntas de balancín?

May 17, 2023

CeramicSpeed ​​ha presentado una patente para una "Cadena de rodillos con juntas de balancín", adaptada específicamente a las necesidades de la transmisión de bicicletas de hoy en día. En lugar de hacer uso de las superficies deslizantes tradicionales de pasadores y bujes que se encuentran dentro de la cadena de bicicleta convencional, la cadena conceptual de CeramicSpeed ​​utiliza tres "pasadores basculantes". Estos literalmente se balancean uno contra el otro para producir la articulación pivotante necesaria para la articulación de la cadena.

El diseño de la cadena con junta de balancín presentado en la patente de CeramicSpeed ​​(US 11608874 B2) NO parece ser compatible con los piñones, casetes y poleas de cambios de ninguna transmisión de producción, según el paso variable único de la cadena cuando los pasadores de la cadena "se balancean" ( siga leyendo para obtener una explicación más detallada). Eso sugiere que la marca puede tener un tren motriz completamente nuevo en desarrollo.

Nos comunicamos con CeramicSpeed ​​para que comentara quién no negó la posibilidad y, sorprendentemente, brindó una perspectiva interesante...

Antes de entrar en los detalles de la patente de CeramicSpeed ​​sobre la cadena de rodillos Rocker Joint (coloreada por nosotros, arriba), es pertinente echar un vistazo a la cadena de rodillos tradicional que se usa en todas las disciplinas ciclistas en la actualidad. ¿Qué tiene de malo que CeramicSpeed ​​busque reemplazarlo con un nuevo diseño?

CeramicSpeed ​​es bien conocido por sus lubricantes de transmisión que reducen la fricción y, por supuesto, por sus cajas de cambios OSPW. Este último, gracias a sus ruedas de polea sobredimensionadas, reduce la fricción general dentro de una transmisión determinada. Lo hace reduciendo el ángulo de articulación requerido entre los eslabones de la cadena y reduciendo así la cantidad de deslizamiento entre los componentes constituyentes, es decir, el pasador, el rodillo y las placas interior y exterior.

De hecho, la cadena de rodillos genera una fricción no deseada gracias a esas superficies deslizantes: la superficie exterior del pasador con la superficie interior del rodillo y las superficies exteriores del rodillo con las superficies interiores de la placa interior. Una mayor fricción equivale a una mayor resistencia en el sistema, y ​​eso se traduce en la pérdida de valiosos vatios que, de lo contrario, podrían dedicarse a la propulsión hacia adelante. La cadena de rodillos Rocker Joint de CeramicSpeed ​​elimina la mayoría de esas superficies deslizantes para crear una cadena de bicicleta que exhibe menos pérdidas por fricción.

Las cadenas que usan una junta de balancín entre los eslabones no son nada nuevo. Han visto un uso generalizado en aplicaciones industriales de mayor carga, particularmente en la industria automotriz, pero su uso en bicicletas se ha impedido debido al hecho de que no satisfacen los requisitos de una transmisión de bicicleta moderna.

Entonces, ¿cuáles son exactamente los requisitos de la cadena de una transmisión de bicicleta moderna? Más allá de la función principal de la cadena de transferir carga, debe tener las siguientes características:

Para acceder a los beneficios de baja fricción de una cadena Rocker Joint para una transmisión de bicicleta de varias velocidades, CeramicSpeed ​​ha creado un nuevo diseño de cadena que podría ver la luz del día en una transmisión completamente nueva. Nos comunicamos con Paul Sollenberger, gerente sénior de productos en CeramicSpeed. A continuación se muestra su respuesta agradablemente perspicaz que, para sorpresa de nadie, hace referencia a la reducción de la fricción y el desgaste.

"Este concepto de cadena basculante que desarrolló nuestro equipo de I+D nació de nuestro estudio continuo de la fricción del tren de transmisión y cómo reducir aún más las ineficiencias siempre que sea posible. Una cadena de rodillos tradicional en realidad no se beneficia de las superficies rodantes en lo que respecta a su función mecánica. El rodillo descansa contra el canal de dientes y se desliza contra el pasador y la placa de la cadena interior, que también se desliza contra la placa de la cadena exterior".

"Estamos muy familiarizados con la forma en que varios materiales lubricantes líquidos o sólidos pueden afectar la eficiencia y el desgaste a través de estas superficies deslizantes. Nuestro recubrimiento de cadena UFO Drip funciona extremadamente bien en varios entornos para mantener la fricción y el arrastre al mínimo, pero siempre que haya cierta fricción medible. está presente, sabemos que hay más margen de mejora. Actualmente, eso es entre 2 y 3 vatios de fricción en las mejores condiciones. Cuando se tienen en cuenta las condiciones extremas de barro y contaminación, esa resistencia también puede ser mucho mayor".

"Las cadenas de estilo balancín se usan comúnmente en aplicaciones industriales y automotrices, y sobresalen en la transferencia de carga con un arrastre mínimo adicional, además de presentar una durabilidad excepcional debido a la utilización de un punto de pivote oscilante en lugar de un punto de pivote deslizante".

"Al reconocer estos beneficios, nuestro equipo asumió el desafío de superar las limitaciones de diseño que impiden que las cadenas estilo balancín existentes se adapten para el uso en bicicleta. Principalmente, la cantidad de articulación de cadena requerida para engranajes/dientes más pequeños, la necesidad de articulación inversa (requerida por la polea guía de un desviador), la variación de la línea de la cadena y los límites generales del ancho de la cadena".

