#2 – Geometrie

11 Aprile 2019
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In questo secondo tutorial parleremo delle geometrie della nostra cargo bike e della realizzazione del pianale anteriore. Questa parte andrà poi ad unirsi al telaio MTB preparato in precedenza per formare il telaio completo.

Per quanto riguarda il materiale abbiamo scelto dei tubi in acciaio inox ST37-3, con spessore costante di 1.5mm. Con questi tubi si riesce infatti ad ottenere un'ottima rigidezza del telaio mantenendo il peso basso. La scelta dei tubi di sterzo è invece dettata dal tipo di ss che verrà utilizzata. Noi abbiamo scelto una serie da 1” 1/8 di tipo external cup EC34, che si installa in un tubo con diametro interno 34mm. La scelta va quindi su Dedacciai 34x1, con diametro esterno 36mm.

Prima di passare alla realizzazione, vediamo alcuni parametri geometrici fondamentali.

Lunghezza del piano di carico

La lunghezza del piano di carico dipende principalmente dalle esigenze dell’utilizzatore finale. Un pianale molto lungo sarà capiente, a discapito di una bici più pesante e meno maneggevole. Viceversa un pianale corto vi garantirà più agilità (specialmente in alcune manovre come inversioni di marcia). Noi abbiamo scelto una lunghezza intermedia di 520 mm, adatta per trasportare bambini e una quantità media di oggetti sulle strette piste ciclabili italiane (dove lo zig-zag fra gli ostacoli è all’ordine del giorno).

Larghezza del piano di carico

Per quanto riguarda la larghezza del piano di carico generalmente si tende a restare all’interno degli ingombri del manubrio (max 600mm). In questo modo è più semplice per il guidatore capire dove si riesce a passare e dove no. Abbiamo quindi progettato un piano di larghezza 530 mm, realizzato utilizzando tre tubolari equispaziati.

Geometria dello sterzo anteriore

Il parametro fondamentale che occorre impostare è il trail dello sterzo. In generale il trailvaria da 50mm a 63mm. Più alto sarà il valore più la bici sarà stabile alle alte velocità e meno agile alle basse velocità. In generale, un buon compromesso tra stabilità ed agilità si raggiunge intorno ai 57mm. A questo punto, considerando il rake della forcella utilizzata ed il diametro della ruota anteriore (su una Long John generalmente 20”), si imposterà l'angolo di sterzo (head angle) per ottenere il trail corretto.

Parametri della forcella: rake, trail, head angle

Per il calcolo del trail potete ricorrere sia ad un CAD 2D (ce ne sono diversi gratuiti) che ad alcuni calcolatori online, come Bycicle Trail Calculator.

Ecco quindi la versione finale del disegno:

Disegno finale Bronte Cargo Bike

Preparazione dei tubi

Il modo più efficace di preparazione dei tubi prevede l’utilizzo di una macchina piegatrice. In questo modo si risparmiano numerose saldature ottenendo un’elevata precisione sugli angoli di piega. Gli estremi dei due tubi che andranno a connettersi al movimento centrale del telaio MTB sono stati volutamente lasciati lunghi, così da poterli accorciare nelle prossime fasi per potersi adattare ai differenti tipi di telaio.

Ecco come appaiono i tubi piegati, pronti per le lavorazioni successive:

Particolare dei tubi appena usciti dalla piegatrice

L’ultima operazione da fare prima di saldare é la sgolatura. Si tratta di un taglio particolare per permette l’accoppiamento tra due tubi. Un metodo abbastanza diffuso, dai costi contenuti, consiste nell’utilizzare una fresa a tazza dello stesso diametro del tubo “fisso” per fare un taglio nel tubo “ospite”. Il valore dell’angolo di taglio si puó ottenere o dal CAD oppure con qualche calcolo di trigonometria.

In figura potete vedere meglio come viene effettuato questo tipo di lavorazione:

Sgolatura tubi

Una volta effettuate tutte le sgolature necessarie agli angoli corretti, i nostri tubi sono pronti per essere posizionati nella dima di saldatura. Nei prossimi tutorial vedremo piú in dettaglio quali sono le caratteristiche della dima e le operazioni di saldatura.

Accoppiamento tubi dopo sgolatura