ITMI20121042A1

ITMI20121042A1 - Ruota di bicicletta e relativo procedimento di fabbricazione

Info

Publication number: ITMI20121042A1
Application number: IT001042A
Authority: IT
Inventors: Mario Meggiolan
Original assignee: Campagnolo Srl
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2013-12-16
Also published as: JP2014000953A; EP2674304A1; CN103507556A; TWI615289B; JP6280317B2; TW201410498A; CN103507556B; US9724959B2; PL2674304T3; EP2674304B1; US20130342003A1

Description

"Ruota di bicicletta e relativo procedimento di fabbricazione"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una ruota di bicicletta, nonchÃ© un procedimento di fabbricazione della stessa. In particolare l'invenzione riguarda una ruota di bicicletta a disco anche detta ruota lenticolare, e una ruota a razze.

Sono note ruote di bicicletta con razze realizzate in materiale composito per stampaggio a iniezione o a compressione. Ad esempio, US 5,540,485 descrive un procedimento di fabbricazione di una ruota a razze di bicicletta in composito in cui filamenti di fibra vengono avvolti su un mandrino gonfiabile e, in uno stampo, il mandrino viene gonfiato per pre-stressare le fibre prima che la matrice di resina termoindurente o termoplastica solidifichi.

Sono anche note ruote a disco di bicicletta comprendenti una ruota a raggi e una coppia di dischi applicati esternamente alla ruota a raggi. Gli sforzi meccanici sono sopportati dai raggi, mentre i dischi sono previsti esclusivamente per motivi estetici ed aerodinamici e non hanno alcuna funzione strutturale.

Il problema tecnico alla base dell'invenzione Ã ̈ quello di realizzare una ruota a disco o a razze che presenti una resistenza particolarmente elevata agli sforzi e che mantenga una corretta geometria, in termini di centratura tra mozzo e cerchio e circolaritÃ del cerchio.

La Richiedente ha percepito che tale problema puÃ² essere risolto mediante un pre-tensionamento dei dischi o delle razze.

In un aspetto, l'invenzione riguarda un procedimento di fabbricazione di una ruota a disco o a razze di bicicletta, comprendente le fasi sequenziali di:

a) prevedere un mozzo e un cerchio,

b) applicare una compressione sul cerchio verso il mozzo deformandolo elasticamente,

c) rendere almeno un elemento strutturale a disco o a razze solidale al mozzo e al cerchio, e

d) rimuovere la compressione sul cerchio applicata nella fase a).

La Richiedente ritiene che rendendo l'elemento a disco o a razze solidale al mozzo e al cerchio quando il cerchio Ã ̈ compresso verso il mozzo, e successivamente rilasciando tale compressione, l'elemento a disco o a razze conservi una sollecitazione a trazione e ottenga pertanto un ruolo strutturale che sostituisce quello dei raggi tensionati in una ruota a raggi convenzionale.

Nella fase b), la compressione sul cerchio puÃ² essere applicata tirando il cerchio verso il mozzo da una posizione radialmente interna al cerchio, o spingendo il cerchio verso il mozzo da una posizione radialmente esterna al cerchio.

Preferibilmente detto almeno un elemento strutturale comprende una coppia di elementi strutturali a disco o a razze, ciascuno reso solidale al mozzo e al cerchio.

Preferibilmente la fase b) comprende estendere una pluralitÃ di elementi tensionatori tra il mozzo e il cerchio e tensionarli.

In tal caso, preferibilmente la fase d) comprende rimuovere gli elementi tensionatori.

PiÃ¹ preferibilmente gli elementi tensionatori comprendono raggi di bicicletta.

Preferibilmente i raggi di bicicletta sono sovradimensionati rispetto a una ruota a raggi di bicicletta comprendente detto mozzo e detto cerchio. In tal modo i raggi tensionatori sono piÃ¹ resistenti e subiscono un minor allungamento percentuale durante il tensionamento .

Preferibilmente la fase b) comprende la fase di controllare la centratura e la circolaritÃ della ruota durante l'applicazione della compressione. Preferibilmente la fase c) comprende inserire una coppia di elementi strutturali a disco o a razze sul mozzo da estremitÃ assiali contrapposte.

Preferibilmente la fase c) comprende la fase di incollare detto almeno un elemento strutturale a disco o a razze al mozzo e al cerchio.

Preferibilmente la fase c) comprende la fase di incollare tramite una resina epossidica bicomponente.

Preferibilmente la fase c) comprende incollare sotto pressa detto almeno un elemento strutturale, piÃ¹ preferibilmente mentre Ã ̈ amovibilmente associato a un rispettivo applicatore di supporto.

Preferibilmente la fase b) comprende la fase di simulare la sollecitazione sul cerchio e/o sul mozzo durante la successiva fase di incollaggio.

Preferibilmente la fase d) comprende disinsediare gli elementi tensionatori da una rispettiva sede in una flangia del mozzo verso una flangia contrapposta.

In alternativa la fase d) comprende rimuovere gli elementi tensionatori sfilandoli attraverso una rispettiva sede in una flangia del mozzo.

Preferibilmente la fase d) comprende rimuovere gli elementi tensionatori da un'apertura in un canale di accoppiamento pneumatico nel cerchio.

In alternativa, quando gli elementi strutturali sono del tipo a razze aperte, la fase d) puÃ² comprendere rimuovere gli elementi tensionatori da un gap tra due razze contrapposte dei due elementi strutturali.

In un suo aspetto, l'invenzione riguarda una ruota a disco o a razze di bicicletta, comprendente un mozzo, un cerchio e almeno un elemento strutturale a disco o a razze solidale al mozzo e al cerchio, in cui detto almeno un elemento strutturale Ã ̈ pretensionato.

