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PROGETTO 3.7

LO SVILUPPO DI UNA BICI STRADA DA RECORD

La bici più leggera al mondo condivide gli stessi geni del telaio in carbonio Canyon F10.

Abbiamo colto la sfida e non abbiamo accettato alcun pregiudizio. Ad Eurobike 2004 in collaborazione con Hans Christian Smolik Canyon ha presentato la bici da strada più leggera al mondo. Basata sul telaio Canyon F10 in carbonio e dotata di componenti ultra leggeri, la bici completa, pronta per essere montata, aveva un peso sensazionale di 3784 gr. La nostra tecnologia futuristica mostra cosa può essere raggiunto con un adeguato lavoro di svilupppo. Questo fior fiore di tecnologia ha molte parti sviluppate ad hoc...e questi componenti brevettati sono destinati a modelli che saranno prodotti in futuro. Pesando solamente 6,4kg la nuova Ultimate CF 9.0 SL che condivide gli stessi geni della bici Progetto 3.7 mostra cosa sia attualmente possibile nella produzione di bici da corsa offrendo la migliore qualità di pedalata e di manovra. Grazie alla bici Record del Progetto 3.7 i vincoli per la creazione delle future bici da corsa più leggere sono stati spazzati via.

Come descritto da Hans Christian Smolik

Basandomi sul telaio F10 ho provato a costruire la bici da strada più leggera possibile per Canyon. Il lavoro può essere visto come uno studio ed una piattaforma per testare i limiti tecnici. Oltre all'utilizzo di parti standard ultra leggere la maggior parte dei componenti sono stati fatti a mano. Tuttavia la scelta dei materiali non è stata fatta in funzione dell'economicità o per ottimizzare la produzione ma in termini di riduzione del peso e solo se ogni parte poteva essere modificata a mano. In qualità di designer questo tipo di progetto ti obbliga ad osare ed a cercare modi nuovi ed entusiasmanti per fare le cose. In tal modo aumenti le tue conoscenze che possono convogliare nello sviluppo delle parti della bici. Per questo progetto i mozzi, i freni ed il cambio sono stati sviluppati come se fossero dei prototipi destinati alla produzione...in molte parti della bici ho sostituito l'alluminio 6061 con una lega di magnesio che ha una resistenza di 320 N/mm2.

Ciò che segue elenca come Hans-Christian Smolik si sia accostato ai singoli componenti di questa bici da record e a sua volta dimostrato le idee rivoluzionarie che hanno preso forma nello sviluppo della bici.

Telaio (Canyon) 818 gr e forcella (Canyon) 260 gr
Il telaio F10 è stato sviluppato in collaborazione con un istituto di design di compositi di fama mondiale. Questa partnership ha generato delle tecnologie totalmente nuove che sono state usate per molti dettagli del telaio…un esempio è la forma squadrata del tubo alla base del reggisella che aumenta la rigidità del movimento centrale di più di un 20%.

>Negli ultimi anni la rivista Tour ha identificato la bassa rigidità sulle forcelle in carbonio delle attuali bici da strada come un difetto ai tubi sterzo tradizionali . Questa è la ragione per cui abbiamo sviluppato un tubo conico, tapered steerer che ha un diametro di 38mm nella parte più bassa della serie sterzo. Come con la forcella Motivation - anche questa tapered ma adatta ad una serie sterzo da 11/8" - le fibre in carbonio in questa nuova forcella corrono ininterrottamente dallo sterzo alla parte superiore della forcella e dentro le gambe della forcella stessa. Pertanto queste "esili" gambe in carbonio permettono stabilità e confort in proporzioni "oversize".

Per il leggero telaio della bici Progetto (970 gr e 58cm) è stata prevista una verniciatura salva-peso. I forcellini sono stati costruiti in carbonio con un inserto in magnesio nella parte di contatto con l'asse della ruota. Per la serie sterzo ed il movimento centrale gli inserti in lega sono stati sostituiti col carbonio. Usando questi metodi il peso del telaio è stato ridotto a 818 gr.!

Anche alla forcella è stato dato un accenno di vernice. Anche i forcellini, l'expander e l'adattatore conico per la serie sterzo sono stati fatti in magnesio…questo ci ha permesso di ridurre il peso della forcella in produzione a 260 gr.

Serie sterzo (Canyon) 73gr
Per la serie sterzo abbiamo dovuto ridurre al minimo il peso perché già i cuscinetti angolari sigillati nel collo pesavano 49gr. Il significato di tutto questo è già riportato nel modello di produzione, la corsa più bassa con 25mm di diametro, può resistere meglio alle superfici sconnesse e fornisce una maggiore durata. I grammi di peso restanti possono essere lasciati per il bullone di installazione in lega, il distanziale superiore ed il tappo superiore in carbonio.

