Rueda de material compuesto, en particular para bicicleta, y procedimiento de fabricación de dicha rueda.

Rueda (1), en particular para bicicleta, que comprende una llanta circular (2),

un buje (3) central a la llanta, y unos radios (4) que unen dicho buje (3) a dicha llanta (2), estando dichos radios constituidos por un material compuesto polimerizado, caracterizada porque los radios (4) están emparejados de dos en dos a uno y otro lado del plano medio de la rueda y están fijados sin tensión por sus extremos en el buje (3) y en la llanta (2), estando dichos radios solidarizados uno al otro por su extremo en el interior de la llanta.

Rueda de material compuesto, en particular para bicicleta, y procedimiento de fabricaciïn de dicha rueda.

La presente invenciïn se refiere al campo de la concepciïn y de la realizaciïn de materiales realizados en materiales compuestos de alto rendimiento para la prïctica de deporte y mïs particularmente para la prïctica del ciclismo.

La invenciïn se refiere mïs particularmente a una nueva rueda de bicicleta cuya llanta, radios y cuerpos de buje estïn realizados en material compuesto, en particular a base de fibras de carbono.

En el campo del ciclismo, la mejora del rendimiento de quien lo prïctica, ya sean profesionales o aficionados, estï principalmente vinculada a la mejora tïcnica de los materiales utilizados. Esta mejora tïcnica de los materiales depende principalmente de la ganancia obtenida sobre la masa de cada componente de las bicicletas, su rigidez y su aerodinamismo.

En cuanto a las ruedas de bicicleta, los principales criterios de rendimiento son una gran rigidez, una masa baja y una inercia en rotaciïn baja.

Los parïmetros de rigidez y de masa han mejorado desde hace muchos aïos con la utilizaciïn de materiales compuestos a base de fibras de carbono, en particular para la fabricaciïn de las llantas y de los bujes de ruedas.

Hasta hace poco todavïa, los radios de rueda en particular estaban realizados siempre en metal. Para incrementar la rigidez de las ruedas equipadas con dichos radios, es habitual pretensarlos, pudiendo las tensiones de pretensado alcanzar 1800 Newton. Sin embargo, aplicar estas tensiones a los radios exige entonces reforzar los espesores de materia en el borde de la llanta donde se fijan los radios, lo cual va en detrimento de los objetivos de reducciïn de la masa de la llanta, y por lo tanto, de la rueda.

Desde hace poco, un nïmero determinado de fabricantes de materiales de ciclismo han desarrollado unas ruedas con llantas de material compuesto junto asociadas a unos radios tambiïn de material compuesto a los que se les aplican unas tensiones de radios mucho mïs pequeïas que permiten obtener unas ruedas muy rïgidas.

Es interesante disminuir las tensiones de los radios ya que se pueden reducir las dimensiones de la llanta y del buje, en particular en cuanto a los espesores de materia, lo cual permite bajar el peso de la rueda y obtener una ganancia de inercia en rotaciïn considerable.

Actualmente existen dos mïtodos principales para ensamblar unos radios de material compuesto a una llanta y a un buje constituido asimismo por un mismo material, compuesto o metïlico:

-el sobremoldeo, el comoldeo o el encolado de los radios en la llanta y el buje,

-la fijaciïn de los radios fabricados individualmente en la llanta y el buje con unas piezas mecïnicas metïlicas (cabeza de tope, elementos roscados) .

La tïcnica de sobremoldeo (EP 1 985 434) , de comoldeo o de encolado (DE 10 2008 007 722, DE 10 2007 036 065

o EP 1 759 880) es interesante ya que permite obtener un enlace mecïnico ligero, rïgido y resistente de los radios en la llanta y el buje de rueda.

La tïcnica de fijaciïn de los radios de material compuesto con unas piezas mecïnicas metïlicas como la que proponen las solicitudes de patente EP 1 764 233, EP 1 800 897, permite obtener una sujeciïn desmontable y regulable pero el peso total de la rueda obtenida es mïs consecuente. Ademïs, pueden surgir en el tiempo problemas mecïnicos de fatiga o de dilataciïn diferencial a nivel del enlace metal/material compuesto.

