MX2015000154A - Rueda de bicicleta con construccion lateral unitaria. - Google Patents

Abstract

Una rueda que tiene un plano longitudinal normal a un eje de rotación. La rueda tiene un rin con superficies laterales en lados opuestos del plano longitudinal. Un cubo se dispone de manera concéntrica en relación con el rin. Dos elementos laterales unitarios se disponen en lados opuestos del plano longitudinal y se acoplan al rin y a porciones terminales del cubo. Cada uno de los elementos laterales unitarios tiene una pared lateral anular, una porción de brida y una pluralidad de rayos que no cruzan el plano longitudinal y que interconectan de manera integral la pared lateral anular y la porción de brida. Una porción terminal de cada rayo de un elemento lateral se asocia a la porción terminal de un rayo alineado del otro elemento lateral adyacente a la pared lateral para impedir que las porciones terminales asociadas se alejen entre sí.

Description

RUEDA DE BICICLETA CON CONSTRUCCIÓN LATERAL UNITARIA CAMPO DE LA INVENCIÓN Las modalidades de la presente invención se dirigen a ruedas de bicicleta, incluyendo ruedas de bicicleta a base de fibras.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las ruedas de bicicleta convencionales de la téenica anterior típicamente se elaboran de metal, tal como el aluminio y/o aleaciones de aluminio, que pueden soportar las fuerzas esperadas encontrado durante el uso en una bicicleta. Estas ruedas de bicicleta de la técnica anterior incluyen un rin metálico, cubo central metálico, y una pluralidad de rayos metálicos que se atornillan o se unen de manera ajustable de otro modo al rin y/o al cubo. Las ruedas de aluminio pueden ser pesadas y a menudo proporcionan un rodaje bastante duro. Otras ruedas de bicicleta de la técnica anterior incluyen componentes elaborados de material de peso ligero, tal como fibra de carbono u otros materiales de fibras compuestas. Un ejemplo de la rueda de fibras compuestas se da a conocer en la Solicitud de Patente de E.U. pendiente en común del Solicitante No. 12/709,178 (Publicación No. 2010/0301663), presentada el 19 de febrero de 2010, titulada Ruedas de Bicicleta de Fibras Compuestas, la cual se incorpora en este documento en su totalidad para referencia a la misma. Las ruedas de fibra de carbono típicamente se construyen al formar, individual e independientemente, diversos componentes de fibra de carbono completamente curados de la rueda, tal como el rin, rayos, brida, etc. Estos múltiples componentes individuales entonces se ensamblan en conjunto en una guía mecánica, u otra estructura, y se enlazan en conjunto para formar la rueda. El alineamiento de los componentes, uno en relación con otro, debe ser exacto, y los empalmes entre todos los componentes deben analizarse e inspeccionarse. La rueda de fibra de carbono resultante es una excelente rueda de rodaje suave de peso ligero, aunque el proceso de elaboración puede ser tardado y laborioso.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Esta descripción se dirige a ruedas de vehículos y métodos de fabricación relacionados, que superan los inconvenientes en la téenica anterior y proporcionan otros beneficios. Esta descripción describe ruedas para utilizarse en una bicicleta, incluyendo ruedas a base de fibras. Por lo menos un aspecto de la descripción proporciona una rueda de bicicleta con un rin con primera y segunda superficies laterales en lados opuestos de un plano longitudinal. Un cubo, que tiene una primera y segunda porciones terminales en lados opuestos del plano longitudinal, se alinea axialmente y se dispone de manera concéntrica en relación con el rin. Dos elementos laterales unitarios se disponen en lados opuestos del plano longitudinal y se acoplan al rin y al cubo. Cada uno de los elementos laterales unitarios tiene una pluralidad de rayos que interconectan de manera integral una pared lateral anular y una porción de brida.

En una modalidad, la pared lateral anular de un elemento lateral se fija a un lado del rin, y la porción de brida se fija a una porción de extremo del cubo. La pared lateral anular de los otros elementos laterales se fija al otro lado del rin, y su porción de brida se fija a la otra porción de extremo del cubo. Los rayos de los elementos laterales se encuentran en tensión entre la pared lateral y la brida del elemento lateral respectivo.

Por lo menos en una modalidad, los rayos de un primer elemento lateral se colocan en alineamiento con los rayos de un segundo elemento lateral, y cada rayo del primer y segundo elementos laterales tiene una porción terminal adyacente a las paredes laterales. La porción terminal de cada rayo del primer elemento lateral se asocia a la porción terminal de un rayo alineado del segundo elemento lateral para impedir que las porciones terminales, asociadas en conjunto, se alejen entre sí en una dirección normal al plano longitudinal.

Por lo menos en una modalidad, los elementos laterales son componentes a base de fibras que tienen primeras fibras continuas que se extienden entre la pared lateral anular y los rayos, y segundas fibras continuas que se extienden entre los rayos y la porción de brida.

Otro aspecto de la descripción proporciona un par de elementos laterales estructurales unitarios para utilizarse en una rueda que tiene un rin y cubo. Cada elemento lateral estructural unitario es un miembro de una pieza que tiene una pared lateral anular, una porción de brida, una pluralidad de rayos que interconectan de manera integral la pared lateral anular y la porción de brida. Cada pared lateral anular se configura para conectarse fijamente al rin, y cada porción de brida se configura para conectarse fijamente al cubo. La pluralidad de rayos del primer y segundo elementos laterales se configura para estar en tensión entre la pared lateral y la brida, y cada elemento lateral se configura para estar en lados opuestos de un plano longitudinal del rin sin cruzar al otro lado del plano longitudinal cuando los rayos se encuentran en tensión. Por lo menos en una modalidad, los elementos laterales son unidades a base de fibras unitarias, con primeras fibras continuas que se extienden entre la pared lateral anular y los rayos, y con segundas fibras continuas que se extienden entre los rayos y la porción de brida.