Collarino reggisella (Smolik) 8 gr
Ho utilizzato un collarino reggisella in lega fatto a mano ed un bullone in titanio per un peso complessivo di 8gr. Riducendo il materiale nel collarino esso lavora come una benda in tensione e pertanto esercita una pressione omogenea intorno al reggisella.

Pedivella (Propeller Titanium) con movimento centrale 296g
Per il gioco elicoidale ed il peso incredibile - 330 gr completo di movimento centrale -, la pedivella non teme la concorrenza. Ho sostituito le piastre con degli elementi in carbonio ed ho abbandonato il tradizionale sistema di serraggio a vite. Successivamente ho personalizzato l'adattatore del movimento centrale in carbonio nel telaio di modo che il risparmio nella pedalata potesse meglio sostenere i carichi concentrati in quest'area e ridurre il diametro interno a quello dei cuscinetti da 31mm. Il peso finale è di soli 296 gr.

Attacco manubrio (Syntace) adattato 88g. Manubrio (Schmolke) 125g
Per i manubri (125g) e l'attacco manubrio (88g) ci siamo avvalsi dei modelli di produzione della Schmolke e Syntace. Grazie al mio rinforzo - una ghiera che è saldamente legata dentro lo sterzo - sono stato in grado di agganciare l'attacco manubrio al morsetto per ridurre leggermente il peso.

Leve del freno (Smolik) 94 gr
Per le cappe e le leve dei freni (94 gr in totale) ho preso un foglio di fibra di carbonio con cui ho avvolto un nucleo prefabbricato. E' stato poi stretto utilizzando una benda in tessuto. Quando il carbonio si è indurito il nucleo si è bucato. Nelle aree del morsetto e del perno le cappe sono state rafforzate avvolgendole con degli inserti in lega. Inoltre ho creato una montatura in carbonio per una leva del cambio lavorata a macchina dal magnesio e l'ho legata alla cappa di destra.

Corona (Tune Carbon) adattata 72 gr
Il peso minimo che può essere raggiunto nell'allestire la corona è circa di 85 gr. Visto che altre bici leggere erano state già costruite con una corona in carbonio non abbiamo potuto esplorare questo aspetto. I 13 gr risparmiati utilizzando delle corone in carbonio possono concentrarsi maggiormente sulla durezza e resistenza. I bulloni accorciati della corona fatti a mano tolgono altri 8 gr al peso totale.

Pedali (Speedplay) 75 gr
I pedali Aerolight - che presentano un tubo di plastica circolare che corre sulle brugole sopra un asse in titanio - non temono la concorrenza in termini di peso. L'adattatore montato su una scarpa leggermente più larga tiene conto del sistema di adattabilità al pedale.

Catena (Connex) 232 gr
Abbiamo scelto una catena Connex con anelli forati in titanio. Intorno ai 232 gr è circa 50 gr più leggera di una catena Campagnolo a 10 velocità.

Coperture (Tufo) 229 gr
18 mm di coperture Tufo al peso di 109 - 110 gr.

Cassetta (TA 12-18) adattata a 78 gr
La cassetta originale TA in lega ha uno spessore di 3.4mm intorno al corpo della cassetta e perciò può essere prodotta con dei denti di una larghezza di circa 1.8 mm. In questo caso la cassetta totalmente funzionale pesa 78 gr includendo l'anello per il bloccaggio accorciato.

Deragliatore anteriore (Shimano Dura-Ace) tarato a 65 gr
Ho deciso di utilizzare un deragliatore anteriore Dura-Ace per la sua eccellente funzionalità che, attraverso la limatura e la taratura con dei bulloni in titanio è riuscito a ridurre il suo peso a 65 gr.

Ruote (cerchi Carbon / mozzi Smolik) 823 gr
Le ruote (peso totale 823 gr) sono costruite con cerchi tubolari Reynolds in carbonio per un peso fra i 212 ed i 224 gr. Per questi ho prodotto a mano un prototipo di mozzo anteriore a 18 fori (54 gr). Per essere utilizzato con serraggio radiale il mozzo ha un bordo di 6 mm al di sopra dei fori del raggio per fornire maggior sicurezza nel caso si strappino i bordi del mozzo. Dotato di quattro cuscinetti sarà anche in grado di sostenere costantemente dei carichi pesanti. I coperchi dei cuscinetti sono in magnesio.

