ES2208021A1 - Rueda para vehiculos. - Google Patents

Abstract

Rueda para vehículos, especialmente vehículos de dos ruedas del tipo de alta potencia y comprende un cubo provisto con un eje de giro, radios, y una llanta, que está configurada para el alojamiento de un neumático. Además, la rueda presenta un dispositivo para la optimización aerodinámica. Para mejorar el coeficiente de resistencia del aire de la rueda y, por consiguiente, también del vehículo equipado con ella, el dispositivo se forma por medio de un elemento de guía radial previsto cerca de al menos una pestaña de la llanta y dirigido hacia el eje de giro, que se extiende a distancia hacia un plano medio longitudinal radial de la rueda y cuyo lado exterior visto en una sección transversal radial a través de la rueda representa con un contorno exterior del neumático un perfil al menos aproximadamente aerodinámico.

Description

Rueda para vehículos.

La invención se refiere a una rueda para vehículos, especialmente vehículos de dos ruedas del tipo de alta potencia según el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente.

Se conoce por el documento DE 87 11 424 U1 una rueda para motocicletas, en la que entre la llanta y el cubo están previstos radios. Los radios están provistos con una prevención aerodinámica, que se forma por medio de una configuración de sección transversal en forma de rombo sobre la longitud del radio respectivo.

En el documento FR 2 340 829 se trata de una rueda para bicicleta, que está provista con radios de alambre. Dichos radios de alambre, donde se emplean entre 28 y 36 radios de alambre por rueda, presentan un perfil dinámico para la reducción del coeficiente de resistencia del aire.

Se desprende del documento EP 0 368 480 B2 una rueda que presenta una llanta, un cubo y varios radios, donde los radios se extienden radialmente entre la llanta y el cubo. Cada radio está configurado con un perfil aerodinámico, que está provisto con una relación definitiva sobre toda su longitud.

Las ruedas de las citas bibliográficas descritas adolecen el inconveniente de que solamente en los radios están aplicadas medidas aerodinámicas para la reducción del coeficiente de resistencia del aire.

El cometido de la invención es optimizar aerodinámicamente regiones definidas de una rueda para vehículos, especialmente vehículos de dos ruedas del tipo de alta potencia, de manera que se reduce significativamente el coeficiente de resistencia del aire de la rueda propiamente dicha y del vehículo.

Este cometido se soluciona según la invención por medio de las características de la reivindicación 1 de la patente. Otras características que configuran la invención están contenidas en las reivindicaciones dependientes.

Las ventajas conseguidas principalmente con la invención se pueden ver en que los elementos de guía en los lados longitudinales de la llanta, en combinación con el neumático, forman un perfil al menos aproximadamente aerodinámico, por ejemplo en forma de gota, que está expuesto, en efecto, en virtud de las particularidades de diseño directamente a la corriente de entrada del aire y, por lo tanto, influye favorablemente durante la marcha en una extensión considerable sobre el coeficiente de resistencia del aire de la rueda y con ello también del vehículo. Así, investigaciones con un vehículo de dos ruedas motorizado han dado como resultado que a una velocidad de reverencia de 140 km/h y la misma concepción básica, incluida la potencia del motor, pero con la rueda que presenta los elementos de guía, es 5 km/h más rápida que con una rueda sin dichos elementos de guía. Los elementos de guía formados por piezas anulares pueden estar previstos, como componentes separados, en ambos lados longitudinales de la rueda que incluyen las pestañas de la llanta y son fijados en la superficie radial de las pestañas de la llanta, por ejemplo por encolado. De esta manera, también las ruedas de venta en el comercio se pueden equipar de una manera sencilla con los elementos de guía.

En lugar de la aplicación de los elementos de guía en las superficies radiales de las pestañas de la llanta, existe también la posibilidad de proveerlas en cada caso con una prolongación dirigida hacia un plano medio longitudinal radial de la rueda y que sirve para su fijación. Esta prolongación se mantiene en posición con un brazo en una nervadura radial distanciada de la llanta por medio de tornillos, encolado o similar. Por razones de peso, los elementos de guía pueden estar constituidos por metal ligero, plástico, material compuesto -plástico reforzado con fibra CFK- o similar.