Otro aspecto de la descripción proporciona una rueda de bicicleta que puede girar alrededor de un eje de rotación y que tiene un plano longitudinal central normal al eje de rotación. La rueda tiene un rin con una primera y segunda superficies laterales en lados opuestos del plano longitudinal. Un cubo que tiene una primera y segunda porciones terminales se alinea en forma coaxial con el eje de rotación y se dispone radialmente hacia dentro del rin. Un primer elemento lateral unitario se acopla al rin y al cubo. El primer elemento lateral tiene una primera pared lateral fija al primer lado del rin, una primera porción de brida acoplada a la primera porción terminal del cubo, y una pluralidad de primeros rayos conectados de manera integral en los primeros extremos a la primera pared lateral y conectados de manera integral en los segundos extremos a la primera porción de brida. Los primeros rayos se disponen en el primer lado del plano longitudinal y se conectan a la primera pared lateral en el primer lado del plano longitudinal.

La rueda tiene un segundo elemento lateral unitario acoplado al rin y al cubo, opuesto al primer elemento lateral y en el segundo lado del plano longitudinal. El segundo elemento lateral tiene una segunda pared lateral fija al segundo lado del rin, una segunda porción de brida acoplada a la segunda porción terminal del cubo, y una pluralidad de segundos rayos conectados de manera integral en los primeros extremos a la segunda pared lateral y conectados de manera integral en los segundos extremos a la segunda porción de brida. Los segundos rayos se disponen en el segundo lado del plano longitudinal y se conectan a la segunda pared lateral en el segundo lado del plano longitudinal.

Los primeros rayos se mantienen en tensión entre la primera pared lateral y la primera porción de brida, y los segundos rayos se mantienen en tensión entre la segunda pared lateral y la segunda porción de brida. Cada uno de los primeros rayos se alinea con uno respectivo de los segundos rayos para formar un par de rayos alineados en lados opuestos del plano longitudinal. Las primeras porciones terminales de cada uno del primer y segundo rayos del par de rayos alineados se asocian en conjunto con un miembro de asociación que impide que las primeras porciones terminales del par de rayos alineados se alejen entre sí en una dirección normal al plano longitudinal.

Otro aspecto de la descripción proporciona un método para elaborar una rueda de bicicleta que tiene un rin, un cubo y un par de primer y segundo elementos laterales unitarios opuestos. La rueda tiene un eje de rotación y un plano longitudinal normal al eje de rotación. El método incluye unir el primer y segundo elementos laterales unitarios al rin, en donde cada uno de los elementos laterales tiene una pared lateral anular, una porción de brida, una pluralidad de rayos que interconectan de manera integral la pared lateral anular y la porción de brida. La pared lateral anular del primer elemento lateral unitario se une a una primera superficie lateral del rin en un primer lado del plano longitudinal, y la pared lateral anular del segundo elemento lateral unitario se une a una segunda superficie lateral del rin en un segundo lado del plano longitudinal. La porción de brida del primer elemento lateral unitario se une a una primera porción terminal del cubo en el primer lado del plano longitudinal, y la porción de brida del segundo elemento lateral unitario se une a una segunda porción terminal del cubo en el segundo lado del plano longitudinal, en donde los rayos del primer y segundo elementos laterales se mantienen en tensión entre la pared lateral y brida de la primera y segunda paredes laterales unitarias respectivas. El primer y segundo elementos laterales se colocan con los rayos del primer elemento lateral dispuesto en el primer lado del plano longitudinal y no cruzan al segundo lado del plano longitudinal, y los rayos del segundo elemento lateral se disponen en el segundo lado del plano longitudinal y no cruzan al primer lado del plano longitudinal. Cada uno de ios rayos del primer elemento lateral se alinea con uno respectivo de los rayos del segundo elemento lateral para formar un par de rayos alineados en lados opuestos del plano longitudinal. El método incluye asociar, con un miembro de asociación, las porciones terminales de cada uno de los rayos del par de rayos alineados adyacentes a las paredes laterales e impedir que las porciones terminales del par de rayos alineados se alejen entre sí en una dirección normal al plano longitudinal.

Otro aspecto de la descripción proporciona un método para elaborar una rueda para una bicicleta. El método de una modalidad comprende formar un primer y segundo elementos laterales unitarios a base de fibras que tienen, cada uno, una pared lateral anular, una porción de brida central radialmente hacia dentro de la pared lateral, y una pluralidad de rayos que se extienden entre la pared lateral y la brida central, en donde cada elemento lateral se forma al acumular una pluralidad de láminas de material a base de fibras conformada para formar la pared lateral, la brida central y los rayos con por lo menos primeras fibras continuas que se extienden entre la brida y los rayos, y por lo menos segundas fibras continuas que se extienden entre los rayos y la brida central, y curar todo el elemento lateral con calor y presión en un proceso de curado para formar un elemento lateral curado con los rayos conectados de manera integral a la pared lateral y la brida. El método también comprende colocar el primer y segundo elementos laterales adyacentes a un rin y con los rayos en alineamiento entre sí, y fijar las paredes laterales del primer y segundo elementos laterales a superficies laterales opuestas de un rin. El método también comprende colocar las bridas centrales del primer y segundo elementos laterales en un cubo, y colocar el primer y segundo elementos laterales a fin de que los rayos estén en tensión, y fijar las bridas del primer y segundo elementos laterales al cubo.

Otro aspecto de la descripción proporciona un método para elaborar elementos laterales unitarios a base de fibras para una rueda de una bicicleta. El método comprende acumular una pluralidad de láminas de material a base de fibras, conformada y ajustada en dimensiones para formar una pared lateral anular, una porción de brida central radialmente hacia dentro de la pared lateral, y una pluralidad de rayos que se extienden entre la pared lateral y la brida central, en donde por lo menos primeras fibras continuas se extienden de un lado a otro de una porción de la brida y una porción de cada uno de los rayos, y por lo menos segundas fibras continuas se extienden de un lado a otro de cada uno de los rayos y la brida central. El método también comprende curar todo el elemento lateral con calor y presión en un proceso de curado para formar un elemento lateral curado unitario con los rayos conectados de manera integral a la pared lateral y la brida central.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista isométrica parcialmente en despiece de una rueda de bicicleta, de acuerdo con una modalidad de la presente descripción.

