¿Por qué todos los cuadros de bicicletas de carretera ahora son paralelogramos aplastados?

Actualmente estoy comprando una bicicleta de carretera y tengo preguntas sobre los diseños de cuadros actuales. Mi altura es 6'3 "y hace una década siempre me gustaron los diseños de cuadros en los que la parte superior de los tirantes se unía a la parte superior del tubo del asiento, junto con el tubo superior. Un tubo superior puramente horizontal también tenía un aspecto más estético. Hoy en día, los marcos se ven como un paralelogramo aplastado, lo que probablemente se deba a consideraciones de ahorro de peso, ya que se requiere menos marco (?)

La pregunta es: ¿por qué casi todos los tirantes ahora se unen en el medio del tubo del asiento, lo que genera más tensión en la parte superior del tubo del asiento? Además, para una persona más alta y más pesada, la tija del sillín debe estar elevada, lo que genera más tensión en la parte superior del tubo del sillín. Creo que si los tirantes se unieran en la parte superior del tubo del sillín, habría menos tensión en el tubo del sillín cuando la tija del sillín estuviera muy elevada.

A la luz de las consideraciones anteriores, ¿alguien fabrica un marco más paralelogramo que no esté aplastado y con tirantes que se unen en la parte superior del tubo del asiento, con un tubo superior horizontal?

Surly fabrica muchos marcos tradicionales con tubos superiores horizontales. Estoy seguro de que encontrarás una bicicleta adecuada en su catálogo.
Muchos marcos de acero tienen un diseño más tradicional (relacionado con el punto de @juhist). Algunos de los principales fabricantes de cuadros de acero también fabrican cuadros de carbono con una geometría más tradicional.
Una tija de sillín larga puede flexionarse y actuar como suspensión. Creo que los diámetros de las tijas de sillín incluso han disminuido en los últimos años (mientras que todos los demás diámetros de los tubos generalmente han aumentado desde siempre) para permitir una mayor flexibilidad.
Creo que el término adecuado para lo que describe es marco compacto. Los soportes de asiento caídos, mencionados en la respuesta de Adam, son distintos de la geometría compacta. En teoría, podría hacer que alguien construya un marco de tubo superior nivelado con soportes caídos.
Además de Surly, su hermano más caro All-City tiene una estética de marco tradicional.
@Michael 27,2 mm sigue siendo la norma, pero las columnas en forma de D no son nada especial ahora y Cannondale ha vuelto a 25,4 mm para algunos modelos.
Miré a Surly: se ven como excelentes bicicletas de acero para viajes diarios. ¿La intuición es que son del Pacífico-Noroeste?
@user0123456789: Surly, All-City, Salsa y varias otras son las marcas propias de QBP con sede en Minnesota, el gorila de 800 libras de proveedores de tiendas de bicicletas. Minnesota diseñado, fabricado en Taiwán. Las Surly son bicicletas geniales y prácticas. Tengo dos cheques cruzados.
Surlys son innecesariamente pesados ​​en mi opinión.

Respuestas (3)

Los tubos superiores inclinados comenzaron con las bicicletas de montaña y Giant los llevó a las bicicletas de carretera, siguiendo un diseño de Mike Burrows. En parte porque una unión perpendicular entre el tubo del asiento y el tubo superior es más eficiente en la transmisión de cargas, y en parte porque el fabricante puede salirse con la suya fabricando menos tamaños de cuadro.

Realmente no hay tantas bicicletas con soportes de asiento abatidos, eso es principalmente una característica de las bicicletas de carreras aerodinámicas y supuestamente aumenta la comodidad.

Todos los principales fabricantes han modelado ampliamente las fuerzas en sus bicicletas. Para ellos, la responsabilidad de una bicicleta deficiente no vale la pena, aunque ha habido algunas fallas notables con bicicletas superligeras, donde claramente no hay mucho margen de seguridad incorporado. Las consideraciones estéticas son absolutamente razonables, pero no evitaría una de estas más nuevas. -bicicletas de geometría por miedo a que fallen.

En cualquier caso, como comentan en los comentarios, hay muchas bicicletas de acero con geometría tradicional. Y Cannondale fue un reticente notable en los tubos superiores horizontales hasta hace poco. Si eres muy alto, Rivendell incluso fabrica bicicletas con tubos superiores dobles.