L'esistenza di tale pretensionamento puÃ² essere verificata in una ruota ad esempio praticando un taglio dell'elemento strutturale e verificando se i lembi del taglio si allontanano e/o se la geometria del cerchio si allontana dalla circolaritÃ e/o se cerchio e mozzo si disassano.

Preferibilmente detto almeno un elemento strutturale comprende una coppia di elementi strutturali a disco o a razze, ciascuno solidale al mozzo e al cerchio.

Preferibilmente le razze degli elementi strutturali a razze sono in posizioni angolari corrispondenti cosÃ¬ da risultare affacciate.

Nella ruota a disco o a razze secondo l'invenzione, preferibilmente il mozzo e/o il cerchio comprendono una pluralitÃ di sedi di attacco raggio, ma sono assenti raggi estesi tra il mozzo e il cerchio.

Preferibilmente il mozzo comprende una coppia di flange aventi facce affacciate e la pluralitÃ di sedi di attacco raggio sono incavate nelle facce affacciate delle flange.

In questo modo, le facce non affacciate delle flange, vale a dire quelle assialmente all'esterno della ruota, sono vantaggiosamente prive di sedi e presentano pertanto una superficie piena idonea all'incollaggio degli elementi strutturali. Inoltre, la realizzazione delle sedi sulle facce affacciate delle flange consente il disinsediamento dei raggi per la loro rimozione, nonostante la presenza dei due elementi strutturali.

Preferibilmente il mozzo e/o il cerchio comprendono aggetti sporgenti in corrispondenza delle zone di contatto con detto almeno un elemento strutturale. Tali aggetti sporgenti garantiscono la formazione di un film di sostanza collante di spessore idoneo tra il mozzo e/o il cerchio e gli elementi strutturali.

Preferibilmente detto almeno un elemento strutturale Ã ̈ realizzato in materiale composito. Una tale forma di realizzazione, rispetto alla realizzazione in metallo, offre il vantaggio della maggior leggerezza della ruota a paritÃ di resistenza.

Preferibilmente detto almeno un elemento strutturale in materiale composito comprende fibra estesa lungo una pluralitÃ di direzioni radiali e/o fibra estesa lungo una pluralitÃ di direzioni di corda, che conferisce una elevata resistenza alla ruota.

Preferibilmente detto almeno un elemento strutturale Ã ̈ incollato al cerchio e al mozzo, piÃ¹ preferibilmente tramite una resina epossidica bicomponente .

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno meglio evidenziati dalla descrizione di alcune sue forme di realizzazione preferite, fatta con riferimento ai disegni allegati, in cui :

- la FIG. 1 illustra schematicamente una ruota a disco secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, - le FIG. 2-14 illustrano schematicamente vari dettagli e fasi di una forma di realizzazione di procedimento di fabbricazione della ruota di FIG. 1,

- la FIG. 15 mostra un dettaglio di altre forme di realizzazione dell'invenzione,

- la FIG. 16 mostra un dettaglio di una di tali altre forme di realizzazione dell'invenzione,

- le FIG. 17-18 mostrano dettagli di un'altra di tali altre forme di realizzazione dell'invenzione,

- la FIG. 19 mostra un dettaglio della forma di realizzazione dell'invenzione di FIG. 16 o di FIG. 17-18,

- le FIG. 20-22 mostrano schematicamente altre tre forme di realizzazione dell'invenzione.

Un procedimento di fabbricazione di una ruota a dischi o lenticolare 10 (FIG. 1), secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, viene descritto con riferimento alle FIG. 1-14.

Si prevedono inizialmente un mozzo 12, un cerchio 14, una pluralitÃ di raggi 16 e una corrispondente pluralitÃ di nippli 18 ed eventualmente di rondelle di centraggio 20 (FIG. 2, 7). I raggi 16 vengono estesi tra il mozzo 12 e il cerchio 14 e fissati ciascuno tramite un nipplo 18 ed eventualmente una rondella di centraggio 20, in maniera simile al caso della fabbricazione di una ruota a raggi, salvo quanto specificato nel seguito. Raggio 16, nipplo 18 e rondella 20 formano un elemento tensionatore.

PiÃ¹ in dettaglio e con riferimento alle FIG. 2-6, nella forma di realizzazione ivi mostrata, ogni raggio 16 Ã ̈ di tipo a testa dritta, vale a dire che si estende lungo una direzione X rettilinea o asse longitudinale X coincidente con la sua direzione di tensionamento e in corrispondenza dell'estremitÃ di associazione al mozzo 12 ha una testa 22 che sporge ortogonalmente alla direzione X di estensione del raggio 16, cosÃ¬ da impedirne lo sfilamento da una sede 24 del mozzo 12.

Le sedi 24 per i raggi 16 sono realizzate su due flange 26 del mozzo 12, le flange 26 essendo tra di loro distanziate e avendo una forma leggermente tronco-conica secondo un rispettivo angolo di campanatura. Nella forma di realizzazione mostrata, le sedi 24 sono equidistanziate. Le sedi 24 sono realizzate sulle facce affacciate delle flange 26, mentre nei mozzi noti le sedi per i raggi a testa dritta sono realizzate sulle facce esterne delle flange, opposte alle facce affacciate. Le flange 26 possono inoltre presentare rientranze o fori di alleggerimento, ad esempio come mostrato in corrispondenza di 25.

Ciascuna sede 24 presenta una prima rientranza 28 dimensionata per accogliere la testa 22 del raggio 16 e una seconda rientranza 30 comunicante con essa, dimensionata per accogliere il gambo del raggio 16 ma non la testa 22, cosÃ¬ da trattenere la testa 22 del raggio 16 contro lo sfilamento nella direzione X.

