ITUA20164437A1 - RETICULAR CARBON FRAME OR COMPOSITE FIBER FOR LIGHT STRUCTURES AND PROCEDURE FOR ITS REALIZATION - Google Patents
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Description
TELAIO RETICOLARE IN CARBONIO O FIBRE COMPOSITE PER RETICULAR FRAME IN CARBON OR COMPOSITE FIBERS FOR
STRUTTURE LEGGERE E PROCEDIMENTO PER LA SUA LIGHT STRUCTURES AND PROCEDURE FOR ITS
REALIZZAZIONE REALIZATION
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Il presente brevetto è attinente ai telai reticolari per biciclette e strutture in genere ed in particolare concerne un nuovo telaio reticolare in carbonio o fibre composite, particolarmente per biciclette, e anche per sedie, tavoli e strutture leggere in genere, e procedimento per la sua realizzazione. This patent relates to reticular frames for bicycles and structures in general and in particular concerns a new reticular frame in carbon or composite fibers, particularly for bicycles, and also for chairs, tables and light structures in general, and the process for its realization. .
Il presente brevetto riguarda anche un telaio per biciclette ottenuto con il nuovo procedimento. The present patent also relates to a bicycle frame obtained with the new process.
Il presente brevetto riguarda anche un telaio per motocicli o ciclomotori ottenuto con il nuovo procedimento. The present patent also relates to a frame for motorcycles or mopeds obtained with the new process.
Sono note varie tipologie di strutture leggere e di piccole dimensioni, come teli di biciclette, ma anche di sedie, tavoli, eccetera, formati da una pluralità di elementi sostanzialmente allungati e tra loro vincolati in vari possibili modi. Various types of light and small-sized structures are known, such as bicycle sheets, but also chairs, tables, etc., formed by a plurality of substantially elongated elements and connected to each other in various possible ways.
I telai delle comuni biciclette sono ad esempio composte di elementi allungati comunemente chiamati tubi, tra cui: il tubo piantone, il tubo di sterzo, il tubo orizzontale e il tubo obliquo che uniscono il tubo piantone al tubo di sterzo, l'eventuale forcella anteriore, del tipo a braccio doppio o singolo, una coppia di foderi o tubi posteriori diagonali, una coppia di foderi o tubi posteriori bassi o orizzontali. The frames of common bicycles are for example composed of elongated elements commonly called tubes, including: the seat tube, the head tube, the top tube and the down tube that join the seat tube to the head tube, any front fork , of the double or single arm type, a pair of diagonal chainstays or rear tubes, a pair of low or horizontal chainstays or rear tubes.
Detti elementi allungati formanti i comuni telai per biciclette sono sostanzialmente tubolari, e dove la forma della sezione e lo spessore della parete tubolare determinano la loro rigidezza. Said elongated elements forming common bicycle frames are substantially tubular, and where the shape of the section and the thickness of the tubular wall determine their stiffness.
Per ottenere tubi di rigidezza diversa occorre variare la forma della sezione oppure utilizzare una quantità diversa di materiale, realizzando pareti tubolari di spessore maggiore o minore. To obtain pipes of different stiffness it is necessary to vary the shape of the section or to use a different quantity of material, creating tubular walls of greater or lesser thickness.
Di conseguenza, per realizzare elementi allungati aventi diversa rigidezza occorre avere impianti e apparecchiature produttive differenziate. Consequently, in order to produce elongated elements with different stiffness, it is necessary to have differentiated production plants and equipment.
Sono anche noti telai per biciclette dove detti elementi allungati non sono tubolari ma variamente conformati. Bicycle frames are also known where said elongated elements are not tubular but variously shaped.
Il documento US 2014/0191492 riguarda un telaio per biciclette formato da un mezzo guscio, ad esempio ad U, in materiale termoplastico con fibre di rinforzo almeno locali, un elemento di copertura di detto mezzo guscio, anch'esso ad esempio ad U, ed eventuali elementi funzionali, come ad esempio nervature di rinforzo variamente disposte e solidali a detto mezzo guscio o a detto elemento di copertura. Detto telaio è quindi sostanzialmente scatolare, ossia formato di detto mezzo guscio e di detto elemento di copertura a formare un profilo chiuso. Document US 2014/0191492 relates to a bicycle frame formed by a half shell, for example U-shaped, in thermoplastic material with at least local reinforcing fibers, a covering element of said half shell, also for example U-shaped, and possible functional elements, such as for example reinforcing ribs variously arranged and integral with said half shell or said covering element. Said frame is therefore substantially box-like, ie formed of said half shell and of said covering element to form a closed profile.
Il documento DE 202015006223U1 riguarda un telaio per bicicletta in materiale composito, avente una struttura reticolare in fibra continua plastica rinforzata, dove detta struttura reticolare è formata di elementi sostanzialmente filiformi continui tra loro intrecciati a formare una struttura tridimensionale. Document DE 202015006223U1 relates to a bicycle frame made of composite material, having a reticular structure in reinforced plastic continuous fiber, where said reticular structure is formed of substantially continuous filiform elements intertwined with each other to form a three-dimensional structure.
CN104925202 riguarda un telaio di bicicletta con struttura reticolare, a sua volta comprendente un primo telaio, un secondo telaio e una pluralità di nervature tra detto primo e detto secondo telaio, e dove l'insieme di detto primo telaio, detto secondo telaio e dette nervature è ottenuto integralmente per estrusione ed è realizzato in lega di alluminio. CN104925202 relates to a bicycle frame with a reticular structure, in turn comprising a first frame, a second frame and a plurality of ribs between said first and said second frame, and where the assembly of said first frame, said second frame and said ribs it is obtained entirely by extrusion and is made of aluminum alloy.
Il documento CN204173111 riguarda un telaio per bicicletta a struttura reticolare, dove gli elementi formanti il telaio sono sostanzialmente tubolari, ciascuno comprendente un primo strato interno in fibra di carbonio, un secondo strato esterno in fibra di carbonio e una griglia di rinforzo in fibra di carbonio compresa tra detto strato interno e detto strato esterno. Document CN204173111 relates to a bicycle frame with a reticular structure, where the elements forming the frame are substantially tubular, each comprising a first internal carbon fiber layer, a second external carbon fiber layer and a carbon fiber reinforcement grid. comprised between said inner layer and said outer layer.