La Figura 2 es una vista de elevación lateral de la rueda de la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en sección transversal tomada sustancialmente a lo largo de las líneas 3-3 de la Figura 2.

La Figura 4 es una vista en sección transversal tomada sustancialmente a lo largo de las líneas 4-4 de la Figura 2.

La Figura 5 es una vista en sección ampliada tomada sustancialmente en el área “Figura 5” de la Figura 3.

La Figura 6 es una vista en sección transversal tomada sustancialmente a lo largo de las líneas 6-6 de la Figura 2.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente descripción describe ruedas de bicicleta a base de fibras, incluyendo ruedas de bicicleta de fibra de carbono u otras fibras compuestas, y métodos de fabricación relacionados, de acuerdo con ciertas modalidades de la presente invención. Varios detalles específicos de las modalidades se exponen en la siguiente descripción y las Figuras, para proporcionar una comprensión completa de ciertas modalidades de la invención. Un experto en la téenica, sin embargo, comprenderá que la presente invención puede tener modalidades adicionales, y que otras modalidades de la invención pueden practicarse sin varios de los atributos específicos descrito a continuación.

La Figura 1 es una vista isométrica parcialmente en despiece de una rueda de bicicleta 10, de acuerdo con una modalidad de la presente descripción, y la Figura 2 es una vista de elevación lateral de la rueda 10. Para el propósito de establecer un marco de referencia, la rueda 10 puede girar alrededor de un eje central de rotación 12 y generalmente es simétrica alrededor de un plano longitudinal 14 normal al eje central 12. Cuando se visualiza la modalidad ilustrada de la rueda 10 en la Figura 2, el plano longitudinal 14 es paralelo a la página, y el eje central 12 se extiende normalmente hacia dentro o fuera de la página.

La rueda 10 de la modalidad ¡lustrada tiene un rin anular 16 alineado en forma coaxial con el eje central 12 y generalmente simétrico alrededor del plano longitudinal 14. El rin 16 tiene una primera y segunda superficies laterales 18 y 20 dispuestas en lados opuestos del plano longitudinal 14. Como se muestra en la Figura 1, la primera superficie lateral 18 es una superficie lateral izquierda, y la segunda superficie lateral 20 es una superficie lateral derecha. Se entenderá que los términos “izquierdo” y “derecho” se utilizan en este documento para propósitos de referencia espacial, para explicar las modalidades en relación con los dibujos mostrados en las Figuras. El rin 16 puede ser un rin estilo remachador o, en otras modalidades, el rin puede ser un rin estilo tubular o de costura. El rin 16 puede elaborarse de material a base de fibras, tal como un material de fibra de carbono u otro material a base de fibras adecuado. En otras modalidades, el rin puede elaborarse de un material metálico, tal como aluminio, aleación de aluminio, u otro metal adecuado. Todavía en otras modalidades, el rin 16 puede elaborarse de otros materiales que tienen características de resistencia y durabilidad adecuadas para utilizarse en una rueda, tal como un ensamble de rueda de vehículo de alto rendimiento.

La rueda 10 tiene elementos laterales unitarios izquierdo y derecho 22 y 24, respectivamente, dispuestos en lados opuestos del plano longitudinal 14. Los elementos laterales unitarios pueden elaborarse de material a base de fibras (incluyendo fibra de carbono u otro material de fibras compuestas), plástico durable, metal u otro material suficientemente fuerte y durable que puede soportar las fuerzas aplicadas a la rueda durante el uso. El elemento lateral izquierdo 22 se acopla fijamente a la superficie lateral izquierda del rin 18, y el elemento lateral derecho 24 se acopla fijamente a la superficie lateral derecha del rin 20. Los elementos laterales 22 y 24 pueden enlazarse, pegarse, soldarse (incluyendo soldadura ultrasónica, soldadura por fricción, soldadura por inducción, etc.), fundirse, o unirse de un modo seguro de otra manera a las superficies laterales 18 y 20 del rin 16. En la modalidad ¡lustrada, los elementos laterales izquierdo y derecho 22 y 24 tienen sustancialmente la misma construcción. Los elementos laterales izquierdo y derecho 22 y 24 son, cada uno, estructuras unitarias de una pieza que tienen una pluralidad de rayos 30 cada uno conectado de manera integral en una porción terminal externa 32 a una pared lateral anular 34. Los rayos 30, cada uno, también se conectan de manera integral en una porción terminal interna 36 a una porción de brida central 38 dispuesta en forma coaxial alrededor del eje central 12. La porción de brida 38 se enlaza, pega, suelda (incluyendo soldadura ultrasónica, soldadura por fricción, soldadura por inducción, etc.), funde, o une de un modo seguro de otra manera a un cubo central 40 configurado para recibir una estructura de eje alrededor de la cual gira la rueda 10.

El cubo 40 de la modalidad ilustrada es un miembro tubular con porciones terminales en lados opuestos del plano longitudinal 14, y el cubo se alinea en forma coaxial y se dispone de manera concéntrica en relación con el rin 16. Por consiguiente, cada uno de los elementos laterales unitarios 22 y 24 se extienden e interconectan estructuralmente el rin 16 y el cubo 40. Aunque la modalidad ilustrada muestra una brida para una rueda frontal de una bicicleta, la misma disposición se utiliza para una rueda posterior, excepto que la conformación de la brida central es adecuada para dar cabida al cubo 40, eje y engranajes para la rueda posterior.

