¿Está CeramicSpeed ​​desarrollando una transmisión de alta eficiencia con cadena de rodillos con articulación basculante?

CeramicSpeed ​​ha presentado una patente para una “Cadena de rodillos con articulación basculante”, adaptada específicamente a las necesidades de la transmisión de bicicletas moderna. En lugar de utilizar las superficies deslizantes tradicionales de pasadores y casquillos que se encuentran en la cadena de bicicleta convencional, el concepto de cadena de CeramicSpeed ​​utiliza tres "pasadores basculantes". Estos literalmente se balancean uno contra el otro para producir la junta pivotante necesaria para la articulación de la cadena.

El diseño de cadena con junta basculante presentado en la patente de CeramicSpeed ​​(US 11608874 B2) NO parece ser compatible con los engranajes, casetes y poleas de cambio de ninguna transmisión de producción, debido al paso variable único de la cadena a medida que los pasadores de la cadena se balancean ( siga leyendo para obtener una explicación más detallada). Eso sugiere que la marca puede tener una transmisión completamente nueva en desarrollo.

Nos comunicamos con CeramicSpeed ​​para hacer comentarios, quienes no negaron la posibilidad y, sorprendentemente, brindaron información interesante...

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

CeramicSpeed ​​es bien conocido por sus lubricantes para transmisiones que reducen la fricción y, por supuesto, por sus cajas de cambio OSPW. Estos últimos, gracias a sus poleas de gran tamaño, reducen 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 indeseable gracias a esas superficies deslizantes: la superficie exterior del pasador a la superficie interior del rodillo y las superficies exteriores del rodillo a 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 preciados vatios que de otro modo podrían dedicarse a la propulsión hacia adelante. La cadena de rodillos con junta basculante CeramicSpeed ​​elimina la mayoría de esas superficies deslizantes para crear una cadena de bicicleta que presenta menos pérdidas por fricción.

Las cadenas que utilizan un Rocker Joint entre eslabones no son nada nuevo. Se han utilizado ampliamente en aplicaciones industriales de mayor carga, particularmente en la industria automotriz, pero se ha impedido su uso en bicicletas debido a que no satisfacen los requisitos de una transmisión de bicicleta moderna.

Entonces, ¿cuáles son exactamente los requisitos de 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 ideado un nuevo diseño de cadena que podría ver la luz en una transmisión completamente nueva. Nos comunicamos con Paul Sollenberger, gerente senior de productos de CeramicSpeed. A continuación se muestra su respuesta, agradablemente reveladora, 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 de la transmisión y de cómo reducir aún más las ineficiencias siempre que sea posible. Una cadena de rodillos tradicional en realidad no se beneficia de las superficies de rodadura en lo que respecta a su función mecánica. El rodillo se apoya contra la cubeta de dientes y se desliza contra el pasador y el plato interior de la cadena, que también se desliza contra el plato exterior de la cadena”.

“Estamos muy familiarizados con cómo diversos 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 diversos entornos para mantener la fricción y el arrastre al mínimo, pero mientras haya cierta fricción mensurable, sabemos que hay margen de mejora. Actualmente, eso supone entre 2 y 3 Watts de fricción en las mejores condiciones. Si se tienen en cuenta las condiciones extremas de barro y contaminación, esa resistencia también puede ser mucho mayor”.

"Las cadenas de estilo basculante se utilizan comúnmente en aplicaciones industriales y automotrices y destacan en la transferencia de carga con una mínima resistencia 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 de estilo basculante existentes se adapten al uso en bicicleta. Principalmente, la cantidad de articulación de la cadena requerida para engranajes/piñones 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 novedosos inventos de la patente del equipo de I+D de CeramicSpeed ​​respondieron a estas limitaciones para seguir adelante 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 una transmisión de cambio tradicional.Sin embargo, el paso de la cadena de balancines aumenta y disminuye en todo 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 que explorar. Como tal, no tenemos ningún calendario para compartir relacionado con una transmisión de estilo rockero”.

“Nuestro equipo de I+D continúa probando varios conceptos que pueden alterar el status quo en cuanto a eficiencia y durabilidad de la transmisión. Seguimos confiando en que nuestra gama de productos UFO y componentes CeramicSpeed ​​equipados con rodamientos cerámicos híbridos hechos a mano son las mejores soluciones disponibles hoy en día para todos los ciclistas que buscan aprovechar al máximo sus esfuerzos en bicicleta”.

El diseño del pasador del rodillo de la 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 abarca, en una disposición denominada "conjunto de pasador de conexión". Los radios del arco superficial de los pasadores basculantes determinan el ángulo máximo de articulación entre eslabones vecinos. La patente dice lo siguiente:

“En particular, para las cadenas de bicicletas descritas en este documento, el ángulo de contacto de rodadura θ de cada pasador basculante7,8 permite el doble del ángulo de articulación de una cadena tradicional con articulación basculante sin pasador central. Con esto, se pueden producir ángulos de articulación más altos mientras se mantienen arcos de superficie de pasador basculante con radios más grandes, y las superficies de pasador basculante con radios más grandes producen menos deslizamiento (y por lo tanto menor 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 (por ejemplo, articulación total de 80°), tal como de -36° y +36°.

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

“Además, las cadenas de bicicletas descritas aquí pueden permitir la flexión lateral de la cadena. Como ejemplo no limitante, los pasadores basculantes pueden no estar firmemente fijados al par asociado de placas internas, y los eslabones internos pueden pivotar (guiñar) algo en relación con y en el punto de contacto del pasador basculante en respuesta a la fuerza de la cadena. sesgado, permitiendo así un aumento en la capacidad de flexión lateral de la cadena. Se proporcionan realizaciones alternativas con elementos de diseño alternativos entre las placas internas y los pasadores basculantes para permitir el giro de las placas internas, lo que en última instancia proporciona una mayor flexión lateral de la cadena.

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

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

"El rodillo22 puede utilizarse para permitir que la cadena sea compatible con los perfiles de dientes estándar de las ruedas dentadas de las bicicletas modernas”. Continúa diciendo: "En una realización no limitante, el diámetro interior del rodillo22puede ser ovalado”.

Parece bastante improbable que la cadena de rodillos con junta basculante de CeramicSpeed ​​acabe en bicicletas destinadas al uso todoterreno. Cualquier residuo que ingrese al espacio entre los pasadores basculantes y el pasador central podría limitar la articulación de los eslabones e impedir que la cadena funcione de manera consistente. Nos parece que se necesitarían condiciones de carretera ultralimpias para que los beneficios propuestos de menor fricción se hagan realidad.

Pero CeramicSpeed ​​también son grandes nerds de la lubricación, por lo que tal vez podrían diseñar algún tratamiento para mantener los residuos fuera y darles ventaja a los corredores de XC 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, ya llevan algún tiempo en esto: ¿quién podría olvidar el CeramicSpeed ​​DriveShaft?

Esta cadena de rodillos con articulación basculante puede presentar una alternativa más apetecible.

CeramicSpeed.com