EP 2982591 riguarda una bicicletta a motore, dove il telaio è composto di due semigusci complementari, ciascuno essendo internamente cavo e dotato di nervature di irrigidimento disposte a zigzag, ossia lungo una linea spezzata ad angoli alternati. Ciascun semiguscio è fatto in un pezzo unico in metallo o altro materiale composito pressofuso, mentre i due semigusci sono tra loro uniti mediante mezzi di connessione meccanica o altro. EP 2982591 relates to a motorized bicycle, where the frame is composed of two complementary half-shells, each being internally hollow and equipped with stiffening ribs arranged in a zigzag, ie along a broken line at alternating angles. Each half-shell is made in a single piece of metal or other die-cast composite material, while the two half-shells are joined together by means of mechanical connection or other.
Sono anche noti telai per biciclette realizzati in svariati materiali, come ad esempio in lega di magnesio, o leghe di alluminio, dove uno o più degli elementi costituenti i telai sono degli elementi allungati con sezione ad I o a H, dove la parte centrale è disposta verticalmente. Detti elementi lineari così conformati e disposti hanno quindi elevata rigidezza a flessione se sottoposti a carichi verticali. Bicycle frames are also known made of various materials, such as magnesium alloy, or aluminum alloys, where one or more of the elements making up the frames are elongated elements with an I or H section, where the central part is arranged vertically. Said linear elements thus shaped and arranged therefore have high bending stiffness when subjected to vertical loads.
Sono anche noti telai per biciclette dove la parte centrale degli elementi a I o H comprende una pluralità di fori di alleggerimento, allo scopo di ridurre il peso complessivo del telaio e quindi della bicicletta. Bicycle frames are also known where the central part of the I or H elements comprises a plurality of lightening holes, in order to reduce the overall weight of the frame and therefore of the bicycle.
Sono noti telai reticolari realizzati in lega di alluminio e/o magnesio in pressofusione, dove gli elementi allungati formanti il telaio sono a loro volta formati da alcuni elementi filiformi principali, tra loro sostanzialmente paralleli, ad esempio quattro, e una pluralità di elementi filiformi trasversali di irrigidimento variamente disposti e saldati a detti elementi filiformi principali, a formare una struttura reticolare tridimensionale. Reticular frames made of die-cast aluminum and / or magnesium alloy are known, where the elongated elements forming the frame are in turn formed by some main thread-like elements, substantially parallel to each other, for example four, and a plurality of transverse thread-like elements stiffening elements arranged in various ways and welded to said main filiform elements, to form a three-dimensional reticular structure.
Il procedimento di formatura di telai di questo tipo è estremamente complesso, risultano quindi costoso e difficilmente applicabile su larga scala. The process for forming frames of this type is extremely complex, therefore they are expensive and difficult to apply on a large scale.
Oggetto del presente brevetto è un nuovo tipo di telaio reticolare per strutture leggere quali, in particolare, per biciclette ma anche per sedie, tavoli, eccetera, e procedimento per la sua realizzazione. The object of the present patent is a new type of reticular frame for light structures such as, in particular, for bicycles but also for chairs, tables, etc., and a process for its realization.
Compito principale del presente trovato è quello di realizzare strutture leggere, a peso ridotto, particolarmente utile per realizzare telai di biciclette e in particolare di biciclette sportive. The aim of the present invention is to provide lightweight structures with a reduced weight, particularly useful for making bicycle frames and in particular for sports bicycles.
Altro scopo del presente trovato è quello di poter realizzare telai di rigidezza definita, costante o variabile lungo ciascuno degli elementi allungati costituenti il telaio Another purpose of the present invention is to be able to produce frames with defined, constant or variable stiffness along each of the elongated elements constituting the frame.
Altro scopo del nuovo telaio è quello di variare la rigidezza di ciascuno degli elementi allungati variando la configurazione e l'orientamento nello spazio dei tre elementi principali che li compongono. Another purpose of the new frame is to vary the stiffness of each of the elongated elements by varying the configuration and orientation in space of the three main elements that compose them.
Scopo del nuovo procedimento è quello di minimizzare il peso dell'elemento allungato ottenuto, rispetto ai noti elementi allungati di telai, ad esempio a sezione circolare. The aim of the new process is to minimize the weight of the elongated element obtained, with respect to the known elongated elements of frames, for example with a circular section.
Altro scopo del nuovo procedimento è quello di poter realizzare elementi allungati e telai aventi rigidezze diverse senza dover necessariamente modificare lo spessore degli elementi allungati stessi, e quindi senza cambiare apparecchiature o macchinari ma solo assemblando e orientando diversamente detti elementi allungati. Another purpose of the new process is to be able to produce elongated elements and frames having different stiffnesses without necessarily having to change the thickness of the elongated elements themselves, and therefore without changing equipment or machinery but only by assembling and orienting said elongated elements differently.
Questi ed altri scopi, diretti e complementari, sono raggiunti dal nuovo telaio reticolare in carbonio o fibre composite, per strutture leggere quali, in particolare, per biciclette ma anche per sedie, tavoli, eccetera, e procedimento per realizzarlo. These and other direct and complementary purposes are achieved by the new reticular frame in carbon or composite fibers, for light structures such as, in particular, for bicycles but also for chairs, tables, etc., and the process for making it.
Il presente brevetto riguarda anche un telaio per biciclette ottenuto con il nuovo procedimento. The present patent also relates to a bicycle frame obtained with the new process.
