RUEDA MULTIDIRECCIONAL.

Una rueda (1, 50), que incluye:

(a) un bastidor (35 de rueda),

que incluye:

(i) un cubo central (2, 36) que puede ser hecho girar alrededor de un eje geométrico principal;

(ii) una pluralidad de primeros soportes (15, 40) en un primer plano transversal al eje geométrico principal y radialmente espaciados del cubo central para formar una primera llanta discontinua (13, 43); e

(iii) una pluralidad de segundos soportes radialmente espaciados del cubo para formar una segunda llanta discontinua (44), estando dichos segundos soportes en un segundo plano transversal al eje geométrico principal y paralelo a la primera llanta discontinua y separado de ella;

(b) una primera serie de rodillos (4) regularmente espaciados alrededor de la primera llanta y soportados a rotación mediante la pluralidad de primeros soportes; y

(c) una segunda serie de rodillos (5) regularmente espaciados en torno a la segunda llanta y soportados a rotación mediante la pluralidad de segundos soportes, caracterizada porque,

(iv) cada rodillo tiene un cuerpo principal (11) en el que el diámetro de la sección transversal lateral es mayor que el diámetro de las partes de extremo (12) del cuerpo principal;

(v) cada rodillo puede ser hecho girar alrededor de un eje geométrico (17) transversal al eje geométrico principal; y

(vi) cuando se mira en alzado lateral, la superficie efectiva de contacto con el suelo de cada rodillo (4, 9) de la primera serie de rodillos se solapa con la superficie efectiva de contacto con el suelo de cada rodillo diagonalmente adyacente (5, 10) de la segunda serie de rodillos en una medida comprendida entre un 20% y un 35% de la longitud de cada rodillo, de modo que la rueda está destinada a hacer, en todo momento, un contacto efectivo con el suelo a través del cuerpo principal de, al menos, uno de los rodillos, para permitir un desplazamiento mejorado en direcciones que tengan una componente paralela a dicho eje principal

Rueda multidireccional.

Campo de la técnica

Este invento se refiere a una rueda y, más particularmente, a una rueda destinada a desplazarse en más de una dirección.

Técnica anterior

Tradicionalmente, las ruedas auto-orientables se han utilizado para proporcionar soporte rodante para una amplia gama de artículos en los que es deseable su movilidad. Ejemplos de tales artículos incluyen pianos, neveras, carritos de servicio, carros de supermercados y diversos otros artículos domésticos o relacionados con un trabajo. Una rueda auto-orientable comprende una única rueda que puede ser hecha girar en torno a un eje geométrico generalmente horizontal, el cual está montado, a su vez, en un eje geométrico sustancialmente vertical, alrededor del cual pivota toda la unidad. La rueda auto-orientable actúa, generalmente, como un seguidor, permitiendo por tanto que una rueda se desplace en cualquier dirección en que se tire de ella. Las ruedas auto-orientables están fabricadas, generalmente, de múltiples componentes hechos de distintos materiales y pueden requerir un proceso de fabricación costoso y difícil. Además, una rueda auto-orientable se monta, generalmente, en el objeto a mover a través de su eje geométrico vertical, lo que hace que la unión de la rueda al objeto sea, en ocasiones, difícil de conseguir.

Más recientemente, se ha considerado otro tipo de rueda capaz de desplazarse en múltiples direcciones, y que incluye un cubo central que puede ser hecho girar en torno a un eje geométrico principal y una pluralidad de rodillos giratorios montados de manera independiente, situados alrededor de la llanta del cubo. Cada uno de los rodillos son capaces de girar en torno a un eje geométrico transversal al eje geométrico principal, por lo que la rueda es capaz de moverse en una primera dirección en la que la rueda gira alrededor del eje geométrico principal o en una dirección transversal en la que uno o más rodillos en contacto con el suelo giran en torno a su o sus ejes geométricos.

Sin embargo, la rueda anteriormente descrita se adapta mal al desplazamiento transversal porque, virtualmente, no existe solapamiento entre rodillos diagonalmente adyacentes. La dificultad con que se tropieza a la hora de situar los rodillos muy próximos, ha demostrado ser un obstáculo importante para la viabilidad de tales ruedas. La combinación de factores que incluyen el diámetro, el número y la longitud de los rodillos, es importante. Los extremos interiores de los rodillos no pueden estar tan próximos que se interfieran unos con otros, mientras que los extremos exteriores están demasiado separados para proporcionar una superficie de contacto con el suelo con la continuidad suficiente. Además, la fabricación de esta rueda de la técnica anterior resulta difícil y lleva tiempo, debido al número de componentes involucrados y al tiempo necesario para su montaje.

