Piston Cane. di Andrea zinno

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1 Piston Cane di Andrea zinno L idea L'idea alla base del Piston Cane è stata quella di creare un ibrido fra un mezzo da Rock Crawling di tipo Torsionale (che vede il suo precursore nel Pimp Cane), per sfruttare la semplicità della sua impostazione, ed uno di tipo Stick. Ricordo che in un mezzo Torsionale la rotazione dei due ponti (in gergo, il Twist ) sfrutta l elasticità naturale dell alluminio, che è in grado di torcersi lungo il suo asse longitudinale, mentre in un mezzo di tipo Stick la rotazione avviene per mezzo di due ammortizzatori, che possono lavorare in compressione o distensione. Nell ideare il nuovo mezzo, il mio obiettivo principale è stato quello di evitare di appesantire il tutto con link e ammortizzatori (soprattutto i link, che diminuiscono la luce da terra) e, allo stesso tempo, usare materiali che garantissero un elevata resistenza alla torsione. Alla fine ho optato per un disegno minimalista, con due foderi di alluminio ancorati ai ponti (uno per ciascun ponte) ed un'asse in Delrin (inizialmente l asse era in alluminio) che li tenesse insieme e, allo stesso tempo, ne permettesse la rotazione indipendente. I due foderi, infine, sono accoppiati con una molla che, con la sua elasticità, garantisce torsione, compressione ed estensione. Il telaio, nella sua veste finale, è riportato nella foto seguente Mentre il particolare della molla è mostrato nella foto che segue: Rispetto ad un torsionale classico in alluminio, dove il limite alla torsione arriva prima in quanto le barre d'alluminio utilizzate per il telaio non sono costruite avendo in mente come funzione principale quella torcente, nel Piston Cane la molla che garantisce la torsione è un oggetto che nasce proprio per fare della sua elasticità l'uso primario, per cui il suo limite meccanico di rottura è

2 infinitamente maggiore di quello della barra d'alluminio (credo sia tranquillamente possibile, avendo gli strumenti adatti, prendere una mola come quella che ho usato io ed avvitarla o "svitarla" per qualche giro completo prima che questa si spezzi o, semplicemente, si blocchi). Rispetto ad un Stick, invece, oltre ad una semplicità costruttiva maggiore, si ha il vantaggio che la torsione non è limitata da elementi meccanici, come il fine corsa di un ammortizzatore o la capacità di un link di ruotare intorno al suo Uniball (sul tema dell ampiezza della rotazione ritornerò più avanti). Costruzione Per quanto riguarda la molla, dopo vari esperimenti, ne ho scelta una con le seguenti caratteristiche: Diametro del filo: 3,2 mm. Lunghezza libera: 110 mm Numero di spire: 19 Diametro interno: 15,8 mm Da notare che il diametro interno era l unico vincolo forte, dato che i foderi di alluminio hanno un diametro esterno di 16 mm. La molla l ho presa da Vanel (il codice della molla è C I), un eccellente negozio on-line dove è possibile di fatto configurarsi la propria molla. La molla è quella della foto seguente. Come già accennavo in precedenza, l asse interno che consente di dare rigidità al telaio è in Delrin ed ha un diametro di 12 mm. Ho preferito il Delrin all alluminio (utilizzato nelle precedenti versioni) in quanto il Delrin consente di avere un minimo di flessibilità del telaio, che in questo modo assorbe meglio gli urti (ricordo che il Delrin è un marchio della Dupont, ed il suo nome tecnico è Polyoxymethylene). Da non dimenticare, poi, che il Delrin è comunque più leggero e, nel caso specifico, il passaggio dall alluminio al Delrin ha comportato una riduzione di peso di circa 70 grammi. L unico problema (ma l avevo anche con l alluminio) è che le barre in Delrin si trovano in diametri fissati: mentre per i foderi utilizzati avrei voluto una barra pari al loro diametro interno (circa 13,7 mm), mi sono dovuto accontentare di una barra da 12mm, che ho poi ispessito con del