Il nuovo telaio reticolare comprende una pluralità di elementi allungati, dove ciascuno di detti elementi a sua volta comprende: The new reticular frame comprises a plurality of elongated elements, where each of said elements in turn comprises:
- almeno una prima fascia o striscia sostanzialmente piatta; - at least a first substantially flat band or strip;
- almeno una seconda fascia o striscia sostanzialmente piatta, disposta sostanzialmente parallela e affacciata a detta prima fascia o striscia; - almeno una terza fascia o striscia intermedia, disposta tra detta prima e detta seconda fascia, o fasce laterali, seguendo una linea spezzata, ad esempio e preferibilmente a zig zag, - at least a second substantially flat band or strip, arranged substantially parallel to and facing said first band or strip; - at least a third band or intermediate band, arranged between said first and said second band, or lateral bands, following a broken line, for example and preferably in a zigzag pattern,
e dove dette fasce laterali e detta fascia intermedia sono realizzate in carbonio o fibra composita. and where said lateral bands and said intermediate band are made of carbon or composite fiber.
Nella soluzione preferita, ciascuna di dette strisce è continua. In the preferred solution, each of said strips is continuous.
In una prima configurazione, detta fascia intermedia è in particolare disposta a zig zag ed è unita a dette fasce laterali solo sostanzialmente in corrispondenza delle parti in cui detta fascia intermedia inverte la direzione, tale che detto elemento allungato è dotato di una successione di aperture passanti tra dette fasce laterali. In a first configuration, said intermediate band is in particular arranged in a zig zag pattern and is joined to said lateral bands only substantially in correspondence with the parts in which said intermediate band reverses direction, such that said elongated element is provided with a succession of through openings between said lateral bands.
In particolare, detta fascia intermedia è unita a dette fasce laterali in corrispondenza dei vertici degli angoli, mentre i bordi laterali di detta fascia intermedia sono liberi, in modo tale che detti elementi allungati risultano quindi dotati di una successione di aperture passanti di forma sostanzialmente triangolare. In particular, said intermediate band is joined to said lateral bands at the vertexes of the corners, while the lateral edges of said intermediate band are free, so that said elongated elements are therefore provided with a succession of substantially triangular-shaped through openings .
In una seconda configurazione, detta fascia intermedia è disposta a zig zag e unita tra dette fasce laterali con i suoi bordi laterali. In tal caso detto elemento allungato non presenta aperture passanti. In a second configuration, said intermediate band is arranged in a zig zag and joined between said side bands with its side edges. In this case, said elongated element does not have through openings.
Il passo con cui è disposta detta fascia intermedia, ossia la distanza due vertici successivi dalla stessa parte, determina la rigidezza dell'elemento allungato. The pitch with which said intermediate band is arranged, ie the distance between two successive vertices on the same side, determines the stiffness of the elongated element.
Variando tale passo è quindi possibile variare corrispondentemente anche la rigidezza dell'elemento allungato. By varying this pitch it is therefore also possible to correspondingly vary the stiffness of the elongated element.
Ad esempio, allungando il passo in una zona dell'elemento allungato, la rigidezza a flessione dell'elemento allungato in quella zona è minore rispetto alla rigidezza a flessione dell'elemento allungato nelle zone dove il passo è più corto. For example, by lengthening the pitch in a zone of the elongated element, the bending stiffness of the elongated element in that zone is less than the bending stiffness of the elongated element in the areas where the pitch is shorter.
Pertanto, anche senza sostanzialmente variare lo spessore delle strisce utilizzate, è possibile variare la rigidezza dell'elemento allungato ottenuto. La conformazione di detti elementi allungati formanti il nuovo telaio è tale per cui la loro rigidezza a flessione con riferimento a carichi in direzione sostanzialmente trasversale ai piani di giacenza di detta fascia intermedia è minore rispetto alla rigidezza a flessione con riferimento a carichi in direzione parallela ai piani di giacenza di detta fascia intermedia. Therefore, even without substantially varying the thickness of the strips used, it is possible to vary the stiffness of the elongated element obtained. The conformation of said elongated elements forming the new frame is such that their bending stiffness with reference to loads in a direction substantially transverse to the lying planes of said intermediate band is less than the bending stiffness with reference to loads parallel to the storage floors of said intermediate band.
Pertanto, in funzione del telaio da ottenere e della rigidezza richiesta, è possibile utilizzare detti elementi allungati conformati nella prima o nella seconda configurazione, in funzione dei carichi applicati. Therefore, according to the frame to be obtained and the required stiffness, it is possible to use said elongated elements shaped in the first or second configuration, according to the applied loads.
Ad esempio, nel caso di un telaio per biciclette, si può prevedere che gli elementi allungati che formano i tubi del telaio nella seconda configurazione, ossia nella posizione di massima rigidezza a carichi verticali, rendendo così tutto il telaio della bicicletta molto più rigido. For example, in the case of a bicycle frame, it can be provided that the elongated elements forming the tubes of the frame in the second configuration, i.e. in the position of maximum rigidity under vertical loads, thus making the whole bicycle frame much more rigid.
Si può prevedere che detta prima fascia abbia larghezza diversa dalla larghezza di detta seconda fascia, mentre detta fascia intermedia è corrispondentemente sagomata tra dette fasce laterali. It can be provided that said first band has a width different from the width of said second band, while said intermediate band is correspondingly shaped between said side bands.
Si può anche prevedere che ciascuno di detti elementi allungati comprenda dette fasce laterali e una coppia di dette fasce intermedie a zig zag, disposte tra dette fasce laterali e tra loro intersecate e compenetrate, ciascuna fascia intermedia essendo unita all'altra fascia intermedia e a entrambe dette fasce laterali. It can also be provided that each of said elongated elements comprises said side bands and a pair of said intermediate bands in a zig zag shape, arranged between said side bands and intersected and interpenetrated with each other, each intermediate band being joined to the other intermediate band and to both said side bands.
Si può anche prevedere che ciascuno di detti elementi allungati comprenda due o più serie accoppiate di dette fasce laterali con una o più fasce intermedie, dove una serie è unita all'altra affacciando e accoppiando tra loro due fasce laterali di due serie adiacenti. It can also be provided that each of said elongated elements comprises two or more coupled series of said side bands with one or more intermediate bands, where one series is joined to the other by facing and coupling together two side bands of two adjacent series.