Ciascun raggio 16 Ã ̈ preferibilmente dotato di un dispositivo anti-rotazione, comprendente una porzione appiattita 32 del gambo, adiacente alla testa 22.

Ciascun raggio presenta inoltre una porzione cilindrica 34 del gambo, adiacente alla porzione appiattita 32 dal lato opposto rispetto alla testa 22 e preferibilmente una porzione centrale 36.

La seconda rientranza 30 della sede 24 Ã ̈ dimensionata per accogliere la porzione appiattita 32 del gambo solamente in una posizione angolare del raggio 16 attorno al suo asse longitudinale X e guindi impedire la rotazione del raggio 16 attorno al suo asse longitudinale X una volta che il raggio 16 Ã ̈ inserito nella sede 24. La lunghezza della porzione appiattita 32 Ã ̈ opportunamente dimensionata per consentire il montaggio del raggio 16 nella sede 24 del mozzo 12.

Il montaggio del raggio 16 nella sede 24 del mozzo 12 avviene affacciando dapprima la testa 22 alla prima rientranza 28 della sede 24 e orientando il raggio attorno all'asse longitudinale X in maniera tale che la porzione appiattita 32 sia correttamente allineata rispetto alla seconda rientranza 30 (si veda la FIG. 4).

11 raggio 16 viene quindi inserito nella sede 24 con un movimento in direzione ortogonale alla direzione di tensionamento X, lungo la direzione dell'asse Z del mozzo 12 (si veda la FIG. 5). Successivamente, il raggio 16 viene tirato in allontanamento dall'asse Z del mozzo 12 cosÃ¬ che la porzione cilindrica 34 si allontani ulteriormente dalla seconda rientranza 30 e la porzione appiattita 32 vi scorra dentro, mentre la testa 22 resta all'interno della prima rientranza 28, e fino a che la testa 22 va in battuta contro le porzioni di parete laterale della prima rientranza 28 adiacenti alla seconda rientranza 30 (si veda la FIG. 6).

Lo smontaggio del raggio 16 dalla sede 24 del mozzo 12 avviene tramite le operazioni inverse, vale a dire spingendolo lungo la sua direzione assiale X verso l'asse Z del mozzo 12; la porzione appiattita 32 scorre nella seconda rientranza 30 mentre la testa 22 si addentra nella seconda rientranza 30 non piÃ¹ in battuta come suddetto (FIG. 5), cosÃ¬ che il raggio possa essere estratto lungo la direzione dell'asse Z del mozzo 12, verso la flangia 26 contrapposta a quella in cui si trova la sede 24 (FIG. 4).

La porzione centrale 36 del gambo del raggio 16 Ã ̈ preferibilmente appiattita. PiÃ¹ preferibilmente, la porzione centrale appiattita 36 del raggio 16 Ã ̈ orientata a 90°, attorno all'asse longitudinale X del raggio 16, rispetto alla porzione appiattita anti-rotazione 32. La porzione cilindrica 34 interposta tra le due porzioni appiattite 32, 36 funge da raccordo tra di esse.

Come meglio visibile in FIG. 7, all'estremitÃ di associazione al cerchio 14, ciascun raggio 16 presenta una filettatura 38 (FIG. 14) destinata all'accoppiamento in un foro filettato 40 di un gambo 42 del nipplo 18. Il nipplo 18 presenta una testa 44 che sporge ortogonalmente alla direzione longitudinale del gambo 42 del nipplo 18, coincidente con la direzione X di tensionamento del raggio 16, cosÃ¬ da impedirne lo sfilamento da una sede 46 del cerchio 14, nella forma di un foro circolare liscio. Come accennato, tra il nipplo 18 e la sede 46 del cerchio 14 puÃ² essere prevista una rondella di centraggio 20, che consente l'orientamento spontaneo del raggio 16 con l'angolo di campanatura adeguato.

La porzione centrale appiattita 36 del raggio 16 Ã ̈ vantaggiosa in quanto consente di afferrare il raggio 16 per trattenerlo contro la rotazione durante l'avvitamento nel nipplo 18 e il tensionamento. Inoltre, risulta vantaggiosa per l'applicazione di un estensimetro per misure di allungamento da cui ricavare indicazioni sul tensionamento del raggio 16.

Il cerchio 14 Ã ̈ un elemento anulare cavo in metallo, tipicamente alluminio, o in materiale composito, che comprende radialmente all'esterno una parete 48 conformata a canale di accoppiamento dello pneumatico. Il canale 48 del cerchio 14 mostrato Ã ̈ per uno pneumatico tubolare, ma potrebbe presentare delle ali di trattenimento per uno pneumatico con camera d'aria e copertone o tubeless.

Radialmente all'interno del canale 48 di accoppiamento dello pneumatico, il cerchio 14 comprende due pareti laterali 50 aventi ciascuna una regione di frenatura radialmente esterna 52 e una regione radialmente interna 54 di accoppiamento di un disco successivamente descritto, le due regioni formando un gradino 53, le regioni 54 essendo meno distanziate tra loro delle regioni 52. Le due pareti laterali 50 sono raccordate da una parete radialmente interna o ponte inferiore 56, nella quale sono realizzate le dette sedi 46.

Le due pareti laterali 50 sono leggermente tronco-coniche cosÃ¬ da adattarsi agli angoli di campanatura delle flange 26 del mozzo 12 e dei dischi successivamente descritti.

Le due pareti laterali 50 possono inoltre avere spessore variabile come mostrato, a seconda delle sollecitazioni meccaniche previste nelle varie zone. Nel caso di cerchio 14 in carbonio, le varie zone possono essere formate da un numero diverso di tele di materiale composito.

