ITUA20163846A1

ITUA20163846A1 - Metodo di fabbricazione di un telaio di una bicicletta e bicicletta realizzata con detto metodo

Info

Publication number: ITUA20163846A1
Application number: ITUA2016A003846A
Authority: IT
Inventors: Alessio Rebagliati
Original assignee: Ego Cycles S R L
Priority date: 2016-05-26
Filing date: 2016-05-26
Publication date: 2017-11-26
Also published as: WO2017203460A1; EP3464041A1

Description

“METODO DI FABBRICAZIONE DI UN TELAIO DI UNA BICICLETTA E BICICLETTA REALIZZATA CON DETTO METODO”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

CAMPO TECNICO

La presente invenzione si riferisce al settore dei metodi di fabbricazione di telai delle biciclette ed alle biciclette così realizzate.

STATO DELL’ARTE

Nel campo delle biciclette si è sempre più diffuso l’utilizzo di materiali leggeri per realizzare il telaio, così che l’intera bicicletta abbia un peso complessivamente ridotto.

In questo campo si distinguono nettamente due metodologie produttive, ovvero quella in serie e quella su misura.

Le due metodologie sono difformi l’una dall’altra, perché, mentre nella prima -per ogni modello di bicicletta- sono disponibili solo alcune taglie di telaio, nella seconda il telaio viene realizzato sulla base dei dati antropometrici dell’utente, in modo quasi artigianale.

La presente invenzione si rivolge principalmente alla produzione di telai per biciclette su misura.

In questo settore, prendendo come riferimento le biciclette realizzate in materiale composito, il metodo di fabbricazione prevede che gli spezzoni tubolari costituenti il telaio siano uniti mediante elementi di giunzione esterni agli spezzoni tubolari, realizzati con una c.d. “fasciatura”.

In breve -e con riferimento a fig. 1 in cui viene mostrata parte di un telaio T di una bicicletta tradizionale- la fasciatura F prevede che gli spezzoni tubolari SP1 e SP2 del telaio T vengano dapprima disposti ed orientati secondo le esigenze del caso (in vista dei dati antropometrici dell’utente) ed incollati tra loro in posizione; in seguito viene applicato un materiale riempitivo R (ad esempio uno stucco), utile come sopporto alla fasciatura F; viene poi applicata tale fasciatura che consiste in una pluralità di bende pre-impregnate di resina che sormontano parte di ciascun spezzone tubolare SP1 ed SP2 oltre che la zona di giunzione dei due e il materiale riempitivo R; quando tutti gli spezzoni tubolari del telaio T sono stati così uniti, il telaio viene messo in autoclave, dove l’azione combinata di pressione e temperatura provoca l’indurimento della resina della fasciatura, secondo principi noti e su cui non ci si sofferma in questa sede.

Questo processo, sebbene in linea di principio valido, presenta tuttavia alcuni limiti.

In primo luogo si deve garantire che gli spezzoni tubolari non si muovano reciprocamente tramite incollaggio; inoltre è necessario applicare accuratamente il riempitivo e formarlo; infine, l’intero processo richiede tempi complessivamente lunghi e, quindi, costi relativamente elevati.

Un altro limite è relativo alla elevata quantità di materiale utilizzato, che comporta un aggravio di peso del telaio.

SCOPI E RIASSUNTO DELL’INVENZIONE

E’ scopo della presente invenzione superare gli inconvenienti dell'arte nota.

In particolare, è scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un metodo per la fabbricazione di un telaio di bicicletta che sia realizzabile con un ridotto utilizzo di materiale e che consenta una riduzione delle operazioni manuali, così da risultare meno oneroso in termini di tempo e costo.

Ancora, uno scopo dell’invenzione è di mettere a disposizione un siffatto metodo (ed un telaio così fabbricato) che consenta un miglior controllo delle geometrie del telaio.

Questi ed ulteriori scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante un metodo che incorpora le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione.

L’idea generale alla base della presente invenzione prevede di fabbricare almeno parte di un telaio di una bicicletta mediante unione tra loro di almeno due spezzoni tubolari tramite un elemento di giunzione in un materiale composito comprendente una resina indurita, in cui l’elemento di giunzione -in condizione di resina non indurita- viene inserito almeno all’interno di una porzione terminale di ciascun spezzone tubolare e viene sottoposto ad indurimento della resina in tale posizione, mentre gli spezzoni sono trattenuti nella loro corretta posizione relativa.

Questa soluzione offre il vantaggio di evitare il processo di fasciatura noto allo stato dell’arte ed evitare quindi l’utilizzo del riempitivo.

Il telaio che ne risulta quindi, oltre che robusto, è vantaggiosamente di più economica fabbricazione, oltre che atto a conseguire gli scopi sopra elencati.

