ITMI20120388U1 - Flangia di attacco raggi per un mozzo di ruota di bicicletta - Google Patents

Description

Titolo: Flangia di attacco raggi per un mozzo di ruota di bicicletta

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda una flangia di attacco raggi per un mozzo di una ruota di bicicletta.

In particolare, tale flangia è destinata ad essere associata in corrispondenza di almeno una delle contrapposte porzioni di estremità libera di un corpo sostanzialmente tubolare del mozzo (nel seguito indicato anche con l'espressione "corpo di mozzo").

Preferibilmente, ma non esclusivamente, la flangia del presente trovato è destinata ad essere utilizzata in un mozzo per una ruota di bicicletta da corsa.

Come noto, una ruota di bicicletta comprende una pluralità di raggi estesi tra il mozzo, che costituisce l'elemento centrale della ruota destinato ad essere associato al telaio della bicicletta, ed il cerchio su cui è montato il pneumatico.

Il mozzo, a sua volta, comprende un corpo sostanzialmente tubolare (corpo di mozzo) e, in corrispondenza delle contrapposte porzioni di estremità libera di tale corpo, rispettive flangie in cui sono formate le sedi di alloggiamento dei raggi della ruota. All'interno del corpo di mozzo è alloggiato un albero. Tale albero è girevolmente associato al corpo di mozzo tramite appositi cuscinetti calettati in genere sulle contrapposte porzioni di estremità libera dell'albero ed è collegato, in corrispondenza di dette contrapposte porzioni di estremità libera, al telaio della bicicletta.

Il corpo di mozzo è generalmente realizzato in materiale metallico leggero (ad esempio alluminio) o in materiale composito (ad esempio comprendente fibre strutturali inglobate in una matrice polimerica).

Le flangie di attacco raggi possono essere realizzate anch'esse in materiale metallico leggero o in materiale composito.

L'impiego del materiale composito ha il vantaggio di un minor peso e costo di produzione (i pezzi sono infatti fabbricati per stampaggio) rispetto al materiale metallico, garantendo al contempo buone caratteristiche di resistenza strutturale ed affidabilità, comparabili a quelle ottenibili con un materiale metallico.

La Richiedente ha focalizzato la sua attenzione sulle flangie realizzate in materiale composito e ha cercato una soluzione migliorativa in termini di resistenza strutturale ed affidabilità rispetto alle soluzioni attualmente disponibili in commercio.

Il trovato riguarda pertanto una flangia di attacco raggi per un mozzo di ruota di bicicletta, detta flangia comprendendo un corpo sostanzialmente anulare realizzato in materiale composito, detto corpo sostanzialmente anulare avendo un asse di simmetria ed essendo destinato ad essere associato in corrispondenza di almeno una delle contrapposte porzioni di estremità libera di un corpo sostanzialmente tubolare di detto mozzo, caratterizzata dal fatto che detto corpo sostanzialmente anulare comprende una pluralità di strati radialmente sovrapposti includenti ciascuno rispettive fibre strutturali unidirezionali sostanzialmente parallele inglobate in una matrice di materiale polimerico, in cui le fibre strutturali unidirezionali di primi strati di detta pluralità di strati si estendono lungo una prima direzione e le fibre strutturali unidirezionali di secondi strati di detta pluralità di strati si estendono lungo una seconda direzione inclinata rispetto a detta prima direzione.

Nel seguito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine "radialmente" si fa riferimento alla direzione radiale rispetto all'asse di simmetria del corpo sostanzialmente anulare della flangia di attacco raggi (corrispondente all'asse di simmetria del mozzo).

Vantaggiosamente, la flangia del presente trovato presenta un'elevata resistenza strutturale ed affidabilità. Si assicura in tal modo una elevata vita utile del prodotto, si riduce il rischio di rotture improvvise e si garantisce uno stabile ed efficace accoppiamento dei raggi.

Preferibilmente, ciascuno strato di detti primi strati è radialmente adiacente ad un rispettivo strato di detti secondi strati.