"Los nuevos inventos de la patente del equipo de I+D de CeramicSpeed ​​respondieron a estas limitaciones para avanzar en el desarrollo de la solución de transmisión más eficiente posible".

"El equipo pudo lograr sus objetivos y probar el concepto de utilizar una interfaz de eslabón de cadena basculante dentro del diseño de un tren motriz de desviador tradicional.Sin embargo, el paso de la cadena de balancines aumenta y disminuye a lo largo de su rango de articulación y esto significa que se requieren engranajes y engranajes especiales para permitir la adopción de este diseño de cadena de balancines. Resolver ciertos desafíos de diseño a menudo conduce a nuevos conceptos para explorar. Como tal, no tenemos ningún cronograma para compartir relacionado con un tren motriz de estilo rockero".

"Nuestro equipo de I+D continúa probando varios conceptos que pueden alterar el statu quo de la eficiencia y la durabilidad de la transmisión. Seguimos confiados en que nuestra gama de productos UFO y componentes CeramicSpeed ​​equipados con rodamientos cerámicos híbridos construidos a mano son las mejores soluciones disponibles en la actualidad para todos los ciclistas que buscan aprovechar al máximo sus esfuerzos de conducción".

El diseño del pasador de rodillo de junta basculante se centra en el uso de dos pasadores basculantes (7&8) intercalando un pasador central "flotante" (6) con un rodillo (22 ) que los engloba, en una disposición denominada "conjunto de pasador de conexión". Los radios del arco de superficie de los pasadores de balancín determinan el ángulo máximo de articulación entre eslabones vecinos. La patente dice lo siguiente:

"En particular, para las cadenas de bicicleta descritas en este documento, el ángulo de contacto de rodadura θ de cada balancín7,8 permite el doble del ángulo de articulación de una cadena de balancín tradicional sin pasador central. Con esto, se pueden producir ángulos de articulación más altos mientras se mantienen arcos de superficie de pasador de balancín de radios más grandes, y las superficies de pasador de balancín de radios más grandes producen menos deslizamiento (y por lo tanto menos desgaste y pérdidas por fricción) en los ángulos de articulación más altos. En algunas realizaciones, el ángulo de articulación θ es de -40° a +40° con respecto al eje horizontal (p. ej., 80° de articulación total), tal como de -36° y +36°".

Como puede imaginar, se describen múltiples realizaciones del diseño. En algunos, uno de los pasadores de balancín está fijado a las placas exteriores porque es parte integral de una de ellas o porque está ajustado a presión a ellas. De cualquier manera, ese pasador de balancín se extiende a través de una abertura en las placas internas. En algunos escenarios, el segundo pasador basculante en la disposición se fija al par de placas internas, pero la patente reconoce que sería más beneficioso en general que las placas internas y el segundo pasador basculante estuvieran asociados de forma más flexible. Dice lo siguiente:

"Además, las cadenas de bicicleta descritas en este documento pueden permitir la flexión lateral de la cadena. Como ejemplo no limitativo, es posible que los pasadores de balancín no estén firmemente fijados al par de placas internas asociadas, y los eslabones internos pueden pivotar (guiñar) un poco en relación con y en el punto de contacto del pasador basculante en respuesta al sesgo forzado de la cadena, lo que permite un aumento en la capacidad de flexión lateral de la cadena. de las placas internas, proporcionando finalmente una mayor flexión lateral de la cadena".

En todas las soluciones posibles por separado, el pasador central (6 ) contra el que cada balancín se balancea se describe como 'flotante'. El rodillo (22) que rodea todo el conjunto parece ser, como mínimo, esencial para evitar que los desechos accedan a las superficies oscilantes y es probable que ayude a contener la lubricación.

Como mencionó Paul Sollenberger, el diseño del pivote en realidad dará como resultado que el paso de la cadena varíe ligeramente, dependiendo del ángulo de articulación, una característica que evitaría el uso de esta cadena con casetes y platos tradicionales diseñados para usar con la cadena de rodillos convencional normal. Es una diferencia pequeña, pero posiblemente crítica, en las dimensiones exactas. Sin embargo, la patente incluye esta declaración sobre compatibilidad:

"El rodillo22puede utilizarse para permitir que la cadena sea compatible con los perfiles de dientes estándar de las ruedas dentadas de bicicletas modernas". Continúa diciendo: "En una realización no limitativa, el diámetro interior del rodillo22puede ser ovalado".

Parece bastante improbable que la cadena de rodillos Rocker Joint de CeramicSpeed ​​termine en bicicletas destinadas a todoterreno. Cualquier residuo que entre en el espacio entre los pasadores de balancín y el pasador central podría limitar la articulación de los eslabones y evitar que la cadena funcione de manera uniforme. Nos parece que requeriría condiciones de carretera ultra limpias para ver los beneficios propuestos de menor fricción.

Pero CeramicSpeed ​​también son grandes nerds de la lubricación, por lo que tal vez podrían y diseñarían algún tratamiento para mantener los desechos fuera y dar a los corredores de XC una ventaja también.

De todos modos, es genial ver cada vez más innovación en este (pequeño) espacio. Con el sólido historial de inversión de CeramicSpeed ​​en productos que promueven la eficiencia de la transmisión, parece lógico que algún día lo lleven al siguiente nivel e intenten diseñar la transmisión de bicicleta más eficiente posible. De hecho, lo han estado haciendo durante algún tiempo. ¿Quién podría olvidar el eje de transmisión CeramicSpeed?

Esta cadena de rodillos Rocker Joint puede presentar una alternativa más apetecible.

CeramicSpeed.com