El documento US 3.882.885 (de McCain) describe un método de manipulación de un sistema de azada para lodos, de gran diámetro, para equipo para trabajos pesados en minería. En las figuras 5 y 6, McCain muestra una rueda con (a) un bastidor de rueda que incluye: un cubo central 103 que puede ser hecho girar en torno a un eje geométrico principal 110; una pluralidad de primeros soportes 105 en un primer plano transversal al eje geométrico principal y radialmente separados del cubo central para formar una primera llanta discontinua 101; y una pluralidad de segundos soportes, radialmente separados del cubo, para formar una segunda llanta discontinua 102, estando los segundos soportes en un segundo plano transversal al eje geométrico principal y paralelo a la primera llanta discontinua y separado de ella; (b) una primera serie de rodillos 106 regularmente espaciados en torno a la primera llanta y soportados para girar por la pluralidad de primeros soportes; y (c) una segunda serie de rodillos regularmente espaciados en torno a la segunda llanta y soportados para girar por la pluralidad de segundos soportes. Cada rodillo tiene un cuerpo principal en el que el diámetro de la sección transversal lateral es mayor que el diámetro de las partes extremas del cuerpo principal y cada rodillo puede ser hecho girar alrededor de un eje geométrico transversal al eje geométrico principal. El preámbulo de la presente reivindicación 1 independiente corresponde, en general, a la descripción de McCain. Sin embargo, la figura 6 de McCain muestra una vista en alzado lateral de una rueda en la que el solapamiento de rodillos diagonalmente adyacentes, es decir, la relación entre solapamiento y longitud del rodillo, es de, aproximadamente, 1/7,6 o 13,6%. Tal pequeño solapamiento haría que el desplazamiento lateral de la rueda resultase problemático.

La anterior descripción de la técnica anterior no está destinada a ser, ni debe ser interpretada como, una indicación del conocimiento general común relativo al invento, sino que debe facilitar al experto en la técnica la comprensión del proceso de desarrollo que dio lugar al invento.

Se propone proporcionar una rueda multidireccional que supere una o más de las desventajas de la técnica anterior o que, al menos, proporcione una alternativa útil a la misma.

Exposición del invento

En consecuencia, según un aspecto del invento, se proporciona una rueda que incluye: (a) un bastidor de rueda que incluye: (i) un cubo central que puede ser hecho girar alrededor de un eje geométrico principal; (ii) una pluralidad de primeros soportes en un primer plano transversal al eje geométrico principal y radialmente espaciados del cubo central para formar una primera llanta discontinua; e (iii) una pluralidad de segundos soportes radialmente espaciados del cubo central para formar una segunda llanta discontinua, encontrándose dichos segundos soportes en un segundo plano transversal al eje geométrico principal y paralelo a la primera llanta discontinua y separado de ella; (b) una primera serie de rodillos regularmente espaciados alrededor de la primera llanta y soportados para girar por la pluralidad de primeros soportes; y (c) una segunda serie de rodillos regularmente espaciados en torno a la segunda llanta y soportados a rotación por la pluralidad de segundos soportes, caracterizada porque (iv) cada rodillo tiene un cuerpo principal en el que el diámetro de la sección transversal central lateral es mayor que el diámetro de las partes extremas del cuerpo principal; (v) cada rodillo puede ser hecho girar en torno a un eje geométrico transversal al eje geométrico principal; y (vi) cuando se mira en alzado lateral, la superficie efectiva de contacto con el suelo de cada rodillo de la primera serie de rodillos se solapa con la superficie efectiva de contacto con el suelo de cada rodillo diagonalmente adyacente de la segunda serie de rodillos en una medida comprendida entre un 20% y un 35% de la longitud de cada rodillo, de modo que la rueda está destinada a tener, en todo momento, un contacto efectivo con el suelo a través del cuerpo principal de, al menos, uno de los rodillos, tal que permita un desplazamiento mejorado en direcciones con una componente paralela al eje principal.

El bastidor de la rueda que comprende el cubo central y los soportes primeros y segundos, puede formarse de diversas maneras. El cubo central y los soportes primeros y segundos pueden moldearse o mecanizarse utilizando técnicas de trabajo del metal que son estándar en la técnica.

El bastidor de la rueda puede estar formado de manera híbrida por componentes de metal y de plástico. Estos pueden unirse, subsiguientemente, para formar el bastidor de la rueda. Por ejemplo, el cubo central puede hacerse de metal, tal como hierro colado, aluminio o acero inoxidable y los soportes pueden hacerse de plástico. El cubo central y los soportes primeros y segundos pueden fabricarse de uno o más materiales plásticos, formados en una sola pieza o unidos subsiguientemente para formar el bastidor.

De preferencia, el bastidor de la rueda se forma de manera enteriza mediante moldeo por inyección, utilizando un material plástico adecuado. Cuando se utiliza material plástico para formar el bastidor, éste puede incluir cualquiera de diversos materiales plásticos adecuados tales como polipropileno o nilón 66, o una combinación de diferentes plásticos y/o cargas o aditivos. Materiales particularmente preferidos incluyen polipropileno cargado con un 30% de vidrio y nilón 66 cargado con un 20% de vidrio.

Como es común en la técnica, el cubo central define un ánima central cilíndrica destinada a recibir un eje principal. El eje principal puede ser de metal, plástico o de un material compuesto de plástico/metal siempre...