Vantaggiosamente, si ottiene così un effetto sinergico ottimale in termini di resistenza strutturale tra fibre strutturali unidirezionali orientate in maniera diversa.

Preferibilmente, dette prima e seconda direzione sono tra loro inclinate di un angolo compreso tra circa 45° e circa 90°, estremi inclusi. Più preferibilmente, tale angolo è uguale a circa 90°.

Vantaggiosamente, tali angoli di inclinazione garantiscono un'elevata resistenza della flangia ad un'ampia gamma di sollecitazioni provenienti da direzioni diverse.

Preferibilmente, tutte dette fibre strutturali unidirezionali hanno sostanzialmente lo stesso diametro.

In questo modo, gli strati possono essere realizzati tutti a partire da una unica tipologia di foglio includente le fibre strutturali unidirezionali sostanzialmente parallele. La diversa orientazione delle fibre nei vari strati è semplicemente ottenuta orientando diversamente i vari strati.

Preferibilmente, alcuni strati di detti primi strati ed alcuni strati di detti secondi strati hanno una prima dimensione assiale ed altri strati di detti primi strati ed altri strati di detti secondi strati hanno una seconda dimensione assiale maggiore di detta prima dimensione assiale.

Vantaggiosamente, la previsione di strati di dimensioni assiali diverse permette di assicurare la presenza delle fibre strutturali unidirezionali in tutte le zone del corpo sostanzialmente anulare della flangia, potendo in questo modo realizzare un semilavorato (da inserire successivamente nello stampo di conformazione) avente forma prossima a quello del pezzo stampato (flangia).

Preferibilmente, gli strati che hanno detta prima dimensione assiale sono disposti in posizione radialmente interna rispetto agli strati che hanno detta seconda dimensione assiale.

Inoltre, sempre per nell'ottica di realizzare un semilavorato avente forma prossima a quella del prodotto finito, gli strati che hanno detta seconda dimensione assiale sono preferibilmente disposti in posizione radialmente interna ad ulteriori strati di detti primi strati e ad ulteriori strati di detti secondi strati aventi una terza dimensione assiale inferiore a detta seconda dimensione assiale.

Più preferibilmente, detta terza dimensione assiale è inferiore a detta prima dimensione assiale.

Con grande vantaggio in termini di semplicità di fabbricazione, detti strati radialmente sovrapposti sono preferibilmente definiti da un avvolgimento di una coppia di strisce di tessuto identiche radialmente sovrapposte, in cui ciascuna coppia di strisce di tessuto comprende una prima striscia di tessuto atta a definire detti primi strati ed una seconda striscia di tessuto atta a definire detti secondi strati.

Più preferibilmente, dette strisce di tessuto comprendono una prima porzione longitudinale estesa circonferenzialmente ed avente una prima larghezza, ed una seconda porzione longitudinale estesa circonferenzialmente ed avente una seconda larghezza, in cui detta prima larghezza definisce detta prima dimensione assiale e detta seconda larghezza definisce detta seconda dimensione assiale.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno meglio dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione preferite, fatta con riferimento ai disegni allegati e data a titolo indicativo e non limitativo. In tali disegni:

la figura 1 è una vista schematica prospettica di un mozzo per ruota di bicicletta, comprendente due flangie in accordo con il presente trovato;

la figura 2 è una vista schematica prospettica di uno spaccato del mozzo di figura 1, con un particolare a scala ingrandita di uno spaccato di una delle flangie, tale particolare essendo individuato dai due cerchi a punto e linea II;

la figura 3 è una vista schematica prospettica, a scala ingrandita, di uno spaccato di una delle flangie del mozzo di figura 2;

la figura 4 è una vista schematica prospettica di un semilavorato per fabbricare le flangie di figura 1, tale semilavorato essendo in fase di realizzazione;

- la figura 5 è una vista schematica prospettica di uno spaccato di una prima forma di realizzazione del semilavorato di figura 4;

la figura 6 è una vista schematica prospettica di componenti utilizzati per la realizzazione del semilavorato di figura 4;

- la figura 7 è una vista schematica prospettica di componenti utilizzati per la realizzazione di un'altra forma di realizzazione del semilavorato di figura 4.

