ES2336816T3 - Cuadro frontal reforzado con fibras para una bicicleta. - Google Patents
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Abstract
Un cuadro delantero para una bicicleta, que comprende: un tubo superior (20) hecho de material reforzado con fibra y que presenta una cámara (22) en el mismo; un tubo inferior (30) hecho de material reforzado con fibra y que presenta una cámara (32) en el mismo; y un tubo de dirección (40) hecho de material reforzado con fibra y que se extiende de manera solidaria desde un extremo del tubo superior (20) y desde un extremo del tubo inferior (30); en el que el tubo superior (20), el tubo inferior (30) y el tubo de dirección (40) están dispuestos sustancialmente en el mismo plano (P), y el tubo de dirección (40) presenta una cámara (42) y dos aberturas (44) que comunican la cámara (42) con el exterior, y la cámara (42) del tubo de dirección (40) se comunica con la cámara (22) del tubo superior (20) y con la cámara (32) del tubo inferior (30), caracterizado porque comprende además dos primeros tubos internos (24) colindantes y dispuestos en la cámara (22) del tubo superior (20), en el que el tubo superior (20) y los dos primeros tubos internos (24) están dispuestos en una relación de estrecho contacto sin ningún hueco entre los mismos, y las partes colindantes de los primeros tubos internos (24) forman una nervadura superior (26).
Description
Cuadro frontal reforzado con fibras para una
bicicleta.
La presente invención se refiere a una bicicleta
y, más en particular, a un cuadro delantero para una bicicleta, que
presenta una estructura robusta y un peso ligero.
Un cuadro convencional para una bicicleta está
hecho de metal y presenta una estructura robusta y un peso elevado.
Recientemente, la bicicleta ha evolucionado para reducir su peso y
adoptar material reforzado con fibra. Tal y como se muestra en la
Fig. 1, el cuadro 1 está hecho de resina reforzada con fibra de
carbono y formado por un cuadro delantero 2, un eje central 3 y un
cuadro trasero 4. El cuadro delantero 2 presenta un tubo superior
5, un tubo de dirección 6 y un tubo inferior 7. Tal y como se
muestra en la Fig. 2, el cuadro delantero 2 se fabrica mediante las
etapas de enrollar múltiples capas de materiales preimpregnados
dentro de un tubo alargado 8, formar dos aberturas 81 en dos
posiciones predeterminadas del tubo alargado 8, insertar un tubo
endurecido 9 en el tubo alargado 8 a través de una de las aberturas
81 de tal manera que los dos extremos distales del tubo endurecido
9 estén nivelados con las dos aberturas 81 del tubo alargado 8 y
colocar el tubo alargado 8 y el tubo endurecido 9 en un troquel, y
después endurecer el tubo alargado 8.
El cuadro delantero 2 fabricado a través del
procedimiento mencionado anteriormente presenta una baja resistencia
estructural ya que puede quebrarse fácilmente en la unión del tubo
endurecido 9 y del tubo de dirección 6. El tubo superior 5 y el
tubo inferior 7, que no presentan una suficiente resistencia
estructural, pueden romperse fácilmente cuando soportan una gran
tensión. Si se aumenta la cantidad de materiales preimpregnados
utilizados en el cuadro delantero 2 para mejorar la resistencia
estructural, el peso del producto aumenta de manera no
intencionada. Por lo tanto, siempre existe el problema de cómo
reducir el peso del cuadro delantero 2 y aumentar la resistencia
estructural al mismo tiempo.
Un cuadro reforzado con fibra se conoce a partir
del documento WO-A-9854046.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un cuadro delantero para una bicicleta, que presente
una alta resistencia estructural y un peso ligero.
El objetivo anterior de la presente invención se
consigue mediante cada uno de los cuadros reivindicados en las
reivindicaciones 1 y 4. Los cuadros delanteros incluyen un tubo
superior, un tubo inferior y un tubo de dirección, todos ellos
fabricados con material reforzado con fibra. El tubo superior
presenta una cámara en el mismo y el tubo inferior también presenta
una cámara en el mismo. El tubo de dirección se extiende de manera
solidaria desde un extremo delantero del tubo superior y desde un
extremo delantero del tubo inferior. El tubo superior, el tubo de
dirección y el tubo inferior están dispuestos sustancialmente en un
mismo plano. El tubo de dirección presenta una cámara y dos
aberturas. La cámara del tubo de dirección se comunica con la
cámara del tubo superior y con la cámara del tubo inferior. En un
primer aspecto de la invención, el cuadro delantero comprende dos
primeros tubos internos previstos en la cámara del tubo superior.