Le sedi 46 sono preferibilmente equidistanziate come mostrato ed utilizzate alternatamente per un raggio 16 esteso verso una delle flange 26 del mozzo 12 e per un raggio esteso verso l'altra flangia 26. Sulla parete 48 formante il canale di accoppiamento dello pneumatico sono previste aperture 47 di accesso alle sedi 46, per infilarvi i nippli 18 e avvitarli per tendere i raggi 16. Nel caso di pneumatico tubeless, le aperture 47 sono tappate in una fase successiva di lavorazione, ad esempio incollando o stampando una striscia (non mostrata) di materiale composito sul fondo del canale 48.

Preferibilmente, il ponte inferiore 56 del cerchio presenta una nervatura 58 centrale, sporgente radialmente all'interno verso il mozzo 12 e avente una sezione trasversale a forma di una semicirconferenza, e regioni 59 laterali alla nervatura 58 tra loro divergenti, estese ad un angolo a di circa 45° rispetto alla direzione dell'asse Z del mozzo e del cerchio, cosÃ¬ da raccordarsi ad un angolo di circa 135° sia con la nervatura 58 sia con le pareti laterali 50. Le sedi 46 del cerchio 14 sono realizzate sul fondo della nervatura 58.

La nervatura 58, unitamente alle rondelle di centraggio 20, ha la funzione di rinforzare il cerchio 14 contro la tendenza alla deformazione ondulata o "serpeggiamento" comportata dal tensionamento dei raggi 16 verso le due flange 26 del mozzo 12 secondo i rispettivi angoli di campanatura.

Il cerchio 14 potrebbe presentare delle ulteriori pareti di irrigidimento e/o avere forma diversa da quella mostrata, ad esempio forma asimmetrica, un profilo piÃ¹ alto o piÃ¹ basso eccetera.

Il mozzo 12 Ã ̈ preferibilmente previsto per una raggiatura di tipo radiale come mostrato - in cui i raggi si estendono tra il mozzo 12 e il cerchio 14 lungo direzioni radiali, a meno della campanatura.

Possono essere previsti mezzi di accoppiamento del raggio 16 sia al cerchio 14 sia al mozzo 12 diversi da quelli sopra mostrati e descritti.

Tornando al procedimento di fabbricazione, prima del montaggio dei raggi 16, il cerchio 14 viene preferibilmente preparato per l'applicazione di una sostanza collante, ad esempio, nel caso di cerchio in alluminio, tramite un noto procedimento FPL/PPA, che comprende un bagno acido cromico che apre le porositÃ dell'alluminio e l'applicazione di un primer anticorrosione .

Una volta che i raggi 16 sono montati estesi tra il mozzo 12 e il cerchio 14 come mostrato nella FIG. 8, secondo l'invenzione essi vengono tensionatÃ¬.

Preferibilmente viene applicata una sovratensione, di almeno il 5%, preferibilmente di almeno il 20% in piÃ¹, rispetto a una convenzionale ruota a raggi avente lo stesso mozzo 12 e lo stesso cerchio 14. In dettaglio, mentre convenzionalmente i raggi di una ruota a raggi per bicicletta vengono tensionati a 1000-1200 N, secondo l'invenzione essi vengono tensionati ad esempio a 1500 N.

Vale la pena di sottolineare che la realizzazione delle sedi 24 sulle facce affacciate delle flange 26 del mozzo 12 riduce gli angoli di campanatura rispetto a un cerchio convenzionale, il che consente vantaggiosamente di poter impartire meglio la tensione tra mozzo 12 e cerchio 14 a paritÃ di sollecitazione dei raggi 16.

Inoltre, i raggi 16 sono preferibilmente sovradimensionati nello spessore, rispetto a una convenzionale ruota a raggi avente lo stesso mozzo 12 e lo stesso cerchio 14, cosÃ¬ da subire un allungamento inferiore rispetto ai raggi convenzionali e pertanto poter impartire meglio la tensione tra mozzo 12 e cerchio 14. Inoltre, limitando o evitando l'allungamento risulta possibile riutilizzare i raggi 16, dopo la loro rimozione come descritto piÃ¹ oltre, per la fabbricazione di un'ulteriore ruota 10. Ancora, avendo una sezione maggiore, la filettatura 38 del raggio 16 e la filettatura del foro 40 del nipplo 18 hanno superfici di contatto maggiori e quindi maggior resistenza al tensionamento del raggio 16. Risulta inoltre agevolato l'utilizzo di un torsiometro per valutare la coppia di avvitamento.

Durante il tensionamento dei raggi 16, viene monitorata ed assicurata la centratura e la circolaritÃ della ruota 10, ripetendo se necessario il tensionamento dei singoli raggi 16.

Preferibilmente viene inoltre applicata una spinta sul cerchio 12 e/o sul mozzo 14 nella direzione dell'asse Z del mozzo 12, ad esempio una spinta di 0.5 bar, per simulare la sollecitazione sulla ruota durante una successiva fase di incollaggio di dischi successivamente descritta, ripetendo se necessario il tensionamento dei singoli raggi 16. La spinta di simulazione puÃ² essere applicata ad esempio con un sistema pneumatico o idraulico utilizzato durante detta fase di incollaggio (cfr. FIG. 13) oppure disponendo il complesso in fabbricazione su un piano e appoggiando dei pesi sul cerchio 12 e/o sul mozzo 14.

Successivamente, come mostrato nella FIG. 9, due dischi 60 dotati di un foro centrale 62 vengono infilati sul mozzo 12 da sue estremitÃ assiali contrapposte e appoggiati alle flange 26 del mozzo 12 e al cerchio 14 in corrispondenza delle regioni 54, con l'interposizione di una sostanza adesiva 64. Negli ingrandimenti di FIG. 10 e FIG. 11 Ã ̈ mostrato un solo disco 60. Inoltre, nelle FIG.