Il nuovo telaio è preferibilmente in tutto o in parte realizzato in carbonio o fibre composite. The new frame is preferably wholly or partly made of carbon or composite fibers.
In particolare ognuna di dette fasce è formata da più fogli di carbonio o fibre composite. Si può anche prevedere l'impiego di uno o più ulteriori fogli o strati in Kevlar © o altro, allo scopo di aumentare la flessibilità e/o la resistenza del telaio o di parti di esso. In particular, each of said bands is formed by several sheets of carbon or composite fibers. It is also possible to provide for the use of one or more further sheets or layers of Kevlar © or other, in order to increase the flexibility and / or strength of the frame or parts thereof.
Il nuovo procedimento secondo una prima soluzione, per realizzare il nuovo telaio comprende le fasi di: The new procedure according to a first solution, to make the new frame includes the steps of:
a) stesura di una prima fascia di lunghezza e larghezza determinata; b) posizionamento, su detta prima fascia, di una pluralità di elementi provvisori di riempimento a passo definito, costante o variabile, detti elementi provvisori aventi forma prismatica, ad esempio e preferibilmente a sezione triangolare o arcuata, posizionati su detta prima fascia con una parete laterale o una base a contatto con la fascia stessa; a) drafting of a first strip of determined length and width; b) positioning, on said first band, of a plurality of temporary filling elements with a defined, constant or variable pitch, said temporary elements having a prismatic shape, for example and preferably with a triangular or arched section, positioned on said first band with a wall lateral or a base in contact with the band itself;
c) stesura di detta fascia intermedia su detti elementi provvisori di riempimento, tale che detta fascia intermedia risulti disposta seguendo una linea spezzata corrispondentemente alla forma di detti elementi provvisori di riempimento, c) spreading said intermediate band on said temporary filling elements, such that said intermediate band is arranged following a broken line corresponding to the shape of said temporary filling elements,
d) unione di detta fascia intermedia e a detta prima fascia; l'unione avviene preferibilmente tramite applicazione di parti in fibra composita e resina. d) joining said intermediate band and said first band; the union preferably takes place by applying parts in composite fiber and resin.
Il procedimento per realizzare un elemento allungato con una sola di dette fasce intermedie comprende le seguenti ulteriori fasi: The process for making an elongated element with only one of said intermediate bands comprises the following further steps:
e) stesura di una seconda fascia su detta fascia intermedia; e) drawing up a second strip on said intermediate strip;
f) unione di detta fascia intermedia e di detta seconda fascia; f) joining said intermediate band and said second band;
g) rimozione di detti elementi provvisori di riempimento. g) removal of said temporary filling elements.
Il procedimento per realizzare un elemento allungato con due di dette fasce intermedie comprende invece le ulteriori seguenti fasi: The process for making an elongated element with two of said intermediate bands, on the other hand, comprises the following further steps:
e') disposizione a zig zag di una ulteriore fascia intermedia, con andamento corrispondente a detta prima fascia intermedia, e rotazione della stessa di 180 ° per renderla speculare a detta prima fascia intermedia e ') zigzag arrangement of a further intermediate band, with a course corresponding to said first intermediate band, and rotation of the same by 180 ° to make it a mirror image of said first intermediate band
f') posizionamento di detta ulteriore fascia intermedia intersecata a detta prima fascia intermedia, dove almeno una di dette fasce intermedie comprende tagli per la compenetrazione tra esse; per realizzare elementi allungati in detta prima configurazione, il posizionamento avviene inserendo detta ulteriore fascia intermedia in direzione parallela a detta prima fascia laterale, mentre per realizzare elementi allungati in detta seconda configurazione, il posizionamento avviene inserendo detta ulteriore fascia intermedia in direzione sostanzialmente ortogonale a detta prima fascia laterale; detto posizionamento avviene opportunamente prima della stesura e applicazione di detta seconda fascia laterale; f ') positioning of said further intermediate band intersected with said first intermediate band, where at least one of said intermediate bands comprises cuts for the interpenetration between them; to make elongated elements in said first configuration, positioning takes place by inserting said further intermediate band in a direction parallel to said first lateral band, while to make elongated elements in said second configuration, positioning takes place by inserting said further intermediate band in a direction substantially orthogonal to said first lateral band; said positioning takes place conveniently before the spreading and application of said second lateral band;
g') unione di detta ulteriore fascia intermedia a detta prima fascia intermedia e a dette fasce laterali; g ') joining said further intermediate band to said first intermediate band and to said lateral bands;
h') unione di dette due fasce intermedie disposte tra loro speculari e unite in corrispondenza dei rispettivi vertici tra loro a contatto. h ') union of said two intermediate bands arranged specular to each other and joined at the respective vertices in contact with each other.
Nel caso di detta prima configurazione, si può prevedere che detta una o due fasce intermedie siano unite a dette fasce laterali in corrispondenza di detti vertici anche mediante una o più ulteriori strisce di unione, in carbonio o fibre composite, avvolte intorno alle parti da unire, e dove dette parti unite e dette strisce di unione sono fuse insieme a formare una parte unita continua. Il nuovo procedimento può anche comprendere la fase di eventuale unione di due o più serie composte da detta prima e seconda fascia, o fasce laterali, e detta fascia intermedia, affacciando e accoppiando una fascia laterale di una prima serie ad una fascia laterale della serie contrapposta. In the case of said first configuration, it can be provided that said one or two intermediate bands are joined to said lateral bands at said vertices also by means of one or more further joining strips, in carbon or composite fibers, wrapped around the parts to be joined , and where said joined parts and said joining strips are fused together to form a continuous joined part. The new process can also comprise the step of possible joining of two or more series composed of said first and second band, or side bands, and said intermediate band, facing and coupling a side band of a first series to a side band of the opposite series .
In una seconda soluzione, il procedimento prevede il taglio di un foglio, a sua volta formato secondo lo sviluppo piano dell'elemento allungato. Dopo il taglio, avviene il posizionamento degli elementi provvisori e la sagomatura del foglio in modo da ottenere l'elemento allungato nella prima o nella seconda configurazione. In a second solution, the method provides for the cutting of a sheet, in turn formed according to the plan development of the elongated element. After cutting, the provisional elements are positioned and the sheet is shaped so as to obtain the elongated element in the first or second configuration.