3 termorestringente (con diametro a freddo di 19 mm.). Il Delrin l ho preso da La Politecnica, un negozio lombardo che tratta praticamente tutte le materie plastiche disponili sul mercato. Le barre in Delrin, già tagliate per il telaio, sono quelle nella foto seguente. Quella più lunga, già rivestita, è quella che consente l accoppiamento dei due foderi, mentre quella più corta, ancora nuda, è uno dei due tappi che vanno inseriti all estremità dei foderi e che consentono un ancoraggio più robusto ai ponti del mezzo. Le misure delle barre sono le seguenti: 33 cm. per la barra interna che accoppia i due foderi 9 cm. per i due tappi che irrobustiscono i foderi Per quanto riguarda i foderi, questi sono ricavati da tubi di alluminio che si trovano nei normali negozi di bricolage (nello specifico io li prendo da Leroy Merlin) ed hanno un diametro esterno da 16 mm. Eccoli, già tagliati nelle misure per il telaio, nella foto che segue La lunghezza di ciascun foderi è di 25 cm. Avendo preparato tutti i pezzi nella loro giusta misura, si procede al loro accoppiamento in modo decisamente semplice:

4 Si ricoprono i tappi in Delrin di termorestringente e si rifilano i bordi in modo da allinearli alla barra stessa. La sequenza delle operazioni è sintetizzata nelle foto che seguono. Si passa un po di colla multiuso su di essi e si inseriscono in una delle estremità di ciascun fodero e si lasci asciugare la colla per un po (la colla non è di per se necessaria, ma è d aiuto nel momento in cui si praticano i fori sui foderi, evitanto che, per effetto della punta, il tappo in Delrin possa spostarsi) Si praticano i fori di ancoraggio ai ponti nei due foderi. Nel mio caso tali fori sono i seguenti: o Un foro da 4 mm. a 2 cm. di distanza dall estremità del fodero questo foro è quello che ancora il fodero nell alloggiamento dei ponti Clod dove normalmente si monta il supporto per i link superiori o Un foro da 3 mm. a distanza di 5,8 cm dal foro da 4mm e ruotato rispetto ad esso di 90 - questo foro, attraverso un piccolo supporto in alluminio ricavato da una lastra

5 di 2 mm. di spessore, fisserà il fodero ad una delle vite della cassa ingranaggi dei ponti Clod. Si ricopre parte della barra centrale in Delrin con due pezzi di termorestringente. Si innesta la molla in uno dei due foderi per una lunghezza variabile da 3,25 a 3,75 mm (tale scelta dipende dalla resistenza alla torsione che si vuole dare al telaio: tanto più si innesta la molla nei foderi e tanto meno sarà la sua parte che resta libera fra di essi e che permette ai due foderi di ruotare in modo indipendente e, quindi, tanto più dura sarà tale rotazione) Per innestrare la molla il modo migliore è quello di avvitare la molla sul fodero, avendo cura di far ruotare la molla nel verso di allargamento delle spire. In questo modo, infatti, il movimento rotatorio tende ad allargare le spire e rende agevole l inserimento.

6 Si inserisce una piccola molla, di circa 1 cm di lunghezza, nel fodero dove è stata innestata la molla e poi si inserisce la barra in Delrin (la piccola molla serve a mantenere centrata la barra in Delrin fra i due foderi), dopo aver messo un po di grasso sul termorestringente che lo ricopre in parte. Si inserisce un altra piccola molla nell altro fodero, si infila tale fodero nella barra e si innesta nella molla per una lunghezza pari a quella scelta per l altro fodero. Durante tale operazione è di fondamentale importanza mantenere allineati i due foderi, in modo che poi, quando fissati ai ponti, questi siano perfettamente allineati lungo l asse orizzontale. Ci si può aiutare in tale operazione, infilando una vite nel foro da 4 mm. di ciascun fodero ed usando tale vite come una sorta di mirino per verificare l allineamento, così come illustrato dalla foto seguente

7 Si fissa la molla ai foderi ricoprendo la parte dell innesto con una normale colla bicomponente per metalli (io uso Acciaio Liquido della Pattex) e si lascia asciugare. Più per effetto estetico che per altro, si può mettere un po di colla per metalli anche alle due estremità dei foderi, in modo da nascondere il tappo in Delrin. Alla fine si ricopre la parte della molla incollata con della guaina termorestringente (diametro a freddo da 25 mm.) in modo da nascondere e proteggere l incollaggio.