Anche il mozzo posteriore a 24 fori (130 gr) è un prototipo. Ha un meccanismo di arresto Hügi modificato ed un asse in carbonio. L'asse è in carbonio con fibre unidirezionali ed ha una maggiore stabilità rispetto ad un asse in lega delle stesse dimensioni. La circonferenza dell'asse è mantenuta attraverso l'uso di spine in magnesio ed un sottile involucro in lega nei punti di contatto. Il corpo della cassetta è guarnita fino a 29mm ed è delineato dal magnesio per il cuscinetto esterno.

I punti di serraggio (in totale 15 gr) sono forgiati in lega aerospaziale da 5mm . Il dado di serraggio in magnesio è saldamente ancorato all'asse e l'altro dado offre la tensione necessaria per l'asse stesso con una chiave Allen da 5mm.

La ruota anteriore è montata con 18 raggi cromati della Prym -non più in produzione- presi dalla mia collezione. Hanno un diametro di 1.8mm che si assottiglia a 1.4mm al centro. Per la ruota posteriore - dove sono richiesti dei raggi tirati dritti - ho preferito qualcosa di più pesante come i raggi Sapim Laser.

Fin dall'inizio i raggi dei cerchi in carbonio si sono rivelati problematici. I buchi di appena 7.8mm di larghezza all'interno del cerchio permettono di inserire solo un raggio della stessa misura. In caso di maggiori tensioni del raggio questi premono contro il cerchio in carbonio.. Per questo motivo - seguendo la presentazione della bici a Friedrichshafen - ho ridotto i fori del raggio a 10mm ed aggiunto delle rondelle più larghe ripiegate lungo il bordo con uno strumento apposito per seguire meglio le pareti laterali del cerchio.

Freni (Smolik) 96 gr
Gli attuali freni a perno con un rapporto della leva da 1.3 a 1.5 pesano intorno ai 160 gr. Naturalmente avevamo bisogno di trovare qualcosa di più leggero. Le linee guida prevedevano la sostituzione della lega con il magnesio usando più materiale nei punti critici ottenendo quindi la maggior potenza possibile nella frenata dal minor quantitativo di materiale. Questo pensiero ha portato all'ideazione della forma dell'"X-Brake" con una molla nascosta che è stata fatta più larga della media nel punto di maggiore flessione.

Cambio (Smolik) 56 gr
Anche il cambio è stato prodotto come prototipo. Per evitare di lavorare inutilmente ho pensato di utilizzare un deragliatore con cavi gemelli. Il cambio avrebbe operato da una ruota sui cappucci del freno - per evitare dispute sui brevetti con Shimano e Campagnolo - anche se sono stato io il primo ad inventare dei cambi che agivano dai cappucci del freno. Il braccio flessibile ed il corpo del deragliatore sono stati ricostruiti in magnesio. Ho costruito le parti parallele ed i bracci oscillanti in carbonio ed includendo le piccole viti per l'assemblaggio il peso è arrivato ad un totale di 56 gr.

Durante il montaggio è emerso che l'indicizzazione del cambio era inutile perché i cavi esterni provocavano grosse perdite nella tensione. L'elevato precarico ha permesso di evitare queste perdite, ma ha anche limitato la flessibilità del comando, in quanto poteva a malapena venire gestito manualmente. Pertanto bisognava sostituirlo con una piccola leva e l'indicizzazione sarebbe stata dimenticata. Infatti il cambio funziona, ma Canyon ha smesso di lavorare con questo principio.

PROGETTO 3.7

THE INDIVIDUAL PARTS:

Rahmen: Canyon 818g
Gabel: Canyon 260g
Steuersatz: Canyon 73g
Sattelschelle: Smolik 8g
Kurbel: Propeller Titan mit Innenlager 296g
Vorbau: Syntace 88g (getunt)
Lenker: Schmolke 125g
Bremsgriffe: Smolik 94g
Züge: Smolik 35g
Sattel+Stütze: Smolik 138g
Kettenblätter: Tune Carbon 72g (getunt)
Kettenblätterschrauben: Smolik 8g
Pedale: Speedplay 75g
Kette: Connex 232g
Schnellspanner: Smolik 15g
Reifen: Tufo 229g
Ritzel: TA 12-18 78g (getunt)
Umwerfer: Shimano-Dura Ace 65g (getunt)
Schalthebel: Smolik 6g
Laufräder: Carbon-Felgen/Smolik-Naben 823g
Bremsen: Smolik 96g
Schaltung: Smolik 56g
Spacer: Smolik 22g
Kleber/Luft/Lenkerband: 35g
Aufkleber+Führung:   4g
Das sensationelle Ergebnis:   3751g