Como se observa en las Figuras 3 y 4, la pared lateral anular 34 del elemento lateral izquierdo 22 tiene una porción de interacción radialmente externa 42 fija de un modo seguro a la superficie lateral izquierda del rin 18. La pared lateral izquierda 34 se extiende radialmente hacia dentro y hacia el plano longitudinal 14 y termina en una porción de borde radialmente interna 44. La pared lateral anular 34 del elemento lateral derecho 24 tiene una construcción similar con una porción de interacción radialmente externa 46 fija de un modo seguro a la superficie lateral derecha del rin 20. La pared lateral derecha 34 se extiende radialmente hacia dentro y hacia el plano longitudinal 14 y termina en una porción de borde radiaimente interna 48 inmediatamente adyacente a la porción de borde interna 44 de la pared lateral izquierda 34. Por consiguiente, las paredes laterales izquierda y derecha 34 se extienden lejos del rin 16 y convergen una hacia otra para definir un espacio en forma de cuña 50 entre las paredes laterales 34.

En la modalidad ilustrada, las porciones de borde internas izquierda y derecha 44 y 48 de las paredes laterales 34 definen porciones de interacción que se enlazan, pegan, sueldan (incluyendo soldadura ultrasónica, soldadura por fricción, soldadura por inducción, etc.), funden o unen de un modo seguro de otra manera entre sí sustancialmente en el plano longitudinal 14, de tal modo que el espacio en forma de cuña 50 entre las paredes laterales 34 hacia dentro del rin 16 se selle completamente. La modalidad ilustrada utiliza adhesivo para unir las paredes laterales en conjunto y al rin, otras modalidades pueden utilizar otras téenicas o mecanismos adecuados para acoplar las paredes laterales 34 al rin 16.

Como se muestra en las Figuras 1 y 2, cada uno de los elementos laterales izquierdo y derecho 22 y 24 tiene seis rayos 30 distribuidos de manera uniforme alrededor de la rueda 10. En otras modalidades, los elementos laterales 22 y 24 pueden tener más o menos de seis rayos 30. Los elementos laterales izquierdo y derecho 22 y 24 pueden tener diferentes números de rayos 30, tales como dos o cuatro rayos en un elemento lateral y seis u ocho en el otro elemento lateral. En lo ilustrado, cada rayo 30 en el elemento lateral izquierdo 22 se alinea con un rayo correspondiente 30 en el elemento lateral derecho 24 para definir un par 31 de rayos alineados de fibras compuestas 30 en lados opuestos del plano longitudinal 14.

Como se observa en las Figuras 3 y 5, la porción terminal externa 32 de cada rayo 30 del elemento lateral izquierdo 22 se conecta de manera integral con la porción de borde interna 44 de la pared lateral izquierda 34. De manera similar, la porción terminal externa 32 de cada rayo 30 del elemento lateral derecho 24 se conecta de manera integral con la porción de borde interna 48 de la pared lateral derecha 34. Por lo menos en una modalidad, los elementos laterales 22 y 24 son elementos laterales unitarios a base de fibras, tales como unidades de fibra de carbono u otras unidades de fibras compuestas. La conexión integral entre la pared lateral 34 y los rayos 30 incluye una o más capas de material de fibras compuestas continuas, tal como tejido de fibra de carbono, que forma las porciones de la pared lateral 34 y la porción terminal externa 32 del rayo correspondiente 30. Por consiguiente, las fibras continuas se extienden de un lado a otro de porciones de las paredes laterales 34 y los rayos 30 para proporcionar una interconexión muy fuerte entre estos componentes conectados de manera integral.

En la modalidad ilustrada, las porciones de borde internas 44 y 48 de las paredes laterales izquierda y derecha 34 se conectan entre sí, y cada par alineado 31 de rayos 30 conectados a cada una de las paredes laterales Izquierda y derecha 34 también convergen de tal modo que las porciones terminales externas 32 de los rayos alineados 30 estén inmediatamente adyacentes entre sí. Por lo menos en una modalidad, las porciones terminales externas 32 de cada par 31 de rayos 30 se conectan entre sí sustancialmente en el plano longitudinal 14. Se indica, sin embargo, que los rayos 30 del elemento lateral izquierdo 22 se conectan de manera integral a la pared lateral izquierda 34 y no cruzan al lado derecho del plano longitudinal 14. De manera similar, los rayos 30 del elemento lateral derecho 24 se conectan de manera integral a la pared lateral derecha 34 y no cruzan al lado izquierdo del plano longitudinal 14.

La rueda 10, de por lo menos una modalidad, incluye un miembro de asociación 52 adyacente a las paredes laterales izquierda y derecha 34, y colocado para asociar las porciones terminales externas 32 de cada par 31 de rayos alineados 30 en conjunto, para prevenir o impedir de otra manera que las porciones terminales externas del rayo 32 (y las porciones de borde internas asociadas 44/48 de las paredes laterales 34) se separen entre sí en una dirección normal al plano longitudinal 14 durante el uso de la rueda 10. El miembro de asociación 52 puede ser un miembro de atadura que se enrolla alrededor de las porciones terminales externas 32 de los rayos alineados 30 inmediatamente adyacentes a las paredes laterales 34. El miembro de asociación 52 puede ser un material de fibras compuestas, tal como un material de fibra de carbono enrollado alrededor de los rayos 30 y curado en su lugar. En otras modalidades, el miembro de asociación 52 puede ser un sujetador u otro dispositivo mecánico que se une fijamente a los rayos 30 o las paredes laterales 34 y previene que los rayos y paredes laterales se separen.

La Figura 6 es una vista en sección transversal que muestra la conexión integral entre los rayos 30 y la brida central 38 de cada uno de los elementos laterales izquierdo y derecho 22 y 24. En la modalidad con los elementos laterales unitarios a base de fibras 22 y 24, los rayos 30 se conectan de manera integral a la brida central respectiva 38 con una o más capas de material de fibras compuestas continuas, tal como tejido de fibra de carbono, que forma porciones de la porción terminal interna del rayo 30 y la brida central 38. Por consiguiente, las fibras continuas se extienden de un lado a otro de porciones de cada rayo 30 y la porción adyacente de la brida central 38 para proporcionar una interconexión muy fuerte entre estos componentes conectados de manera integral. Por lo menos en una modalidad, una o más capas de material de fibras compuestas forman porciones del rayo 30, la brida central 38 y la pared lateral 34 del elemento lateral izquierdo o derecho respectivo 22 o 24. Por consiguiente, las fibras continuas se extienden la longitud completa del rayo y a lo largo de porciones adyacentes de la brida y pared lateral. Esta disposición de fibras continuas, que se extienden completamente de un lado a otro de la configuración de brida, rayo y pared lateral, proporciona una interconexión muy fuerte entre estos componentes conectados de manera integral, en tanto que se minimiza el peso de la rueda 10.

