Dispositivo anticaída para un vehículo de dos ruedas.

Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) equipado con neumáticos,

moviéndose el centro de gravedad (G) del vehículo sobre una trayectoria circular de centro O y radio R a una velocidad V, formando el plano medio (P) del vehículo, que contiene el centro de gravedad (G), un ángulo de caída (C) con el plano vertical (XZ) tangente a la trayectoria, aumentando el ángulo de caída (C) con la velocidad V del vehículo y pudiendo variar entre un ángulo cero y un ángulo límite (Clim) más allá del cual se pierde la adherencia transversal de los neumáticos provocando la caída del vehículo, estando fijado el dispositivo anticaída (2) lateralmente en el costado del vehículo interior a la trayectoria, y limitando el ángulo de caída (C), cuando la velocidad V aumenta, hasta un ángulo máximo (Cmax) estrictamente superior al ángulo límite (Clim), caracterizado por que el dispositivo anticaída (2) comprende una rueda de seguridad (3) de centro (G1) cuyo plano medio (P1) corta el plano medio (P) del vehículo a lo largo de una linea recta situada por encima del suelo y forma un ángulo (a) que difiere del ángulo máximo (Cmax) en a lo sumo 5º, un medio (4) para ajustar el ángulo máximo (Cmax) y un medio (5) de unión entre la rueda de seguridad (3) y el vehículo (1).

Dispositivo anticaída para un vehículo de dos ruedas La invención tiene por objeto un dispositivo anticaída para un vehículo de dos ruedas.

Aunque no está limitada a esta aplicación, la invención se describirá más particularmente con referencia a un dispositivo anticaída para un vehículo de dos ruedas de tipo bicicleta.

El desarrollo y la puesta a punto de un neumático, en particular para un vehículo de dos ruedas, necesitan la realización de ensayos en el vehículo. Entre los ensayos realizados, los ensayos de adherencia de un neumático, en particular sobre un suelo mojado, son de una gran importancia para apreciar las prestaciones del neumático en términos de seguridad. Un ensayo de adherencia (el documento EP 1.142.779) corrientemente utilizado es un ensayo de adherencia transversal de un vehículo de dos ruedas que se desplaza en una trayectoria circular a una velocidad dada sobre un suelo mojado. Este ensayo simula el comportamiento de un neumático cuando el vehículo toma una curva y, en particular, su capacidad de adherencia transversal, es decir según una dirección perpendicular a la trayectoria del vehículo. El documento WO2009147235 define un procedimiento de estimación de la adherencia transversal de un par de neumáticos mediante un análisis comparativo.

Se sabe que un vehículo de masa M, cuyo centro de gravedad se desplaza en una trayectoria circular de radio R, a una velocidad V, está sometido a una fuerza centrífuga F = M*V2/R, que tiende a hacer salir al vehículo de su trayectoria. Para que el vehículo permanezca en su trayectoria, la interfaz de los neumáticos con el suelo debe generar una fuerza centrípeta que equilibre la fuerza centrífuga. Esta fuerza centrípeta es generada por la adherencia de los neumáticos con el suelo que desarrolla entonces una fuerza de rozamiento transversal FY aplicada sobre el neumático. La fuerza de rozamiento transversal FY, que es la resultante de las fuerzas de rozamiento aplicadas en los dos neumáticos del vehículo de dos ruedas, depende de la carga vertical FZ aplicada por el vehículo sobre el suelo, del estado del suelo y del material de los neumáticos en contacto con el suelo. Se define de este modo que F = FY/FZ. Para permitir al vehículo seguir la trayectoria deseada a la velocidad deseada, F debe ser a lo sumo igual al coeficiente de adherencia disponible en la interfaz neumático/suelo denominado igualmente coeficiente de rozamiento.

Es igualmente conocido que un vehículo de dos ruedas cuyo centro de gravedad se desplaza en una trayectoria circular de radio R, con una velocidad dada V, forma con el plano vertical tangente a la trayectoria un ángulo C orientado hacia el interior de la trayectoria, denominado ángulo de caída. Más precisamente, el ángulo de caída es el ángulo que forma el plano medio del vehículo, es decir el plano de simetría de la estructura del vehículo que contiene el centro de gravedad del vehículo, con el plano vertical tangente a la trayectoria. La tangente del ángulo de caída C es proporcional a la fuerza centrífuga, es decir a la resultante de las fuerzas de adherencia FY sobre los neumáticos, y se verifica la relación tg (C) = V2/R.g, en donde g es la aceleración de la gravedad. Así para una trayectoria circular dada de radio R y un coeficiente de adherencia dado, cuando la velocidad V aumenta, el ángulo de caída (C) aumenta hasta un ángulo límite, que corresponde al límite de adherencia, más allá del cual los neumáticos deslizan sobre el suelo, lo que provoca la caída del vehículo y de su conductor.