Con riferimento iniziale alle figure 1-3, con 10 è indicato un mozzo per ruota di bicicletta. Tale mozzo comprende due flangie 12 di attacco raggi, in accordo con il presente trovato.

Le flangie 12 comprendono un corpo sostanzialmente anulare 14 che ha un asse di simmetria X-X ed è realizzato in materiale composito.

Nel seguito della presènte descrizione e nelle successive rivendicazioni, con l'espressione "materiale composito" si intende un materiale comprendente fibre strutturali (quali ad esempio fibre di carbonio, di vetro, aramidiche, di boro, ceramiche o qualsiasi loro combinazione) inglobate in una matrice di materiale polimerico (preferibilmente resina epossidica).

La flangie 12 sono associate ad un corpo sostanzialmente tubolare 16 del mozzo 10 (nel seguito denominato anche "corpo di mozzo"), in corrispondenza delle sue contrapposte porzioni 16a, 16b di estremità libera.

Il corpo di mozzo 16 è preferibilmente realizzato anch'esso in materiale composito. Esso può comunque essere realizzato in materiale metallico leggero.

Preferibilmente, le flangie 12 in materiale composito sono accoppiate al corpo di mozzo 16 tramite incollaggio (nel caso in cui il corpo di mozzo 16 è realizzato in materiale composito) o tramite rispettive filettature (nel caso in cui il corpo di mozzo 16 è realizzato in materiale metallico leggero).

Sulle flangie 12 sono formate sedi 18 di alloggiamento dei raggi (non mostrati) della ruota. All'interno del corpo di mozzo 16 è alloggiato un albero (non mostrato), girevolmente associato al corpo di mozzo 16 tramite appositi cuscinetti (non mostrati).

Nel particolare ingrandito individuato dal cerchio a punto e linea II di figura 2, è mostrato uno spaccato del corpo sostanzialmente anulare 14 delle flangie 12, in cui è ben visibile che il corpo sostanzialmente anulare 14 comprende una pluralità di strati 20, 22 radialmente sovrapposti includenti ciascuno rispettive fibre strutturali unidirezionali 20a, 22a. Le fibre 20a, 22a sono sostanzialmente parallele tra loro nel rispettivo strato 20, 22, e sono inglobate in una matrice di materiale polimerico.

Nell'esempio non limitativo delle figure 2 e 3, gli strati 20 e 22 sono disposti alternati l'uno all'altro nella direzione radiale. Ciascuno strato 20 è quindi radialmente adiacente ad un rispettivo strato 22.

Nella figura 2 si distinguono le fibre strutturali unidirezionali 20a degli strati 20. Tali fibre 20a si estendono lungo una prima direzione 20b. Si distinguono inoltre le fibre strutturali unidirezionali 22a degli strati 22. Tali fibre 22a si estendono lungo una seconda direzione 22b inclinata rispetto alla prima direzione 20b.

La prima e seconda direzione 20b, 22b sono tra loro inclinate di un angolo che, preferibilmente, è di circa 90°. Alternativamente, il suddetto angolo può assumere un valore qualsiasi compreso tra circa 45° e circa 90°, estremi inclusi.

Preferibilmente, tutte le fibre strutturali unidirezionali 20a, 22a hanno sostanzialmente lo stesso diametro. Pertanto, gli strati 20, 22 hanno tutti sostanzialmente lo stesso spessore.

Con particolare riferimento alle figure 4 e 6, nella forma di realizzazione preferita del presente trovato gli strati 20, 22 sono definiti da un avvolgimento di una coppia 26 di strisce di tessuto 20c, 22c identiche che sono sovrapposte radialmente.