Como se observa en la Figura 6, la porción radialmente hacia dentro 54 de cada brida central 38 se conecta a las porciones terminales externas 56 del cubo 40. En la modalidad ¡lustrada, la brida central 38 tiene un orificio 58 alineado en forma coaxial con el eje central 12, y el orificio 58 tiene un diámetro que corresponde sustancialmente al diámetro interno del cubo 40.

Una tapa 60 se extiende a través del orificio 58 y parcialmente hacia o contra el cubo 40, de tal modo que la brida central 38 alrededor del orificio 58 se capture de manera rígida entre una cabeza 62 de la tapa 60 y el cubo 40. En la modalidad ¡lustrada, las tapas 60 también capturan el cubo 40 en compresión, lo cual mantiene la tensión estática en la rueda 10. La tapa 60 se adhiere a la brida central 38 y/o las porciones terminales externas 56 del cubo 40, a fin de que las bridas centrales 38 de los elementos laterales izquierdo y derecho 22 y 24 se soporten aparte entre sí en lados opuestos del plano longitudinal 14 y en los extremos del cubo 40. Esta disposición del cubo 40, las bridas centrales espaciadas 38 y los rayos conectados de manera integral 30, cada uno asociado en conjunto con el rayo de empalme respectivo 30 en la porción terminal externa 32, resulta en que los rayos 30 alrededor de la rueda 10 se mantienen en tensión uniforme. Las tapas 60 de la modalidad ilustrada incluyen cojinetes internos alineados en forma coaxial con el eje de rotación, y los cojinetes soportan el eje de la rueda para una rotación suave alrededor del eje de rotación. Las tapas 60, en otras modalidades, también pueden incluir atributos, por ejemplo, para soportar un sistema de engranajes externo o interno, sistema de frenos externo (disco) o interno (tambor), un medidor de potencia, un motor eléctrico, un generador, baterías u otros componentes adecuados utilizables cuando se monta la bicicleta.

Las tapas 60 son miembros anulares configurados para permitir que un ensamble de eje se disponga en el cubo 40 en posición para conectarse a una bicicleta. Las tapas 60 pueden ser de fibra de carbono u otro material de fibras compuestas fijo a la brida central 38 de cada elemento lateral 22 y 24. En otras modalidades, las tapas 60 pueden ser de metal, tal como una aleación de aluminio, u otro material metálico adecuado que pueda enlazarse fijamente o unirse de un modo seguro de otra manera a las bridas centrales 38 y/o al cubo 40.

Los elementos laterales izquierdo y derecho 22 y 24 de la rueda 10 pueden construirse como miembros unitarios de una pieza, generalmente planos, que pueden unirse como una unidad al rin 16 y al cubo 40. Por ejemplo, por lo menos en una modalidad en donde los elementos laterales son elementos laterales unitarios de fibra de carbono, cada uno de los elementos laterales izquierdo y derecho 22 y 24 se forman al acumular una pluralidad de capas de material tejido de fibra de carbono conformado y orientado para definir la pared lateral 34, los rayos 30 y brida central 38. Esta disposición completa de capas de fibra de carbono se coloca como una unidad en una posición generalmente plana en un aditamento, y se cura al utilizar calor y presión. En una modalidad, múltiples piezas del tejido de fibra de carbono en conformaciones seleccionadas se acumulan a fin de que por lo menos una pieza continua de tejido se coloque para formar la interfaz integral entre cada rayo 30 y la porción adyacente de la pared lateral 34. Una pieza continua del tejido a base de fibras en una conformación seleccionada se coloca para formar la interfaz integral entre cada rayo 30 y la brida central 38. Por lo menos en una modalidad, una pieza continua del tejido puede conformarse y ajustarse en dimensiones para formar una capa que se extiende a lo largo de todo el rayo y porciones de cada una de la pared lateral asociada 34 y brida central 38. En esta disposición, orientada generalmente de manera radial, las fibras continuas pueden extenderse de un lado a otro de la brida, todo el rayo 30 y la pared lateral 34.

Después de que los elementos laterales 22 y 24 se han enfriado y removido del aditamento, están relativamente planos y los rayos 30 todavía no se encuentran en tensión. Los elementos laterales 22 y 24 entonces se enlazan o fijan de otra manera a las respectivas superficies laterales izquierda y derecha 18 y 20 del rin 16, y las porciones terminales externas 32 de los rayos 30 se asocian en conjunto con el miembro de asociación 52. El cubo 40 se coloca entre las bridas centrales 38 en los extremos externos del cubo 56 a fin de que las bridas centrales 38 se mantengan apartadas entre sí, y las tapas 60 se fijan en su lugar para capturar las bridas centrales contra el cubo 40. Los rayos 30 se tensan de manera uniforme alrededor de la rueda 10 y se mantienen en tensión cuando las bridas centrales 38 se apartan entre sí y se fijan a los extremos externos del cubo 40 y/o la tapa 60. Después de que los elementos laterales 22 y 24 y los otros componentes se enlazan, adhieren o fijan de otra manera en conjunto, la rueda resultante 10 es una rueda increíblemente fuerte, de peso ligero, durable, equilibrada y centrada, que proporciona un rodaje muy suave para la bicicleta y ciclista.