Las partes colindantes de los dos tubos internos forman una
nervadura de manera que se mejora la resistencia estructural del
tubo superior. En un segundo aspecto de la invención, el cuadro
delantero comprende dos segundos tubos internos previstos en la
cámara del tubo inferior. Las partes colindantes de los dos segundos
tubos internos forman una nervadura de manera que se mejora la
resistencia estructural del tubo inferior.
La Fig. 1 es una vista en despiece ordenado del
cuadro de una bicicleta convencional;
La Fig. 2 es una vista seccionada a lo largo de
la línea 2-2 de la Fig. 1;
La Fig. 3 es una vista delantera de una
realización preferida de la presente invención.
La Fig. 4 es una vista seccionada a lo largo de
la línea 4-4 de la Fig. 3;
La Fig. 5 es una vista seccionada a lo largo de
la línea 5-5 de la Fig. 3; y
La Fig. 6 es una vista seccionada a lo largo de
la línea 6-6 de la Fig. 3.
Haciendo referencia a la Fig. 3 se muestra un
cuadro delantero 10 para una bicicleta según la realización
preferida de la presente invención que comprende un tubo superior
20, dos primeros tubos internos 24, un tubo inferior 30, dos
segundos tubos internos 34 y un tubo de dirección 40, todos ellos
fabricados con material de resina reforzado con fibra. La fibra
puede ser, pero sin limitarse a, fibra de carbono, fibra de vidrio,
fibra de boro o fibra Kevlar®. La resina puede ser resina
termoendurecible o resina termoplástica.
Tal y como se muestra en las Figs. 4 a 6, el
tubo superior 20, el tubo inferior 30 y el tubo de dirección 40
están formados de manera solidaria. El tubo superior 20 presenta una
cámara 22 en el mismo. Los dos primeros tubos internos 24 son
colindantes y están dispuestos en la cámara 22 del tubo superior 20.
El tubo superior 20 y los dos primeros tubos internos 24 están
dispuestos en una relación de estrecho contacto sin ningún hueco
entre los mismos. Las partes colindantes de los primeros tubos
internos 24 forman una nervadura superior 26. El tubo inferior 30
también presenta una cámara 32 en el mismo. Los dos segundos tubos
internos 34 son colindantes y están dispuestos en la cámara 32 del
tubo inferior 30. El tubo inferior 30 y los dos segundos tubos
internos 34 están dispuestos en una relación de estrecho contacto
sin ningún hueco entre los mismos. Las partes colindantes de los
segundos tubos internos 34 forman una nervadura inferior 36.
El tubo de dirección 40 se extiende de manera
solidaria desde un extremo delantero del tubo superior 20 y desde
un extremo delantero del tubo inferior 30. El tubo superior 20, el
tubo de dirección 40 y el tubo inferior 30 están dispuestos en un
mismo plano P. La nervadura superior 26 del tubo superior 20 es
paralela al plano P. La nervadura inferior 36 del tubo inferior 30
también es paralela al plano P. El tubo de dirección 40 presenta
una cámara 42 para alojar un tubo vertical 50 de una horquilla
delantera (no mostrada), y dos aberturas 44 que comunican la cámara
42 con el exterior. La cámara 42 del tubo de dirección 40 se
comunica con la cámara 22 del tubo superior 20 y con la cámara 32
del tubo inferior 30. Los primeros tubos internos 24 presentan cada
uno un espacio interior que se comunica con la cámara 42 del tubo de
dirección 40, y los segundos tubos internos 34 presentan cada uno
un espacio interior que también se comunica con la cámara 42 del
tubo de dirección 40.
El cuadro delantero 10 se fabrica a través de
las siguientes etapas. En primer lugar, disponer de manera contigua
los dos primeros tubos internos 24 y disponer de manera contigua los
dos segundos tubos internos 34. Después, enrollar múltiples capas
de materiales preimpregnados alrededor de los dos primeros tubos
internos 24 para formar el tubo superior 20, enrollar múltiples
capas de materiales preimpregnados dentro del tubo de dirección 40
en el extremo delantero del tubo superior 20, y enrollar múltiples
capas de materiales preimpregnados alrededor de los dos segundos
tubos internos 34 para formar el tubo inferior 30. Finalmente,
colocar la combinación en un troquel (no mostrado) e inflar los dos
primeros tubos internos 24, los dos segundos tubos internos 34 y el
tubo de dirección 40 con aire a alta presión para hacer, por un
lado, que los dos primeros tubos internos 24 (o los dos segundos
tubos internos 34) se unan firmemente al tubo superior 20 (o al tubo
inferior 30) y para hacer, por otro lado, que el tubo superior 20,
el tubo inferior 30 y el tubo de dirección 40 hagan contacto con la
pared interna del troquel. Después, endurecer la combinación para
formar el cuadro delantero 10.