Un primo oggetto dell’invenzione è pertanto un metodo di fabbricazione di almeno parte di un telaio di una bicicletta, in cui il telaio comprende spezzoni tubolari uniti tra loro, comprendente il passo di unire almeno un primo ed un secondo spezzone tubolare mediante un elemento di giunzione (5) in un materiale composito comprendente una resina indurita il quale metodo prevede i seguenti passi:

- inserire almeno parte di detto elemento di giunzione in condizione di resina non indurita, all’interno di una porzione terminale di ciascun spezzone tubolare,

- provocare un indurimento della detta resina. Secondo una caratteristica vantaggiosa, dipendente o indipendente dalla precedente, il metodo, comprende i passi di

a. predisporre almeno un primo ed un secondo spezzone tubolare destinati ad essere uniti tra loro;

b. predisporre un supporto espandibile, c. rivestire almeno parte di detto supporto espandibile con almeno uno strato di un materiale preimpregnato di una resina non indurita, così da realizzare detto elemento di giunzione non indurito, d. imboccare le parti terminali di detto elemento di giunzione in corrispondenti porzioni terminali di ciascuno spezzone tubolare,

e. alloggiare le porzioni terminali di ciascuno spezzone tubolare e l’elemento di giunzione non indurito in uno stampo, lo stampo essendo provvisto di almeno una parte di stampo ed almeno una di controstampo e chiudere la detta almeno una parte di stampo con la detta almeno una parte di controstampo;

f. provocare l’indurimento di detta resina. L’utilizzo del supporto espandibile, preferibilmente in condizione di espansione parziale e comunque tale da costituire un supporto sufficientemente stabile per l’applicazione intorno allo stesso del materiale composito non indurito destinato a formare il giunto, consente di predisporre il materiale pre-impregnato di resina in condizione non indurita in modo tale da consentire facilmente la lavorazione del materiale del giunto e il suo inserimento negli spezzoni tubolari. Il complesso così realizzato viene inserito nello stampo, che consente un indurimento della resina in condizione di stabile posizionamento relativo degli spezzoni tubolari, a tutto vantaggio della rapidità di esecuzione e della sua precisione.

Inoltre, immediatamente prima e/o durante la fase di indurimento nello stampo, il supporto espandibile può venire ulteriormente espanso e esercita così una compressione dell’elemento di giunzione contro le pareti dello stampo provvedendo ad una corretta formatura dell’elemento di giunzione che blocca anche gli elementi tubolari, ovvero gli spezzoni tubolari nella corretta posizione relativa.

Secondo un’altra caratteristica vantaggiosa, lo stampo è realizzato con una configurazione tale da comprendere una imboccatura per almeno parte degli spezzoni destinati ad essere collegati fra loro dal giunto almeno una delle dette imboccature destinata a ricevere la porzione terminale di un corrispondente spezzone tubolare oppure almeno una parte delle dette imboccature per i corrispondenti spezzoni tubolari è realizzata avente pareti flessibili.

Tale previsione è particolarmente vantaggiosa quando sono previsti più spezzoni tubolari e più giunti che collegano gli stessi formano un elemento di telaio. In questo caso, per ciascun giunto è previsto uno stampo e gli stampi sono fissati nelle posizioni relative e con gli orientamenti relativi fra loro corrispondenti alla forma del telaio da realizzare.

In questa condizione, infatti grazie alla od alle imboccature flessibili è possibile lasciare agli spezzoni tubolari la libertà di orientamento e quindi la possibilità di assumere il corretto orientamento relativo rispetto agli altri spezzoni tubolari, in condizione ancora non indurita del giunto.

In un telaio chiuso su se stesso questo orientamento relativo degli spezzoni tubolari è determinato ad esempio sostanzialmente dalla lunghezza degli spezzoni tubolari.

Secondo un’altra caratteristica vantaggiosa del metodo secondo la presente invenzione, non solo una parte del telaio può essere realizzata in questo modo, ma bensì tutto il telaio (o almeno le sue parti principali).

Secondo questa forma esecutiva il metodo quindi comprende i seguenti passi:

Prevedere un numero di stampi corrispondente al numero di giunti previsti da progetto per la realizzazione di un telaio con un prestabilito disegno;

detti stampi essendo conformati corrispondentemente alla forma esteriore prevista per ciascun giunto;

prevedere una intelaiatura di posizionamento ed orientamento variabile nel piano sotteso dalla stessa dei detti uno o più stampi e fissare i singoli stampi nelle posizioni relative previste dal progetto del telaio e gli orientamenti relativi previsti dal detto progetto del telaio;

prevedere un numero di spezzoni tubolari corrispondente a quelli del detto progetto di telaio e con una lunghezza corrispondente a quella del progetto del telaio;

prevedere un numero di supporti espandibile per almeno parte, preferibilmente per tutti i giunti previsti dal progetto del telaio;

eseguire per ciascun giunto i passi c) a f) e cioè:

c. rivestire almeno parte di detto supporto espandibile con almeno uno strato di un materiale preimpegnato di una resina non indurita, così da realizzare detto elemento di giunzione non indurito, d. imboccare le parti terminali di detto elemento di giunzione in corrispondenti porzioni terminali di ciascuno spezzone tubolare,

f. provocare l’indurimento di detta resina. Analogamente a quanto sopra esposto, anche in questo caso, immediatamente prima e/o durante la fase di indurimento nello stampo, ciascun supporto espandibile può venire ulteriormente espanso ed esercita così una compressione dell’elemento di giunzione contro le pareti dello stampo provvedendo ad una corretta formatura dell’elemento di giunzione che blocca anche gli elementi tubolari, ovvero gli spezzoni tubolari nella corretta posizione relativa.

Nel suddetto caso, i passi i passi di formatura del giunto e di indurimento possono venire eseguiti sia contemporaneamente, sia eventualmente secondo una sequenza prestabilita che prevede sia una successione in senso temporale sia relativamente all’ordine dei giunti che vengono sottoposti all’azione di espansione ed indurimento.

In particolare per una applicazione specifica ad un telaio di bicicletta vantaggiosamente il passo di provocare un indurimento della resina è svolto contemporaneamente per la pluralità di elementi di giunzione previsti e come sopra esposto mediante azione combinata di pressione e temperatura (preferibilmente in una autoclave): tutti gli elementi di giunzione, una volta collegati ai vari spezzoni tubolari che formano il telaio, vengono induriti insieme, per preservare la geometria desiderata.

