ITTO20010621A1 - Pedivella per bicicletta e procedimento per la sua fabbricazione. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Pedivella per bicicletta e procedimento per la sua fabbricazione"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una pedivella per bicicletta ed un procedimento per la sua fabbricazione .

Più precisamente, l'invenzione riguarda una pedivella per bicicletta comprendente:

- un'anima di forma allungata avente una prima ed una seconda estremità,

- un primo ed un secondo inserto disposti alle estremità di detta anima, e

- un rivestimento di fibre ad alta resistenza inglobate in una matrice di materiale plastico.

Il brevetto statunitense n. 6202506 descrive una pedivella per bicicletta del tipo sopra specificato, in cui gli inserti sono schiumati in un materiale plastico rigido costituente l'anima della pedivella. Il suddetto brevetto statunitense n. 6202506 descrive un procedimento per la produzione di una pedivella comprendente le fasi di: introdurre uno strato di tessuto di fibre impregnato con resina sintetica in uno stampo in modo da formare un guscio di plastica rinforzata con fibre parzialmente aperto, inserire una coppia di inserti nel guscio parzialmente aperto, schiumare gli inserti con schiuma ad alta resistenza, chiudere il guscio di materiale plastico rinforzato con fibre con almeno uno strato di tessuto di fibre impregnato di materiale plastico, e indurire il materiale plastico rinforzato con fibre e la suddetta schiuma.

Il brevetto statunitense n. 4811626 descrive una pedivella per bicicletta formata da tre elementi separati: un braccio di pedivella e due elementi di estremità. Il braccio di pedivella è un elemento di materiale composito formato mediante stampaggio di resina sintetica su un nucleo tubolare di fibre di rinforzo, quali fibre di carbonio o fibre aramidiche. I due elementi di estremità hanno rispettive porzioni che sono inserite con forzamento in corrispondenti estremità dell'elemento tubolare che forma il braccio di pedivella. La pedivella descritta in questo documento non è munita di un guscio di materiale ad alta resistenza ed è soggetta al rischio di separazione fra gli elementi di estremità ed il braccio di pedivella.

La presente invenzione sì prefigge lo scopo di fornire una pedivella leggera e resistente ed un procedimento per la sua fabbricazione che non richieda una fase di schiumatura in stampo degli inserti.

Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto da una pedivella e da un procedimento di fabbricazione aventi le caratteristiche contenute nelle rivendicazioni.

La presente invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni allegati, dati a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la Figura 1 è una vista prospettica esplosa illustrante i componenti di una pedivella sinistra secondo la presente invenzione,

- la Figura 2 è una vista prospettica analoga alla figura 1 ed illustrante l'anima in una sezione longitudinale ,

- la Figura 3 è una vista prospettica esplosa illustrante i componenti di una pedivella destra secondo la presente invenzione,

- la Figura 4 illustra schematicamente la fase di laminazione con strati di fibra di carbonio per la produzione di una pedivella secondo la presente invenzione ,

la Figura 5 è una vista in sezione longitudinale di una pedivella secondo la presente invenzione al termine della fase di laminazione e indurimento della fibra di carbonio, e

- la Figura 6 è una vista in pianta di una pedivella finita.

Con riferimento alle figure 1 e 2, con 10 è indicata un'anima tubolare di materiale rigido, ad esempio di materiale plastico stampato ad iniezione, materiale metallico (leghe di alluminio e simili) oppure di materiale plastico rinforzato con fibre ad alta resistenza, quali fibre di carbonio o simili. L'anima 10 ha una forma allungata e presenta due estremità 12, 14 sulle quali vengono inseriti rispettivi inserti 16, 18 muniti di porzioni di accoppiamento 20, 22 che si inseriscono nelle rispettive estremità 12, 14 e stabiliscono un accoppiamento di forma con l'anima 10. Gli inserti 16, 18 possono essere costituiti di materiale metallico, ad esempio di lega di alluminio, oppure di materiale plastico rinforzato con fibre. In tali inserti sono destinati ad essere formati fori atti a ricevere, rispettivamente, il perno di un pedale ed il perno del movimento centrale (non illustrati).

Come illustrato schematicamente nella figura 4, il complessivo includente l'anima 10 e gli inserti metallici 16, 18 montati sulle estremità dell'anima 10, viene avvolto con nastri 24 e fogli 26 costituiti da tessuto di fibre con alta resistenza strutturale inglobato in una matrice di materiale plastico. Preferibilmente, i nastri ed i fogli 24, 26 sono costituiti da un tessuto di fibre di carbonio inglobato in una resina di materiale termoindurente .

