ES2338042T3

ES2338042T3 - Rueda de vehiculo.

Info

Publication number: ES2338042T3
Application number: ES06755896T
Authority: ES
Inventors: Mike Wilson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2010-05-03
Anticipated expiration: 2026-03-14
Also published as: ATE449688T1; RU2381910C2; US7918513B2; CN101218110B; DE202005004399U1; EP1858715B1; JP4637951B2; RU2007138301A; US20080143171A1; WO2006097856A2; ZA200708169B; JP2008532850A; WO2006097856A3; CN101218110A; EP1858715A2; DE502006005457D1

Abstract

Rueda (1) de vehículo, especialmente para coches y motocicletas, que está compuesta de una llanta (2) que sirve para el alojamiento de un neumático y de una unidad (3, 13) de radio o un disco (23) de rueda que une la llanta (2) con un cubo (4, 14, 24) de rueda, estando hecha la llanta (2) de plástico y la unidad de radio o el disco (23) de rueda, de metal y estando unida la llanta con la unidad (3, 13) de radio o con el disco (23) de rueda por arrastre de forma y/o fuerza o de material, estando previsto al menos un elemento (5, 25) de unión guiado a través de la base de llanta y alojado en la unidad (3, 13) de radio o el disco (23) de rueda, de modo que el elemento (5, 25) de unión queda cubierto completamente, por un lado, mediante un neumático y, por el otro lado, mediante la unidad (3, 13) de radio o el disco (23) de rueda, caracterizada porque la llanta (2) está hecha de un plástico reforzado con fibras de carbono, preferentemente de resina epoxi reforzada con fibras de carbono, y las fibras o el compuesto de fibras están enrollados alrededor del eje de rotación, presentando el al menos un elemento (5, 25) de unión una junta en el lado del fondo de llanta.

Description

Rueda de vehículo.

La invención se refiere a una rueda de vehículo, especialmente para coches y motocicletas, que está compuesta de una llanta que sirve para el alojamiento de un neumático y de una unidad de radio o un disco de rueda que une la llanta con un cubo de rueda, estando hecha la llanta de plástico y la unidad de radio o el disco de rueda, de metal y estando unida la llanta con la unidad de radio o con el disco de rueda por arrastre de forma y/o fuerza o de material, estando previsto al menos un elemento de unión guiado a través de la base de llanta y alojado en la unidad de radio o el disco de rueda, de modo que el elemento de unión queda cubierto completamente, por un lado, mediante un neumático y, por el otro lado, mediante la unidad de radio o el disco de rueda.

Las ruedas de vehículo se construyen de manera diferente en dependencia del uso determinado. Las variaciones técnicas entre las distintas ruedas de vehículo se determinan sobre todo mediante la construcción de la llanta que debe alojar un neumático sin cámara o un neumático equipado con cámara de aire. Como las ruedas de vehículo influyen esencialmente en la imagen externa de los vehículos de motor, los usuarios desean un diseño individualizado de las ruedas de vehículo. A fin de obtener una variedad lo mayor posible en el diseño con pocos elementos constructivos, las ruedas de vehículo se ensamblan a partir de elementos individuales diferentes según el principio modular. La llanta se puede construir a partir de elementos individuales, lo que posibilita una variedad y una diversidad técnicas, y la unión del cubo de rueda con la llanta se realiza asimismo de formas diferentes en el caso de ruedas diferentes, lo que proporciona una diversidad también en la imagen de la rueda.

Sin embargo, una rueda compuesta de elementos individuales gana peso con cada elemento individual y esto no se desea en el caso de las ruedas. Por lo general, se aspira a reducir lo más posible el peso de la rueda y del neumático para que la masa no suspendida en un vehículo de motor sea lo más pequeña posible.

Mediante el uso de plástico en la llanta de neumático, la rueda de vehículo pierde peso de manera considerable respecto a una realización completamente de metal. Hasta el momento se ha prescindido de una realización de plástico para la unión entre la llanta de rueda y el cubo de rueda, ya que no se dispone de plásticos con una estabilidad y una resistencia térmica correspondientes.

