ES2219546T3 - Sillin realizdo en material compuesto, en particular para una bicicleta, y metodo para la fabricacion del mismo. - Google Patents
Sillin realizdo en material compuesto, en particular para una bicicleta, y metodo para la fabricacion del mismo.Info
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Abstract
Sillín realizado en material compuesto, en particular para una bicicleta, del tipo que comprende una estructura (2) de soporte provista de un almohadillado (3) que tiene, asociada por encima de él, una superficie (7) de asiento, comprendiendo dicha estructura (2) de soporte al menos una primera capa (8) de material compuesto y al menos una segunda capa (9) de material compuesto que presenta una forma diferente del de dicha primera capa (8) y se fija al mismo a lo largo de una superficie (10) superpuesta de dichas capas, para definir unas porciones con rigidez que varían sobre dicha estructura (2) de soporte, caracterizado porque comprende una diversidad de primeras capas (8) que están superpuestas y se fijan conjuntamente, definiendo cada una de dichas primeras capas (8) al menos una abertura (11) en cuyo interior está dispuesta dicha segunda capa (9) para proporcionar una zona que cede elásticamente.
Description
Sillín realizado en material compuesto, en
particular para una bicicleta, y método para la fabricación del
mismo.
La presente invención se refiere a un sillín
realizado en material compuesto, en particular para una bicicleta,
así como a un método para la fabricación del mismo.
Como es conocido, los sillines del tipo más
convencional que están generalmente constituidos por un cuerpo
semirígido o rígido, conformado el cual forma la estructura de
soporte del sillín y se denomina, en el argot técnico del sector,
con el nombre de "armazón", y por un almohadillado que está
dispuesto en la parte superior de la armazón y generalmente
consiste en un material elastómero expandido tal como, por ejemplo,
poliuretano, con o sin la adición de material en la forma de un
gel. La armazón también tiene, montados debajo de ella, medios de
fijación para garantizar la conexión del sillón con el bastidor de
la bicicleta. Estos medios normalmente comprenden una barra
conformada (o un par de barras conformadas) fija al tubo que monta
el sillón por medio de abrazaderas.
El almohadillado del sillín está generalmente
cubierto con un tejido, piel u otro material que esencialmente
realiza la función de garantizar una mayor comodidad de asiento
para el ciclista.
Como es conocido, en el sector de bicicleta,
durante algún tiempo ha habido una necesidad particularmente
exigente para proporcionar sillines que son al mismo tiempo
cómodos, es decir capaz de asegurar o garantizar la comodidad del
asiento, y ligero para no perjudicar excesivamente el rendimiento
del ciclista.
Para proporcionar sillines que son
particularmente ligeros, se han realizado recientemente sillines sin
almohadillado, estando dichos sillines esencialmente compuestos de
la estructura de soporte sola que está integralmente realizada en
materiales particularmente fuertes y ligeros tales como, por
ejemplo, materiales compuestos que consisten en fibras de carbono
unidas conjuntamente en matrices de resina.
Estos sillines, aunque son extremadamente ligeros
y que tienen una buena resistencia mecánica, en la práctica han
probado ser excesivamente incómodos debido a la elasticidad
limitada del asiento.
Para mejorar la comodidad de los ciclistas, más
recientemente se han montado almohadillados delgados sobre la parte
superior de los asientos de fibra de carbono, aunque estos aún han
sido incapaces de resolver completamente el problema de falta
excesiva de comodidad.
Alternativamente, los sillines ya conocidos
contemplan el uso de un almohadillado que está compuesto de
diversas capas de material con elasticidad variable (que incluye
también gel) las cuales están dispuestas adecuadamente en las
diversas zonas de la superficie del asiento por encima de la
estructura de soporte que está realizada en material plástico
rígido y semirígido (por ejemplo polipropileno) con una sección
transversal substancialmente constante. De esta manera, la
distribución de las presiones sobre la totalidad de la superficie
del asiento del sillín se ha mejorado significativamente,
beneficiando de ese modo la comodidad del ciclista, aunque
perjudicando grandemente la total ligereza del sillín.
