ES2291397T3 - Procedimiento para la fabricacion de una biela para una bicicleta y biela para una bicicleta. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para la fabricación de una biela para una bicicleta, que comprende las etapas de: proporcionar un equipo de moldeo (20) que incluye dos semimoldes (22, 24) de los cuales uno al menos es móvil y presentan una posición abierta y una posición cerrada, definiendo el equipo (20) en la posición cerrada una cavidad de moldeo (26) que tiene una forma correspondiente a la biela que vaya a fabricarse; proporcionar, dentro de dicha cavidad de moldeo (26), al menos una inserción (44, 46); introducir en el equipo de moldeo (20) en posición abierta una cantidad preendurecida de material termoendurecible (48) reforzado con fibra en un estado plástico; cerrar el equipo de moldeo (20) y aplicar sobre el citado material termoendurecible (48) una presión a través de las superficies (30, 32) de dicha cavidad de moldeo (26) para provocar que el material (48) en estado plástico fluya al interior de dicha cavidad de moldeo (26), rellene la cavidad de moldeo (26), y cubra al menos parcialmente la citada al menos una inserción (44, 46); y calentar el citado material termoendurecible (48) hasta una temperatura de endurecimiento embebiendo así la al menos una inserción (44, 46) en el material termoendurecible.
Description
Procedimiento para la fabricación de una biela
para una bicicleta y biela para una bicicleta.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la fabricación de una biela para una bicicleta y
a una biela para una bicicleta.
Recientemente, se han propuesto bielas que están
provistas de dos inserciones hechas de material metálico (una
aleación de aluminio o similar) que están fijadas en los extremos
del cuerpo de la biela y están encerradas en una cáscara de un
material compuesto formado por una tela de fibra de alta resistencia
(típicamente fibra de carbono) en una matriz de material plástico
termoendurecible. El procedimiento actualmente adoptado para
fabricar bielas del tipo anterior prevé el uso de una estructura
preformada que incluye las dos inserciones y un núcleo central de
relleno. Sobre la citada estructura preformada se enrollan capas de
tela de fibra de carbono embebida en una matriz de material
plástico. Finalmente, el conjunto así obtenido es sometido a una
etapa de termoendurecimiento en un molde.
Este procedimiento conocido es laborioso y
difícil de automatizar, sobre todo en lo referente a la etapa de
enrollar las inserciones y el núcleo de relleno con capas de
material plástico reforzado con fibra.
El documento
EP-A-0916477 describe un
procedimiento para hacer una biela que comprende la etapa de
introducir en un molde una estructura con fibras incluidas en una
matriz termoplástica o termoendurecible. Las inserciones se
utilizan como parte del molde para formar cavidades en la biela
durante el moldeo.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar un procedimiento para fabricar bielas para bicicletas
del tipo especificado anteriormente que sea más simple y más
fácilmente automatizable.
Según la presente invención, el citado objetivo
se alcanza mediante un procedimiento y mediante una biela que
tengan las características que constituyen el sujeto de las
reivindicaciones adjuntas.
A continuación se describirá con detalle la
presente invención con referencia a los dibujos adjuntos,
proporcionados puramente a título de ejemplo no limitativo, y en
los cuales:
- las Figuras 1 y 2 son ilustraciones
esquemáticas de dos etapas operativas de una primera realización de
un procedimiento según la presente invención;
- la Figura 3 es una vista en perspectiva que
ilustra la biela que se obtiene al final de procedimiento ilustrado
en las Figuras 1 y 2;
- las Figuras 4 y 5 son ilustraciones
esquemáticas de una segunda realización de un procedimiento según la
presente invención;
- las Figuras 6 a 9 son unas vistas esquemáticas
seccionadas del equipo de moldeo, ilustrando los diversos modos de
puesta en práctica de la etapa de moldeo del material
termoendurecible reforzado con fibra;
- la Figura 7A es una sección longitudinal
esquemática del equipo ilustrado en las Figuras 6 y 7;
- las Figuras 10, 11 y 12 son unas secciones
axiales esquemáticas que ilustran diferentes tipos de bielas que
pueden fabricarse utilizando el procedimiento según la
invención;
- las Figuras 13 y 14 son unas vistas
esquemáticas que ilustran el equipo para la fabricación de una biela
con brazos para fijar los platos para la cadena; y
- las Figuras 15 y 16 son unas vistas en planta
de dos bielas con brazos para fijar los platos para la cadena que
pueden obtenerse con el proceso según la invención.