Non è però da escludere che come già genericamente indicato, per alcune specifiche applicazioni sia consigliabile una esecuzione delle fasi di indurimento dei giunti secondo un prestabilito ordine e con tempi sfalsati fra loro per ciascun giunto.

Un altro oggetto dell’invenzione è un dispositivo per la fabbricazione di telai di biciclette, comprendente almeno uno stampo comprendente a sua volta - almeno un corpo di stampo, preferibilmente apribile in due semi-gusci ovvero in almeno una parte di stampo ed una di controstampo,

- il detto stampo presentando la forma finale di un elemento di giunzione che collega fra loro almeno due spezzoni tubolari

- il detto stampo presentando una imboccatura destinata a ricevere una porzione terminale di uno spezzone tubolare per ciascuno od almeno per parte degli spezzoni tubolari da collegare fra loro;

- almeno una parte o tutte le dette imboccature dello stampo essendo realizzate con pareti flessibili;

il detto dispositivo comprendendo inoltre:

- almeno un supporto espandibile in diverse misure e sagomato per l’applicazione sullo stesso di uno o più strati di materiale composito non indurito destinato a formare un giunto;

- una unità atta a provocare l’espansione del supporto espandibile mediante azione fisica e/o chimica;

- almeno una supporto porta stampi o dima, per l’almeno uno stampo che definisce una superficie con andamento bi o tridimensionale e che presenta organi di fissaggio del detto stampo in una pluralità di diverse posizioni lungo l’estensione della detta superficie e con una pluralità di diversi orientamenti.

Nel caso del telaio di biciletta o di un telaio chiuso su se stesso il dispositivo presenta un numero di stampi corrispondente al numero di elementi di giunzione previsti nella configurazione del detto telaio ed il detto supporto porta stampi o la detta dima sono provvisti di organi di fissaggio per ciascuno degli stampi e nelle posizioni relative dei detti stampi e con gli orientamenti relativi dei detti stampi previsti corrispondentemente alla configurazione del telaio, ovvero corrispondentemente al disegno di progetto.

Secondo una forma esecutiva, il supporto espandibile è realizzato preferibilmente quale elemento gonfiabile, atto ad essere rivestito con uno strato di un materiale pre-impegnato di una resina non indurita. In questo caso il rivestimento ha luogo in una condizione di gonfiaggio almeno parziale del supporto in modo che consenta di, per realizzare un elemento di giunzione tra spezzoni tubolari del telaio nella condizione non indurita del composito; in questo caso si riesce a riutilizzare plurime volte lo stesso supporto espandibile, senza che vi sia la necessità di adattarlo alla specifica geometria che si intende realizzare.

Altri oggetti dell’invenzione sono un telaio di bicicletta comprendente almeno due spezzoni tubolari uniti tra loro mediante un elemento di giunzione, in cui detto elemento di giunzione è disposto almeno in parte internamente a detti spezzoni tubolari e/o un telaio di bicicletta realizzato secondo il metodo e/o mediante il dispositivo secondo l’invenzione.

Ovviamente le fasi di metodo secondo la presente invenzione possono prevedere dopo la formatura e l’indurimento eventuali ulteriori fasi di lavorazione superficiale come la rettifica del giunto, trattamenti superficiali di preparazione delle superfici esterne del giunto e/o applicazioni di rivestimenti di rifinitura.

Ulteriori caratteristiche vantaggiose sono oggetto delle allegate rivendicazioni, che si intendono parte integrante della presente descrizione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

L’invenzione verrà descritta qui di seguito con riferimento ad esempi non limitativi, forniti a scopo esplicativo e non limitativo nei disegni annessi. Questi disegni illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione dell’invenzione e, dove appropriato, numeri di riferimento illustranti strutture, componenti, materiali e/o elementi simili in differenti figure sono indicati da numeri di riferimento similari.

Nelle figure allegate:

Figura 1 illustra una sezione di parte di un telaio di bicicletta realizzato mediante la nota tecnica di fasciatura, sopra descritta;

Figura 2 illustra una sezione di parte di un telaio di bicicletta secondo l’invenzione;

Figura 3 illustra un esploso di un telaio di bicicletta secondo l’invenzione;

Figure 4 e 5 illustrano diverse viste del telaio della figura precedente;

Figura 6 illustra una sezione di uno stampo parte di un dispositivo di fabbricazione di un telaio di bicicletta secondo l’invenzione, in condizione operativa;

Figura 7 illustra una sezione di parte di un telaio di bicicletta secondo una variante dell’invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Mentre l’invenzione è suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono mostrate nei disegni e saranno descritte qui di seguito in dettaglio.

Si deve intendere, comunque, che non vi è alcuna intenzione di limitare l’invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, essa intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell’ambito dell’invenzione come definito nelle rivendicazioni.

L’uso di “ad esempio”, “ecc”, “oppure” indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato.

L’uso di “include” significa “include, ma non limitato a ” a meno che non altrimenti indicato.

Indicazioni quali "verticale" ed "orizzontale", “superiore” ed “ inferiore” (in assenza di altre indicazioni) vanno lette con riferimento alle condizioni di montaggio (o operative) e riferendosi alla normale terminologia in uso nel linguaggio corrente, dove "verticale" indica una direzione sostanzialmente parallela a quella del vettore forza di gravità "g" ed orizzontale una direzione ad essa perpendicolare.