Actualmente, por lo tanto, el problema de
proporcionar un sillín que sea tanto confortable como extremadamente
ligero, no se ha resuelto completamente.
En particular, hasta ahora la función de
optimizar la comodidad del asiento se ha atribuido enteramente al
almohadillado y a la función de reducir, donde sea posible, el peso
total del sillín se ha atribuido a la estructura de soporte.
El documento
US-A-3604748 describe un sillín de
bicicleta de material compuesto según el preámbulo de la
reivindicación 1. Sin embargo, tal sillín de bicicleta anterior
presenta una estructura de soporte más bien rígida de reducida
comodidad y con un peso relativamente elevado.
El principal objetivo de la presente invención es
por lo tanto eliminar las desventajas de la técnica anteriormente
mencionada proporcionando un sillín realizado en material compuesto
- en particular para bicicletas - que sea extremadamente ligero y
presente una superficie de asiento muy cómoda.
Otro objetivo de la presente invención es en
particular el de proporcionar un sillín que es estructuralmente
simple y operacionalmente fiable en su totalidad.
Un objetivo adicional de la presente invención es
el de proporcionar un método simple y de bajo coste para producir
un sillín ligero y confortable.
Estos objetivos, junto con otros, se alcanzan
mediante un sillín, en particular para una bicicleta, según la
reivindicación 1, que comprende una estructura de soporte provista
de un almohadillado que tiene, asociado por encima de él, una
superficie de asiento, comprendiendo dicha estructura de soporte al
menos una primera capa de material compuesto y al menos una segunda
capa de material compuesto que tiene una forma diferente de
conformar la de dicha primera capa y fija a la misma siguiendo una
superficie superpuesta de dichas capas, para definir porciones con
rigidez que varían sobre dicha estructura de soporte, caracterizado
porque comprende una diversidad de primeras capas que son
superpuestas y aseguradas conjuntamente, definiendo cada una de
dichas primeras capas al menos una abertura dentro de la cual dicha
segunda capa está localizada para proporcionar una zona que cede
elásticamente. Se alcanzan también estos objetivos mediante el
método para la fabricación de un sillín según la reivindicación
14.
En virtud de la disposición anterior según la
invención se hace posible combinar las características de comodidad
y ligereza en un sillín único.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la siguiente
descripción detallada de una realización preferida del sillón,
proporcionada a título de ejemplo no limitativo con la ayuda de los
dibujos adjuntos, en los que:
- la fig. 1 muestra una vista en planta del
sillín según la presente invención con algunas partes retiradas de
forma que se puedan apreciar otras partes más claramente;
- la fig. 2 muestra una vista lateral en sección
transversal del sillín según la fig. 1;
- la fig. 3 muestra en forma esquemática una
vista lateral, sobre una escala mayor y en sección transversal, de
la estructura de soporte del sillín según la fig. 1;
- la fig. 4 muestra en forma esquemática una
vista en sección transversal de la estructura de soporte a lo largo
de la línea II-II de la fig. 2.
Según las figuras de los dibujos adjuntos, el
número de referencia 1 indica en su conjunto el sillín que forma
el objeto de la presente invención.
Se hará referencia a continuación, en aras de la
simplicidad de la descripción, a un sillín para bicicletas,
entendiéndose, sin embargo, que se puede también montar en
bicicletas, motocicletas u otros vehículos de cualquier tipo.
El sillín 1 está esencialmente constituido por un
bastidor 2 rígido o semirígido que forma la estructura de soporte
del sillín y es referido en el argot técnico del sector por el
nombre de "armazón", y por un almohadillado 3 que cede
elásticamente montado sobre la parte superior de la armazón 2 y que
consiste preferiblemente en un material elastómero expandido.
Preferiblemente el almohadillado 3 se fabrica
usando un material elastómero expandido (poliuretano) con o sin
inyección de material en forma de gel y está cubierto con un
revestimiento de tejido, piel u otro material capaz de limitar la
cantidad de sudor del ciclista.
Con particular referencia a la figura 2 que se
acompaña, la armazón 2 tiene una superficie 4 inferior a la cual se
conectan medios de fijación capaces de asegurar la conexión del
sillín 1 con un bastidor de soporte de la bicicleta (no mostrado
como el tipo conocido en sí mismo) y una superficie 6 superior sobre
la cual se fija el almohadillado 3 capaz de definir en la parte
superior la superficie 7 de asiento para el ciclista.
