Horquilla de bicicleta.

Una horquilla de bicicleta completamente hueca de plástico reforzado con fibra (14) con punteras izquierda y derecha (212 L 212 R) y un tubo de dirección integral (214),

donde:

la horquilla (14) está adaptada para estar ajustada a una estructura principal (20) en un cuadro de bicicleta (12) que tiene un eje de tubo principal, teniendo el tubo de dirección (214) un extremo superior y un asiento de cojinete inferior (62, 64), una corona de horquilla (230) y una hoja (232, 234) terminando en una punta (216L, 216R);

la horquilla (14) está formada para tener refuerzos adicionales cerca de la corona (230) en la cual los refuerzos fortalecen la corona (230) pero también proporcionan áreas evidentes de carga en el caso de que se excedan las cargas seleccionadas;

una base de tubo de dirección (218) está formada como una transición entre la corona (230) y el tubo de dirección (214);

el asiento de cojinete inferior (64) está formado en la base del tubo de dirección (218);

una parte por recibir del cojinete superior (62) está formada y localizada a una distancia separada de la base del tubo de dirección (218) en la dirección del extremo superior;

la horquilla (14) está moldeada con una forma; y donde

la horquilla (14) está formada sustancialmente por completo por plástico reforzado con fibra

compuesta de una serie de capas formadas en laminaciones, extendiéndose las capas por la longitud completa de la horquilla (14) desde la punta (216L, 216R) hasta el extremo superior y pasando a través de la corona (230) hasta la parte superior del tubo de dirección (214);

caracterizada porque

el asiento de cojinete inferior (64) está formado por un diámetro sustancialmente mayor que la parte por recibir del cojinete superior (62); y

el asiento de cojinete inferior (64) está configurado mientras se moldea para recibir directamente un cojinete sin formación post-moldeado.

Horquilla de bicicleta.

[0001] La invención se refiere a una horquilla de bicicleta de plástico reforzado con fibra completamente hueca.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA

[0002] Los principios básicos del moldeado compuesto de vacío bajo de compactación óptima en la industria

de las bicicletas se describen en Nelson et al, patentes de EE.UU. 5.624.519 y 6.270.104, que comparten un

cesionario común con esta solicitud.

[0003] La fabricación de cuadros de plástico reforzado con fibra ha desarrollado varios enfoques alternativos. 15 El enfoque anterior utiliza tubos de sección circular unidos directamente a asas de alta resistencia especialmente

formadas. Esto tiene la ventaja de permitir concentrarse en lo difícil de moldear las piezas de alta resistencia y el uso de la dimensión estándar, los tubos hechos a máquina, para un elevado rendimiento y un producto económico. Otros enfoques consistieron en realizar una pieza única monocasco como en la patente de EE.UU. Trimble n.° 4 889 355, que instó a que las juntas de una estructura compuesta fuesen puntos de debilidad o en unir y cubrir tubos 20 a tope, como en la patente de EE.UU. Calfee n.° 5 116 071 o Colnago EP 0 618 395 A.

[0004] US 2005/012299 A1 en el cual se basa el preámbulo de la reivindicación 1 revela una horquilla de

bicicleta de plástico reforzado con fibra continua con fibras continuas que se extienden desde la punta de las hojas de la horquilla hasta el tubo de dirección, formada a través de compactación óptima, moldeado de vacío bajo que

25 resulta en una formación precisa de la carcasa de la horquilla de tal forma que un tubo de dirección de metal, los

anillos de cojinete de metal, las punteras de metal y el montaje de freno de metal se utilicen para fijar los

componentes de metal tales como una caja de dirección y una tuerca con aspas en estrella, el vástago de manillar, la rueda y el freno eliminando de este modo el contacto del componente de metal con la fibra de carbono para preservar la integridad de los refuerzos con fibra y la matriz de plástico.