Con riferimento alle figure 2-6 in esse è mostrato (in tutto o solo in parte) un telaio 1 di una bicicletta che comprende spezzoni tubolari 2,3,2’,3’,2’’,3’’ uniti tra loro.

Tali spezzoni tubolari sono tubi di qualsivoglia sezione (circolare, ovale, rettangolare, variabile, etc) aventi lunghezze prestabilite in funzione delle misure e delle geometrie del telaio che si intende realizzare.

In tutta generalità, il materiale costituente tali spezzoni tubolari può essere metallico (es. alluminio o acciaio) o composito (es. fibra di carbonio).

Gli spezzoni tubolari 2,3,2’,3’,2’’,3’ realizzano, in questo esempio non limitativo, il tubo orizzontale 2, il cannotto di sterzo 3, il tubo obliquo 2’, quello verticale 3’, i foderi verticali 3’’ e quelli orizzontali 2’’.

Come si nota chiaramente dalle figure 3-5 gli spezzoni tubolari 2,3,2’,3’,2’’,3’’ del telaio 1 sono, nell’esempio non limitativo, uniti tra loro mediante rispettivi elementi di giunzione 5,5’,5’’,5’’’,5’’’’.

Nel seguito -per esigenze di concisione- si farà soventemente riferimento all’unione degli spezzoni tubolari 2 e 3, rispettivamente costituenti il tubo obliquo ed il cannotto di sterzo, uniti mediante l’elemento di giunzione 5; è tuttavia da intendersi che l’insegnamento è analogo per i restanti spezzoni tubolari e per gli altri elementi di giunzione.

Per quanto concerne questi ultimi, essi, a prescindere dal materiale con cui sono realizzati gli spezzoni tubolari, sono in materiale composito, preferibilmente fibra di carbonio o simili.

In generale tali materiali comprendono un substrato flessibile (es. una tela in fibra di carbonio o simili) che viene impregnato con una resina (es. una resina epossidica o simili) che, per indurirsi, deve essere sottoposta all’azione di pressione e/o temperatura; sul punto non ci si dilunga oltre, essendo tale tipo di materiale (e il relativo processo di indurimento) alla portata del tecnico del ramo.

Come si nota nelle figure 3-5, nell’esempio fornito tutti gli elementi di giunzione del telaio 1 sono realizzati secondo l’invenzione; in altre forme esecutive anche solo uno di essi è realizzato in accordo all’invenzione.

Con riferimento specificamente alla figura 2, in essa sono mostrati gli elementi di giunzione 5 e 5’ rispettivamente destinati ad unire gli spezzoni tubolari 2 e 3 e gli spezzoni tubolari 2’ e 3.

Con riferimento all’elemento di giunzione 5, si nota come esso si estenda all’interno degli spezzoni tubolari 2 e 3, restando visibile tuttavia nella zona di giunzione vera e propria: gli spezzoni tubolari 2 e 3 risultano infatti non a diretto contatto in questa forma esecutiva preferita.

In una variante, mostrata in figura 7, l’elemento di giunzione 50, 50’ si estende, oltre che all’interno degli spezzoni tubolari 2 e 3, anche all’esterno degli stessi.

Come si vedrà a seguito, questo tipo di elemento di giunzione prevede che almeno un ulteriore strato di composito venga applicato sul giunto e sulla corrispondente estremità degli elementi tubolari da esso collegati, quando il materiale del giunto non è ancora indurito ma i terminali dell’elemento di giunto sono già stati infilai nelle porzioni terminali dei corrispondenti segmenti tubolari.

Sono previste anche varianti di telaio secondo l’invenzione in cui alcuni degli elementi di giunzione si estendono solo all’interno degli spezzoni tubolari (come gli elementi di giunzione 5,5’) ed altri sia all’interno che all’esterno (come gli elementi di giunzione 50,50’).

Si noti, per inciso, che l’elemento di giunzione 5, 5’, 50, 50’ non assolve -in questo esempio- solo la mera funzione di collegamento tra gli spezzoni tubolari, ma realizza anche la sede per la serie sterzo, essendo opportunamente provvisto -a tal finedi spallamenti anulari interni 51, 52, realizzati di pezzo con l’elemento di giunzione 5, 5’, 50, 50’ stesso.

Analogo vantaggio si presenta anche per l’elemento di giunzione 5’’’ in cui è formata la sede per il movimento centrale, la quale sede può venire predisposta per il movimento centrale o relativi cuscinetti in fase di formatura dell’elemento di giunzione 5’’’ in modo da evitare parti aggiuntive e ridurre il numero di operazioni e lavorazioni.

Passando adesso a descrivere come viene realizzata l’invenzione, il metodo, nella sua generalità, per vincolare -o unire- almeno un primo ed un secondo spezzone tubolare 2,3 mediante un elemento di giunzione 5 in un materiale composito comprendente una resina indurita comprende i passi di

- inserire almeno parte di detto elemento di giunzione 5 in condizione di resina non indurita, all’interno di una porzione terminale 21, 31 di ciascuno spezzone tubolare 2,3, e

- provocare un indurimento della detta resina. In sostanza, nei suoi caratteri generali, durante la fabbricazione si prevede di inserire un elemento di giunzione 5 approssimativamente sagomato e con la resina non ancora indurita all’interno dei tratti terminali 21, 31 dei rispettivi spezzoni tubolari 2, 3 e di far seguire una fase di indurimento della resina quando l’elemento di giunzione 5 è in posizione.