Gracias por la respuesta, muy útil. Estoy seguro de que FEA (análisis de elementos finitos) se usa hoy en día para modelar tensión/armónicos durante el diseño de marcos, ya que CAD-CAM no estaba disponible para el público antes de principios de los 90.
Accidentalmente voté negativo y no me di cuenta por un momento y no puedo arreglarlo :(
¡Esto es un atropello! En serio, no es gran cosa.
@whatsisname Si se edita la respuesta, puede cambiar su voto...
¿No sería un descubrimiento notable el diseño actual del cuadro (el asiento caído permanece en el tubo del asiento - triángulo más pequeño) que da como resultado una mayor transferencia de potencia (ver @Jeff) y menos impacto en el asiento (más flexión en la parte superior del tubo del asiento)? ¿Quién hizo inicialmente ese descubrimiento? - tenía que ser mediante modelado CAD-CAM. Lo que no puedo entender es la parte de escatimar en hacer menos tamaños de marcos. ¿BMW/Audi/Mercedes/Porsche han dejado de fabricar un modelo porque es demasiado caro ofrecer tantas series/modelos? ¡No! Tal vez los diseños de cuadros de bicicletas se convirtieron en aplicaciones para teléfonos, demasiadas, por lo que solo los sobrevivientes están en el negocio.
@user0123456789: los fabricantes de automóviles reutilizan absolutamente "automóviles" entre diferentes marcas, por ejemplo, el Audi Q7, el Porsche Cayenne y el VW Touareg son básicamente el mismo automóvil con carrocerías y características ligeramente diferentes. Todos los diferentes grupos de automóviles tienen plataformas que comparten varios modelos de automóviles. Sería demasiado costoso para cada marca tener sus propias plataformas únicas. Más tamaños de marco para un modelo es más tiempo de ingeniería, más herramientas, más inventario para mover, etc.
@user0123456789 Los autos no vienen en diferentes tamaños. Esa es la distinción. Cada tamaño necesita sus propias plantillas de soldadura/moldes/elementos del cuadro, los componentes como las horquillas deben cortarse de acuerdo con el tamaño del cuadro, etc. Tenga en cuenta el volumen de ventas mucho más bajo de las bicicletas y es un gran ahorro no ofrecer 7 tamaños o lo que sea. En el extremo extremo, algunas bicicletas de montaña de nicho solo están disponibles en tamaño pequeño-mediano o mediano-grande.
Hice una revisión rápida y parece que Giant tiene 6 y Trek 8 tamaños para sus bicicletas de carretera. Entonces, el argumento sobre la reducción del inventario realmente no se sostiene.
Los autos @MaplePanda vienen en diferentes tamaños, y no me refiero solo a la familiar frente al hatchback (aunque eso también es cierto, por ejemplo, Ford: Focus Wagon es 30 cm más largo y 20 cm más alto que el modelo base). En cambio, en una matriz de tamaño y especificación, los automóviles aplican el nombre del modelo al tamaño y la especificación (nivel de componente) se ajusta con precisión, mientras que las bicicletas tienden a adjuntar un nombre a una especificación y el tamaño es un detalle. El tamaño correcto del automóvil no se trata principalmente del tamaño del ocupante, pero si eres alto sí lo es, o incluso más si tienes pasajeros altos sentados en la parte trasera (cuando era adolescente, mi cabeza tocaba el techo en autos pequeños)
@ojs Esa fue definitivamente una razón dada cuando comenzamos a ver tubos superiores inclinados, pero eso fue hace un tiempo. Puede ser que los fabricantes se hayan dado cuenta de que el ajuste de la bicicleta es lo suficientemente importante como para que valga la pena el gasto en muchos tamaños.
@ojs: Trek es un gran fabricante que puede mover muchas más bicicletas, pero también muchos de sus modelos menos costosos, como sus híbridos, solo vienen en 4 tamaños. Los fabricantes más pequeños también tienen menos tamaños para muchos modelos.
@whatsisname, ¿venían en más tamaños cuando los tubos superiores eran horizontales?
(Spoiler: busqué un catálogo de 1991, tiene 8 tamaños de bicicletas de carretera y 4 o 5 para MTB e híbridos. Quiero ver cómo se convierte esto para respaldar la idea de que ahora hay menos tamaños de los que solía haber)
Por lo que puedo decir, cuando el TCR y el Defy diseñados por Burrows llegaron al mercado (¿1997?), se ofrecieron en 4 tamaños, con tijas de sillín intercambiables para adaptarse a diferentes alturas. Aquí hay un poco más al respecto .
El enlace no menciona los 4 tamaños ni las tijas de sillín intercambiables. De todos modos, creo que una respuesta un poco más veraz podría ser que los inventores del tubo superior inclinado pensaron que podrían salirse con la suya con un inventario más pequeño, pero terminaron teniendo la misma cantidad de opciones que antes.