Asimismo, en el documento FR 2 933 030 se ha propuesto una variante tïcnica para realizar los radios de una rueda de bicicleta por enlazado y despuïs polimerizaciïn. Sin embargo, esta tïcnica resulta muy compleja de realizar y la fiabilidad de las ruedas obtenidas no deja de ser cuestionable.

En este mismo sentido, la solicitud de patente FR 2 924 380 describe una rueda que comprende una llanta circular, un buje central en la llanta y unos radios que unen el buje a la llanta. Los radios son de materiales compuestos, impregnados de resina termoendurecible o termoplïstica.

La presente invenciïn tiene por objetivo proponer un nuevo tipo de rueda de bicicleta que comprende una llanta, un buje y unos radios de material compuesto, en particular a base de fibras de carbono, cuya masa, rigidez e inercia en rotaciïn estïn optimizadas y cuya fabricaciïn es simple, rïpida y fiable.

Otro objetivo de la invenciïn es proponer un procedimiento de fabricaciïn de una rueda de bicicleta constituida ïnicamente por elementos de material compuesto, en particular a base de fibras de carbono, que sea simple y fiable de realizar.

Asï, segïn un primer objeto, la presente invenciïn propone una rueda, en particular para una bicicleta, que comprende una llanta circular, un buje central en la llanta y unos radios que unen dicho buje a dicha llanta, estando dichos radios constituidos por un material compuesto, caracterizada porque los radios estïn emparejados de dos en dos, a uno y otro lado del plano medio de la rueda, y estïn fijados sin tensiïn por sus extremos en el buje y en la llanta.

La rueda de la presente invenciïn tiene la ventaja de tener unos radios de material compuesto solidarios a la llanta y al buje en sus extremos y desprovistos de tensiïn. Una rueda de este tipo tiene una rigidez muy grande asï como una masa muy baja que implica una inercia pequeïa en rotaciïn en comparaciïn con las ruedas de material compuesto tradicionales. Ademïs, la estructura de radios emparejados de dos en dos con respecto al plano medio de la rueda permite reducir considerablemente el nïmero de radios necesarios para obtener una rigidez satisfactoria de la rueda; en la prïctica, el nïmero de radios se puede reducir asï a 12, seis para cada paraguas de la rueda, lo cual permite aïn reducir considerablemente la masa total de la rueda, permitiendo asï obtener un par de ruedas delantera-trasera con una masa total del orden de 1 kg.

De acuerdo con una primera caracterïstica preferida de la invenciïn, la llanta y el buje de la rueda estïn esencialmente pero no de manera necesariamente exclusiva, constituidos por un material compuesto que comprende fibras de carbono impregnadas de un agente ligante termoendurecible, por ejemplo, una resina epoxi. Un material de este tipo tiene la ventaja de conferir una resistencia muy grande en compresiïn y tracciïn, una rigidez muy grande y una masa muy pequeïa.

De acuerdo con una caracterïstica ventajosa, los radios tienen un espesor variable en toda su longitud entre el buje y la llanta. Los radios tienen en particular una secciïn longitudinal sustancialmente cïnica o troncocïnica en toda su longitud entre el buje y la llanta, con un espesor de materia decreciente desde el buje hacia la llanta.

Preferentemente, con el fin de conservar una buena estabilidad geomïtrica y una buena resistencia en compresiïn y tracciïn, los radios estïn pegados con una resina termoendurecible por sus extremos en el buje y en la llanta, en unos alojamientos previstos al efecto.

Siempre segïn la invenciïn y con el fin de reforzar la resistencia en compresiïn y tracciïn de los pares de radios, la llanta comprende un refuerzo de espesor en las zonas de inserciïn de los radios, cerca del borde de fuga.

En un modo de realizaciïn particular de la rueda de la invenciïn, los radios presentan un extremo de inserciïn acodado en la llanta. Dicho extremo acodado resulta ser considerablemente ventajoso cuando la llanta de la rueda es una llanta perfilada.

Siempre de forma ventajosa, la rueda propuesta por la invenciïn comprende unos topes de bloqueo de los radios a nivel de los extremos de inserciïn de dichos radios en la llanta. De forma ventajosa, estos topes son unos topes internos y externos a la llanta, situados a uno y otro lado del borde de fuga de la llanta de tal manera que se bloquean eficazmente los radios en la llanta.