Il suddetto avvolgimento definisce in pratica un semilavorato 24, mostrato nelle figure 4 e 5, adatto ad essere inserito in una cavità di uno stampo (non mostrato) per la fabbricazione delle flangie 12. Una volta che il semilavorato 24 è posto nella cavità, lo stampo viene chiuso e viene iniettato in esso un materiale polimerico, termoplastico o termoindurente, che riempie gli spazi vuoti compresi tra pareti della cavità e il semilavorato 24, formando così la flangia 12.

In particolare, con riferimento alla figura 6, la realizzazione del semilavorato 24 comprende inizialmente la previsione di una striscia di tessuto 20c includente le fibre strutturali unidirezionali 20a estese lungo la prima direzione 20b e di una striscia di tessuto 22c includente le fibre strutturali unidirezionali 22a estese lungo la seconda direzione 22b. Preferibilmente, la striscia di tessuto 22c ha sostanzialmente stessa forma e dimensioni della striscia di tessuto 20c.

Successivamente, la striscia di tessuto 22c viene sovrapposta alla striscia di tessuto 20c, ad ottenere un unico tessuto comprendente la coppia 26 di strisce di tessuto 20c, 22c. Tale unico tessuto viene avvolto ripetutamente attorno ad un mandrino (non mostrato) di predeterminato diametro, ad ottenere il semilavorato 24.

Le sedi 18 di alloggiamento dei raggi possono essere realizzati direttamente nella fase di stampaggio oppure in una fase successiva, una volta ottenuto il pezzo stampato (flangia 12).

Nella flangia 12, la striscia di tessuto 20c definisce gli strati 20 mentre la striscia di tessuto 22c definisce gli strati 22.

Preferibilmente, la direzione 20b lungo cui si estendono le fibre strutturali unidirezionali 20a della striscia di tessuto 20c coincide sostanzialmente con la direzione longitudinale della striscia di tessuto 20c stessa, e la direzione 22b lungo cui si estendono le fibre strutturali unidirezionali 22a della striscia di tessuto 22c è sostanzialmente ortogonale alla direzione longitudinale della striscia di tessuto 22c stessa.

Come è mostrato nell'esempio di figura 6, le strisce di tessuto 20c, 22c sono suddivise in due porzioni longitudinali 20d, 20e e 22d, 22e, rispettivamente. Conseguentemente, la coppia 26 di strisce di tessuto 20c, 22c risulta suddivisa in rispettive due porzioni longitudinali 26a e 26b.

La Richiedente ha riscontrato che è vantaggioso, durante l'avvolgimento della coppia 26 di strisce di tessuto 20c e 22c, lasciare uno spazio tra la fine dell'avvolgimento della prima porzione longitudinale 26a e l'inizio dell'avvolgimento della seconda porzione longitudinale 26b. In questo modo, durante la fase di stampaggio, le fibre strutturali unidirezionali 20a, 22a hanno modo di scorrere nella direzione dell'avvolgimento, distribuendosi uniformante all'interno dello stampo.

Le strisce di tessuto 20c e 22c, e conseguentemente la coppia 26 di strisce di tessuto 20c e 22c, comprendono tratti di diversa larghezza, così da fare in modo che alcuni degli strati 20 e 22 abbiamo dimensioni assiali diverse rispetto a quelle degli altri strati 20 e 22.

Come illustrato nell'esempio non limitativo di figura 6, le strisce di tessuto 20c e 22c comprendono un primo tratto 21a e 23a, rispettivamente, avente una predeterminata prima larghezza, un secondo tratto 21b e 23b, rispettivamente, avente una seconda larghezza maggiore della prima larghezza, ed un terzo tratto 21c e 23c, rispettivamente, avente una terza larghezza minore della seconda larghezza e, preferibilmente, minore anche della prima larghezza.