Con referencia a las Figuras 1 y 2, el número 20
designa un equipo de moldeo que incluye dos semimoldes 22, 24 que
son móviles el uno con respecto al otro entre la posición abierta
ilustrada en la Figura 1 y la posición cerrada ilustrada en la
Figura 2. El semimolde 22 tiene una cavidad 26 que está diseñada
para recibir una porción de moldeo 28 del segundo semimolde 24. La
cavidad 26 y la porción de moldeo 28 tienen unas respectivas
superficies de moldeo 30, 32. Los dos semimoldes 22, 24 están hechos
de material metálico y están provistos de medios de calentamiento,
diseñados como un todo por 34, consistentes preferiblemente en
elementos de calentamiento por resistencia. Los dos semimoldes 22,
24 pueden estar provistos de unas respectivas superficies de parada
36, 38, mutuamente cooperantes, que definen la posición de fin de
carrera de los semimoldes 22, 24, que corresponde a la posición
cerrada de la Figura 2. El primer semimolde 22 está provisto de un
par de elementos extractores 40, 42 que se desplazan en la
dirección de su propio eje para la extracción de la biela acabada al
final del procedimiento de moldeo.
El procedimiento para la fabricación de una
biela para una bicicleta según la presente invención prevé
proporcionar un par de inserciones metálicas 44, 46 en una posición
prefijada en la cavidad 26 del primer semimolde 22.
Preferiblemente, las inserciones 44, 46 se montan en los extremos de
los elementos extractores 40, 42. En la cavidad 26 se coloca una
cantidad preendurecida de material moldeable reforzado con fibra. El
material 48 se encuentra en estado plástico de manera que pueda
resbalar bajo la acción de una presión de moldeo y rellenar
completamente la cavidad de moldeo que se define entre las
superficies de moldeo 30, 32 en la configuración cerrada de los dos
semimoldes 22, 24. El material 48 consiste preferiblemente en fibras
de carbono embebidas en una matriz plástica termoendurecible, pero
puede elegirse entre fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras
aramídicas, fibras de boro, fibras cerámicas o cualquier combinación
de las mismas.
Cuando los semimoldes 22, 24 se cierran, las
superficies de moldeo 30, 32 ejercen una presión sobre el material
48 en estado plástico que provoca que el material plástico penetre
resbalando en el asiento de moldeo. Según se ilustra en la Figura
2, el material 48 rellena completamente el asiento de moldeo
definido entre las superficies de moldeo 30, 32. Según puede verse
de nuevo en la Figura 2, el material 48 en la posición cerrada de
los semimoldes 22, 24 cubre casi enteramente las inserciones 44,
46, excepto las porciones de estas últimas en contacto con la pared
inferior 30 de la cavidad 26. Durante la etapa de moldeo, los
semimoldes 22, 24 son calentados por medio de los elementos
calefactores 34 hasta una temperatura igual o superior a la
temperatura de termoendurecimiento del material 48. El equipo de
moldeo 20 permanece en la posición cerrada durante un tiempo
suficiente para transferir al material 48 la cantidad de calor
necesaria para poner el material propiamente dicho a la temperatura
de termoendurecimiento. A continuación se abren los semimoldes 22,
24 y se extrae la biela acabada, que tiene la forma ilustrada en la
Figura 3. Las inserciones 44, 46 están embebidas en un cuerpo
rígido de alta resistencia formado por fibras encerradas en una
matriz plástica endurecida.
Las Figuras 4 y 5 ilustran una variante del
procedimiento según la presente invención. Los elementos
correspondientes a los descritos anteriormente están designados por
los mismos números de referencia. El procedimiento de moldeo es
prácticamente idéntico al ilustrado anteriormente. La única
diferencia reside en el hecho de que se coloca un elemento tubular
50 en la cavidad 26, siendo recubierto al menos parcialmente el
citado elemento tubular 50 por el material plástico 48 reforzado
con fibra durante la operación de moldeo. De esta manera se puede
reducir adicionalmente el peso de la biela acabada ya que la parte
central de la biela es hueca. El elemento tubular 50 puede estar
hecho de una aleación ligera, o incluso de una matriz plástica
reforzada con fibra.