En otra concepción de la rueda, también es concebible fabricar los elementos de guía de una pieza con la llanta o bien con la rueda. Por último, para la reducción adicional del coeficiente de resistencia del aire, también los radios pueden proveerse con un perfil aerodinámico que, en combinación con los elementos de guía, conduce a una mejora del coeficiente Cw de alto rango en una rueda y, por consiguiente, también, en un vehículo.

En el dibujo se muestran ejemplos de realización de la invención, que se describen en detalle a continuación. En este caso:

La figura 1 muestra una vista principal de una rueda que está montada como rueda delantera, por ejemplo en un vehículo de dos ruedas motorizado del tipo de alta potencia.

La figura 2 muestra una sección según la línea II-II de la figura 1 con una primera forma de realización.

La figura 3 muestra una representación de principio de un perfil aerodinámico.

La figura 4 muestra una vista parcial correspondiente a la figura 2 con una segunda forma de realización.

La figura 5 muestra una vista parcial correspondiente a la figura 2 con una tercera forma de realización.

La figura 6 muestra una vista parcial correspondiente a la figura 2 con una cuarta forma de realización.

La figura 7 muestra una vista parcial correspondiente a la figura 2 con una quinta forma de realización.

La figura 8 muestra una sección según la línea IIX-IIX de la figura 1.

De un vehículo de dos ruedas motorizado del tipo de alta potencia, cuya dirección de la marcha está designada con F, solamente se representa una horquilla delantera 1, que está conectada con una rueda 2. La rueda 2 que presenta el sentido de giro DR y está expuesta a la corriente de aire LS, que está constituida de metal ligero, plástico o similar, comprende un cubo 3 con un eje de giro 4, radios 5, 6, 7, 8 así como 9 y una llanta 10. La llanta 10 está configurada para el alojamiento de un neumático 12 provisto con un contorno exterior 11 y presenta a tal fin una sección transversal en forma de U, que está dispuesta simétricamente a un plano medio longitudinal radial A-A de la rueda 2 y posee una nervadura transversal 15 que conecta los brazos 13 y 14; los brazos 13 y 14 forman al mismo tiempo pestañas 16 y 17 de la llanta.

En la rueda 2 está previsto un dispositivo 18, que es atacado por la corriente de aire LS, para la optimización aerodinámica, que presenta elementos de guía radiales 19, 20, que están previstos cerca de las pestañas 16, 17 de la llanta y están alineados hacia el eje de giro 4 del cubo 3.

En este caso, los lados exteriores 21, 22 de los elementos de guía 19, 20, vistos en una sección transversal radial de la rueda -figura 2- forman, conjuntamente con el contorno exterior 11 de la llanta 12, un perfil 23 al menos aproximadamente aerodinámico, por ejemplo en forma de gota, que se representa a modo de ejemplo en 24 y 25 con líneas discontinuas. En la figura 3 se representa un perfil 26 aerodinámico ideal, porque tiene forma de gota, en el que la corriente de aire puede atacar en gran medida sin turbulencia -laminar- y puede salir, lo que influye de una manera favorable sobre el valor Cw -coeficiente de resistencia del aire-.

Aunque se puede conseguir una reducción del valor Cw ya con un elemento de guía, por ejemplo 19, los dos elementos de guía 19 y 20, que están previstos en los lados longitudinales 28 y 29 que incluyen las pestañas 16, 17 de la llanta, proporcionan relaciones claramente más favorables; los lados longitudinales 28 y 29 como también los brazos 13 y 14 o bien las pestañas 16 y 17 de la llanta están dispuestos simétricamente a un plano medio longitudinal radial A-A de la rueda 2. El espesor D de los elementos de guía 19, 20 -vistos en la dirección radial- puede ser por zonas constante de 0,8 a 2,5 mm; no obstante, también es concebible proveerlos con un perfil que se puede calcular empíricamente.