El diseño moderno tiene una característica realmente importante para los fabricantes y vendedores de cuadros: solo necesitan almacenar muy pocos tamaños de cuadros diferentes, el resto se ajusta seleccionando una tija de sillín adecuada.

Sin embargo, este diseño es un gran paso atrás en términos de robustez estructural de toda la bicicleta: mientras que la fuerza del cuadro no se reduce significativamente, las fuerzas en la tija del sillín aumentan significativamente. Cuanto más larga sea la tija del sillín, más larga será la palanca que tiene el peso del ciclista para hacer que se doble/rompa en la abrazadera de la tija del sillín. Por lo tanto, las tijas de sillín largas no solo deben ser más pesadas debido a su mayor longitud, sino que también deben ser más pesadas porque el material debe ser más grueso. Este aumento de peso definitivamente consume todo el ahorro de peso que podría haber en el marco mismo.

Las tijas de sillín no son particularmente propensas a fallar. Los fabricantes saben que son un punto único de falla y, en general, los fabrican lo suficientemente resistentes como para soportar todo el uso normal. Sin embargo, pueden romperse y lo hacen, por lo que prefiero la forma clásica del tubo superior horizontal. Sin embargo, el diseño moderno tiene la ventaja de no poner en peligro tus partes íntimas cuando sueltas los pedales o rompes el eje del pedalier (esto también sucede). Básicamente, depende de ti decidir qué diseño te gusta más y cuánta importancia le das a la parte del diseño del marco.

Ese es un gran comentario sobre tener que almacenar solo unos pocos tamaños de marco: economía de escala. En términos generales, en términos del nuevo diseño de paralelogramo aplastado, si el tubo superior está más bajo en el tubo del asiento, entonces la altura del ciclista es un problema menor (aplastando sus partes íntimas cuando está de pie). Las históricamente denominadas "bicicletas para mujeres" nunca tuvieron una barra horizontal, por lo que la altura y las partes privadas no fueron un problema. La falta de robustez también es clave, lo que significa que un tema común para el diseño de marcos da como resultado marcos que no funcionarán de manera óptima en una variedad de entornos/condiciones. Lo lograste.
Las tijas de sillín no son propensas a fallar, ¡pero los pernos que sujetan el sillín sí lo son! ¡Pregúntame cómo lo sé!
@Mohair ¡Pregúntame cómo sé que las tijas de sillín pueden fallar! ;-)

Los tirantes del asiento que se fijan más abajo en el tubo del asiento aumentan el cumplimiento del marco, esencialmente un poco más de flexión del marco en el tubo del asiento, para ayudar a suavizar las vibraciones y los baches de la carretera y la grava. El diseño también encoge el triángulo trasero, lo que en realidad mejora la rigidez general del cuadro. Nuevamente, el mayor cumplimiento está en el tubo del asiento, mientras que el triángulo trasero más pequeño produce un marco más rígido en general. Otra ventaja de los tirantes abatibles es la aerodinámica mejorada, donde el triángulo más pequeño mejora el flujo de aire desde los tirantes hasta la rueda trasera.

El triángulo trasero más pequeño y más rígido mejora la transferencia de potencia a la rueda trasera. Algunos fabricantes afirman tiempos mejorados de más de 40 km, como la mejor parte de una mejora de un minuto. Se ha descubierto que el diseño es más rápido, lo que sin duda es una demanda del consumidor. Estéticamente, hay algunas críticas, y los fabricantes están buscando alternativas que brinden comodidad a las estancias caídas. Trek, en particular, sigue el diseño tradicional de tirantes pero desacopla el tubo del asiento de las fuerzas de la carretera con su sistema IsoSpeed. Cannondale coloca un pivote de cojinete real en la unión entre el asiento y el tubo del asiento en al menos un modelo de carbono.

Las bicicletas de hoy han mejorado el rendimiento en varias métricas. Los tirantes caídos no son la única razón de la mejora, pero son un factor definitivo en la mejora de las mediciones de ayer.