Esta construcción de los elementos laterales 22 y 24 permiten que los componentes se acumulen y curen completamente en una sola etapa, y resulta en el alineamiento preciso de las porciones formadas de manera integral. Esta construcción también elimina múltiples juntas de empalme individuales entre los rayos y las paredes laterales y/o brida central. La construcción también proporciona integridad estructural de un lado a otro de los componentes conectados de manera integral, lo cual proporciona una rueda más fuerte que puede fabricarse de manera menos costosa o tardada.

A partir de lo precedente, se apreciará que se han descrito modalidades específicas de la invención en este documento para el propósito de ilustración, pero que pueden hacerse diversas modificaciones sin desviarse de la invención. Adicionalmente, los aspectos de la invención, descritos en el contexto de las modalidades o ejemplos particulares, pueden combinarse o eliminarse en otras modalidades. Aunque se han descrito ventajas asociadas con ciertas modalidades de la invención en el contexto de esas modalidades, otras modalidades también pueden exhibir tales ventajas.

Adicionalmente, no todas las modalidades necesariamente deben exhibir tales ventajas para estar dentro del alcance de la invención. Por consiguiente, la invención no se limita, excepto tal y como por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (32)

REIVINDICACIONES

1. Una rueda de bicicleta que tiene un plano longitudinal normal a un eje de rotación, que comprende: un rin con una primera y segunda superficies laterales en lados opuestos del plano longitudinal; un cubo, que tiene una primera y segunda porciones terminales en lados opuestos del plano longitudinal, y que se alinea axialmente y se dispone de manera concéntrica en relación con el rin; y un par de elementos laterales unitarios dispuestos en lados opuestos del plano longitudinal y que se acoplan al rin y al cubo, y cada uno de los elementos laterales tiene una pared lateral anular, una porción de brida, una pluralidad de rayos que interconectan de manera integral la pared lateral anular y la porción de brida, los elementos laterales incluyen un primer y segundo elementos laterales, la pared lateral anular del primer elemento lateral se fija al primer lado del rin, y la porción de brida del primer elemento lateral se fija a la primera porción terminal del cubo, y la pared lateral anular del segundo elemento lateral se fija al segundo lado del rin, y la porción de brida del segundo elemento lateral se fija a la segunda porción terminal del cubo, la pluralidad de rayos del primer y segundo elementos laterales se encuentran en tensión entre la pared lateral y la brida del primer y segundo elementos laterales respectivos; en donde los rayos del primer elemento lateral se colocan en alineamiento con la pluralidad de rayos del segundo elemento lateral, cada rayo del primer y segundo elementos laterales tiene una porción terminal adyacente a las paredes laterales, y la porción terminal de cada rayo del primer elemento lateral se asocia a la porción terminal de un rayo alineado del segundo elemento lateral para impedir que las porciones terminales asociadas en conjunto se alejen entre sí en una dirección normal al plano longitudinal.

2. La rueda de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el par de elementos laterales unitarios son elementos laterales a base de fibras, y la pluralidad de rayos interconectan de manera integral la pared lateral anular y la porción de brida, con primeras fibras continuas que se extienden entre la pared lateral anular y los rayos, y con segundas fibras continuas que se extienden entre los rayos y la porción de brida.

3. La rueda de conformidad con la reivindicación 1, en donde las paredes laterales del primer y segundo elementos laterales tienen, cada una, una primera porción de interacción fija al rin y una segunda porción de interacción dispuesta radialmente hacia dentro a partir de la primera porción de interacción, en donde las segundas porciones de interacción del primer y segundo elementos laterales se fijan entre sí.

4. La rueda de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la primera y segunda paredes laterales se extienden radialmente hacia dentro desde el rin y convergen una hacia otra, y las porciones de borde radialmente hacia dentro de la primera y segunda paredes laterales se conectan entre sí sustancialmente en el plano longitudinal.

5. I_a rueda de conformidad con la reivindicación 1 , en donde los elementos laterales unitarios son, cada uno, estructuras unitarias de fibra de carbono.

6. La rueda de conformidad con la reivindicación 5, en donde por lo menos una porción de uno de los rayos del primer elemento lateral, y una porción de la porción de brida del primer elemento lateral, se construyen de por lo menos una porción continua de una lámina de material a base de fibras.

7. La rueda de conformidad con la reivindicación 6, en donde la lámina de material curado a base de fibras es un material de fibra de carbono.

8. La rueda de conformidad con la reivindicación 6, en donde por lo menos una porción de uno de los rayos del segundo elemento lateral, y una porción de la porción de brida del segundo elemento lateral, se construyen de por lo menos una porción continua de una segunda lámina de material a base de fibras.

9. La rueda de conformidad con la reivindicación 5, en donde por lo menos una porción de un rayo, una porción de la pared lateral y una porción de la porción de brida del primer elemento lateral, se construyen de una porción de por lo menos una lámina continua de material curado a base de fibras.

10. La rueda de conformidad con la reivindicación 9, en donde por lo menos una porción de un rayo, una porción de la pared lateral y una porción de la porción de brida del segundo elemento lateral, se construyen de una porción de por lo menos una segunda lámina continua de material curado a base de fibras.

11. Una rueda de bicicleta que tiene un plano longitudinal normal a un eje de rotación, que comprende: un rin con una primera y segunda superficies laterales en lados opuestos del plano longitudinal; un cubo, que tiene una primera y segunda porciones terminales en lados opuestos del plano longitudinal, y que se alinea axialmente y se dispone de manera concéntrica en relación con el rin; un par de elementos laterales unitarios dispuestos en lados opuestos del plano longitudinal y que se acoplan al rin y al cubo, y cada uno de los elementos laterales tiene una pared lateral anular, una porción de brida, una pluralidad de rayos que interconectan de manera integral la pared lateral anular y la porción de brida, con primeras fibras continuas que se extienden entre la pared lateral anular y los rayos, y con segundas fibras continuas que se extienden entre los rayos y la porción de brida, y en donde los elementos laterales incluyen un primer y segundo elementos laterales, la pared lateral anular del primer elemento lateral se fija al primer lado del rin, y la porción de brida del primer elemento lateral se fija a la primera porción terminal del cubo, y la pared lateral anular del segundo elemento lateral se fija al segundo lado del rin, y la porción de brida del segundo elemento lateral se fija a la segunda porción terminal del cubo, la pluralidad de rayos del primer y segundo elementos laterales se encuentran en tensión entre la pared lateral y la brida del primer y segundo elementos laterales respectivos.