Los medios de fijación, los cuales no se muestran
en la figuras que se acompañan, se obtienen generalmente por medio
de una barra conformada la cual se pliega sobre sí misma
(horquilla) o por medios de un par de barras conformadas las cuales
se fijan al tubo de montaje del sillín por medio de abrazaderas.
Ventajosamente, estas barras conformadas estarán
realizadas en fibra de carbono y tendrán secciones transversales
variables, en particular una sección transversal más ancha en la
región del tubo de montaje de sillín para permitir las diversas
fuerzas de tensión a las que está sometido.
Según la invención, la estructura 2 de soporte
está formada por medio de una o más primeras capas 8 que consisten
en un material compuesto de elevada rigidez y por medio de una
segunda capa 9 que consiste en un material compuesto de más baja
rigidez que está fijo a la primera capa 8 a lo largo de una
superficie 10 superpuesta. La primera y segunda capas 8 y 9 cubren
diferentes áreas y por lo tanto definen las porciones de rigidez
variable.
Más particularmente, según una realización
preferida de la presente invención, la estructura 2 de soporte está
compuesta de una diversidad de primeras capas 8 cada una provista
de una abertura 11 localizada substancialmente en una zona central
del sillín 1. Esta abertura 11 está cubierta sólo por la segunda
capa de rigidez más baja con una elasticidad relativamente alta. De
este modo una zona que cede elásticamente se define en la región de
esta abertura 11.
Obviamente, sin apartarnos del alcance de la
protección de la presente invención, no obstante será posible
cubrir la abertura 11 con una primera capa 8 en lugar de una
segunda capa 9 con menos rigidez puesto que el efecto elástico que
se puede asociar a esta zona se puede obtener en cualquier caso
debido al número más pequeño de capas de material compuesto, es
decir al grosor reducido de la estructura 2 de soporte en la región
de esta abertura 11.
Ventajosamente, esta zona que cede elásticamente
está posicionada en la zona prostática del asiento 7 del sillín 1
y/o en las zonas isquiáticas del asiento 7 del sillín 1.
Con este fin, esta zona que cede elásticamente
puede, por ejemplo, tener una forma que comprende dos lóbulos 11'
posteriores localizados en las zonas isquiáticas del asiento 7 del
sillín 1 y un lóbulo 11'' central que se extiende en la zona
prostática del asiento 7 del sillín 1.
Estructuralmente, según se muestra en las figs. 3
y 4 que se acompañan, las primeras capas 8 tienen una forma y
dimensiones substancialmente similares las cuales se convierten
capa a capa más pequeñas para crear una estructura 2 de soporte de
grosor variable, la cual es más delgada a lo largo de su borde
periférico.
Según el ejemplo de la realización ilustrada en
las figs. 3 y 4, la segunda capa 9 se fija entre dos primeras capas
8.
Estructuralmente la primera capa 8
preferiblemente consiste en fibras de carbono unidas a una matriz
epoxídica (y más generalmente fibras de material compuesto
comúnmente llamadas "fibras de módulo elevado"), al tiempo que
la segunda capa 9 consiste en fibras kevlar y de poliéster unidas a
una matriz basada en poliuretano (y más generalmente fibras de
material compuesto comúnmente llamadas "fibras de alargamiento
elevado"). De esta manera, la primera capa tiene una rigidez
relativamente elevada, al tiempo que la segunda capa tiene una
elasticidad relativamente elevada.
Ventajosamente, además, las fibras que forman las
diversas primeras capas 8 se pueden orientar en variables
direcciones para obtener el máximo rendimiento mecánico.
En particular, por ejemplo, las primeras capas 8
alternas con fibras orientadas longitudinalmente, de forma
transversal y a 45º se pueden considerar con respecto al eje
longitudinal del sillín.
La segunda capa 9 tendrá preferiblemente una
orientación longitudinal de las fibras kevlar y una disposición
transversal de las fibras de poliéster.