Il nuovo procedimento è utilmente utilizzabile per realizzare telai di strutture leggere di qualunque tipo, come in particolare per telai di biciclette, ciclomotori e motocicli, ma anche per tavoli, sedie, panche, mobili contenitori, elementi di arredo in genere, eccetera. The new process can be usefully used to make frames of light structures of any type, such as in particular for frames for bicycles, mopeds and motorcycles, but also for tables, chairs, benches, container furniture, furnishing elements in general, etc.
Le caratteristiche del nuovo telaio saranno meglio chiarite dalla seguente descrizione con riferimento alla tavola di disegno, allegata a titolo di esempio non limitativo. The characteristics of the new frame will be better clarified by the following description with reference to the drawing table, attached as a non-limiting example.
In figura 1 è rappresentata una vista tridimensionale di un elemento allungato (1) in una prima configurazione (A), per la realizzazione di telai (T), come ad esempio telai (T) di bicicletta del tipo ad esempio rappresentato in figura 13. Figure 1 shows a three-dimensional view of an elongated element (1) in a first configuration (A), for making frames (T), such as bicycle frames (T) of the type for example shown in Figure 13.
In figura 1bis è rappresentata una vista tridimensionale di un elemento allungato (1bis) in una seconda configurazione (B), per la realizzazione di telai (T'), come ad esempio telai (T') di bicicletta del tipo ad esempio rappresentato in figura 14. Figure 1bis shows a three-dimensional view of an elongated element (1bis) in a second configuration (B), for making frames (T '), such as bicycle frames (T') of the type for example shown in the figure 14.
Nelle figure 2, 3, 4 sono rappresentate in vista tridimensionale tre realizzazioni alternative di un elemento allungato (1', 1", 1'''), mentre le figure 2a, 3a e 4a mostrano due viste frontali di detti elementi allungati (1', 1", 1'''). Figures 2, 3, 4 show three alternative embodiments of an elongated element (1 ', 1 ", 1' '') in three-dimensional view, while figures 2a, 3a and 4a show two front views of said elongated elements (1 ', 1 ", 1' '').
Nelle figure 5, 6 e 7 è schematizzato il procedimento per la realizzazione di detti elementi allungati (1) nella prima configurazione (A). Figures 5, 6 and 7 schematically illustrate the process for making said elongated elements (1) in the first configuration (A).
Nelle figure 8 e 9 sono schematizzate alcune fasi del procedimento per la realizzazione dell'elemento allungato (1") di figura 3. Figures 8 and 9 schematically show some steps of the process for manufacturing the elongated element (1 ") of Figure 3.
Nelle figure 10, 11 e 12 è schematizzato il procedimento alternativo per realizzare detti elementi allungati (1) nella prima configurazione (A), setti di irrigidimento (7). Figures 10, 11 and 12 schematize the alternative process for making said elongated elements (1) in the first configuration (A), stiffening baffles (7).
Le figure 13 e 14 mostrano due possibili utilizzi degli elementi allungati (1) per realizzare strutture leggere come ad esempio telai di biciclette (T, T'). Nelle figure 15a e 15b sono schematizzate nel dettaglio due possibili realizzazioni della forcella anteriore (T8), del tipo rispettivamente a braccio doppio o singolo, formato da uno o più elementi allungati (1). Figures 13 and 14 show two possible uses of the elongated elements (1) to make lightweight structures such as bicycle frames (T, T '). Figures 15a and 15b schematically show two possible embodiments of the front fork (T8), respectively of the double or single arm type, formed by one or more elongated elements (1).
Il nuovo telaio reticolare (T, T') comprende una pluralità di elementi allungati (1, 1bis, 1', 1'', 1''') tra loro vincolati, dove uno o più di detti<elementi allungati (1, 1bis, 1', 1'', 1''') comprende:>The new reticular frame (T, T ') comprises a plurality of elongated elements (1, 1bis, 1', 1 '', 1 '' ') constrained to each other, where one or more of said <elongated elements (1, 1bis , 1 ', 1' ', 1' '') includes:>
<• almeno una prima fascia o striscia sostanzialmente piatta (2);><• at least a first substantially flat band or strip (2);>
• almeno una seconda fascia o striscia sostanzialmente piatta (3),disposta sostanzialmente parallela e affacciata a detta prima fascia o<striscia (2);>• at least a second substantially flat band or strip (3), arranged substantially parallel to and facing said first band or <strip (2);>
• almeno una terza fascia o striscia intermedia (4), disposta tra dettaprima (2) e detta seconda fascia (3), o fasce laterali, seguendo una linea spezzata, ad esempio sostanzialmente a zig zag, • at least a third band or intermediate band (4), arranged between said first band (2) and said second band (3), or lateral bands, following a broken line, for example substantially zigzag,
e dove dette fasce laterali (2, 3) e detta fascia intermedia (4) sono realizzate in carbonio o fibra composita. and where said lateral bands (2, 3) and said intermediate band (4) are made of carbon or composite fiber.
Ciascuna di dette fasce (2, 3, 4) formante ognuno di detti elementi allungati (1, 1bis, 1', 1'', 1''') è preferibilmente continua. Each of said bands (2, 3, 4) forming each of said elongated elements (1, 1bis, 1 ', 1' ', 1' '') is preferably continuous.
Detta fascia intermedia (4) è disposta preferibilmente a zig zag, ossia lungo una linea spezzata ad angoli alternati, ossia individuante due successioni di vertici (42, 43) opposti. Said intermediate band (4) is preferably arranged in a zigzag pattern, ie along a broken line at alternating angles, ie identifying two succession of opposite vertices (42, 43).