Las Figuras 6 a 9 son unas ilustraciones
esquemáticas de un número de variantes del equipo de moldeo que
pueden ser utilizadas en un procedimiento según la presente
invención. En las Figuras 6, 7 y 7A los semimoldes 22, 24 definen,
en la posición cerrada, un asiento de moldeo 26 con una sección
transversal recortada. Se utiliza un pistón 52 para aplicar la
presión de moldeo sobre el material 48. En la versión de la Figura
6, el material 48 consiste en una masa en la cual las fibras de
refuerzo están colocadas al azar en la matriz de material
termoendurecible. En la variante de la Figura 7, sin embargo, las
fibras de refuerzo están dispuestas de un modo ordenado. Por
ejemplo, el material 48 puede consistir en una cinta en la cual las
fibras se extienden en la dirección longitudinal, y la citada cinta
es enrollada sobre sí misma antes de ser colocada dentro del equipo
de moldeo, de tal modo que las fibras de refuerzo quedan colocadas
según una configuración general en espiral. En las variantes
ilustradas en las Figuras 8 y 9, en la vista en sección transversal,
el primer semimolde 22 tiene un asiento de moldeo en forma de U
dentro del cual está montada de modo deslizante la porción de
moldeo 28 del segundo semimolde. De un modo similar al que se
describió anteriormente, en la variante de la Figura 8 las fibras
de refuerzo están colocadas aleatoriamente dentro de la masa de
material plástico, mientras que en la variante de la Figura 9 las
fibras están dispuestas de un modo ordenado, por ejemplo según una
configuración en espiral.
Las Figuras 10, 11 y 12 son unas vistas
esquemáticas en sección longitudinal de tres bielas diferentes que
pueden ser fabricadas con el procedimiento según la presente
invención. En el caso de la Figura 10, el cuerpo de la biela está
hecho enteramente de un material plástico reforzado con fibra en el
cual están embebidas las dos inserciones 44, 46 hechas de aleación
ligera, que están diseñadas para ser respectivamente fijadas al eje
de la biela y a un pedal. En la variante de la Figura 11, dentro del
cuerpo de la biela está embebido un elemento hueco 54, cuyos
extremos están colocados a una distancia de las inserciones 44, 46,
mientras que en la variante adicional de la Figura 12 se ilustra
una biela en la cual está embebido un elemento tubular 50, cuyos
extremos establecen una forma que encaja con las inserciones 44, 46.
La citada biela se obtiene mediante el procedimiento ilustrado
esquemáticamente en las Figuras 4 y 5.
Las Figuras 13 y 14 son unas ilustraciones
esquemáticas del equipo de moldeo para la fabricación de una biela
derecha provista de brazos integrales para fijar los platos de la
cadena. Desde un punto de vista conceptual, el equipo 20 es
idéntico al equipo descrito anteriormente. La única diferencia
reside en la forma diferente del asiento de moldeo 26, que tiene
unas cavidades diseñadas para formar los brazos que se extienden en
una dirección radial desde la zona que contiene la inserción 44
diseñada para ser fijada al eje de bielas. El material reforzado
con fibra puede colocarse tanto en la separación entre las dos
inserciones 44, 46 como dentro de cada una de las cavidades que
existen para formar los brazos. El material 48, colocado en una
posición correspondiente a las cavidades que deben formar los
brazos, puede estar unido o separado del material que vaya a formar
el cuerpo de la biela.
Las Figuras 15 y 16 son vistas esquemáticas en
planta de dos bielas derechas que pueden obtenerse por medio del
procedimiento según la invención. En la variante de la Figura 15, la
biela tiene cuatro brazos 56 provistos, en sus extremos
respectivos, de unas porciones para fijar los platos de la cadena.
Un quinto punto de fijación para fijar los platos de la cadena está
formado por una tercera inserción metálica 60 embebida en el cuerpo
de la biela. Por el contrario, en la variante de la Figura 16 la
biela está provista de cinco brazos 56, y la inserción 60 no está
presente.