12. Un par de elementos laterales unitarios para utilizarse en una rueda de bicicleta que tiene un rin, un cubo y un plano longitudinal, cada elemento lateral es un miembro unitario que tiene una pared lateral anular, una porción de brida, una pluralidad de rayos que interconectan de manera integral la pared lateral anular y la porción de brida, y en donde cada pared lateral anular se configura para conectarse fijamente al rin, y cada porción de brida se configura para conectarse fijamente al cubo, cada una de las paredes laterales anulares tiene una porción de borde radialmente interna configurada para unirse de un modo seguro a la porción de borde radialmente interna de la otra de las paredes laterales, y la pluralidad de rayos del primer y segundo elementos laterales se configura para estar en tensión entre la pared lateral y la brida, cada elemento lateral se configura para estar en lados opuestos del plano longitudinal sin cruzar al otro lado del plano longitudinal cuando los rayos se encuentran en tensión, en donde las porciones terminales de los rayos de cada uno de los elementos laterales se asocian entre sí adyacentes a las paredes laterales y se impide que se alejen entre sí en una dirección normal al plano longitudinal.

13. El par de elementos laterales unitarios de conformidad con la reivindicación 12, en donde cada uno de los elementos laterales es un elemento lateral a base de fibras, con primeras fibras continuas que se extienden entre la pared lateral anular y los rayos, y con segundas fibras continuas que se extienden entre los rayos y la porción de brida.

14. Un par de elementos laterales a base de fibras para utilizarse en una rueda de bicicleta que tiene un rin, un cubo y un plano longitudinal, cada elemento lateral es un miembro unitario que tiene una pared lateral anular, una porción de brida, una pluralidad de rayos que interconectan de manera integral la pared lateral anular y la porción de brida con primeras fibras continuas que se extienden entre la pared lateral anular y los rayos, y con segundas fibras continuas que se extienden entre los rayos y la porción de brida, y en donde cada pared lateral anular se configura para conectarse fijamente al rin, y cada porción de brida se configura para conectarse fijamente al cubo, y la pluralidad de rayos del primer y segundo elementos laterales se configura para estar en tensión entre la pared lateral y la brida, cada elemento lateral se configura para estar en lados opuestos del plano longitudinal sin cruzar al otro lado del plano longitudinal cuando los rayos se encuentran en tensión.

15. Los elementos laterales de conformidad con la reivindicación 14, en donde cada una de las paredes laterales anulares tiene una porción de borde radialmente interna configurada para unirse de un modo seguro a la porción de borde radialmente interna de la otra de las paredes laterales.

16. Los elementos laterales de conformidad con la reivindicación 14, en donde por lo menos una porción de uno de los rayos de un primer elemento lateral y una porción de la porción de brida del primer elemento lateral se construyen de por lo menos una porción continua de una lámina de material a base de fibras.

17. Los elementos laterales de conformidad con la reivindicación 16, en donde por lo menos una porción del rayo del primer elemento lateral y una porción de la pared lateral del primer elemento lateral se construyen de por lo menos una porción continua de la lámina de material a base de fibras.

18. Una rueda que puede girar alrededor de un eje central y que tiene un plano longitudinal central normal al eje central, la rueda comprende: un rin con primera y segunda superficies laterales, el rin es sustancialmente circular y se dispone alrededor del eje central, y en donde la primera superficie lateral se coloca en un primer lado del plano longitudinal, y la segunda superficie lateral se coloca en un segundo lado del plano longitudinal opuesto al primer lado; un tubo de cubo que tiene una primera y segunda porciones terminales alineadas con el eje central y dispuestas radialmente hacia dentro del rín; un primer elemento latero lateral unitario acoplado al rin y al tubo de cubo, el primer elemento latero lateral colocado en el primer lado del plano longitudinal, el primer elemento latero lateral tiene una primera pared lateral fija al primer lado del rin, una primera porción de brida central acoplada a la primera porción terminal del tubo de cubo, una pluralidad de primeros rayos conectados de manera integral en primeros extremos a la primera pared lateral y conectados de manera integral en segundos extremos a la primera porción de brida central, los primeros rayos dispuestos en el primer lado del plano longitudinal y conectados a la primera pared lateral en el primer lado del plano longitudinal, en donde la primera pared lateral; un segundo elemento latero lateral unitario acoplado al rin y al tubo de cubo, el segundo elemento latero lateral colocado en el segundo lado del plano longitudinal, el segundo elemento latero lateral tiene una segunda pared lateral fija al segundo lado del rin, una segunda porción de brida central acoplada a la segunda porción terminal del tubo de cubo, una pluralidad de segundos rayos conectados de manera integral en primeros extremos a la segunda pared lateral y conectados de manera integral en segundos extremos a la segunda porción de brida central, los segundos rayos dispuestos en el segundo lado del plano longitudinal y conectados a la segunda pared lateral en el segundo lado del plano longitudinal, en donde la segunda pared lateral; y en donde los primeros rayos se mantienen en tensión entre la primera pared lateral y la primera brida central, y los segundos rayos se mantienen en tensión entre la segunda pared lateral y la segunda brida central, y en donde cada uno de los primeros rayos se alinea con uno respectivo de los segundos rayos para formar un par de rayos alineados en lados opuestos del plano longitudinal, las primeras porciones terminales de cada uno de los primeros y segundos rayos del par de rayos alineados se asocian en conjunto con un miembro de asociación que impide que las primeras porciones terminales del par de rayos alineados se alejen entre sí en una dirección normal al plano longitudinal.