Nella prima configurazione (A), in figura 1, detta fascia intermedia (4) è unita a detta prima (2) e/o a detta seconda fascia (3) sostanzialmente in corrispondenza delle parti (42, 43) in cui detta fascia intermedia (4) inverte la direzione, tale che detto elemento allungato (1, 1', 1'', 1''') è dotato di una successione di aperture passanti (11) tra dette fasce laterali (2, 3). In the first configuration (A), in Figure 1, said intermediate band (4) is joined to said first (2) and / or to said second band (3) substantially in correspondence with the parts (42, 43) in which said intermediate band ( 4) reverses the direction, such that said elongated element (1, 1 ', 1' ', 1' '') is equipped with a succession of through openings (11) between said side bands (2, 3).
In tale configurazione (A), detta fascia intermedia (4) è unita a dette fasce laterali (2, 3) solo sostanzialmente in corrispondenza di detti vertici (42, 43) degli angoli, mentre i bordi laterali (41) di detta fascia intermedia (4) sono liberi, in modo tale che detto elemento allungato (1, 1', 1'', 1''') è dotato di detta successione di aperture passanti (11) di forma sostanzialmente triangolare. In this configuration (A), said intermediate band (4) is joined to said lateral bands (2, 3) only substantially in correspondence with said vertices (42, 43) of the corners, while the lateral edges (41) of said intermediate band (4) are free, so that said elongated element (1, 1 ', 1' ', 1' '') is provided with said succession of through openings (11) of substantially triangular shape.
In una seconda configurazione (B), rappresentata in figura 1bis, detta fascia intermedia (4) è unita a dette fasce laterali (2, 3) in corrispondenza di detti bordi laterali (41) mentre detti vertici (42, 43) sono liberi. In a second configuration (B), represented in Figure 1bis, said intermediate band (4) is joined to said lateral bands (2, 3) in correspondence with said lateral edges (41) while said vertices (42, 43) are free.
Il passo (X, X', X") con cui è disposta detta fascia intermedia (4), ossia la distanza tra due di dette parti (42, 43) successive a contatto con una di dette fasce laterali (2, 3), può essere costante oppure variabile lungo l'elemento allungato (1, 1', 1'', 1'''). The pitch (X, X ', X ") with which said intermediate band (4) is arranged, i.e. the distance between two of said successive parts (42, 43) in contact with one of said lateral bands (2, 3), it can be constant or variable along the elongated element (1, 1 ', 1' ', 1' '').
Nell'esempio di figure 1, 1bis, 2, 3 e 4, è mostrato come detto passo (X) sia più corto ad esempio in una zona centrale (Z) dell'elemento allungato (1, 1bis 1', 1'', 1'''). In the example of figures 1, 1bis, 2, 3 and 4, it is shown how said pitch (X) is shorter, for example in a central area (Z) of the elongated element (1, 1bis 1 ', 1' ', 1 '' ').
La variazione di detto passo (X, X', X") comporta una variazione di rigidezza dell'elemento allungato (1, 1bis, 1', 1'', 1''') e in particolare la rigidezza aumenta in corrispondenza di zone dove detto passo (X, X') è più corto. The variation of said pitch (X, X ', X ") entails a variation in the stiffness of the elongated element (1, 1bis, 1', 1 '', 1 '' ') and in particular the stiffness increases in correspondence with areas where said step (X, X ') is shorter.
Nella soluzione di figure 1, 1bis, 3, 4, dette fasce laterali (2, 3) e detta fascia intermedia (4) hanno larghezze uguali e costanti, mentre nella soluzione di figure 2 e 2a, e detta prima fascia (2) ha larghezza diversa dalla larghezza di detta seconda fascia (3), mentre detta fascia intermedia (4) ha larghezza variabile, e dove le parti (42) di detta fascia intermedia (4) unite a detta prima fascia (2) hanno larghezza uguale a quest'ultima, mentre le parti (43) di detta fascia intermedia (4) unite a detta seconda fascia (3) hanno larghezza uguale alla seconda fascia (3) stessa. In the solution of Figures 1, 1bis, 3, 4, said lateral bands (2, 3) and said intermediate band (4) have equal and constant widths, while in the solution of Figures 2 and 2a, and said first band (2) has width different from the width of said second band (3), while said intermediate band (4) has variable width, and where the parts (42) of said intermediate band (4) joined to said first band (2) have width equal to this the latter, while the parts (43) of said intermediate band (4) joined to said second band (3) have a width equal to the second band (3) itself.
Nella soluzione di figure 3 e 3a, detto elemento allungato (1'') comprende dette fasce laterali (2, 3) e una coppia di dette fasce intermedie (4, 4'), disposte tra dette fasce laterali (2, 3) e compenetrate una nell'altra, ossia tra loro intersecate, ciascuna fascia intermedia (4) essendo unita all'altra fascia intermedia (4') e a dette fasce laterali (2, 3). In the solution of Figures 3 and 3a, said elongated element (1 '') comprises said side bands (2, 3) and a pair of said intermediate bands (4, 4 '), arranged between said side bands (2, 3) and interpenetrated one into the other, i.e. intersected with each other, each intermediate band (4) being joined to the other intermediate band (4 ') and to said lateral bands (2, 3).
Nella soluzione di figure 4 e 4a, detto elemento allungato (1''') comprende due o più serie (1a, 1b) accoppiate di dette fasce laterali (2, 3) con una o più fasce intermedie (4), dove una serie (1a) è unita all'altra (1b) affacciando e accoppiando tra loro due fasce laterali (2, 3) contrapposte. In the solution of figures 4 and 4a, said elongated element (1 '' ') comprises two or more coupled series (1a, 1b) of said lateral bands (2, 3) with one or more intermediate bands (4), where a series (1a) is joined to the other (1b) facing and coupling together two opposite side bands (2, 3).