¿Tiene una fuente para la afirmación de que el triángulo trasero más pequeño produce un marco más rígido en general?
Sigo lo que dices sobre el triángulo más pequeño en la parte trasera que resulta en tiempos más rápidos. Es lógico, porque si el marco fuera como un arco (arco y flecha) muy flexible, la transferencia de potencia a la rueda trasera sería mayor. Mientras que, si es un triángulo rectángulo en la parte trasera (90 grados), todo el marco es demasiado rígido y tiene mucha menos flexibilidad. El problema de transferencia de energía que plantea se relaciona con los armónicos que mencioné en los comentarios a @Adam Rice, que se pueden optimizar durante FEA.
@ user0123456789 No estoy seguro de a qué triángulo recto te refieres. En general, se considera deseable una alta rigidez para mejorar la transferencia de potencia.
¿Ha habido alguna vez un truco del que no se haya afirmado que aumente la rigidez lateral, el cumplimiento vertical y la velocidad general?
@cmaster: restablezca a monica "Jefe de diseño de productos de Ribble, Jamie Burrow, enumera numerosos beneficios (de un triángulo trasero más pequeño) 'Los beneficios sobre un triángulo trasero tradicional son: ... (3) los triángulos más pequeños son más rígidos, lo que mantiene el triángulo trasero más rígido y manteniendo la transferencia de potencia a la rueda trasera'". Del artículo de Road.cc, "¿Para qué sirven los tirantes caídos?"
Tengo que llamar a marketing-BS al menos en el punto de "rigidez general del marco". Eso se ve afectado por tantos detalles de diseño diferentes del marco que no tiene sentido vincularlo específicamente al tamaño del triángulo trasero. Ciertamente es posible construir una bicicleta de tubo superior horizontal muy rígida. Lo que puedo decir es que los tirantes caídos son una forma de hacer que la bicicleta se adapte mejor al asiento (¡ menos rígida!) Sin que el resto de la bicicleta también se vuelva flojo. El punto de que los triángulos más pequeños son más rígidos generalmente es falso a menos que encoja los lados largos , es decir, la cadena + tirantes.
Me gusta la frase " mantener el triángulo trasero más rígido ( sic)", énfasis mío. También observo que la dirección de esta cita es contraria a la dirección del artículo que la rodea: el artículo básicamente dice que los marcos se han vuelto muy rígidos y que dejar caer el asiento permanece debajo del tubo superior permite que el tubo del asiento se flexione más mientras se mantiene la rigidez lateral del marco intacta. Lo cual, en general, coincide con mis expectativas al respecto. La cita de Burrow, por otro lado, suena extraña .
@leftaroundabout Pitágoras! Si baja la unión de los tirantes del asiento y el tubo del asiento, encoge uno de los lados largos.
@AndyP no estoy seguro de dónde ve a Pitágoras aquí, ya que no hay un ángulo recto (presumiblemente quiere decir en el soporte inferior entre la vaina y el tubo del asiento, pero eso casi siempre es agudo). Todavía es cierto que los tirantes suelen ser el lado más largo y ciertamente se acortan un poco a medida que los dejas caer, pero al mismo tiempo también encoges el lado más corto ( el tubo del asiento entre el pedalier y los tirantes), y eso es lo que perjudica la rigidez.
(Eso no quiere decir que no puedas construir una bicicleta bastante rígida con un triángulo trasero muy agudo. Algunas bicicletas de prueba de competición son asombrosamente rígidas a pesar de tener casi forma de línea, pero ahí está la compensación: quieres que la bicicleta sea tan delgada como posible para la libertad de movimiento, sin dejar de ser capaz de soportar una caída desde varios metros. La rigidez es principalmente un efecto secundario de la fuerza aquí.)
@leftaroundabout sí, de hecho estaba simplificando la unión entre la vaina y la tija del sillín para que fuera un ángulo recto. No estoy seguro de cómo la reducción del lado corto reduce la rigidez; sin embargo, siéntase libre de ingresar al chat de bicicletas para educarme; los comentarios probablemente no sean el mejor lugar para lecciones de ingeniería mecánica :)
Interesante: mi primera idea fue que un cuadro "estirado" con un tubo de sillín corto aumenta la flexibilidad del cuadro: el extremo sería básicamente dos triángulos muy estirados con un tubo de sillín muy corto que debería tener una elasticidad vertical significativa. ¿No es así?
¿Por qué todos los cuadros de bicicletas de carretera ahora son paralelogramos aplastados?
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