[0005] US 5 944 932 A revela un método de realización de una horquilla delantera de bicicleta de laminados

compuestos moldeados de fibra en una matriz de resina, incluyendo la horquilla delantera una parte de dirección, una parte de corona tubular, un par de partes de hojas tubulares. Cada una tiene extremos superiores unidos por dicha corona a la dirección respectivamente y los extremos inferiores adaptados para recibir punteras. En

consecuencia, la horquilla delantera se moldea en dos mitades sustancialmente imágenes de espejo que tienen

mutuamente superficies de unión congruente en dicha parte de dirección.

[0006] El cuadro evita los inconvenientes de la técnica anterior mediante el uso de los principios de construcción compuesta de vacío bajo de compactación óptima especialmente adaptada a los requisitos

estructurales y de forma única de los cuadros de elevado rendimiento mediante el uso de una combinación de laminados que incorpora fibras a diferentes ángulos relativos unos a otros, mientras se utilizan las técnicas de moldeo para formar una geometría óptima adaptada para maximizar la resistencia con un peso mínimo, mejorar la calidad de conducción y permitir una fijación ventajosa del conjunto de componentes de la bicicleta. La horquilla proporciona adicionalmente evidencia de impacto al usuario en caso de que se hayan excedido los niveles de carga 45 seleccionados.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0007]

La figura 1 es una elevación lateral de un conjunto de cuadro de bicicleta que incluye el cuadro y la horquilla de 55 acuerdo con la invención.

La figura 2 es una vista en sección del cuadro de la bicicleta tomada en las líneas 2-2 de la fig. 1, cerca del tubo principal.

La figura 3 es una elevación de la parte delantera de una forma de realización de la horquilla de acuerdo con la invención.

La figura 4 es una elevación del lado derecho de la horquilla que se muestra en la fig. 3.

La figura 5 es una elevación de la parte trasera que muestra el moldeado de las preformas de la horquilla que se muestra en la fig. 3.

La figura 6 es una elevación de la parte delantera que muestra el moldeado de las preformas de la horquilla que se muestra en la fig. 3.

La figura 7 es un esquema del lado izquierdo que muestra las preformas y los componentes comoldeados de la horquilla que se muestra en la fig. 3.

La figura 8 es un esquema del lado izquierdo que muestra las preformas y los componentes comoldeados de la horquilla que se muestra en la fig. 3.

La figura 9 es un esquema que muestra el moldeado de las capas reforzadas con fibra en laminaciones.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA

[0008] La fig. 1 muestra un conjunto de cuadro de bicicleta 10 que tiene un cuadro 12 y una horquilla delantera 14. El conjunto de cuadro 10 es familiar para alguien con conocimientos básicos en cuanto a la parte

estructural de la bicicleta, excluyendo los grupos de componentes de ruedas, la manivela del pedal, el manillar, los engranajes, los frenos y el asiento, no mostrados, los cuales se añadirán para ajustarse a las preferencias del ciclista. La disposición general incluye una parte principal 20, una parte de tubo superior 22, una parte de tubo inferior 24 y una parte de tubo de asiento 26 generalmente análogas a un triángulo principal de cuadro de rombo, aunque se reconocerán ciertas ventajas adicionales por los subconjuntos particulares utilizados para formar estos 30 miembros.

[0009] Las fibras están alineadas en laminaciones tal como se muestra en las patentes de EE.UU. n.os 5 624 519 y 6 270 104 que comparten un cesionario común con esta solicitud. Mediante el uso de una serie de alineaciones de grado de 0-45-90, las propiedades de módulo elevado y elevada resistencia de fibra de carbono se

pueden utilizar para sacar ventaja al producir una forma de curvatura compleja que tiene sustancialmente una resistencia uniforme en las direcciones necesarias en la estructura acabada, mientras que los métodos de vacío bajo y compactación óptima, mejorados para cuadros de elevado rendimiento tal como se ha mostrado en este documento, producen la estructura acabada que tiene una densidad sustancialmente uniforme. Los pesos del área de fibra óptima sustancialmente superiores a los estándares de la industria están también permitidos por el producto 40 y el proceso mostrados en este documento.