9-11, cosÃ¬ come nella FIG. 13 successivamente descritta, i raggi 16 non sono mostrati per chiarezza.

I dischi 60 sono conformati leggermente troncoconici, secondo rispettivi angoli di campanatura. I dischi 60 presentano un diametro tale da ricoprire le regioni 54 delle pareti laterali 50 del cerchio 14 il piÃ¹ possibile esattamente fino al gradino 53.

PiÃ¹ in dettaglio, la faccia esterna delle flange 26 del mozzo 12 e/o le regioni 54 delle pareti laterali 50 del cerchio 14 di accoppiamento ai dischi 60 presentano preferibilmente degli aggetti 66, 68 (si vedano anche FIG. 2 e 7) leggermente sporgenti per l'appoggio di alcuni punti dei dischi 60 in maniera tale che la maggior parte della superficie dei dischi 60 si trovi a una certa distanza dalla superficie delle flange 26 e delle pareti laterali 50, tale da garantire uno spessore idoneo di sostanza adesiva 64. Ad esempio, gli aggetti 66, 68 possono comprendere un aggetto circonferenziale esteso tutt'attorno all'asse Z del mozzo 12 e del cerchio 14 e/o una pluralitÃ di piccoli aggetti. Gli aggetti 66, 68 possono avere ad esempio un'elevazione di 0.1-0.2 mm per garantire un film di materiale collante 64 di tale entitÃ . Le flange 26 del mozzo 12 presentano inoltre preferibilmente dei canali 67 estesi in direzione radiale per la fuoriuscita della sostanza adesiva 64 in eccesso. Canali analoghi possono essere previsti nel cerchio 14.

I dischi 60 possono essere metallici, ma sono preferibilmente realizzati in materiale composito, vale a dire in materiale polimerico rinforzato da fibra strutturale. La fibra strutturale Ã ̈ preferibilmente fibra di carbonio, ma puÃ² essere utilizzata anche fibra di vetro, fibra di boro, fibra aramÃ¬dica, fibra ceramica e loro combinazioni. Il materiale polimerico Ã ̈ preferibilmente di tipo termoindurente, preferibilmente una resina epossidica termoindurente, ma puÃ² essere utilizzato un materiale polimerico termoplastico.

Preferibilmente, come mostrato in forma del tutto schematica nella FIG. 12, i dischi 60 sono realizzati da una pluralitÃ di tele 70 di materiale composito. In ogni tela, la fibra strutturale Ã ̈ preferibilmente fibra tessuta, comprendente fibre w estese secondo una direzione di trama e fibre k estese secondo una direzione di ordito ad essa sostanzialmente ortogonale. Preferibilmente ciascun disco 60 presenta due siffatte tele 70a e 70b, aventi le direzioni di trama/ordito angolarmente sfalsate di un angolo Î ́ preferibilmente uguale a 45°. In questo modo, la fibra strutturale si estende nella ruota 10 secondo una pluralitÃ di direzioni radiali/diametrali, includenti le direzioni radiali individuabili come 0°-45<o>-90<o>-135<o>-180<o>-225<o>-270<o>-315° , nonchÃ© secondo una pluralitÃ di corde, vale a dire di direzioni estese tra una coppia di punti del cerchio non diametralmente opposti.

Preferibilmente, inoltre, ciascun disco 60 presenta anche una pluralitÃ di fazzoletti o patches 72 di tela di materiale composito in cui la fibra strutturale Ã ̈ unidirezionale, estesa secondo una direzione che diventa una direzione radiale nella ruota 10. A titolo di esempio sono mostrate N patches 72 per cui la fibra risulta estesa secondo N direzioni distanziate radialmente di 360°/N, e secondo direzioni adiacenti e parallele a tali N direzioni.

Sono possibili varie altre configurazioni di tele e patches nei dischi 60. Ad esempio, in una alternativa, ciascun disco 60 puÃ² presentare tre siffatte tele, aventi le direzioni di trama/ordito angolarmente sfalsate di 120°.

I dischi 60 realizzati come suddetto preferibilmente in materiale composito, pur essendo giÃ sottoposti a indurimento/polimerizzazione, sono molto sottili e pertanto per evitare sollecitazioni inopportune durante la fabbricazione della ruota 10, preferibilmente vengono inizialmente applicati e fissati in maniera amovibile, come ad esempio tramite nastro biadesivo 76 (mostrato in maniera del tutto schematica e fuori scala nella FIG. 13), ad un rispettivo applicatore 74. Nelle FIG. 10-11 e 13 sono mostrati applicatori 74 di forma tronco-conica analogamente ai dischi 60, ove i dischi 60 sono aderenti alla faccia concava dell'applicatore 74. In altre forme di realizzazione gli applicatori 74 possono essere di forma anulare, a raggiera, a campana, a intelaiatura fatta di stecche o altro.

La sostanza adesiva 64 interposta tra i dischi 60 e le flange 26 dei mozzi 12 e le regioni 54 dei cerchi 14 Ã ̈ preferibilmente una resina epossidica bicomponente.

Come mostrato nella FIG. 13, il complesso in lavorazione viene poi messo sotto pressa con una forza di compressione adeguata, ad esempio di 2000 N in corrispondenza delle zone dotate della sostanza adesiva 64. Ad esempio puÃ² essere prevista una coppia di anelli pressanti 78 in corrispondenza del mozzo 12 e una coppia di anelli pressanti 80 in corrispondenza del cerchio 14.

Vantaggiosamente la forza di compressione applicata dagli anelli pressanti 78 puÃ² essere regolata indipendentemente dalla forza di compressione applicata dagli anelli pressanti 80, cosÃ¬ da tener conto di possibili disassamenti tra mozzo 12 e cerchio 14.