En la primera forma de realización según la figura 2, los lados exteriores 21, 22 se extienden desde los lados longitudinales 28, 29 hacia un lado interior 30 de la rueda o bien hacia el plano medio longitudinal A-A en un ángulo \alpha de entre 5° y 9°. En este caso, las regiones extremas libres 31 de los elementos de guía 19, 20, que están dirigidos hacia el eje de giro 4, se extienden desde los lados longitudinales 28, 29 hacia el lado interior 30 de la rueda aproximadamente en un ángulo \beta de 45°. Estas regiones extremas 31 actúan, en una configuración correspondiente, como cantos de ruptura aerodinámicos.

Según la figura 4 -segunda forma de realización- los lados exteriores 21, 22 de los elementos de guía 19, 20 se alejan de los lados longitudinales 28, 29 y tienden hacia un lado exterior 32 de la rueda, y en concreto en un ángulo \gamma de entre 5° y 9°. En la figura 5 -tercera forma de realización- los lados exteriores 21, 22 están alineados paralelamente a los lados longitudinales 28, 29.

Los elementos de guía 19, 20 se apoyan, como se representa en la figura 2, en superficies externas radiales 33, 34 de las pestañas 16, 17 de la llanta y dichos elementos de guía están fijados allí por medio de encolado, tornillos o similar. Cada elemento de guía, por ejemplo 19, cuyo lado exterior 21 alineado aproximadamente tangencial a una pared lateral 35 del neumático 12 se puede configurar convexo, puede estar constituido de metal ligero, material compuesto (plástico reforzado con fibra CFK), plástico u otro material adecuado y se puede formar por una pieza anular 36, y en concreto con un diámetro interior DI y DA, con lo que se define la longitud L; esta última tiene una influencia sobre el efecto aerodinámica de los elementos de guía 19 y 20 y se puede calcular, por ejemplo, empíricamente. El diámetro exterior DA de la pieza anular 36 se forma por una extensión de la pestaña 16 de la llanta que sirve como tope 37 para el elemento de guía 19. La pieza anular 36 puede estar formada de varias partes y puede estar constituida de dos semipiezas anulares 38 y 39 - figura 1-, que están unidas en un plano de separación C-C.

El elemento de guía 19 según la figura 6 -cuarta forma de realización- está provisto con una prolongación 40 dirigida hacia el plano medio longitudinal radial A-A, que sirve para la fijación de dicho elemento de guía. La prolongación 40, que forma constructivamente una unidad con el elemento de guía 19, es un perfil angular 41 con una primera sección angular 42 y una segunda sección angular 43. La primera sección angular 42 sigue un contorno interior 44 o bien la nervadura transversal 15 de la llanta 10, la segunda sección angular 43 se apoya en una nervadura radial 45 de la llanta separada de la llanta 10, que está alineada hacia el eje de giro 4. En la nervadura 45 de la llanta está fijada la segunda sección angular 43 con la intervención de tornillos 46. Pero existe también la posibilidad de mantener en posición la sección angular 43 en la nervadura 45 de la llanta por medio de encolado.

En la figura 7 se representa una quinta forma de realización, en la que el elemento de guía 19 y la llanta 10 o bien la rueda 2 están fabricados de una pieza. En este caso, tanto un plástico adecuado como también metal ligero correspondiente son apropiados para la fabricación de la rueda 2.

Con los elementos de guía 19, 20, que están integrados en el primer perfil aerodinámico 23, se consigue ya una mejora significativa del coeficiente de resistencia del aire de la rueda y del vehículo. No obstante, si los radios 5, 6, 7, 8, y 9 se proveen también con un tercer perfil aerodinámico 47, como se muestra en la figura 8, entonces se consigue una optimización adicional de la circulación de la rueda 2. El perfil 47 se extiende sobre una longitud esencial de dichos radios, que pueden estar provistos, por razones de peso, con un espacio hueco 48.