Volendo scendere più in dettaglio, in una forma esecutiva vantaggiosa, il metodo prevede i seguenti passi, preferibilmente consecutivi:

a. predisporre almeno un primo ed un secondo spezzone tubolare 2,3 destinati ad essere uniti tra loro;

b. predisporre un supporto espandibile 4;

c. rivestire almeno parte di detto supporto espandibile 4 con uno o più strati di un materiale preimpegnato di una resina non indurita, così da realizzare detto elemento di giunzione 5 non indurito;

d. imboccare parti terminali 52,53 di detto elemento di giunzione 5 in corrispondenti porzioni terminale 21,31 di ciascun spezzone tubolare 2,3; e. alloggiare le porzioni terminali 21,31 di ciascun spezzone tubolare 2,3 e l’elemento di giunzione 5 non indurito in uno stampo 8;

f. provocare l’indurimento di detta resina.

Lo stampo 8 è formato come usuale da almeno due parti fra loro separabili costituite da una parte di stampo ed una di controstampo e che insieme formano una cavità sagomata corrispondentemente alla forma finale del giunto nella condizione accoppiata ai corrispondenti tratti terminali di almeno due degli spezzoni tubolari che detto elemento di giunto collega fra loro.

Segnatamente, il passo a. prevede almeno la fase di tagliare gli spezzoni tubolari 2,3 in lunghezze prestabilite sulla base di misure relative all’utente ed alla geometria di telaio 1 prescelta.

Il supporto espandibile, 4, di cui al passo b. è preferibilmente un supporto gonfiabile a guisa di pallone o di materiale espandibile, come silicone o simili.

Secondo una ulteriore caratteristica il supporto espandibile presenta vantaggiosamente una condizione almeno parzialmente espansa in cui assume una forma opportuna e sostanzialmente coincidente con la forma che dovrà assumere l’elemento di giunzione 5 realizzato sulla sua base.

Tale supporto 4 viene quindi, al passo c., rivestito -preferibilmente per intero, ma anche solo in parte- mediante un materiale composito pre-impegnato di una resina non indurita; in merito a tale materiale si faccia riferimento a quanto sopra.

Una azione termica sul materiale come ad esempio il silicone od una azione di gonfiaggio sia mediante alimentazione di gas sia mediante espansione termica del gas contenuto all’interno del supporto gonfiabile determina l’espansione del supporto e quindi la compressione del rivestimento di materiale composito non ancora indurito contro le pareti dello stampo, nonché l’espansione delle estremità di accoppiamento del giunto contro le pareti interne dei tratti terminali dei segmenti tubolari in cui le dette estremità sono inserite.

La presenza del supporto 4 si rende necessaria per via del fatto che, in questa forma preferita, la resina è ancora non indurita e quindi necessita di una sagoma su cui essere applicata per raggiungere la forma desiderata.

Il fatto che il supporto 4 sia espandibile, invece, risulterà più chiaro dalla descrizione dei punti seguenti; per ora basti notare che preferibilmente esso comprende un qualsiasi corpo sagomato che può assumere diverse dimensioni in modo controllato sulla base di azioni di attivazione della funzione di dilatazione e riduzione dimensionale. Nella versione sotto forma di elemento gonfiabile quindi il supporto può passare da una configurazione sgonfia ed una gonfiata, in cui ha sostanzialmente forma e dimensioni dell’elemento di giunzione 5.

Una ulteriore alternativa al supporto gonfiabile od all’elemento in silicone può essere costituita da un cosiddetto sacco a vuoto.

Il supporto espandibile 4 è a tal fine connesso in opera a tubazioni di fluido di riempimento (ad es. aria compressa), non mostrate nelle figure.

Al passo d., una volta rivestito il supporto espandibile 4 con il materiale che andrà a formare l’elemento di giunzione 5 (con la resina ancora non indurita), le estremità di accoppiamento o parti terminali 52,53 dell’elemento di giunzione 5 vengono inserite nelle corrispondenti porzioni terminali 21,31 di ciascun spezzone tubolare 2,3.

Successivamente, e con riferimento alla figura 6, nel passo e. le porzioni terminali 21,31 di ciascun spezzone tubolare 2,3 e l’elemento di giunzione 5 non indurito vengono collocati in uno stampo 8.

Dopo l’inserzione (o in altre alternative anche prima) e la chiusura dello stampo 8, il supporto 4 viene espanso (ad es. gonfiato), in modo che, il materiale dell’elemento di giunzione aderisca alle pareti dello stampo, più in particolare alle pareti della cavità interna 83 dello stampo stesso.

Al passo f. del metodo si prevede quindi di far indurire la resina dell’elemento di giunzione 5, ad esempio mediante applicazione simultanea di pressione e calore, preferibilmente in una autoclave.

Tuttavia è possibile prevedere anche altri mezzi di riscaldamento/essicazione che provocano l’indurimento del materiale composito.

In questo modo la resina dell’elemento di giunzione 5 si indurisce e dell’elemento di giunzione 5 è in grado di sopportare i carichi operativi nell’uso della bicicletta.

Secondo una caratteristica vantaggiosa, lo stampo 8 comprende -una imboccatura per almeno una parte degli spezzoni tubolari 2, 3 da collegare fra loro. Almeno una parte di queste imboccature o tutte le imboccature previste sono realizzate flessibili, cioè con pareti di delimitazione flessibili, ovvero cedevoli relativamente ad un orientamento dello spezzone tubolare alloggiato nella corrispondente imboccatura, come indicato con 82. Le restanti imboccature ed in questo esempio l’imboccatura indicata con 81 è realizzata con pareti rigide.