Por tanto, en el estado de la técnica, por ejemplo, en el documento DE4123459C1, se propone fabricar las llantas de plástico y colocar un disco de neumático en la llanta de plástico, estando hecho el disco de neumático de metal. Sin embargo, la unión de los componentes individuales de la rueda, en especial la unión entre la llanta de rueda y el cubo de rueda, no deja de ser problemática. La unión entre el cubo de rueda y la llanta de rueda ha de absorber grandes pares de giro, especialmente durante el frenado, y la unión ha de estar configurada a la vez de manera que no se afecte la hermeticidad al aire de la llanta para neumáticos sin cámara.

El documento DE4123459C1 propone, por consiguiente, montar un disco metálico de rueda en una corona de la llanta, dirigida hacia el cubo de rueda. La corona descrita en este documento se coloca en el lado interior de la rueda, en dirección al cubo de rueda, por debajo de la base honda de la llanta. En esta corona se insertan por el lado de la rueda dirigido hacia el vehículo, a través de taladros, tornillos que con su rosca engranan en una rosca hueca correspondiente del disco de rueda. El disco de rueda, que se va a instalar, cubre esta corona y descansa sobre el borde entre el saliente y la base honda de la llanta. Sin embargo, la corona para la fijación del disco de rueda, que se describe en el documento DE4123459C1, causa problemas considerables en la fabricación de la llanta de plástico. Esta corona dificulta considerablemente la fabricación, por ejemplo, durante la fundición, ya que la llanta en forma de una sola pieza
no se puede extraer del molde. Para solucionar este problema se recurre, por lo general, a un molde de varias piezas.

Del documento US2004/0212365A1 se conoce que una llanta de aluminio se puede construir de aluminio en forma de dos piezas, fabricándose la llanta y la unidad de radio con aluminio. Asimismo, en la misma solicitud se describe que la unidad de radio se podría fabricar también de plástico. Sin embargo, el documento US2004/021365A no indica cómo se debe construir la llanta de plástico.

Otro problema en la fabricación de las llantas moldeadas de este modo radica también en el uso de materiales compuestos en la llanta de plástico. En la fabricación, por ejemplo, de materiales compuestos de fibras, esta corona plantea la problemática de que el material compuesto de fibras no se puede posicionar con suficiente exactitud dentro del molde para que este elemento de la llanta, muy sometido a cargas, presente un refuerzo uniforme de fibras.

Otro problema de este tipo de rueda de vehículo es que debido a la corona de montaje usada, la rueda de vehículo presenta un lado decorado y un lado menos decorado, dirigido hacia el vehículo. Por tanto, una rueda de vehículo con esta configuración es adecuada sólo para coches. Para el uso de una rueda de vehículo en ruedas de motocicleta es importante que la rueda de vehículo presente en ambos lados del plano de la rueda un lado decorado, no afectado por los tornillos de montaje.

En el documento US4982998 se propone una construcción para ruedas compuestas, en la que los tornillos de montaje están guiados a través de los bordes de una llanta, atraviesan el disco de rueda y están asegurados con una tuerca en el lado dirigido hacia el vehículo. Esta forma de realización funciona bien sin la corona de montaje que resulta problemática para la fabricación, pero es adecuada asimismo para coches y no para motocicletas.

Por tanto, el objetivo de la invención es poner a disposición una rueda de vehículo, fabricada con diferentes materiales, preferentemente un plástico reforzado con fibras para la llanta y un metal para el disco de rueda o la unidad de radio, en la que no existan los problemas del estado de la técnica.

Los objetivos según la invención se consiguen al estar unido con la llanta la unidad de radio o el disco de rueda mediante al menos un elemento de unión guiado a través de la base de llanta y al estar alojado el elemento de unión en la unidad de radio o el disco de rueda de modo que el elemento de unión queda cubierto completamente, por un lado, mediante un neumático y, por el otro lado, mediante la unidad de radio o el disco de rueda. Otras configuraciones ventajosas de la invención se derivan de las reivindicaciones secundarias.