Puesto que el cuadro delantero 10 solo se
endurece una vez, no se genera ninguna fisura entre los primeros
tubos internos 24 (o los dos segundos tubos internos 34) y el tubo
superior 20 (o el tubo inferior 30). La resistencia estructural del
cuadro delantero 10 se mejora. Además, puesto que el tubo superior
20 tiene dentro la nervadura superior 26 y el tubo inferior 30
tiende dentro la nervadura inferior 36, se mejora la resistencia
estructural del tubo superior 20 y del tubo inferior 30. Con la
premisa de que la resistencia estructural del cuadro delantero 10
es suficiente, la cantidad de materiales preimpregnados utilizados
en el cuadro delantero 10 puede reducirse de manera que el peso del
cuadro delantero 10 pueda disminuir. El peso del cuadro delantero
10 de la presente invención disminuye adicionalmente ya que el
cuadro delantero 10 no presenta el tubo endurecido 9 de la
estructura convencional. Por lo tanto, el cuadro delantero 10 de la
presente invención puede mejorar los inconvenientes de la
estructura convencional y conseguir el objetivo de la presente
invención.
En la práctica, la estructura del cuadro
delantero 10 presenta otras alternativas. Por ejemplo, la dirección
de extensión de la nervadura superior 26 y de la nervadura inferior
36 puede modificarse según la demanda del usuario. Además, la
nervadura superior 26 o la nervadura inferior 36 pueden estar
ausentes. Aunque realizaciones particulares de la invención se han
descrito en detalle para fines ilustrativos, pueden realizarse
varias modificaciones y mejoras sin apartarse del alcance de la
invención tal y como se reivindica.
Claims (6)
1. Un cuadro delantero para una bicicleta, que
comprende:
un tubo superior (20) hecho de material
reforzado con fibra y que presenta una cámara (22) en el mismo;
un tubo inferior (30) hecho de material
reforzado con fibra y que presenta una cámara (32) en el mismo;
y
un tubo de dirección (40) hecho de material
reforzado con fibra y que se extiende de manera solidaria desde un
extremo del tubo superior (20) y desde un extremo del tubo inferior
(30); en el que el tubo superior (20), el tubo inferior (30) y el
tubo de dirección (40) están dispuestos sustancialmente en el mismo
plano (P), y el tubo de dirección (40) presenta una cámara (42) y
dos aberturas (44) que comunican la cámara (42) con el exterior, y
la cámara (42) del tubo de dirección (40) se comunica con la cámara
(22) del tubo superior (20) y con la cámara (32) del tubo inferior
(30), caracterizado porque comprende además dos primeros
tubos internos (24) colindantes y dispuestos en la cámara (22) del
tubo superior (20), en el que el tubo superior (20) y los dos
primeros tubos internos (24) están dispuestos en una relación de
estrecho contacto sin ningún hueco entre los mismos, y las partes
colindantes de los primeros tubos internos (24) forman una nervadura
superior (26).
2. El cuadro delantero para una bicicleta según
la reivindicación 1, en el que un espacio interior de los primeros
tubos internos (24) se comunica con la cámara (42) del tubo de
dirección (40).
3. El cuadro delantero para una bicicleta según
la reivindicación 1, en el que la nervadura superior (26) es
sustancialmente paralela al plano (P).
4. Un cuadro delantero para una bicicleta, que
comprende:
un tubo superior (20) hecho de material
reforzado con fibra y que presenta una cámara (22) en el mismo;
un tubo inferior (30) hecho de material
reforzado con fibra y que presenta una cámara (32) en el mismo;
y
un tubo de dirección (40) hecho de material
reforzado con fibra y que se extiende de manera solidaria desde un
extremo del tubo superior (20) y desde un extremo del tubo inferior
(30); en el que el tubo superior (20), el tubo inferior (30) y el
tubo de dirección (40) están dispuestos sustancialmente en el mismo
plano (P), y el tubo de dirección (40) presenta una cámara (42) y
dos aberturas (44) que comunican la cámara (42) con el exterior, y
la cámara (42) del tubo de dirección (40) se comunica con la cámara
(22) del tubo superior (20) y con la cámara (32) del tubo inferior
(30), caracterizado porque comprende además dos segundos
tubos internos (34) colindantes y dispuestos en la cámara (32) del
tubo inferior (30), en el que el tubo inferior (30) y los dos
segundos tubos internos (34) están dispuestos en una relación de
estrecho contacto sin ningún hueco entre los mismos, y las partes
colindantes de los segundos tubos internos (34) forman una nervadura
inferior (36).
5. El cuadro delantero para una bicicleta según
la reivindicación 4, en el que un espacio interior de los segundos
tubos internos (34) se comunica con la cámara (42) del tubo de
dirección (40).
6. El cuadro delantero para una bicicleta según
la reivindicación 4, en el que la nervadura inferior (36) es
sustancialmente paralela al plano (P).
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