Naturalmente, sin perjuicio para el principio de
la invención, los detalles de construcción y las realizaciones
pueden variar ampliamente con respecto a lo que aquí se describe y
se ilustra puramente a título de ejemplo, sin por ello salirse del
alcance de la presente invención según se define en las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (17)
1. Un procedimiento para la fabricación de una
biela para una bicicleta, que comprende las etapas de:
proporcionar un equipo de moldeo (20) que
incluye dos semimoldes (22, 24) de los cuales uno al menos es móvil
y presentan una posición abierta y una posición cerrada, definiendo
el equipo (20) en la posición cerrada una cavidad de moldeo (26)
que tiene una forma correspondiente a la biela que vaya a
fabricarse;
proporcionar, dentro de dicha cavidad de moldeo
(26), al menos una inserción (44, 46);
introducir en el equipo de moldeo (20) en
posición abierta una cantidad preendurecida de material
termoendurecible (48) reforzado con fibra en un estado
plástico;
cerrar el equipo de moldeo (20) y aplicar sobre
el citado material termoendurecible (48) una presión a través de
las superficies (30, 32) de dicha cavidad de moldeo (26) para
provocar que el material (48) en estado plástico fluya al interior
de dicha cavidad de moldeo (26), rellene la cavidad de moldeo (26),
y cubra al menos parcialmente la citada al menos una inserción (44,
46); y
calentar el citado material termoendurecible
(48) hasta una temperatura de endurecimiento
embebiendo así la al menos una inserción (44,
46) en el material termoendurecible.
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende la etapa de proporcionar dentro de dicha cavidad de
moldeo (26) un elemento tubular (50, 54), y cubrir al menos en parte
dicho elemento tubular con dicho material plástico (48) durante la
etapa de cerrar el equipo de moldeo (20).
3. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el cual las citadas fibras están dispuestas de manera aleatoria
dentro del citado material (48).
4. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el cual las citadas fibras de refuerzo están dispuestas de un
modo ordenado dentro del citado material (48).
5. El procedimiento según la reivindicación 4,
en el cual las citadas fibras de refuerzo están dispuestas según
una configuración general en espiral.
6. El procedimiento según la reivindicación 2,
en el cual el citado elemento tubular (50, 54) establece un ajuste
de forma con la citada al menos una
inserción (44, 46).
inserción (44, 46).
7. El procedimiento según la reivindicación 2,
en el cual el citado elemento tubular (54) tiene sus propios
extremos colocados a una distancia de las citadas inserciones (44,
46).
8. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende la etapa de proporcionar material termoendurecible
(48) moldeable y reforzado por fibra en unas porciones de la citada
cavidad de moldeo (26), que se extienden en una dirección radial
con respecto a uno de los extremos de la biela, para formar unos
brazos radiales (56) para la fijación de los platos de cadena de un
cambio de marchas.
9. El procedimiento según la reivindicación 8,
que comprende la etapa de introducir en la cavidad de moldeo una
inserción (60) adicional para formar un punto de fijación adicional
para los citados platos de cadena del cambio de marchas.
10. Una biela para una bicicleta, que comprende
un cuerpo formado por una matriz plástica endurecida de material
termoendurecible (48) que tiene encerradas en el mismo fibras de
refuerzo, caracterizada porque al menos una inserción (44,
46) está embebida en la matriz plástica endurecida de material
termoendurecible (48).
11. Una biela según la reivindicación 10, en la
cual dicho cuerpo tiene una sección hueca.
12. Una biela según la reivindicación 10, en la
cual dicho cuerpo tiene una sección maciza.
13. Una biela según la reivindicación 10, en la
cual dichas fibras de refuerzo se eligen entre fibras de carbono,
fibras de vidrio, fibras aramídicas, fibras de boro, fibras
cerámicas o cualesquiera combinaciones de las mismas.
14. Una biela según la reivindicación 10, en la
cual las fibras son colocadas aleatoriamente en el material
termoendurecible.
15. Una biela según la reivindicación 10, en la
cual Las fibras se disponen de modo ordenado en el material
termoendurecible.
16. Una biela según la reivindicación 11, que
incluye un elemento hueco (54) cuyos extremos están colocados a una
distancia de las inserciones (44, 46).
17. Una biela según la reivindicación 11, que
incluye un elemento tubular hueco (50) cuyos extremos establecen un
ajuste de forma con las inserciones (44, 46).
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