La unión de la unidad de radio o del disco de rueda con la llanta mediante al menos un elemento de unión, guiado a través de la base de llanta, tiene la ventaja de que se puede prescindir de una corona como la mostrada, por ejemplo, en el documento DE4123459C1, evitándose así la problemática existente en la fabricación de una corona interna de llanta posible de someter a altas cargas. Como el al menos un elemento de unión se guía a través de la base de llanta, un disco de rueda o una unidad de radio se puede ajustar por arrastre de forma en el interior de la llanta, entendiéndose por interior de la llanta el lado de la llanta dirigido hacia el cubo de rueda, y el al menos un elemento de unión une el disco de rueda o la unidad de radio con la llanta a través de la llanta. El uso de plásticos permite obtener una obturación fiable de la base de llanta que no era posible hasta el momento en caso de usarse llantas de metal en el estado de la técnica. En comparación con una llanta de metal, una llanta de plástico permite recurrir a materiales que se unen con el plástico y pueden proporcionar una alta hermeticidad al menos en el lado dirigido hacia el plástico. Si en este caso se trata de un plástico deformable, usado como masa de obturación, es posible asimismo obturar de manera fiable el lado hacia el elemento de unión, por ejemplo, un tornillo o remache, de modo que la llanta se puede usar también como asiento para un neumático sin cámara.

Además, la unión entre el disco de rueda o el elemento de radio con la llanta a través de la base de llanta tiene la ventaja de que se pueden evitar tensiones unilaterales, que someten a la llanta a una fuerte carga mecánica, mediante el uso de una corona de montaje en el lado dirigido hacia el cubo de rueda, ya que el disco de rueda o el elemento de radio se apoya en el interior de la llanta.

La llanta está hecha preferentemente de un plástico reforzado con fibras de carbono. La llanta está hecha con especial preferencia de resina epoxi reforzada con fibras de carbono. Mediante el uso de resina epoxi reforzada con fibras de carbono se logra, por una parte, reducir considerablemente el peso de toda la rueda de vehículo respecto a una rueda de metal y reducir, asimismo, en gran medida la masa no suspendida de una rueda de vehículo. El uso de la resina epoxi posibilita además el uso de juntas que se unen con la superficie de la resina epoxi, ya que la resina epoxi es adhesiva, por lo que se puede obtener una gran obturación en el paso del al menos un elemento de unión. Asimismo, es ventajoso que la resina epoxi reforzada con fibras de carbono presenta una estabilidad mayor que, por ejemplo, el acero del mismo peso.

Al usarse tejidos y capas de fibras para reforzar la resina epoxi se puede recurrir a diferentes disposiciones de las fibras. Por una parte, es posible enrollar las fibras alrededor de la llanta en dirección tangencial, de modo que se obtiene una llanta con una resistencia especialmente alta al par de giro. Es posible además usar tejidos y capas de fibras como componente de fibras en la resina epoxi, que se fabrican según los procedimientos usuales de tejer, de modo que existe, por ejemplo, una posición diagonal de las fibras, una disposición vertical o paralela o una disposición común de distintas direcciones de las fibras respecto al plano tangencial de la base de llanta. En dependencia de la orientación seleccionada de las fibras, la llanta presenta diferentes propiedades de resistencia en diferentes direcciones. Sobre la base del perfil deseado de resistencia, el técnico puede seleccionar la dirección de fibra de las fibras en la resina epoxi y puede seleccionar también combinaciones de diferentes direcciones de las fibras como refuerzo de fibras.

En otra configuración ventajosa de la invención, un orificio de válvula se extiende desde el lado del fondo de llanta hacia el lado dirigido hacia el cubo de rueda. El uso de un orificio de válvula, que se extiende desde el lado del fondo de llanta hacia el lado dirigido hacía el cubo de rueda, permite también el posicionamiento del orificio de válvula en una zona oculta dentro de la rueda, de modo que la válvula no afecta la imagen visual de la rueda.

En una configuración especial de la invención está previsto un orificio de válvula para alojar una unión entre la llanta y la unidad de radio o el disco de rueda, estando realizada la unión de forma hueca para el paso del gas del neumático. Mediante el uso de un orificio de válvula para alojar la unión entre la llanta y la unidad de radio o el disco de rueda se logra que el orificio de válvula discurra dentro de una unidad de radio o el disco de rueda, de modo que se puede prescindir de otro taladro a través de la base de llanta, lo que aumenta la estabilidad de la base de llanta y hace posible también ocultar visualmente una válvula de aire.