Claims (18)

1. Rueda para vehículos, especialmente vehículos de dos ruedas del tipo de alta potencia, que comprende un cubo provisto con un eje de giro, radios, y una llanta, que está configurada para el alojamiento de un neumático, donde la rueda presenta un dispositivo para la optimización aerodinámica, caracterizada porque el dispositivo (18) se forma por medio de un elemento de guía (19, 20) radial previsto cerca de al menos una pestaña (16, 17) de la llanta (10) y dirigido hacia el eje de giro (4) del cubo (3), que se extiende a distancia hacia un plano medio longitudinal radial (A-A) de la rueda (2) y cuyo lado exterior (21, 22) -visto en una sección transversal radial a través de la rueda (9)- representa con un contorno exterior (11) del neumático (11) un perfil (23) al menos aproximadamente aerodinámico.

2. Rueda según la reivindicación 1, caracterizada porque en ambos lados longitudinales (28, 29) de la llanta (10) de la rueda (2), que incluyen las pestañas de la llanta (16, 17), están previstos elementos de guía (19, 20).

3. Rueda según la reivindicación 2, caracterizada porque al menos los lados exteriores (21, 22) de los elementos de guía (19, 20) se extienden desde los lados longitudinales (28, 29) de la rueda (2) hacia un lado interior (30) de la rueda en un ángulo (\alpha) de entre 5º y 9º.

4. Rueda según la reivindicación 2, caracterizada porque al menos los lados exteriores (21, 22) de los elementos de guía (19, 20) se extienden desde los lados longitudinales (28) de la rueda (2) hacia un lado exterior (32) de la rueda en un ángulo (\gamma) de entre 5º y 9°.

5. Rueda según la reivindicación 2, caracterizada porque al menos los lados exteriores (21, 22) de los elementos de guía (19, 20) se extienden, por ejemplo por secciones, aproximadamente paralelos al plano medio longitudinal radial (A- A).

6. Rueda según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los elementos de guía (19, 20) se apoyan en superficies exteriores radiales (33, 34) de las pestañas (16, 17) de la llanta.

7. Rueda según la reivindicación 6, caracterizada porque los elementos de guía (19, 20) están fijados en las superficies (33, 34) de las pestañas (16, 17) de la llanta, por ejemplo por encolado.

8. Rueda según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque cada elemento de guía se forma, por ejemplo, por una pieza anular (36).

9. Rueda según la reivindicación 8, caracterizada porque la pieza anular (36) está formada de varias partes y está constituida, por ejemplo, de dos semipiezas anulares (38, 39).

10. Rueda según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las regiones extremas (21) libres, dirigidas hacia el eje de giro (4), de los elementos de guía (19, 20) se extienden desde los lados longitudinales (28, 29) de la llanta (10) hacia un lado interior (30) de la rueda aproximadamente en un ángulo (\beta) de 45°.

11. Rueda según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos el lado exterior (21, 22) de los elementos de guía (19, 20) está configurado convexo.

12. Rueda según la reivindicación 8, caracterizada porque el diámetro mayor (DA) de la pieza anular (36) está limitado por una extensión que sirve como tope (37) para el elemento de guía (19).

13. Rueda según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los lados exteriores (21, 22) de los elementos de guía (19, 20) están alineados aproximadamente tangenciales a las paredes laterales (35) de la llanta (12).

14. Rueda según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque cada elemento de guía (por ejemplo, 19) está provisto con una prolongación (40) dirigida hacia un plano medio longitudinal radial (A- A) de la rueda (29), que sirve para la fijación del elemento de guía (19).

15. Rueda según la reivindicación 14, caracterizada porque la prolongación (40) se mantiene en posición con una sección angular (43) en una nervadura radial (45) de la llanta, separada de la llanta (10), por ejemplo por medio de tornillos, encolado o similar.

16. Rueda según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los elementos de guía (19, 20) están constituidos de metal ligero, material compuesto, plástico o similar.

17. Rueda según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los elementos de guía (19, 20) están fabricados de una pieza con la llanta (10) o bien con la rueda (2).

18. Rueda con varios radios según la reivindicación 1, caracterizada porque los radios (5, 6, 7, 8, 9) están provistos con un perfil aerodinámico (47).