Come schematizzato in figura 5, il procedimento, secondo una prima soluzione, per realizzare un telaio (T, T') per strutture leggere in genere comprende innanzitutto le fasi di: As schematized in figure 5, the process, according to a first solution, for making a frame (T, T ') for light structures generally comprises first of all the steps of:
a) stesura di almeno una di dette prime fasce (2) di lunghezza e larghezza determinata; a) drawing up at least one of said first bands (2) of determined length and width;
b) posizionamento, su detta prima fascia (2), di una pluralità di elementi provvisori di riempimento (R, R') a passo (X, X', X") o distanza definita, costante o variabile, detti elementi provvisori (R, R', R") aventi forma prismatica a sezione ad esempio sostanzialmente triangolare o arcuata o trapezoidale, posizionati su detta prima fascia (2) con una parete laterale (R1) o una base (R2) a contatto con la fascia (2) stessa. b) positioning, on said first band (2), of a plurality of provisional filling elements (R, R ') with pitch (X, X', X ") or defined, constant or variable distance, said provisional elements (R , R ', R ") having a prismatic shape with a section, for example substantially triangular or arched or trapezoidal, positioned on said first band (2) with a side wall (R1) or a base (R2) in contact with the band (2) itself.
Come da figura 6, il procedimento comprende poi la fase di stesura di detta almeno una fascia intermedia (4), tale che detta fascia intermedia (4) risulti disposta seguendo una linea spezzata corrispondentemente alla forma e alla disposizione di detti elementi provvisori di riempimento (R, R'). As shown in Figure 6, the process then comprises the step of drawing up said at least one intermediate band (4), such that said intermediate band (4) is arranged following a broken line corresponding to the shape and arrangement of said provisional filling elements ( R, R ').
Nella prima configurazione (A), detti elementi di riempimento (R, R', R") sono posizionati con una parete laterale (R1) a contatto con detta prima fascia (2), tale che detta fascia intermedia (4) viene posizionata con alcune parti (42) a passo costante (X, X') o variabile a contatto con detta prima fascia (2). In the first configuration (A), said filling elements (R, R ', R ") are positioned with a side wall (R1) in contact with said first band (2), such that said intermediate band (4) is positioned with some parts (42) with constant (X, X ') or variable pitch in contact with said first band (2).
Nella seconda configurazione (B), detti elementi di riempimento (R, R', R") sono posizionati invece con una base (R2) a contatto con detta prima fascia (2), tale che detta fascia intermedia (4) risulta con detti bordi laterali (41) a contatto con detta prima fascia (2). In the second configuration (B), said filling elements (R, R ', R ") are instead positioned with a base (R2) in contact with said first band (2), such that said intermediate band (4) results with said lateral edges (41) in contact with said first band (2).
Come da figura 7, il procedimento prevede poi l'unione tra dette parti (42) di detta fascia intermedia (4) e detta prima fascia (2), la stesura di almeno una seconda fascia (3) su detta fascia intermedia (4) e l'unione tra detta seconda fascia (3) e detta fascia intermedia (4). As shown in Figure 7, the process then provides for the union between said parts (42) of said intermediate band (4) and said first band (2), the laying of at least a second band (3) on said intermediate band (4) and the union between said second band (3) and said intermediate band (4).
Nella prima configurazione (A), alcune parti (43) di detta fascia intermedia (4), a passo costante o variabile (X, X', X"), sono in contatto con detta seconda fascia (3). L'unione avviene quindi tra dette parti (43) di detta fascia intermedia (4) e detta seconda fascia (3). In the first configuration (A), some parts (43) of said intermediate band (4), with constant or variable pitch (X, X ', X "), are in contact with said second band (3). therefore between said parts (43) of said intermediate band (4) and said second band (3).
Detti elementi provvisori di riempimento (R, R', R") possono essere poi rimossi. Said temporary filling elements (R, R ', R ") can then be removed.
Il procedimento può anche comprendere la fase di taglio a misura, per ottenere elementi allungati (1, 1bis, 1', 1", 1''') di misura definita, oppure la fase di unione di due o più elementi allungati (1, 1bis, 1', 1", 1''') consecutivi. The process can also comprise the step of cutting to size, to obtain elongated elements (1, 1bis, 1 ', 1 ", 1' '') of a defined size, or the step of joining two or more elongated elements (1, 1bis, 1 ', 1 ", 1' '') consecutive.
Come schematizzato in figura 7, dette una o più fasce intermedie (4, 4') possono anche essere unite a dette fasce laterali (2, 3) mediante una o più ulteriori strisce (5) in carbonio o fibre composite avvolte intorno alle parti (42, 43, 42', 43') da unire. As schematized in figure 7, said one or more intermediate bands (4, 4 ') can also be joined to said side bands (2, 3) by means of one or more further strips (5) in carbon or composite fibers wrapped around the parts ( 42, 43, 42 ', 43') to be joined.
Come da figura 8, per realizzare un elemento allungato (1") del tipo a due fasce intermedie (4, 4'), si prevede di realizzare un'ulteriore fascia intermedia (4') sostanzialmente speculare alla prima fascia intermedia (4) e di inserire detta fascia intermedia (4') inserendola in appositi tagli (6) realizzati corrispondentemente su detta prima fascia intermedia (4). As shown in Figure 8, to make an elongated element (1 ") of the type with two intermediate bands (4, 4 '), it is envisaged to make a further intermediate band (4') substantially specular to the first intermediate band (4) and inserting said intermediate band (4 ') by inserting it into suitable cuts (6) made correspondingly on said first intermediate band (4).
La direzione di inserimento (X) di detta fascia intermedia (4') e di detti tagli (6) è ad esempio e opportunamente trasversale alla direzione di sviluppo delle fasce (2, 4, 4') e giacente su un piano parallelo a detta prima fascia (2). Il procedimento di realizzazione di detto elemento allungato (1") del tipo a due fasce intermedie (4, 4') prevede poi la stesura e unione di detta seconda fascia (3) a dette fasce intermedie (4, 4'), come rappresentato in figura 9. Si può anche prevedere la realizzazione di elementi allungati (1, 1bis, 1', 1", 1"') con setti di irrigidimento (7), ad esempio a I, a T o a H, sostanzialmente ortogonali a dette fasce laterali (2, 3). The direction of insertion (X) of said intermediate band (4 ') and of said cuts (6) is for example and suitably transversal to the direction of development of the bands (2, 4, 4') and lying on a plane parallel to said first band (2). The manufacturing process of said elongated element (1 ") of the type with two intermediate bands (4, 4 ') then provides for the drafting and joining of said second band (3) to said intermediate bands (4, 4'), as shown in figure 9. It is also possible to provide for the realization of elongated elements (1, 1bis, 1 ', 1 ", 1"') with stiffening baffles (7), for example I, T or H, substantially orthogonal to said lateral bands (2, 3).