La pressione viene mantenuta per un tempo adeguato, ad esempio di 24 ore. Successivamente il complesso viene rimosso dalla pressa 78, 80 e il complesso in lavorazione viene lasciato riposare per un tempo adeguato al completo indurimento della sostanza adesiva 64, ad esempio per due giorni.

Successivamente, viene allentata la tensione dei raggi 16 svitando in parte i nippli 18, indi vengono rimossi gli applicatori 74 ove previsti, ad esempio agendo con una spatola per staccare il nastro biadesivo 76. Infine, i raggi 16 vengono smontati completamente -con i movimenti sopra descritti per disinsediare la testa 22 dalla sede 24 nel mozzo 12- ed estratti dal cerchio 14 attraverso le aperture 47 come mostrato nella FIG. 14; inoltre una apertura 82 (FIG. 1) per l'accesso alla valvola dello pneumatico Ã ̈ realizzata in uno dei due dischi 60, completando cosÃ¬ la realizzazione della ruota a dischi 10.

Si deve notare che grazie al fatto che le sedi 24 sono realizzate sulle facce affacciate delle flange 26 del cerchio 12, i raggi 16 possono essere smontati dal mozzo 12 nonostante la presenza dei dischi 60.

La Richiedente ritiene che tramite l'incollaggio dei dischi 60 al mozzo 12 e al cerchio 14 quando tra questi sono presenti i raggi 16 tensionati e il successivo rilascio di tale tensione, i dischi 60 conservino una sollecitazione a trazione e ottengano pertanto un ruolo strutturale che sostituisce quello dei raggi tensionati in una ruota a raggi convenzionale.

La Richiedente ritiene inoltre che la fibra strutturale estesa secondo direzioni radiali come sopra descritto contribuisca significativamente all'espletamento del suddetto ruolo strutturale.

La Richiedente ritiene ancora che tale fibra strutturale estesa secondo direzioni radiali contribuisca alla resistenza alla flessione della ruota 10 -vale a dire la resistenza contro carichi applicati nella direzione assiale in una posizione fuori asse quali i carichi che si hanno quando il cerchio e il mozzo tendono a disassarsi per l'assorbimento di una asperitÃ del terreno o di un salto, o piÃ¹ semplicemente per effettuare una curva o quando il ciclista Ã ̈ in piedi sui pedali e la bicicletta avanza ondulando da un lato e dall'altro (in inglese, "right and left tilt").

La Richiedente ritiene inoltre che la fibra strutturale estesa secondo direzioni di corda come sopra descritto contribuisca alla resistenza alla torsione della ruota 10 -vale a dire la resistenza contro carichi applicati nella direzione tangenziale quale quella che si ha durante la pedalata e in condizioni di frenata con freni a disco e accelerata, quando il cerchio tende ad avere una rotazione relativa rispetto al mozzo.

La resistenza alla flessione della ruota 10 dell'invenzione, passando dalla condizione intermedia con la raggiatura tensionata alla condizione finale, aumenta. La Richiedente ritiene che questo miglioramento sia dovuto al fatto che ciascun disco 60 precaricato si comporta come un numero infinito di raggi a distanza infinitesima tra di loro, con una conseguente distribuzione degli sforzi su tutta la superficie del disco.

Nelle FIG. 15-19 sono mostrati alcuni dettagli di due forme di realizzazione che differiscono da quella sopra illustrata e descritta per il fatto che i raggi utilizzati nella fase di tensionamento temporaneo sono raggi 116 a testa curva. Come mostrato in FIG. 15, tali raggi 116 presentano una porzione centrale 136 appiattita estesa lungo una direzione rettilinea di tensionamento X e, all'estremitÃ di associazione al cerchio 14, sono identici ai raggi 16 sopra descritti, comprendendo dunque una filettatura 38. All'estremitÃ di associazione al mozzo 112, 212, i raggi 116 presentano una porzione ricurva di sezione cilindrica definente una prima porzione 134 di sezione cilindrica che si estende lungo la direzione di tensionamento X e una seconda porzione 135 di sezione cilindrica che si estende lungo una direzione rettilinea Y a circa 90° da tale direzione di tensionamento X, nonchÃ© una testa 122 che sporge ortogonalmente alla direzione Y, cosÃ¬ da impedirne lo sfilamento da una sede 124, 224 del mozzo 112, 212.

Le sedi 124, 224 per i raggi 116 sono realizzate su due flange 126, 226 del mozzo 112, 212, distanziate e leggermente tronco-coniche. Nelle forme di realizzazione mostrate, le sedi 124, 224 sono equidistanziate.

Nel mozzo 112 di FIG. 16, ciascuna sede 124 presenta un foro passante avente una prima porzione 128 dimensionata per accogliere la testa 122 del raggio 116 e una seconda porzione 130 comunicante con essa, dimensionata per accogliere il gambo del raggio 116 ma non la testa 122 del raggio 16, cosÃ¬ da trattenerla contro lo sfilamento nella direzione X.

Il montaggio del raggio 116 nella sede 124 del mozzo 112 avviene infilando la testa 122 e la seconda porzione cilindrica 135 del gambo nella prima porzione 128 del foro passante o sede 124 e quindi tirando il raggio 116 in allontanamento dall'asse Z del mozzo 12 cosÃ¬ che la seconda porzione cilindrica 135 si insedi nella seconda porzione 130 del foro passante o sede 124, attraverso la quale la testa 122 non puÃ² passare cosÃ¬ che il raggio 116 resta trattenuto.