La presente invención también se refiere a un
método para la fabricación de un sillín 1 realizado en material
compuesto, en particular para una bicicleta, del tipo que comprende
convencionalmente una etapa que implica moldeado, en un molde, de
la cubierta 3 de poliuretano sobre la estructura 2 de soporte.
Más particularmente, se usa un molde que consiste
en una pieza macho, a la cual se aplica la estructura de soporte, y
una pieza hembra, la cual se cubre adecuadamente de un
revestimiento, durante esta etapa.
Dicha etapa de moldeado contempla por tanto la
inserción de poliuretano dentro del molde y cierre del último.
Según el método en cuestión, la fabricación de la
estructura 2 de soporte, destinada a ser insertada dentro del molde
una vez que se ha formado, comprende una etapa que contempla un
troquelado ahuecado de las primeras capas 8 realizadas en tejido
que consiste en un material compuesto de elevada rigidez con
formación simultánea o posterior de la abertura 11 en cada capa
8.
Las diversas primeras capas 8 preferiblemente
tendrán dimensiones las cuales son ligeramente diferentes y
gradualmente decrecientes, al tiempo que mantienen la misma
abertura 11 central. Con este fin, se pueden considerar por ejemplo
los troqueles ahuecados con una hoja de corte que contemplan
diferentes secciones.
Igualmente, también se contemplará el troquelado
ahuecado de una segunda capa de tejido que consiste en un material
compuesto con una rigidez menor que la de la primera capa, sin
embargo, sin la formación de aberturas en ella.
En este punto, seguirá una etapa que implica la
superposición, sobre la parte superior de cada otra, de las
primeras capas 8 que tienen dimensiones de tal manera que garantice
que la abertura 11 central esté bien definida, creando un efecto de
reducción a lo largo de los bordes.
Finalmente, seguirá una etapa que implica el
moldeado y fijación de las diversas capas 8 y 9 dentro de un molde
especial por medio de una resina termoendurecible.
Las primeras capas 8 son ventajosamente
impregnadas previamente con una resina epoxídica que es capaz de
reticular rápidamente a una temperatura de entre 70º y 100ºC. La
segunda capa 9 es también ventajosamente del tipo impregnado
previamente con resina (por ejemplo poliuretano) y por lo tanto una
vez que las capas 8 y 9 se han colocado en el molde, la última se
cierra con una presión adecuada y, se realiza por medios de
calentamiento y enfriamiento asociados con el mismo el moldeado
completo de la estructura de soporte.
Ventajosamente, durante esta etapa de formación
de molde, las acanaladuras y las lengüetas necesarias para montar
posteriormente el medio de fijación y en particular las barras
conformadas también están formadas sobre la superficie 4 del fondo
de la estructura 2 de soporte.
Según el ejemplo de la realización ilustrada en
las figs. 3 y 4, durante la etapa de superposición, primeramente se
dispone de una primera capa 8 en el molde, entonces una segunda
capa 9 se superpone sobre esta capa y el resto de las primeras
capas 8 se superponen sobre la última.
La fijación mutua de las capas dentro del molde
se puede lograr como resultado de la resina termoendurecible con lo
cual dichas capas se impregnan o por medio de inyección de resina
dentro del molde.
Ventajosamente, la estructura 2 de soporte, una
vez extraída del molde, se puede someter a las etapas de acabado que
tienen por objeto la eliminación, por ejemplo, de la presencia de
cualquier tipo de protuberancias.
La invención de este modo concebida por lo tanto
logra los objetos preestablecidos.
Obviamente, se pueden adoptar, en su realización
práctica, formas y configuraciones diferentes de la ilustrada
anteriormente, sin apartarse por ello del alcance de protección tal
como se define por las reivindicaciones.