La determinación del ángulo límite, para una trayectoria circular y un coeficiente de adherencia dados, es difícil de realizar con un vehículo de dos ruedas tradicional, pues es difícil para el conductor mantenerse en este ángulo límite con objeto de medirlo sin caerse.

Los inventores se han propuesto como objetivo impedir la caída de un vehículo de dos ruedas y de su conductor cuando el ángulo de caída alcanza el ángulo límite correspondiente al límite de adherencia de los neumáticos, para una trayectoria circular y un coeficiente de adherencia dados, permitiendo la medida de este ángulo límite.

Este objetivo se ha alcanzado, según la invención, mediante un dispositivo anticaída para un vehículo de dos ruedas equipado con neumáticos, el centro de gravedad G del vehículo se desplaza en una trayectoria circular de centro O y de radio R a una velocidad V, el plano medio del vehículo, que contiene el centro de gravedad G, forma con el plano vertical tangente a la trayectoria un ángulo de caída, el ángulo de caída aumenta con la velocidad V y puede variar entre un ángulo nulo y un ángulo límite más allá del cual hay una pérdida de adherencia transversal de los neumáticos, lo que provoca la caída del vehículo, el dispositivo anticaída está fijado lateralmente en el lado del vehículo interior a la trayectoria, y limita el ángulo de caída, cuando la velocidad V aumenta, hasta un ángulo máximo estrictamente superior al ángulo límite, el dispositivo anticaída comprende una rueda de seguridad cuyo plano medio corta el plano medio del vehículo según una línea recta situada por encima del suelo formando un ángulo que difiere del ángulo máximo a lo sumo 5º, un medio de ajuste del ángulo máximo y un medio de unión entre la rueda de seguridad y el vehículo.

En el presente documento se denomina:

dirección longitudinal: la dirección tangente a la trayectoria en un punto de la trayectoria, dirección transversal: la dirección perpendicular a la trayectoria en un punto de la trayectoria,

dirección vertical: la dirección perpendicular al plano definido por las direcciones respectivamente longitudinal y transversal, plano vertical tangente a la trayectoria: el plano definido por las direcciones respectivamente longitudinal y vertical, plano horizontal: el plano definido por las direcciones respectivamente longitudinal y transversal.

El dispositivo anticaída de la invención permite alcanzar sin caer el ángulo límite, a partir del cual hay una pérdida de adherencia de los neumáticos. En tanto que el vehículo tiene un ángulo de caída inferior al ángulo límite, los neumáticos ruedan de forma adherente al suelo y el vehículo se desplaza en su trayectoria. En cuanto se alcanza el ángulo límite, los neumáticos comienzan a deslizar y el ángulo de caída aumenta muy rápidamente. El ángulo de caída es entonces bloqueado por el dispositivo anticaída en un ángulo máximo superior al ángulo límite: lo que permite por una parte evitar la caída del vehículo y de su conductor, y por otra parte permite al vehículo seguir su desplazamiento en su trayectoria.

El principio de un ángulo de inclinación máximo de la rueda estrictamente superior al ángulo límite de adherencia permite por lo tanto medir durante un ensayo este ángulo límite, ya que éste está comprendido en el intervalo de los ángulos de caída permitidos. Este principio de bloqueo del ángulo de caída tras la pérdida de adherencia no está adaptado para un dispositivo de seguridad clásico en el que se busca a priori un bloqueo del ángulo de caída antes de haber alcanzado el límite de adherencia.

En la práctica el ángulo de inclinación máximo de la rueda del dispositivo anticaída está regulado inicialmente en un valor predeterminado, lo que permite una velocidad máxima dada, que es función del radio de la trayectoria y del coeficiente de adherencia del suelo. Si la pérdida de adherencia de los neumáticos se produce a una velocidad inferior a esta velocidad máxima permitida, es decir con un ángulo límite inferior al ángulo máximo predeterminado, el ángulo límite y la velocidad límite correspondiente pueden ser determinados con este ajuste del ángulo máximo. Por el contrario, si la pérdida de adherencia no se produce para una velocidad inferior a la velocidad máxima permitida, es decir para un ángulo límite inferior al ángulo máximo predeterminado, es necesario un ajuste del ángulo máximo en un valor más elevado.