Ademïs, los topes de bloqueo estïn constituidos, de forma ventajosa, por un material compuesto.

Tambiïn de forma ventajosa, los radios emparejados estïn solidarizados de dos en dos por sus extremos de inserciïn en la llanta mediante una resina termoendurecible.

Siempre segïn la invenciïn, los radios estïn fijados y orientados por el lado buje sobre unas bridas solidarias al buje segïn unas direcciones radiales de la rueda, perpendicularmente al eje del buje.

Una estructura de este tipo confiere equilibrio y rigidez a la rueda, y participa en la buena inercia en rotaciïn de la rueda.

Por otra parte, si la rueda es una rueda trasera, conviene que los radios puedan transmitir el esfuerzo de par del buje y en este caso al menos ciertos radios, preferentemente los radios de... [Seguir leyendo]

1. Rueda (1) , en particular para bicicleta, que comprende una llanta circular (2) , un buje (3) central a la llanta, y unos radios (4) que unen dicho buje (3) a dicha llanta (2) , estando dichos radios constituidos por un material

compuesto polimerizado, caracterizada porque los radios (4) estïn emparejados de dos en dos a uno y otro lado del plano medio de la rueda y estïn fijados sin tensiïn por sus extremos en el buje (3) y en la llanta (2) , estando dichos radios solidarizados uno al otro por su extremo en el interior de la llanta.

2. Rueda segïn la reivindicaciïn 1, caracterizada porque los radios (4) poseen un espesor variable en toda su 10 longitud entre el buje y la llanta.

3. Rueda segïn una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque los radios poseen una secciïn longitudinal sustancialmente cïnica o troncocïnica en toda su longitud entre el buje y la llanta.

4. Rueda segïn una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los radios estïn pegados con una resina termoendurecible por sus extremos (41, 42) sobre el buje y en la llanta, en unos alojamientos previstos al efecto.

5. Rueda segïn una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque comprende unos topes de bloqueo de los radios en la inserciïn en la llanta. 20

6. Rueda segïn la reivindicaciïn 5, caracterizada porque comprende unos topes (11, 13) internos y externos a la llanta de bloqueo de los radios en la llanta.

7. Rueda segïn una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizada porque los topes de bloqueo estïn constituidos por 25 materiales compuestos.

8. Rueda segïn una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la llanta comprende en las zonas de inserciïn (9) de los radios un refuerzo (10) de espesor.

9. Rueda segïn una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque los radios presentan un extremo (42) acodado de inserciïn en la llanta.

10. Rueda segïn una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los radios (4) emparejados estïn solidarizados de dos en dos por sus extremos (42) en la llanta (2) por una resina termoendurecible. 35

11. Rueda segïn una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque los radios (4) estïn fijados y orientados del lado buje (3) sobre unas bridas solidarias (5, 6) al buje segïn unas direcciones radiales de la rueda, perpendicularmente al eje del buje.

12. Rueda segïn una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque por lo menos ciertos radios (4) , preferentemente los radios de un mismo paraguas de rueda, estïn fijados y orientados sobre dicha brida (6) de buje segïn una direcciïn tangente a dicha brida de buje.

13. Rueda segïn una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque los radios, la llanta y el buje de la rueda 45 estïn constituidos por un material compuesto que comprende unas fibras de carbono impregnadas de un agente ligante termoendurecible.

14. Procedimiento de realizaciïn de una rueda (1) segïn una de las reivindicaciones 1 a 13, comprendiendo dicha rueda una llanta, un buje y unos radios fabricados independientemente unos de otros, comprendiendo dicho 50 procedimiento las siguientes etapas :

a) instalaciïn de una llanta (2) y de un buje (3) de rueda constituidos por un material compuesto sobre una plantilla,

b) inserciïn de los extremos de radios (4) constituidos por un material compuesto, emparejados de dos en dos, en unos alojamientos formados al efecto en el buje y la llanta, formando dos paraguas de radios,

c) inyecciïn de un agente ligante termoendurecible en los alojamientos de inserciïn de los extremos de los radios y 60 d) enlace de los radios a la llanta y al buje por polimerizaciïn en horno.

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