Además, todos los detalles pueden ser remplazados
por elementos y las dimensiones técnicamente equivalentes, y las
formas y los materiales usados pueden ser de cualquier naturaleza
dependiendo de los requisitos
Claims (17)
1. Sillín realizado en material compuesto, en
particular para una bicicleta, del tipo que comprende una
estructura (2) de soporte provista de un almohadillado (3) que
tiene, asociada por encima de él, una superficie (7) de asiento,
comprendiendo dicha estructura (2) de soporte al menos una primera
capa (8) de material compuesto y al menos una segunda capa (9) de
material compuesto que presenta una forma diferente del de dicha
primera capa (8) y se fija al mismo a lo largo de una superficie
(10) superpuesta de dichas capas, para definir unas porciones con
rigidez que varían sobre dicha estructura (2) de soporte,
caracterizado porque comprende una diversidad de primeras
capas (8) que están superpuestas y se fijan conjuntamente,
definiendo cada una de dichas primeras capas (8) al menos una
abertura (11) en cuyo interior está dispuesta dicha segunda capa
(9) para proporcionar una zona que cede elásticamente.
2. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha primera capa (8) está realizada
en un material compuesto de elevada rigidez y porque dicha segunda
capa (9) está realizada en un material compuesto con una rigidez
menor que la de dicha primera capa (8).
3. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha abertura (11) presenta una forma
que comprende dos lóbulos (11') posteriores que están localizados
en las zonas isquiáticas del asiento (7) del sillín (1).
4. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha abertura (11) presenta una forma
que comprende un lóbulo (11'') central dispuesto en la zona
prostática del asiento (7) del sillín (1).
5. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dichas primeras capas (8) superpuestas
presentan formas substancialmente similares y dimensiones que se
reducen hacia dicho almohadillado (3).
6. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha segunda capa (9) está fija entre
dos de dichas primeras capas (8).
7. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha primera capa (8) está compuesta
de fibras de carbono unidas a una matriz epoxídica.
8. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha segunda capa (9) está compuesta
de fibras kevlar unidas a una matriz basada en poliuretano.
9. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha segunda capa (9) está compuesta
de fibras de poliéster y kevlar unidas a una matriz basada en
poliuretano.
10. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho almohadillado (3) comprende una
cubierta realizada en material de elastómero expandido.
11. Sillín según la reivindicación 10,
caracterizado porque dichas porciones de material en forma
de gel están dispuestas dentro de dicha cubierta de elastómero
expandido.
12. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque al menos una de dichas primeras capas
(8) está compuesta de fibras orientadas en una dirección diferente
de la del eje longitudinal del sillín.
13. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha estructura (2) de soporte está
conectada a un tubo de montaje de sillín por medio de al menos un
elemento conformado en forma de varilla realizado en fibra de
carbono.
14. Método para la fabricación de un sillín
realizado en material compuesto, en particular para una bicicleta,
del tipo que comprende una etapa que implica moldeado, en un molde,
de una cubierta (3) realizada en material elastómero expandido
sobre la parte superior de una estructura (2) de soporte,
caracterizado porque comprende las siguientes etapas
operativas:
- primer troquelado ahuecado de una o más
primeras capas (8) de tejido que consisten en material compuesto de
elevada rigidez, que define substancialmente el perfil de la
estructura (2) de soporte;
- formación de al menos una abertura (11) dentro
de dichas primeras capas (8);
- segundo troquelado ahuecado de al menos una
segunda capa (9) de tejido que consiste en material compuesto con
una rigidez menor que la de dicha primera capa (8);
- superposición de dichas primeras capas (8) y
dicha segunda capa (9) dentro de un molde; y
- moldeado y fijación de dicha primera y segunda
capas (8, 9) dentro de dicho molde por medio de una resina
termoendurecible.
15. Método según la reivindicación 14,
caracterizado porque dicha etapa de superposición contempla
la disposición de una primera capa (8) dentro del molde, la
superposición de dicha segunda capa (9) sobre la parte superior de
dicha primera capa (8) y la superposición de las primeras capas (8)
restantes sobre la parte superior de dicha segunda capa (9).
16. Método según la reivindicación 14,
caracterizado porque dicha etapa de moldeado y fijación de
dicha primera y segunda capas (8, 9) dentro de dicho molde se logra
usando resina termoendurecible con la cual se impregnan previamente
las capas individuales.
17. Método según la reivindicación 14,
caracterizado porque dicha etapa de moldeado y fijación de
dicha primera y segunda capas (8, 9) dentro de dicho molde se logra
por medio de inyección de resina en el interior del molde.
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