Per realizzare e posizionare detti setti di irrigidimento (7) è possibile procedere come schematizzato nelle figure 10, 11 e 12, ossia utilizzando detti elementi di riempimento (R, R', R") dove uno o più di detti elementi di riempimento a loro volta comprendono una fessura (R3) avente a sua volta sezione a forma di I o preferibilmente T, ossia comprendente una porzione (R31) destinata a risultare ortogonale a dette fasce laterali (2, 3) e una porzione (R32) destinata a risultare parallela e prossima a una di dette fasce laterali (2, 3). To make and position said stiffening baffles (7) it is possible to proceed as schematized in figures 10, 11 and 12, ie using said filling elements (R, R ', R ") where one or more of said filling elements are once they comprise a slot (R3) having in turn an I-shaped or preferably T-shaped section, i.e. comprising a portion (R31) intended to be orthogonal to said lateral bands (2, 3) and a portion (R32) intended to be parallel and close to one of said lateral bands (2, 3).
Detta fessura (R3) è adatta all'inserimento di fogli di carbonio o fibre composite atte a formare detti setti (7). Said slot (R3) is suitable for inserting sheets of carbon or composite fibers suitable for forming said septa (7).
Il procedimento sopra descritto può essere utilmente applicato ad esempio per la realizzazione di un telaio (T, T') per biciclette comprendente uno o più di detti elementi allungati (1, 1bis, 1', 1", 1''') tra cui almeno un tubo di piantone (T1), almeno un tubo di sterzo (T2), almeno un tubo orizzontale (T3), almeno un tubo obliquo (T4), uno o più foderi posteriori (T5, T6). Nella soluzione di figura 13, detto telaio (T) comprende uno o più di detti elementi allungati (1, 1', 1", 1''') nella prima configurazione (A), orientati con dette fasce laterali (2, 3) giacenti su piani trasversali rispetto al piano mediano di giacenza del telaio (T) stesso, in modo che detti elementi allungati (1, 1', 1", 1''') hanno la minor rigidezza a carichi verticali. The procedure described above can be usefully applied, for example, to produce a frame (T, T ') for bicycles comprising one or more of said elongated elements (1, 1bis, 1', 1 ", 1 '' ') including at least one seat tube (T1), at least one head tube (T2), at least one top tube (T3), at least one down tube (T4), one or more rear stays (T5, T6). , said frame (T) comprises one or more of said elongated elements (1, 1 ', 1 ", 1' '') in the first configuration (A), oriented with said lateral bands (2, 3) lying on transverse planes with respect to the median lying plane of the frame (T) itself, so that said elongated elements (1, 1 ', 1 ", 1' '') have the least rigidity under vertical loads.
Nella soluzione di figura 14, detto telaio (T') comprende uno o più di detti elementi allungati (1bis) nella seconda configurazione (B), orientati con dette fasce laterali (2, 3) giacenti su piani sostanzialmente trasversali al piano mediano di giacenza del telaio (T) stesso, in modo che detti elementi allungati (1bis) hanno la massima rigidezza a carichi verticali. In the solution of figure 14, said frame (T ') comprises one or more of said elongated elements (1bis) in the second configuration (B), oriented with said lateral bands (2, 3) lying on planes substantially transverse to the median storage plane of the frame (T) itself, so that said elongated elements (1bis) have the maximum stiffness to vertical loads.
Per la realizzazione di detto telaio (T, T') si prevede che ciascuno di detti elementi allungati (1, 1bis, 1', 1", 1"') sia collegato ad altri elementi allungati (1, 1bis, 1', 1", 1"') o ad altre parti del telaio (T, T') stesso. SI prevede che il telaio (T, T') comprenda quindi della parti di innesto (T7) di detti elementi allungati (1, 1bis, 1', 1", 1"'). For the realization of said frame (T, T ') it is envisaged that each of said elongated elements (1, 1bis, 1', 1 ", 1" ') is connected to other elongated elements (1, 1bis, 1', 1 ", 1" ') or to other parts of the frame (T, T') itself. It is envisaged that the frame (T, T ') therefore comprises coupling parts (T7) of said elongated elements (1, 1bis, 1', 1 ", 1" ').
Dette parti di innesto (T7) possono essere delle "fasciature" con parti di carbonio e resina o altro materiale adatto alla saldatura di detti elementi allungati (1, 1bis, 1', 1", 1"'). Said coupling parts (T7) can be "bandages" with parts of carbon and resin or other material suitable for welding said elongated elements (1, 1bis, 1 ', 1 ", 1"').
In alternativa, dette parti di innesto (T7) possono essere in altro materiale, ad esempio in alluminio, comprendenti almeno una sede per l'inserimento di un'estremità dell'elemento allungato (1, 1bis, 1', 1", 1"'), e dove il fissaggio in detta sede avviene ad esempio e opportunamente mediante collanti appositi. Alternatively, said coupling parts (T7) can be made of another material, for example aluminum, comprising at least one seat for inserting one end of the elongated element (1, 1bis, 1 ', 1 ", 1" '), and where the fixing in said seat takes place for example and suitably by means of suitable adhesives.
Detta sede e detta estremità sono preferibilmente conformate in modo corrispondente, essendo ad esempio rastremate. Said seat and said end are preferably shaped in a corresponding way, being for example tapered.
Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo. These are the schematic modalities sufficient for the skilled person to realize the invention, consequently, in concrete application there may be variations without prejudice to the substance of the innovative concept.
Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alle tavole accluse si esprimono le seguenti rivendicazioni. Therefore, with reference to the above description and the attached tables, the following claims are expressed.
Claims (14)
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- 2016-06-16 IT ITUA2016A004437A patent/ITUA20164437A1/en unknown
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