Lo smontaggio del raggio 116 dalla sede 124 del mozzo 112 avviene tramite le operazioni inverse, vale a dire spingendolo nella direzione assiale X verso l'asse Z del mozzo 112 finchÃ© la seconda porzione cilindrica 135 fuoriesce dalla seconda porzione 130 del foro passante o sede 124 inserendosi nella prima porzione 128, cosÃ¬ che il raggio possa essere estratto attraverso la flangia 126 in cui si trova la sede 124. In alternativa, per agevolare lo smontaggio del raggio, la testa 122 del raggio 116 puÃ² essere fresata via.

Nel mozzo 212 di FIG. 17, ciascuna sede 224 presenta un foro passante avente una prima porzione 228 dimensionata per accogliere il gambo del raggio 116 e una seconda porzione 230 comunicante con essa, dimensionata per accogliere il gambo del raggio 216 e trattenere la testa 222 del raggio 116 contro lo sfilamento nella direzione X.

Il montaggio del raggio 116 nella sede 224 del mozzo 212 avviene infilando la sua estremitÃ di associazione al cerchio attraverso la prima porzione 228, estraendolo per tutta la sua lunghezza fino a ruotarlo di circa 90° in maniera tale da portare la seconda porzione cilindrica 135 del gambo nella prima porzione 228 del foro passante o sede 224 e quindi tirando il raggio 116 in allontanamento dall'asse Z del mozzo 212 cosÃ¬ che la seconda porzione cilindrica 135 si insedi nella seconda porzione 230 del foro passante o sede 224, attraverso la quale la testa 122 non puÃ² passare cosÃ¬ che il raggio 116 resta trattenuto.

Lo smontaggio del raggio 116 dalla sede 224 del mozzo 212 avviene tramite le operazioni inverse, vale a dire spingendolo nella direzione assiale X verso l'asse Z del mozzo 212 finchÃ© la seconda porzione cilindrica 135 fuoriesca dalla seconda porzione 230 del foro passante o sede 224 inserendosi nella prima porzione 228, cosÃ¬ che l'estremitÃ del raggio di associazione al mozzo possa essere ruotata di circa 90° mentre il raggio 116 viene estratto attraverso la flangia 226 in cui si trova la sede 224. Il raggio 116 Ã ̈ sufficientemente flessibile per consentire tale rotazione, come schematizzato in FIG. 18.

In entrambe le forme di realizzazione con raggi 116 a testa curva, il procedimento di fabbricazione differisce da quello sopra descritto per come avvengono il montaggio dei raggi 116 e il loro smontaggio. Inoltre, poichÃ© le sedi 124, 224 devono rimanere accessibili per la rimozione dei raggi 116, come mostrato nella FIG. 19 -che a solo titolo di esempio Ã ̈ relativa al mozzo 112- i dischi 160 presentano un foro 162 corrispondentemente largo e pertanto puÃ² essere prevista la fase aggiuntiva di incollare due coperchi anulari 163 sostanzialmente piani in corrispondenza delle facce esterne delle due flange 126, 226 dei mozzi 112, 212, successivamente alla fase di smontaggio ed estrazione dei raggi 116, per coprire le sedi 124, 224.

La FIG. 20 illustra una fase del procedimento relativamente a una forma di realizzazione in cui ciascun disco Ã ̈ sostituito da un elemento strutturale a razze 360. Gli elementi a razze 360 sono conformati secondo parti di una superficie leggermente tronco-conica, secondo angoli di campanatura opportuni, ma per il resto sono sostanzialmente bidimensionali. Il procedimento di fabbricazione Ã ̈ identico a quello sopra descritto, con l'avvertenza che i due elementi a razze 360 sono applicati con le razze 361 in posizioni radiali corrispondenti, cosÃ¬ da risultare affacciate. Ãˆ peraltro possibile anche sfalsare le razze 361 dei due elementi a razze 360 cosÃ¬ da raddoppiare il numero di razze nella ruota.

Inoltre, come risulta anche dalla FIG. 20, sono previsti solamente gruppi di raggi in corrispondenza delle posizioni in cui saranno applicate le razze 361 degli elementi a razze 360.

La rimozione dei raggi 16, 116 puÃ² avvenire non solo dalle aperture 47 di accesso alle sedi 46 del cerchio 14, ma anche attraverso il gap 363 che si forma tra le due razze contrapposte degli elementi a razze 360.

La FIG. 21 illustra una fase del procedimento relativamente a una forma di realizzazione che differisce da quella della FIG. 20 per il fatto che ciascun elemento strutturale a razze 460 non Ã ̈ sostanzialmente bidimensionale, bensÃ¬ presenta dei bordi 464 ripiegati verso la concavitÃ della forma tronco-conica e conformati e dimensionati in maniera tale che quando le razze 461 dei due elementi a razze 460 vengono disposte affacciate in posizioni radiali corrispondenti, i bordi 464 si uniscano e si definiscano complessivamente delle razze chiuse .

In questo caso, la rimozione dei raggi 16, 116 puÃ² avvenire solo dalle aperture 47 di accesso alle sedi 46 del cerchio 14, ma si evitano gli spigoli vivi degli elementi a razze 460, che potrebbero risultare taglienti.

La FIG. 22 illustra una fase del procedimento relativamente a una forma di realizzazione che differisce da quella della FIG. 20 per il fatto che ciascun elemento strutturale a razze 560 presenta una porzione anulare 566 alle estremitÃ delle razze 561, per aumentare la superficie di incollaggio al cerchio 14. Al posto di una porzione anulare 566 possono essere previste delle porzioni allargate alle estremitÃ di ciascuna razza 561, non unite tra di loro.

Una tale porzione anulare puÃ² essere prevista anche nella forma di realizzazione a razze chiuse di FIG.

21.

Nelle forme di realizzazione delle FIG. 20-22 sono mostrate cinque razze, ma il loro numero puÃ² essere diverso.