El dispositivo anticaída es fijado lateralmente en el lado del vehículo interior a la trayectoria, es decir en el lado en el que se inclina el vehículo. Una fijación lateral significa que el dispositivo anticaída está sensiblemente situado en el eje del centro de gravedad del vehículo, es decir ni al nivel de la rueda trasera, ni al nivel de la rueda delantera, sino entre las dos ruedas.

El dispositivo anticaída comprende una rueda de seguridad cuyo plano medio corta el plano medio del vehículo según una línea recta situada por encima del suelo formando un ángulo que difiere del ángulo máximo a lo sumo 5º, un medio de ajuste del ángulo máximo y un medio de unión... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) equipado con neumáticos, moviéndose el centro de gravedad (G) del vehículo sobre una trayectoria circular de centro O y radio R a una velocidad V, formando el plano medio (P) del vehículo, que contiene el centro de gravedad (G) , un ángulo de caída (C) con el plano vertical (XZ) tangente a la trayectoria, aumentando el ángulo de caída (C) con la velocidad V del vehículo y pudiendo variar entre un ángulo cero y un ángulo límite (Clim) más allá del cual se pierde la adherencia transversal de los neumáticos provocando la caída del vehículo, estando fijado el dispositivo anticaída (2) lateralmente en el costado del vehículo interior a la trayectoria, y limitando el ángulo de caída (C) , cuando la velocidad V aumenta, hasta un ángulo máximo (Cmax) estrictamente superior al ángulo límite (Clim) , caracterizado por que el dispositivo anticaída (2) comprende una rueda de seguridad (3) de centro (G1) cuyo plano medio (P1) corta el plano medio (P) del vehículo a lo largo de una linea recta situada por encima del suelo y forma un ángulo (a) que difiere del ángulo máximo (Cmax) en a lo sumo 5º, un medio (4) para ajustar el ángulo máximo (Cmax) y un medio (5) de unión entre la rueda de seguridad (3) y el vehículo (1) .

2. Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que el ángulo máximo (Cmax) es al menos igual a 10º y a lo sumo igual a 60º, y preferiblemente al menos igual a 20º y a lo sumo igual a 45º.

3. Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el centro (G1) de la rueda de seguridad (3) está situado a una distancia (L) del plano medio (P) del vehículo (1) , de tal modo que el centro (G1) de la rueda de seguridad (3) describe una trayectoria circular, cuyo centro (O1) es coaxial con el centro (O) de la trayectoria circular del centro de gravedad (G) del vehículo, y cuyo radio (R1) es a lo sumo igual al radio (R) de la trayectoria circular del centro de gravedad (G) del vehículo.

4. Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el centro (G1) de la rueda de seguridad (3) está situado sensiblemente en el plano vertical (YZ) que pasa por el centro de gravedad (G) del vehículo y es perpendicular al plano medio del vehículo (1) .

5. Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la línea recta (D1) , que es la intersección entre el suelo sensiblemente horizontal y el plano medio (P1) de la rueda de seguridad (3) en contacto con el suelo, forma con la línea recta (D) , que es la intersección del plano medio (P) del vehículo (1) con el suelo sensiblemente horizontal, un ángulo de apertura (d) comprendido entre 0º y 5º.

6. Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el medio de ajuste (4) está destinado a obtener de un número discreto de valores del ángulo máximo (Cmax) en el intervalo [10º, 60º].

7. Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el medio de ajuste (4) está destinado a obtener de cualquier valor del ángulo máximo (Cmax) en el intervalo [10º, 60º].

8. Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el medio de ajuste (4) está situado entre la rueda de seguridad (3) y el medio de unión (5) .

9. Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) según la reivindicación 1 a 8, caracterizado por que el medio de ajuste (4) está fijado de forma extraíble a la rueda de seguridad (3) y al medio de unión (5) .

10. Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) según la reivindicación 1 a 9, caracterizado por que el medio de ajuste (4) es ajustable según una dirección fija con el fin de obtener un ángulo máximo (max) dado en el intervalo [10º, 60º].

11. Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el medio de unión (5) comprende una estructura tubular indeformable.

12. Dispositivo anticaída (2) para un vehículo de dos ruedas (1) según la reivindicación 1 a 11, caracterizado por que el medio de unión (5) comprende una estructura tubular indeformable metálica, preferiblemente de aluminio.

13. Vehículo de dos ruedas (1) equipado con un dispositivo anticaída según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.