Più precisamente, le porzioni longitudinali 20d e 22d delle strisce di tessuto 20c e 22c comprendono, rispettivamente, il primo tratto 21a, 23a e il secondo tratto 21b, 23b, e le porzioni 20e e 22e delle strisce di tessuto 20c e 22c comprendono,rispettivamente, il terzo tratto 21c, 23c.

Avvolgendo la coppia 26 di strisce di tessuto 20c e 22c sopra descritta, si ottiene il semilavorato 24 di figura 5, in cui gli strati 20' , 22' disposti in posizione radialmente più interna hanno una prima dimensione assiale (corrispondente alla larghezza dei primi tratti 21a, 23a delle strisce di tessuto 20c, 22c), gli strati 20' ' , 22' ' disposti in posizione radialmente esterna ai suddetti strati 20', 22' hanno una seconda dimensione assiale (corrispondente alla larghezza dei secondi tratti 21b, 23b delle strisce di tessuto 20c, 22c) maggiore della prima dimensione assiale e gli strati 20' ' ' , 22' ' ' radialmente esterni ai suddetti strati 20'', 22' ' hanno una terza dimensione assiale (corrispondente alla larghezza dei terzi tratti 21c, 23c delle strisce di tessuto 20c, 22c) che è inferiore alla seconda dimensione assiale e, nell'esempio non limitativo di figura 5, anche alla prima dimensione assiale.

La larghezza dei tratti 21a, 23a delle strisce 20c, 22c è preferibilmente compresa nell'intervallo tra circa 10 mm e circa 15mm (più preferibilmente pari a circa 12 mm), la larghezza dei tratti 21b, 23b è preferibilmente compresa nell'intervallo tra circa 16 mm e circa 25 mm (più preferibilmente pari a circa 19 mm) e la larghezza dei tratti 21c, 23c è preferibilmente compresa nell'intervallo tra circa 10 mm e circa 15 mm (più preferibilmente pari a circa 11 mm).

Inoltre, i primi tratti 21a, 23a hanno preferibilmente una lunghezza compresa nell'intervallo tra circa 300 mm e circa 500 mm (più preferibilmente pari a circa 395 mm), i secondi tratti 21b, 23b hanno preferibilmente una lunghezza compresa nell'intervallo tra circa 300 mm e circa 500 mm (più preferibilmente pari a circa 395 mm) ed i terzi tratti 21c, 23c hanno preferibilmente una lunghezza compresa nell'intervallo tra circa 800 mm e circa 1200 mm (più preferibilmente pari a circa 920 mm).

Ulteriormente, lo spessore delle strisce di tessuto 20c, 22c (e conseguentemente degli strati 20, 22) è preferibilmente compreso nell'intervallo tra circa 0.15 mm e circa 0.25 mm (più preferìbilmente pari a circa 0.19 mm).

Nella figura 7 è mostrata un'altra forma di realizzazione delle strisce di tessuto 20c e 22c, nonché della coppia 26 di strisce di tessuto 20c e 22c, che sono utilizzate per realizzare un'altra forma di realizzazione del semilavorato 24. Laddove non è espresso esplicitamente il contrario, si intende che le strisce di tessuto 20c e 22c (e il semilavorato 24 ottenuto avvolgendo le stesse) di figura 7 hanno caratteristiche dimensionali e funzionali del tutto analoghe alle strisce di tessuto 20c e 22c (e al semilavorato 24 ottenuto avvolgendo le stesse) di figura 6, così come gli elementi con gli stessi numeri di riferimento di figure 6 e 7 hanno analoghe caratteristiche dimensionali e funzionali.

Essenzialmente, le strisce di tessuto 20c e 22c di figura 7 si differenziano dalle strisce di tessuto 20c e 22c di figura 6 per il fatto di presentare un ampio raccordo tra i tratti 21a, 23a ed i tratti 21b, 23b ed, in corrispondenza della porzione di estremità dei tratti 21c, 23c, un primo tratto 21c', 23c' di larghezza inferiore al tratto 21c, 23c ed un secondo tratto di larghezza 21c'', 23c'' di larghezza inferiore al tratto 21c', 23c'' .