Nelle forme di realizzazione delle FIG. 20-22 sono mostrati raggi 16 a testa dritta e quindi il mozzo 12, ma in alternativa anche nel caso di ruota a razze potrebbero essere utilizzati raggi 116 a testa curva e uno dei mozzi 112, 212.

Vale la pena di sottolineare che il mozzo, il cerchio e i raggi possono differire anche sensibilmente dalle forme di realizzazione mostrate.

In altre forme di realizzazione, possono essere utilizzati elementi tensionatori diversi da raggio 16, 116, nipplo 18 e rondella 20. Ad esempio, potrebbe essere utilizzata una apparecchiatura in grado di comprimere il cerchio 14 lungo la sua circonferenza, dall'esterno in direzione radiale verso l'asse del mozzo 12. In questo caso, vantaggiosamente potranno essere evitate le sedi 24, 124, 224, e 46 per i raggi nel cerchio 14 e nel mozzo 12, 112, 212 nonchÃ© le aperture 47 nel cerchio 14, consentendo direttamente l'applicazione di copertoni tubeless.

In particolare in questo caso potrebbe essere utilizzato un unico elemento strutturale a disco o a razze montato in posizione centrale lungo l'asse Z del mozzo, eventualmente prevedendo opportune flange su mozzo e/o cerchio.

Viceversa, potrebbero essere applicati piÃ¹ di due siffatti elementi strutturali.

Anche nel caso di elementi strutturali a disco Ã ̈ possibile, anzichÃ© disporre i raggi lungo tutta la circonferenza del mozzo 12, 112, 212 e del cerchio 14, prevedere solamente gruppi di raggi in corrispondenza di posizioni distanziate lungo la circonferenza.

Viceversa, anche nel caso di elementi strutturali a razze Ã ̈ possibile disporre i raggi lungo tutta la circonferenza del mozzo 12, 112, 212 e del cerchio 14.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di fabbricazione di una ruota (10) a disco o a razze di bicicletta, comprendente le fasi sequenziali di: a) prevedere un mozzo (12, 112, 212) e un cerchio (14), b) applicare una compressione sul cerchio (14) verso il mozzo (12, 112, 212) deformandolo elasticamente, c) rendere almeno un elemento strutturale (60, 160, 360, 460, 560) a disco o a razze solidale al mozzo (12, 112, 212) e al cerchio (14), e d) rimuovere la compressione sul cerchio (14) applicata nella fase a).
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la fase b) comprende estendere una pluralitÃ di elementi tensionatori (16, 116, 18, 20) tra il mozzo (12, 112, 212) e il cerchio (14) e tensionarli e la fase d) comprende rimuovere gli elementi tensionatori (16, 116, 18, 20).
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui gli elementi tensionatori comprendono raggi (16, 116) di bicicletta.
4. Procedimento secondo qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui la fase c) comprende inserire una coppia di elementi strutturali (60, 160, 360, 460, 560) a disco o a razze sul mozzo (12, 112, 212) da estremitÃ assiali contrapposte e incollare ciascun elemento strutturale (60, 160, 360, 460, 560) a disco o a razze al mozzo (12, 112, 212) e al cerchio (14).
5. Procedimento secondo qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, in cui la fase c) comprende incollare sotto pressa detto almeno un elemento strutturale (60, 160, 360, 460, 560) mentre Ã ̈ amovibilmente associato a un rispettivo applicatore (74) di supporto.
6. Procedimento secondo qualsiasi delle rivendicazioni 4-5, in cui la fase b) comprende la fase di simulare la sollecitazione sul cerchio (14) e/o sul mozzo (12, 112, 212) durante la successiva fase di incollaggio.
7. Ruota (10) a disco o a razze di bicicletta, comprendente un mozzo (12, 112, 212), un cerchio (14) e almeno un elemento strutturale (60, 160, 360, 460, 560) a disco o a razze solidale al mozzo (12, 112, 212) e al cerchio (14), in cui detto almeno un elemento strutturale (60, 160, 360, 460, 560) Ã ̈ pretensionato.
8. Ruota (10) secondo la rivendicazione 7, in cui detto almeno un elemento strutturale (60, 160, 360, 460, 560) comprende una coppia di elementi strutturali (60, 160, 360, 460, 560) a disco o a razze, ciascuno solidale al mozzo (12, 112, 212) e al cerchio (14).
9. Ruota (10) secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui il mozzo (12, 112, 212) e/o il cerchio comprendono una pluralitÃ di sedi (24, 124, 224, 46) di attacco raggio, ma sono assenti raggi estesi tra il mozzo (12, 112, 212) e il cerchio (14).
10. Ruota (10) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 7-9, in cui il mozzo (12) comprende una coppia di flange (26) aventi facce affacciate e la pluralitÃ di sedi (24) di attacco raggio sono incavate nelle facce affacciate delle flange (26).
11. Ruota (10) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 7-10, in cui il mozzo (12, 112, 212) e/o il cerchio (14) comprendono aggetti sporgenti (66, 68) in corrispondenza delle zone di contatto con detto almeno un elemento strutturale (60, 160, 360, 460, 560).
12. Ruota (10) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 7-11, in cui detto almeno un elemento strutturale (60, 160, 360, 460, 560) Ã ̈ realizzato in materiale composito comprendente fibra estesa lungo una pluralitÃ di direzioni radiali.
13. Ruota (10) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 7-12, in cui detto almeno un elemento strutturale (60, 160, 360, 460, 560) Ã ̈ realizzato in materiale composito comprendente fibra estesa lungo una pluralitÃ di direzioni di corda.
14. Ruota (10) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 7-13, in cui in cui detto almeno un elemento strutturale (60, 160) Ã ̈ a disco.
15. Ruota (10) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 7-13, in cui in cui detto almeno un elemento strutturale (360, 460, 560) Ã ̈ a razze.