Prima di descrivere la parte di metodo relativa all’utilizzo di tale stampo 8, conviene soffermarsi brevemente sullo stampo stesso, nella sua configurazione illustrata nell’esempio esecutivo ed in cui esso presenta una imboccatura rigida ed una flessibile, onde comprendere la sua realizzazione.

Al corpo di stampo 83, in cui trova posto (in condizione operativa) l’elemento di giunzione 5, sono collegate sia l’imboccatura rigida 81 che quella flessibile 82.

L’imboccatura rigida 81 è conformata (in forma e dimensioni) così che -quando lo stampo 8 è chiuso- sia rigidamente accoppiata alla porzione terminale 31 dello spezzone tubolare 3, che viene quindi trattenuta in posizione stabile dallo stampo 8 stesso.

Per quanto riguarda l’imboccatura flessibile 82, essa alloggia la porzione terminale 21 dello spezzone tubolare 2 in modo da cedere quando viene variato l’orientamento dello spezzone tubolare 2 relativamente allo stampo 8 stesso, consentendo così di modificare entro prestabiliti limiti l’orientamento fra lo spezzone tubolare 3 e lo spezzone tubolare 2.

Nel caso presente, lo spezzone tubolare 3 è stabilmente trattenuto nello stampo 8 essendo l’imbottatura 81 rigida, per cui la variazione di orientamento è limitata a quanto è reso possibile dalla flessibilità dell’imboccatura 82. Quando è ricercata una maggiore variabilità dell’orientamento relativo dei due spezzoni, allora può essere realizzata flessibile anche l’imboccatura 81, sostanzialmente raddoppiando la capacità dello stampo di consentire aggiustamenti dell’orientamento relativo dei due spezzoni tubolari 2, 3.

Come apparirà in modo più evidente nel seguito della presente descrizione, la particolare caratteristica della o delle imboccature dello stampo aventi pareti flessibili o cedevoli elasticamente trova il suo massimo vantaggio quando il telaio da realizzare è un telaio di forma chiusa su se stesso, come ad esempio il telaio di una bicicletta o simili.

In questo caso, come illustrato nelle figure 3 a 5 il telaio comprende una pluralità di elementi di giunzione 5,5’,5’’,5’’’,5’’’’, ed i passi sopra descritti per la formazione del giunto non ancora indurito e la sagomatura in stampo e l’indurimento del materiale composito sono svolti per ciascuno degli elementi di giunzione.

L’esecuzione può essere contemporanea come di preferenza contemporaneamente per almeno due, o preferibilmente tutti, gli elementi di giunzione 5,5’,5’’,5’’’,5’’’’ del telaio 1 oppure è possibile prevedere l’esecuzione dei detti passi, almeno quelli di indurimento secondo una prestabilita successione temporale ed un prestabilito ordine degli elementi di giunzione.

In pratica per la realizzazione di ogni elemento di giunzione 5,5’,5’’,5’’’,5’’’’ viene utilizzato un dedicato supporto espandibile ed un dedicato stampo 8.

Gli stampi 8 sono montati nelle posizioni fra loro relative e prestabilite dal progetto del telaio su una intelaiatura di supporto od una dima che sottende una superficie bi o tridimensionale definita dal progetto.

La dima consente di fissare in una specifica posizione ciascuno degli stampi.

La dima di per se stessa può essere sotto forma di pannello o di telaio con supporti di fissaggio per guide lineari e oscillanti che consentono di modificare entro certe distanze le posizioni dei singoli stampi e di ruotare gli stessi intorno ad almeno un asse perpendicolare alla superficie sottesa dalla dima stessa e lungo la quale i singoli stampi sono distribuiti secondo il progetto del telaio.

Una volta fissati i singoli stampi alla detta dima o intelaiatura e correttamente distanziati ed orientati relativamente fra loro, vengono realizzati sui supporti espandibili i singoli elementi di giunzione previsti applicando uno o più strati di materiale composito sugli stessi. I singoli elementi di giunzione nella condizione non indurita del materiale composito vengono accoppiati agli spezzoni tubolari inserendo le estremità terminali degli elementi di giunzione nei tratti terminali dei corrispondenti spezzoni.

L’insieme di elementi di giunzione in condizione non indurita del composito ed impegnata con gli spezzoni tubolari viene poi alloggiata nel corrispondente stampo 8 che viene chiuso.

In questa fase, risulta evidente la funzione delle imboccature flessibili 82 che permettendo una certa mobilità degli spezzoni tubolari, consentono di realizzare diverse geometrie del telaio 1 che si sta fabbricando, senza dover disporre di elementi di giunzione pre-angolati ed avendo il corretto orientamento relativo degli spezzoni tubolari nel telaio finito.

Per ciascuna coppia di spezzoni tubolari è quindi possibile orientare i due spezzoni tubolari secondo l’angolo prescelto in fase di progettazione del telaio in modo relativamente semplice e veloce, avendo la garanzia che tale orientamento venga mantenuto anche durante la fase di indurimento.

Grazie alla dima di posizionamento relativo degli stampi per gli elementi di giunzione secondo il progetto del telaio si riesce a garantire che la geometria del telaio sia esattamente quella desiderata: si esegue, in pratica, un pre-assemblaggio del telaio 1 ed un orientamento simultaneo (degli elementi di giunzione 5,5’,5’’,5’’’,5’’’’ dello stesso; tale operazione è facilitata dal fatto che le imboccature flessibili dei vari stampi (almeno uno per ogni elemento di giunzione del telaio) permettono il libero orientamento dei rispettivi spezzoni tubolari, come sopra descritto.