19. La rueda de conformidad con la reivindicación 18, en donde la primera pared lateral del primer elemento lateral tiene una primera porción de borde radialmente interna, y la segunda pared lateral del segundo elemento lateral tiene una segunda porción de borde radialmente interna fija a la primera porción de borde radialmente interna para prevenir que la primera y segunda porciones de borde radialmente internas se separen en una dirección normal al plano longitudinal.

20. La rueda de conformidad con la reivindicación 19, en donde la primera y segunda porciones de borde radialmente internas se fijan entre sí sustancialmente en el plano longitudinal.

21. La rueda de conformidad con la reivindicación 18, en donde cada uno del primer y segundo elementos latero laterales se elaboran de un material a base de fibras.

22. La rueda de conformidad con la reivindicación 18, en donde cada uno de la pluralidad de primeros rayos se dispone en el primer lado del plano longitudinal y no cruza al segundo lado del plano longitudinal, y cada uno de la pluralidad de segundos rayos se dispone en el segundo lado del plano longitudinal y no cruza al primer lado del plano longitudinal.

23. La rueda de conformidad con la reivindicación 18, en donde por lo menos una porción del primer rayo y una porción de la primera pared lateral se construyen de por lo menos una lámina continua de material curado a base de fibras.

24. La rueda de conformidad con la reivindicación 23, en donde la o las láminas continuas de material curado a base de fibras es una lámina de tejido de fibra de carbono.

25. La rueda de conformidad con la reivindicación 23, en donde por lo menos una porción del segundo rayo y una porción de la segunda pared lateral se construyen de por lo menos una lámina continua de material curado a base de fibras.

26. La rueda de conformidad con la reivindicación 18, en donde por lo menos una porción de uno de los primeros rayos, una porción de la primera porción de brida central y una porción de la primera pared lateral, se construyen de por lo menos una lámina continua de material de fibra de carbono.

27. La rueda de conformidad con la reivindicación 26, en donde por lo menos una porción de uno de los segundos rayos, una porción de la segunda porción de brida central y una porción de la segunda pared lateral, se construyen de por lo menos una lámina continua de material de fibra de carbono.

28. Un método para elaborar una rueda de bicicleta que tiene un rin, un cubo y un par de primeros y segundos elementos laterales unitarios opuestos, en donde la rueda tiene un eje de rotación y un plano longitudinal normal al eje de rotación, el método comprende: unir el primer y segundo elementos laterales unitarios al rin, en donde el primer elemento lateral unitario tiene una primera porción de brida, una primera pared lateral anular con una primera porción de interacción externa y una primera porción de interacción interna, y primeros rayos que se disponen en el primer lado del plano longitudinal y que interconectan de manera integral la primera pared lateral anular y la primera porción de brida, y el segundo elemento lateral unitario tiene una segunda porción de brida, una segunda pared lateral anular con una segunda porción de interacción externa y una segunda porción de interacción interna, y segundos rayos que se disponen en el segundo lado del plano longitudinal y que interconectan de manera integral la segunda pared lateral anular y la segunda porción de brida, en donde la primera porción de interacción externa se une a un primer lado del rin en un primer lado del eje longitudinal, y la segunda porción de interacción externa se une a un segundo lado del rin en un segundo lado del eje longitudinal; fijar la primera porción de interacción interna de la primera pared lateral a la segunda porción de interacción interna de la segunda pared lateral; unir la primera porción de brida a una primera porción terminal del cubo en el primer lado del plano longitudinal; unir la segunda porción de brida a una segunda porción terminal del cubo en el segundo lado del plano longitudinal, en donde la separación de la primera y segunda porciones de brida, lejos del plano longitudinal, mantiene los primeros rayos en tensión entre la primera pared lateral y la primera porción de brida, y mantiene los segundos rayos en tensión entre la segunda pared lateral y la segunda porción de brida; y asociar, con un miembro de asociación, una porción terminal radialmente hacia fuera de cada uno de los primeros rayos a una porción terminal radialmente hacia fuera alineada de uno alineado de los segundos rayos para definir pares de rayos alineados para impedir que las porciones terminales radialmente hacia fuera de los pares de rayos alineados se alejen una de otra en una dirección normal al plano longitudinal.

29. Un método para elaborar una rueda a base de fibras para una bicicleta, que comprende: formar un primer y segundo elementos laterales unitarios a base de fibras que tienen, cada uno, una pared lateral anular, una porción de brida central radialmente hacia dentro de la pared lateral, y una pluralidad de rayos que se extienden entre la pared lateral y la brida central, en donde cada elemento lateral se forma al acumular una pluralidad de láminas de material a base de fibras conformada para formar la pared lateral, la brida central y los rayos con por lo menos primeras fibras continuas que se extienden entre la brida y los rayos, y por lo menos segundas fibras continuas que se extienden entre los rayos y la brida central, y curar todo el elemento lateral con calor y presión en un proceso de curado para formar un elemento lateral curado con los rayos conectados de manera integral a la pared lateral y la brida; colocar el primer y segundo elementos laterales adyacentes a un rin y con los rayos en alineamiento entre sí; fijar las paredes laterales del primer y segundo elementos laterales a superficies laterales opuestas de un rin; colocar las bridas centrales del primer y segundo elementos laterales en un cubo, y colocar el primer y segundo elementos laterales a fin de que los rayos estén en tensión; y fijar las bridas del primer y segundo elementos laterales al cubo.

30. El método de conformidad con la reivindicación 29, en donde acumular una pluralidad de láminas de material a base de fibras incluye acumular por lo menos una capa de material a base de fibras que forma una porción de la pared lateral, por lo menos un rayo y una porción de la brida central.

31. El método de conformidad con la reivindicación 30, en donde acumular la o las capas incluye colocar la o las capas de material a base de fibras a fin de que una pluralidad de fibras se extienda de manera continua a lo largo de la pared lateral, el o los rayos y la brida central.

32. El método de conformidad con la reivindicación 29, que además comprende asociar en conjunto porciones terminales de rayos alineados del primer y segundo elementos laterales adyacentes a las paredes laterales para impedir que las porciones terminales de los rayos alineados se separen lateralmente entre sí.