El al menos un elemento de unión, guiado a través de la base de llanta, está equipado ventajosamente con al menos una junta en el lado del fondo de llanta, estando hecha la junta de papel, caucho, silicona, poliuretano u otro elastómero. Además del uso de juntas para la obturación de la llanta es posible también lograr una hermeticidad, por ejemplo, mediante el uso de tornillos de compresión o tornillos con una cabeza moldeada de manera especial, uniéndose fijamente el elemento de unión con la junta de tal modo que se crea una disposición de unión hermética. En caso de usarse materiales de obturación se puede prescindir del atornillado o remachado, dado el caso, demasiado fuertes, sin ponerse en duda la hermeticidad de la llanta. Lo especial del uso de elastómeros como elemento de obturación es que los elastómeros se pueden usar en el estado no fraguado como masa de obturación, fraguándose el elastómero durante la unión y uniéndose químicamente con la superficie de la llanta, mediante lo que se obtiene un mayor grado de obturación.

En este caso se puede recurrir a otros materiales para crear una elevada obturación entre el material de obturación y el propio elemento de unión. Sin embargo, es posible también ensamblar o pegar la parte del elemento de unión, que penetra en la llanta, mediante el propio material de obturación. En caso de ensamblarse o pegarse se logra que el elemento de unión quede integrado completamente en el material de obturación, de modo que se configura una obturación sin junta o sin capilares alrededor del al menos un elemento de unión.

En una configuración de la invención está previsto que preferentemente varios elementos de unión en forma de pernos roscados estén dispuestos de manera repartida en la circunferencia alrededor de la base de llanta y enroscados en taladros roscados de la unidad de radio o del disco de rueda.

En una configuración preferida de la invención, el elemento de radio o el disco de rueda descansa por arrastre de forma en el lado de la llanta dirigido hacia el cubo de rueda, siendo la superficie de cierre por arrastre de forma del elemento de radio o del disco de rueda al menos de un 1 cm^{2} o más. En ruedas con una pequeña cantidad de radios, entendiéndose por pequeño 3 a 9, pero también cifras en el orden de magnitud de estas cifras, resulta ventajoso que la superficie de apoyo de cada radio en el lado de la base de llanta dirigido hacia el cubo de rueda sea tan grande que la carga del vehículo se distribuye uniformemente sobre la superficie de la llanta y se evitan cargas puntuales. De este modo se obtiene una estabilidad aún mayor y una solicitación aún mayor al par de giro de la unión entre el cubo y la llanta. Cada radio se une aquí mediante al menos un elemento de unión con la base de llanta.

La rueda de vehículo según la invención puede estar configurada aquí como llanta de bordes inclinados o como llanta ancha, descansando en el caso de la llanta de bordes inclinados el elemento de radio o el disco de rueda en el borde de llanta y descansando en el caso de la llanta ancha el elemento de radio o el disco de rueda en el lado de la base de llanta dirigido hacia el cubo de rueda. Además, son posibles también todas las demás realizaciones de llanta, colocándose el elemento de radio o el disco de rueda en una superficie de la llanta dirigida hacia el cubo de rueda que proporciona espacio para una superficie correspondiente de apoyo.

La llanta puede estar dividida en el plano de la rueda o también radialmente. Una llanta dividida radialmente tiene la ventaja de que se pueden ensamblar distintas anchuras de llanta mediante un sistema modular, pudiendo descansar en caso de un elemento de radio los radios en una parte de la llanta o también en ambas partes de la llanta. Es posible también usar el elemento de radio como elemento de unión para las partes de la llanta divididas radialmente, guiándose en cada caso un elemento de unión a través de las partes de la llanta y engranando en el elemento de radio, mediante lo que la llanta dividida radialmente se mantiene unida. Es posible asimismo que la llanta esté dividida radialmente, manteniéndose juntas las llantas en este caso también mediante el elemento de radio o el disco de rueda.

La invención se explica detalladamente a continuación por medio de las figuras.