[0010] La resistencia más elevada está en las partes formadas permitiendo una fabricación de alta calidad y económica de las piezas pequeñas, sin el material desaprovechado del método de junta reforzada a tope de realización de un cuadro de bicicleta compuesto ni los difíciles problemas de calidad en cuanto a la formación de un

cuadro de rombo monocasco de una pieza.

[0011] Un cuadro 12 formado de la manera descrita se puede formar mediante el uso de la compactación óptima, las laminaciones de vacío bajo, oscilando desde 4 laminaciones de capa en las áreas de baja carga hasta 12 laminaciones de capa en las áreas de carga elevada, con refuerzos puntuales según sea necesario. Un cuadro tal

12, dimensionado como una longitud de tubo de asiento de 56 cm mínimo, puede estar formado con una masa de unos 830 g cuando esté completo con la suficiente resistencia y firmeza y comodidad para la competición de élite. De este modo, un cuadro de bicicleta de producción de menos de 900 g, apto para su uso en competición de carretera es factible cuando se ha formado con la geometría y los métodos descritos en este documento y en las patentes incorporadas como referencia. De hecho, se puede esperar que el uso selectivo de fibras de módulos 55 superiores en áreas estratégicas haga que el cuadro de menos de 800 g sea factible.

[0012] Una horquilla de bicicleta de plástico reforzado con fibra completamente hueca 14 tiene punteras comoldeadas 212Ly 212R y un tubo de dirección integral 214. En una parte de las laminaciones, las fibras continuas de la horquilla se extienden hacia arriba desde las puntas 216L y 216R hasta la base del tubo de dirección 218. La

estructura de plástico reforzado con fibra que se extiende de esta manera se conoce como la carcasa 220. La base 218 puede ser un miembro de plástico ajustado parcial o puede alcanzar la altura completa del tubo de dirección, encapsulando por completo el tubo 214. En un impacto frontal, como en una colisión, se cree que la carga impartida en las punteras 212L y 212R (transmitida a través de la rueda montada en las mismas) transferida a través de las 5 hojas 232,... [Seguir leyendo]

1. Una horquilla de bicicleta completamente hueca de plástico reforzado con fibra (14) con punteras izquierda y derecha (212 L 212 R) y un tubo de dirección integral (214), donde:

la horquilla (14) está adaptada para estar ajustada a una estructura principal (20) en un cuadro de

bicicleta (12) que tiene un eje de tubo principal, teniendo el tubo de dirección (214) un extremo superior y un asiento de cojinete inferior (62, 64), una corona de horquilla (230) y una hoja (232, 234) terminando en una punta (216L, 216R);

la horquilla (14) está formada para tener refuerzos adicionales cerca de la corona (230) en la cual los

refuerzos fortalecen la corona (230) pero también proporcionan áreas evidentes de carga en el caso de que se excedan las cargas seleccionadas;

una base de tubo de dirección (218) está formada como una transición entre la corona (230) y el tubo de dirección (214);

el asiento de cojinete inferior (64) está formado en la base del tubo de dirección (218);

una parte por recibir del cojinete superior (62) está formada y localizada a una distancia separada de

la base del tubo de dirección (218) en la dirección del extremo superior;

la horquilla (14) está moldeada con una forma; y donde

la horquilla (14) está formada sustancialmente por completo por plástico reforzado con fibra compuesta de una serie de capas formadas en laminaciones, extendiéndose las capas por la longitud completa de la

horquilla (14) desde la punta (216L, 216R) hasta el extremo superior y pasando a través de la corona (230) hasta la parte superior del tubo de dirección (214);

caracterizada porque

el asiento de cojinete Inferior (64) está formado por un diámetro sustancialmente mayor que la parte por recibir del cojinete superior (62); y

el asiento de cojinete Inferior (64) está configurado mientras se moldea para recibir directamente un

cojinete sin formación post-moldeado.

2. La horquilla de la bicicleta (14) de la reivindicación 1, donde las capas que se extienden por la longitud completa de la horquilla (14) desde la punta (216L, 216R) hasta el extremo superior y pasando a través de la corona

(230) hasta la parte superior del tubo de dirección (214) comprenden fibra unidireccional.