Ovviamente, al trovato sopra descritto, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare specifiche e contingenti esigenze, potrà apportare numerose modifiche e varianti, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione del presente trovato quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Flangia (12) di attacco raggi per un mozzo (10) di ruota di bicicletta, detta flangia (12) comprendendo un corpo sostanzialmente anulare (14) realizzato in materiale composito, detto corpo sostanzialmente anulare (14) avendo un asse di simmetria (X-X) ed essendo destinato ad essere associato in corrispondenza di almeno una delle contrapposte porzioni di estremità libera (16a, 16b) di un corpo sostanzialmente tubolare (16) di detto mozzo (10), caratterizzata dal fatto che detto corpo sostanzialmente anulare (14) comprende una pluralità di strati (20, 22) radialmente sovrapposti includenti ciascuno rispettive fibre strutturali unidirezionali (20a, 22a) sostanzialmente parallele inglobate in una matrice di materiale polimerico, in cui le fibre strutturali unidirezionali (20a) di primi strati (20) di detta pluralità di strati (20, 22) si estendono lungo una prima direzione (20b) e le fibre strutturali unidirezionali (22a) di secondi strati (22) di detta pluralità di strati (20, 22) si estendono lungo una seconda direzione (22b) inclinata rispetto a detta prima direzione (20b).
2. 2. Flangia (12) secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuno strato di detti primi strati (20) è radialmente adiacente ad un rispettivo strato di detti secondi strati (22 ) .
3. 3. Flangia (12) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui dette prima (20b) e seconda direzione (22b) sono tra loro inclinate di un angolo compreso tra circa 45° e circa 90°, estremi inclusi, e preferibilmente uguale a circa 90°.
4. 4. Flangia (12) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui tutte dette fibre strutturali unidirezionali (20a, 22a) hanno sostanzialmente lo stesso diametro.
5. 5. Flangia (12) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui alcuni strati (21a) di detti primi strati (20) ed alcuni strati (23a) di detti secondi strati (22) hanno una prima dimensione assiale ed altri strati (21b) di detti primi strati (20) ed altri strati (23b) di detti secondi strati (22) hanno una seconda dimensione assiale maggiore di detta prima dimensione assiale.
6. 6. Flangia (12) secondo la rivendicazione 5, in cui gli strati (21a, 23a) che hanno detta prima dimensione assiale sono disposti in posizione radialmente interna rispetto agli strati (21b, 23b) che hanno detta seconda dimensione assiale.
7. 7. Flangia (12) secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui gli strati (21b, 23b) che hanno detta seconda dimensione assiale sono disposti in posizione radialmente interna ad ulteriori strati (21c) di detti primi strati (20) e ad ulteriori strati (23c) di detti secondi strati (22) aventi una terza dimensione assiale inferiore a detta seconda dimensione assiale.
8. 8. Flangia (12) secondo la rivendicazione 7, in cui detta terza dimensione assiale è inferiore a detta prima dimensione assiale.
9. 9. Flangia (12) secondo una gualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti strati (20, 22) radialmente sovrapposti sono definiti da un avvolgimento dì una coppia (26) di strìsce di tessuto identiche radialmente sovrapposte, in cui ciascuna coppia (26) di strisce di tessuto comprende una prima striscia di tessuto (20c) atta a definire detti primi strati (20) ed almeno una seconda striscia di tessuto (22c) atta a definire detti secondi strati (22).
10. 10. Flangia (12) secondo la rivendicazione 9 quando dipendente da una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8, in cui dette strisce di tessuto (20c, 22c) comprendono una prima porzione longitudinale (21a, 23a) estesa circonferenzialmente ed avente una prima larghezza, ed una seconda porzione longitudinale (21b, 23b) estesa circonferenzialmente ed avente una seconda larghezza, in cui detta prima larghezza definisce detta prima dimensione assiale e detta seconda larghezza definisce detta seconda dimensione assiale.