L’invenzione prevede quindi anche la combinazione di una dima di fissaggio degli stampi per le varie giunzioni, la quale dima prevede che ciascuno stampo per ciascuna delle giunzioni previste sia spostabile relativamente alle altre giunzioni secondo due direzioni che definiscono un piano parallelo al piano sotteso dal telaio una volta finita la sua costruzione e bloccata nella corretta posizione relativa rispetto agli altri stampi per gli altri elementi di giunzione. Inoltre la dima prevede anche una rotazione dei singoli stampi intorno ad almeno un asse di rotazione.

In combinazione con l’utilizzo di una dima come sopra descritto, il metodo di fabbricazione prevede, il taglio a misura degli spezzoni di tubo corrispondenti ad uno specifico telaio, la realizzazione dei giunti con resina non ancora indurita e l’accoppiamento ai corrispondenti spezzoni di tubolare dei detti giunti, nonché il posizionamento di ciascuno dei detti giunti in condizione accoppiata ai corrispondenti spezzoni tubolari nel corrispondente stampo posizionato su una dima porta stampi in una prestabilita posizione, essendo quindi realizzato un telaio completo di tutti gli spezzoni tubolari e di tutti gli elementi di giunzione in condizione non ancora indurita della resina, il quale telaio è alloggiato con ciascuno degli elementi di giunzione contemporaneamente nel corrispondente stampo e venendo il processo di indurimento della resina e di finitura del telaio eseguito contemporaneamente per tutti o per almeno parte degli elementi di giunzione.

I singoli passi di procedimento per ciascuno degli elementi di giunzione sono eseguiti corrispondentemente ad una qualsivoglia delle varianti di metodo sopra descritte.

Il fatto che l’indurimento della resina sia svolto contemporaneamente per la pluralità di elementi di giunzione 5,5’,5’’,5’’’ mediante azione combinata di pressione e temperatura, preferibilmente in autoclave, ad esempio ponendo simultaneamente nell’autoclave tutti gli spezzoni tubolari e gli stampi è vantaggioso in quanto consente di avere la corretta geometria del telaio relativamente agli angoli fra i singoli spezzoni tubolari.

Secondo ancora una ulteriore variante esecutiva, con riferimento al telaio di biciletta esso è formato da un triangolo principale comprendente i giunti 5, 5’, 5’’ e 5’’’ e dagli spezzoni 2, 2’ 3, 3’ e da un ulteriore triangolo posteriore costituito dalle forcelle posteriori 2’’ e 3’’ che si raccordano rispettivamente al giunto 5’’’ che alloggia anche il movimento centrale ed al giunto 5’’.

In questo caso il metodo prevede di realizzare in una prima fase, come descritto in precedenza il telaio principale costituito dai giunti 5, 5’, 5’’ e 5’’’ e dagli spezzoni 2, 2’ 3, 3’ ed in una seconda fase applicare le forcelle posteriori costituite dagli spezzoni 2’’, 3’’ e dai giunti 5’’’’.

In tale ulteriore fase, l’accoppiamento delle dette parti ha luogo ad esempio anche con altre tecniche come l’incollatura od altro. Sono così raggiunti gli scopi sopra elencati.