L'anima 10 assolve la funzione di tenere uniti in posizione prestabilita gli inserti 16, 18 e di formare una superficie di supporto durante la fase di laminazione. Per "laminazione" si intende l'insieme delle operazioni di stratificazione dei nastri 24 e fogli 26 sull'assieme degli inserti 16, 18 e dell'anima tubolare 10. Tale operazione permette di orientare le fibre di rinforzo nella maniera più opportuna per conferire alla pedivella le caratteristiche strutturali necessarie. Al termine della fase di laminazione, la pedivella viene sottoposta ad un'operazione di stampaggio con un contemporaneo riscaldamento ad una temperatura pari o superiore alla temperatura di polimerizzazione della resina termoindurente. L'operazione di stampaggio avviene in uno stampo associato ad una pressa (non illustrati). Durante lo stampaggio viene applicata una pressione che viene contrastata dall'anima e dagli inserti. Durante la fase di stampaggio, l'anima 10 ha lo scopo di fornire un adeguato contrasto alla pressione di stampaggio. Tale pressione consente di effettuare il compattamento dei tessuti nella matrice di materiale plastico. Il fatto di avere un'anima 10 di materiale rigido, consente di applicare una pressione di stampaggio elevata, a vantaggio della compattezza degli strati di fibra nella matrice di materiale plastico.

Al termine dello stampaggio la matrice di materiale plastico è indurita. Quando la pedivella viene estratta dallo stampo si presenta come illustrato schematicamente nella figura 5, con un guscio omogeneo di fibra di carbonio 28 che racchiude l'anima 10 e gli inserti 16, 18. Il guscio 28 ha elevate caratteristiche di resistenza strutturale ed è in grado di trasferire da un inserto all'altro le sollecitazioni cui la pedivella è sottoposta nell'impiego.

Il procedimento di produzione descritto in precedenza con riferimento ad una pedivella sinistra è utilizzato in modo analogo per la produzione di una pedivella destra, come illustrato nella figura 3. In questo caso, l'inserto 18 per il collegamento al movimento centrale è munito di una serie di razze metalliche integrali 30. Nella forma di realizzazione illustrata nella figura 3, l'inserto 18 ha quattro razze 30 le cui estremità 32 sono destinate a formare punti di fissaggio per una coppia di corone (non illustrate). Un quinto punto di fissaggio è ottenuto tramite un terzo inserto metallico 34 alloggiato in una sede 36 formata nell'anima 10. La pedivella illustrata nella figura 3 viene sottoposta ad una fase di laminazione e di polimerizzazione in stampo in modo analogo a quanto descritto in precedenza.

Sia nel caso della pedivella sinistra che nel caso della pedivella destra, al termine della fase di polimerizzazione in stampo gli inserti vengono sottoposti ad una lavorazione meccanica per formare un foro filettato 38 per il collegamento del perno di un pedale ed un foro quadro 40 per il collegamento di un perno del movimento centrale.

La soluzione secondo la presente invenzione permette di raggiungere l'obiettivo di realizzare una pedivella che, rispetto a pedivelle tradizionali, abbia un peso ridotto pur mantenendo gli stessi valori di rigidezza. Il sistema secondo la presente invenzione consente di variare molto facilmente la forma e le dimensioni della pedivella, sostituendo l'anima tubolare ed intervenendo sugli stampi, allo scopo di variare la lunghezza della pedivella ed il cosiddetto Q-Factor (distanza fra la superficie esterna della pedivella ed il piano medio del telaio), ad esempio per versioni con doppia e tripla corona.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione così come definita nelle rivendicazioni che seguono.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pedivella per bicicletta comprendente: - un'anima (10) di forma allungata avente una prima ed una seconda estremità (12, 14), un primo ed un secondo inserto (16, 18) disposti alle estremità di detta anima (10), e - un rivestimento di fibre di rinforzo inglobate in una matrice di materiale plastico, formante un guscio (28) che racchiude detta anima (10) e detti inserti (16, 18), caratterizzata dal fatto che l'anima (10) è un elemento tubolare di materiale rigido e dal fatto che ciascun inserto (16, 18) è munito di una porzione di collegamento (20, 22) atta a stabilire un accoppiamento di forma con una rispettiva estremità (12, 14) dell'anima (10).
2. 2. Pedivella secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che comprende un terzo inserto (34) inserito in una sede (36) dell'anima (10).
3. 3. Procedimento per la produzione di una pedivella per bicicletta, caratterizzato dal fatto che comprende le fasi di: predisporre un'anima tubolare (10) di materiale rigido, applicare ad estremità opposte (12, 14) di detta anima una coppia di inserti (16, 18), applicare sull'anima (10) e sugli inserti (16, 18) un rivestimento (24, 26) di fibra ad alta resistenza inglobata in una matrice di materiale plastico, e indurire la suddetta matrice di materiale plastico per produrre un guscio rigido (28) di materiale ad alta resistenza che racchiude la suddetta anima (10) ed i suddetti inserti (16, 18) .
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che comprende la fase di inserire un terzo inserto (34) in una sede (36) prevista sulla suddetta anima (10). Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.