Muestran:

Fig. 1 un corte transversal vertical a través de una rueda de vehículo, según la invención, en vertical a plano de la rueda con una unidad de radio,

Fig. 2 un corte vertical a través de una rueda de vehículo, según la invención, con llanta dividida radialmente,

Fig. 3 una rueda de vehículo, según la invención, con un corte en vertical al plano de la rueda con un disco de rueda y

Fig. 4 una rueda de vehículo, según la invención, en una realización con radios en una vista frontal.

La figura 1 muestra una rueda 1 de vehículo, según la invención, que está compuesta de una llanta 2 y una unidad 3 de radio. En el centro de la unidad 3 de radio está alojado el cubo 4 de rueda, en el que se coloca el eje del vehículo y el disco de freno de un vehículo. La unidad 3 de radio está unida con la llanta 2 mediante elementos 5 de unión, presentando la unidad 3 de radio una superficie 6 de apoyo comparativamente grande en el lado de la base de llanta dirigido hacia el cubo de rueda. Los elementos 5 de unión están guiados desde el lado del fondo de la llanta a través de la llanta 2 y se alojan en la unidad 3 de radio, de modo que los elementos 5 de unión, en caso de un uso adecuado de la rueda 1 de vehículo, están protegidos completamente hacia el exterior mediante un neumático de la rueda de vehículo, por un lado, y mediante el elemento de radio, por el otro lado.

La figura 2 muestra una rueda 10 de vehículo, según la invención, que está compuesta de dos partes 11, 12 de llanta divididas radialmente y unidas entre sí mediante una unidad central 13 de radio. La unidad 13 de radio, que une las dos partes 11, 12 de llanta, presenta en el centro el cubo 14 de rueda para la unión con el disco de freno y el eje de vehículo de un vehículo. Las dos partes 11, 12 de llanta están unidas mediante al menos dos elementos 5 de unión desde el lado, dirigido hacia el fondo de llanta de la llanta, a través de las partes 11, 12 de llanta, con un elemento 15 de unión en cada caso, manteniendo juntas el elemento central 13 de radio las dos partes 11, 12 de llanta divididas radialmente. La unidad central 13 de radio descansa aquí en el lado de la base de llanta, dirigido hacia el cubo de rueda, que se forma mediante las partes 11, 12 de llanta y transmite la carga del vehículo a la llanta formada por las partes 11, 12 de llanta.

La figura 3 muestra una rueda 20 de vehículo, según la invención, que está compuesta de una llanta 22 de bordes inclinados y un disco central 23 de rueda. El disco central 23 de rueda presenta un cubo 24 de rueda, mediante el que la rueda 20 de vehículo, según la invención, se une con el disco de freno y el eje de vehículo de un vehículo. El disco 23 de rueda está unido mediante elementos 25 de unión a través de la llanta 22 de bordes inclinados, estando alojados completamente los elementos 25 de unión en el disco 23 de rueda. En caso de un uso adecuado de la rueda 20 de vehículo según la invención, los elementos 25 de unión están protegidos completamente hacia el exterior mediante un neumático de vehículo, por un lado, y mediante el disco 23 de rueda, por el otro lado. La figura 3 muestra adicionalmente una válvula 27 guiada a través de la base de llanta de la llanta 22 de bordes inclinados.

La figura 4 muestra una rueda 30 de vehículo, según la invención, que está compuesta de una llanta 31 y cinco radios 32. Los radios individuales 32 están unidos entre sí por arrastre de material sólo en el cubo 34 de rueda y no presentan en su circunferencia, en la zona de la llanta, una unión que no sea con la llanta 31. Los radios individuales 32 sirven para alojar un elemento 33 de unión que está guiado a través de la base de llanta y une, por tanto, la llanta 31 con los radios individuales 32. Mediante la disposición, según la invención, de los elementos 33 de unión, guiados a través de la llanta 31 y alojados en un radio 32, los elementos 33 de unión se ocultan visualmente, de modo que desde el exterior no se puede observar ningún elemento 33 de unión.

En las figuras 1 a 3 están representadas diferentes configuraciones de la invención, pero las figuras no describen la invención de forma definitiva. Los ejemplos de realización se han de considerar como ejemplos representativos de una pluralidad de distintas formas de llanta y una configuración diferente del disco de rueda o de la unidad de radio.