Sono ovviamente possibili numerose varianti a quanto sino ad ora descritto, tutte da intendersi parte della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo di fabbricazione di almeno parte di un telaio (1) di una bicicletta, in cui il telaio (1) comprende spezzoni tubolari (2,3) uniti tra loro, comprendente il passo di unire almeno un primo ed un secondo spezzone tubolare (2,3) mediante un elemento di giunzione (5) in un materiale composito comprendente una resina indurita caratterizzato dal fatto che comprende i passi di: - inserire almeno parte di detto elemento di giunzione (5) in condizione di resina non indurita, all’interno di una porzione terminale (21,31) di ciascun spezzone tubolare (2,3), - provocare un indurimento della detta resina trattenendo nella corretta posizione relativa fra loro il detto almeno primo e secondo spezzone tubolare (2, 3).
2. Metodo secondo la rivendicazione precedente, comprendente i passi di a. predisporre almeno un primo ed un secondo spezzone tubolare (2,3) destinati ad essere uniti tra loro; b. predisporre un supporto espandibile (4); c. rivestire almeno parte di detto supporto espandibile (4) con almeno uno strato di un materiale pre-impegnato di una resina non indurita, così da realizzare detto elemento di giunzione (5) non indurito; d. imboccare le parti terminali (52,53) di detto elemento di giunzione (5) in corrispondenti porzioni terminale (21,31) di ciascun spezzone tubolare (2,3); e. alloggiare le porzioni terminale (21,31) di ciascun spezzone tubolare (2,3) e l’elemento di giunzione (5) non indurito in uno stampo (8), lo stampo essendo provvisto di almeno una parte di stampo ed almeno una di controstampo e chiudere la detta almeno una parte di stampo con la detta almeno una parte di controstampo; f. provocare l’indurimento di detta resina.
3. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui lo stampo (8) una imboccatura per almeno parte degli spezzoni tubolari (2, 3) destinati ad essere collegati fra loro dall’elemento di giunto (5), almeno una delle dette imboccature (82) destinata a ricevere la porzione terminale di un corrispondente o spezzone tubolare (2, 3) oppure almeno una parte o tutte delle dette imboccature (82) per i corrispondenti spezzoni tubolari (2, 3) è realizzata avente pareti flessibili mentre la o le restanti imboccature (81) destinate a ricevere la porzione terminale di altri spezzoni tubolari presentano pareti laterali rigide.
4.Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dai passi: - Prevedere un numero di stampi (8) corrispondente al numero di elementi di giunzione (5, 5’, 5’’, 5’’’) previsti da progetto per la realizzazione di un telaio con un prestabilito disegno; - detti stampi essendo conformati corrispondentemente alla forma esteriore prevista per ciascun elemento di giunzione (5, 5’, 5’’, 5’’’); - prevedere una intelaiatura o dima di posizionamento ed orientamento variabile, nel piano sotteso dalla stessa, dei detti uno o più stampi (8) e fissare i singoli stampi (8) nelle posizioni relative previste dal progetto del telaio e gli orientamenti relativi previsti dal detto progetto del telaio; - prevedere un numero di spezzoni tubolari (2, 2’, 3, 3’) corrispondente a quelli del detto progetto di telaio e con una lunghezza corrispondente a quella del progetto del telaio; - prevedere un numero di supporti espandibili (4) per almeno parte, preferibilmente per tutti gli elementi di giunzione (5, 5’, 5’’, 5’’’) previsti dal progetto del telaio; - eseguire per ciascun elemento di giunzione (5, 5’, 5’’, 5’’’ i passi c) a f). .
5. Metodo secondo la rivendicazione 4 in cui i passi c) a f) di formatura degli elementi di giunzione (5, 5’, 5’’, 5’’’) e quelli di indurimento possono venire eseguiti secondo una delle due modalità alternative: contemporaneamente per tutti od almeno parte degli elementi di giunzione, almeno per canto riguarda i passi f) oppure e9 ed f); secondo una sequenza prestabilita che prevede sia una successione in senso temporale sia relativamente all’ordine degli elementi di giunzione che vengono sottoposti all’azione formatura e di espansione ed indurimento, almeno per i passi f) oppure e) ed f).
6. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il passo di indurimento della resina è svolto contemporaneamente od in sequenza per una pluralità di elementi di giunzione (5,5’,5’’,5’’’) mediante azione combinata di pressione e temperatura, essendo preferibilmente svolto in una autoclave.
7. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni in cui prima dell’esecuzione del passo e) e dopo l’esecuzione del passo d) viene applicato almeno un ulteriore strato di materiale composito sia sulla parte di elemento di giunzione sia su almeno una delle porzioni terminali di almeno uno degli spezzoni tubolari (2, 3) collegati al detto elemento di giunzione.
8. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni in cui il supporto espandibile è costituito da un corpo costituito almeno in parte di materiale espandibile mediante azione di gonfiaggio per apporto di fluido in pressione e/o azione di espansione termica o mediante sacco a vuoto.
9. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni in cui nella fase di rivestimento con materiale composito dell’elemento di supporto, l’elemento di supporto è in una condizione di parziale espansione.
10. Dispositivo per la fabbricazione di telai (1) in particolare di biciclette i quali telai sono costituiti da almeno tre spezzoni tubolari collegati alle loro estremità rispettivamente da uno di almeno tre elementi di giunzione, essendo il detto dispositivo provvisto di almeno uno stampo per ciascun elemento di giunzione; i detti stampi essendo supportati in modo spostabile relativamente fra loro lungo due direzioni che sottendono un piano parallelo al piano sotteso dal telaio nella condizione finita, ed i detti stampi essendo bloccabili nella posizione relativa corrispondente alla corretta lunghezza degli spezzoni tubolari ed al corretto angolo compreso fra ciascuna coppia di spezzoni tubolari collegati fra loro da un elemento di giunzione, i detti stampi essendo attivabili per l’indurimento dei singoli elementi di giunzione contemporaneamente fra loro.
11. Dispositivo per la fabbricazione di telai (1) di biciclette secondo la rivendicazione 10 in cui almeno uno stampo (8) per la formatura e l’indurimento di un elemento di giunzione di due spezzoni tubolari da collegare fra loro è composto da da almeno due semi-gusci che formano una cavità con la forma corrispondente all’elemento di giunzione finito ed accoppiato a porzioni terminali dei detti spezzoni tubolari e per l’alloggiamento di un elemento di giunzione di due spezzoni tubolari da collegare fra loro, - il detto stampo presentando una imboccatura destinata a ricevere una porzione terminale (21, 31) di uno spezzone tubolare (2, 3) per almeno parte degli spezzoni tubolari da collegare fra loro; - almeno una parte o tutte le dette imboccature dello stampo essendo flessibili (82), ovvero realizzate con pareti flessibili; 12. Dispositivo per la fabbricazione di telai (1) di biciclette, secondo una delle rivendicazioni 10 o 11, comprendente inoltre un supporto espandibile (4), per ciascun elemento di giunzione (5, 5’, 5’’, 5’’’), atto ad essere rivestito con uno strato di un materiale pre-impegnato di una resina non indurita, per realizzare un elemento di giunzione (5) tra spezzoni tubolari (2,3) del telaio.
12. Telaio di bicicletta comprendente almeno due spezzoni tubolari (2,2’,2’’,3,3’,3’’) uniti tra loro mediante un elemento di giunzione (5,5’,5’’,5’’’), in cui detto elemento di giunzione è disposto almeno in parte internamente a detti spezzoni tubolari (2,2’,3,3’).
13. Telaio di bicicletta realizzato secondo il metodo di una o più delle rivendicazioni da 1 a 9 e/o mediante un dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 12.