1. Una rueda (1, 50), que incluye:

(a)        un bastidor (35 de rueda), que incluye:

(i)        un cubo central (2, 36) que puede ser hecho girar alrededor de un eje geométrico principal;

(ii)        una pluralidad de primeros soportes (15, 40) en un primer plano transversal al eje geométrico principal y radialmente espaciados del cubo central para formar una primera llanta discontinua (13, 43); e

(iii)        una pluralidad de segundos soportes radialmente espaciados del cubo para formar una segunda llanta discontinua (44), estando dichos segundos soportes en un segundo plano transversal al eje geométrico principal y paralelo a la primera llanta discontinua y separado de ella;

(b)        una primera serie de rodillos (4) regularmente espaciados alrededor de la primera llanta y soportados a rotación mediante la pluralidad de primeros soportes; y

(c)        una segunda serie de rodillos (5) regularmente espaciados en torno a la segunda llanta y soportados a rotación mediante la pluralidad de segundos soportes,

caracterizada porque,

(iv)        cada rodillo tiene un cuerpo principal (11) en el que el diámetro de la sección transversal lateral es mayor que el diámetro de las partes de extremo (12) del cuerpo principal;

(v)        cada rodillo puede ser hecho girar alrededor de un eje geométrico (17) transversal al eje geométrico principal; y

(vi)        cuando se mira en alzado lateral, la superficie efectiva de contacto con el suelo de cada rodillo (4, 9) de la primera serie de rodillos se solapa con la superficie efectiva de contacto con el suelo de cada rodillo diagonalmente adyacente (5, 10) de la segunda serie de rodillos en una medida comprendida entre un 20% y un 35% de la longitud de cada rodillo, de modo que la rueda está destinada a hacer, en todo momento, un contacto efectivo con el suelo a través del cuerpo principal de, al menos, uno de los rodillos, para permitir un desplazamiento mejorado en direcciones que tengan una componente paralela a dicho eje principal.

2. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho bastidor (35) de rueda está formado de manera enteriza.

3. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho bastidor (35) de rueda está hecho a partir de componentes formados por separado.

4. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que una pluralidad de brazos radiales (3, 39) se extienden desde el cubo central (2, 36) hasta la pluralidad de soportes primeros y segundos (15, 40), de manera que separen radialmente los soportes respecto del cubo central.

5. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 4, en la que cada uno de la pluralidad de primeros y segundos soportes (15, 40) está separado del cubo central (2, 36) mediante uno correspondiente de los brazos radiales (3, 39).

6. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la primera serie de rodillos (4) están montados a rotación en un primer anillo multieje (20) y la segunda serie de rodillos (5) están montados a rotación en un segundo anillo multieje.

7. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que cada uno de dichos rodillos (4, 5, 25) tiene una forma generalmente elíptica con dos truncamientos o a modo de barril.

8. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que cada uno de dichos rodillos (25) incluye un núcleo interior (26) y una cubierta (32) aplicada al núcleo.

9. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 8, en la que el núcleo interior (26) comprende un par de mitades (43, 44) formadas por separado.

10. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 8, en la que el núcleo interior (26) comprende un par de mitades (43, 44) que pueden aplicarse mutuamente para definir, juntas, un ánima axial destinada a recibir una parte (21) de eje en la que se monta el rodillo (25).

11. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que cada uno de los primeros y los segundos soportes (40) incluye una cabeza que tiene una superficie exterior (47) que se encuentra sustancialmente al ras con las partes de extremo (12) de rodillos (32) adyacentes de la primera serie o de la segunda serie de rodillos.

12. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 11, en la que la superficie exterior (47) de la cabeza cubre, sustancialmente, el espacio comprendido entre rodillos (32) adyacentes de la primera serie o de la segunda serie de rodillos, con el fin de reducir la cantidad de residuos y de polvo que, de otro modo, pueden entrar en los soportes (40) primeros y segundos.

13. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el número de rodillos de la primera serie de rodillos (4) o de la segunda serie de rodillos (5) es de entre 6 y 8.

14. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el solapamiento de la superficie efectiva de contacto con el suelo de cada uno de la primera serie de rodillos (9) con cada rodillo (10) diagonalmente adyacente de la segunda serie de rodillos, es de entre el 28% y el 33% de la longitud de cada uno de los rodillos.

15. Una rueda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que, en uso, dicha rueda (50) está montada en un eje principal que se extiende a través de un ánima central (37) de dicho cubo central (36), por lo que dicha rueda es capaz de girar alrededor de dicho eje geométrico principal, teniendo dicho eje geométrico principal una posición fija con relación a un artículo montado en dicho eje principal, por lo que puede hacerse que dicho artículo se desplace en cualquier dirección, incluyendo:

(a) la rotación de dicha rueda en torno a dicho eje geométrico principal;

(b) la rotación de uno o más de dichos rodillos (25) alrededor de sus respectivos ejes geométricos transversales; o

(c) una combinación de rotación de dicha rueda alrededor de dicho eje geométrico principal y de rotación de uno o más de dichos rodillos en torno a sus respectivos ejes geométricos transversales para permitir un desplazamiento en diagonal.