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Lista de números de referencia

1: Rueda de vehículo

2: Llanta

3: Unidad de radio

4: Cubo de rueda

5: Elemento de unión

6: Superficie de apoyo

10: Rueda de vehículo

11: Parte de llanta

12: Parte de llanta

13: Unidad de radio

14: Cubo de rueda

20: Rueda de vehículo

22: Llanta de bordes inclinados

23: Disco de rueda

24: Cubo de rueda

25: Elemento de unión

27: Válvula

30: Rueda de vehículo

31: Llanta

32: Radio

33: Elemento de unión

34: Cubo de rueda

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Documentos citados en la descripción

Esta lista de los documentos citados por el solicitante se incluyó exclusivamente para informar al lector y no es parte integrante de la patente europea. Ésta se confeccionó con el máximo cuidado, pero la Oficina Europea de Patentes no asume, sin embargo, ningún tipo de responsabilidad por posibles errores u omisiones.

Patentes citadas en la descripción

\bullet DE 4123459 C1 [0005] [0006] [0014]: \bullet US 2004021365 A [0007]

\bullet US 4982998A [0011]: \bullet US 2004021365 A1 [0007]

Claims

1. Rueda (1) de vehículo, especialmente para coches y motocicletas, que está compuesta de una llanta (2) que sirve para el alojamiento de un neumático y de una unidad (3, 13) de radio o un disco (23) de rueda que une la llanta (2) con un cubo (4, 14, 24) de rueda, estando hecha la llanta (2) de plástico y la unidad de radio o el disco (23) de rueda, de metal y estando unida la llanta con la unidad (3, 13) de radio o con el disco (23) de rueda por arrastre de forma y/o fuerza o de material, estando previsto al menos un elemento (5, 25) de unión guiado a través de la base de llanta y alojado en la unidad (3, 13) de radio o el disco (23) de rueda, de modo que el elemento (5, 25) de unión queda cubierto completamente, por un lado, mediante un neumático y, por el otro lado, mediante la unidad (3, 13) de radio o el disco (23) de rueda, caracterizada porque la llanta (2) está hecha de un plástico reforzado con fibras de carbono, preferentemente de resina epoxi reforzada con fibras de carbono, y las fibras o el compuesto de fibras están enrollados alrededor del eje de rotación, presentando el al menos un elemento (5, 25) de unión una junta en el lado del fondo de llanta.

2. Rueda de vehículo según la reivindicación 1, caracterizada porque un orificio de válvula se extiende desde el lado del fondo de llanta hacia el lado de la base de llanta dirigido hacia el cubo de rueda.

3. Rueda de vehículo según la reivindicación 2, caracterizada porque está previsto un orificio de válvula para alojar una unión entre la llanta (2) y la unidad (3, 13) de radio o el disco (23) de rueda, estando realizada la unión de forma hueca para el paso del gas del neumático.

4. Rueda de vehículo según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque la junta está hecha de papel, caucho, silicona, poliuretano u otro elastómero.

5. Rueda de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque varios elementos (5, 25) de unión en forma de pernos roscados están dispuestos preferentemente de manera repartida en la circunferencia alrededor de la base de llanta y enroscados en taladros roscados de la unidad (3, 13) de radio o del disco (23) de rueda.

6. Rueda de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la junta está pegada con el al menos un elemento (5, 25) de unión mediante otro material mediante el propio material de obturación.

7. Rueda de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la unidad (3, 13) de radio o el disco (23) de rueda descansa por arrastre de forma en el lado dirigido hacia el cubo de rueda y la superficie de cierre por arrastre de forma es al menos de 1 cm^{2}.

8. Rueda de vehículo según la reivindicación 6, caracterizada porque la llanta (2) está moldeada como llanta de bordes inclinados y la unidad (3, 13) de radio o el disco (23) de rueda descansa por arrastre de forma en el lado del borde de llanta dirigido hacia el cubo de rueda y la superficie de cierre por arrastre de forma es al menos de 1 cm^{2}.

9. Rueda de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la llanta (2) está dividida en el plano de la rueda o radialmente.

10. Rueda de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque está prevista una realización de radio, en la que los radios individuales (32) están unidos entre sí por arrastre de material sólo en la zona del cubo (34) de rueda.