8 Con le lunghezze riportate per i foderi e per la barra interna e con la posizione dei fori di ancoraggio, si ottiene un telaio di lunghezza complessiva pari a 53 cm e che, montato, garantisce un interasse di circa 44,5 cm. Da notare che la lunghezza complessiva dipende comunque da quanta parte della molla si è deciso di tenere libera tra i due foderi. Volendo è poi possibile verniciare il telaio con un normale smalto per metalli. Qualche esempio in tal senso nella foto che segue: Per quanto riguarda i supporti per la carrozzeria, questi sono ricavati da una barra in PVC (sempre presa Leroy Merlin) sulla quale è innestato un classico supporto carrozza. L'ancoraggio del supporto e del tipo a "fascetta", in modo che sia possibile spostarli lungo il telaio per adattarli a differenti carrozzerie. Eccoli in foto.

9 Sulla barra viene praticato un foro da 16 mm e poi una piccola asola che consente al foro di allargarsi e stringersi (per avere l effetto fascetta ). Si pratica poi un foro da 3 mm. dove passerà la vite che garantirà il serraggio del supporto attorno al telaio e, infine, un foro da 6 mm. nella parte superiore dove innestare il supporto per la carrozzeria, Infine, sotto al telaio, ho messo una lastra di PVC in modo da proteggere la molla e, soprattutto, rendere molto più agevole lo scavalco di ostacoli (senza tale fascia, la molla tenderebbe ad incastrarsi, con le sue spire, sugli ostacoli). Finito il lavoro di assemblaggio del telaio, si passa al montaggio dei ponti, fino ad arrivare al mezzo pronto per l uso. Per quanto riguarda il peso del telaio i valori sono i seguenti: Peso del telaio: 256 grammi Peso dei supporti carrozzeria: 33 grammi Peso totale: 289 grammi

10 Infine, ecco qualche foto del mezzo completo, con alcuni particolari che spero aiutino a comprendere il montaggio complessivo Ancoraggio del telaio ai ponti Supporto carrozzeria Particolari dei ponti

11 Vista dall alto Materiale occorrente, misure e costi Vista d insieme Ecco tutto quello che serve per la realizzazione e le relative misure dei pezzi. Materiale un tubo di alluminio con diametro esterno da 16 mm., normalmente in vendita nei negozi di bricolage una barra in Delrin con diametro di 12 mm. guaina termorestringente da 19 mm per rivestire la barra in Delrin e da 25 mm per ricoprire la parte della molla innestata sui foderi una molla colla bi-componente per metalli una barra in PVC di 2 cm di larghezza e 3 mm. di spessore, normalmente in vendita nei negozi di bricolage, da usare a protezione inferiore del telaio una barra in PVC di 2 cm di larghezza ed 1 cm. di spessore, normalmente in vendita nei negozi di bricolage, da usarsi per realizzare i supporti per la carrozzeria due supporti per carrozzeria che andranno innestati sulle fascette in PVC. Una lastra d alluminio di 2 mm. di spessore da usare per ricavare i supporti per l ancoraggio del telaio alla cassa ingranaggi dei ponti Clod.

12 Misure Per quanto riguarda le misure (che naturalmente possono essere in parte variate per avere un telaio più corto o più lungo): Lunghezza di ciascun fodero d alluminio: 25 cm. Lunghezza della barra in Delrin che unisce i due foderi: 33 cm. Lunghezza dei tappi in Delrin che irrobustiscono i foderi nel punto di ancoraggio: 9 cm. Lunghezza della protezione inferiore in PVC: 34 cm. Lunghezza della parte libera della molla fra i due foderi: da 3,5 cm a 4,5 cm Per quanto riguarda il termorestringente, questo andrà tagliato in modo che ricopra totalmente i due tappi in Delrin, mentre per l asse centrale si potranno prevedere due pezzi da 12 cm. di lunghezza che ricoprono la parte dell asse inserita nei foderi, lasciando scoperta solo la parte dell asse a vista sotto la molla. Costi Come ho già detto, fra gli obiettivi della realizzazione del Piston Cane c è stato anche quello dell utilizzo di componenti di facile reperibilità e basso costo, non tanto per il costo in se ma, se volete, più come sfida per vedere se si poteva fare un telaio particolare prendendo pezzi accessibili a tutti. Devo dire che l obiettivo è stato pienamente raggiunto: nessuna delle componenti utilizzate è stata realizzata ad-hoc e tutto è stato acquistato a scaffale ; per qualche pezzo ho dovuto cercare un po più che per altri, ma comunque non ho mai dovuto fare ordini particolari che non fossero a catalogo. La stessa realizzazione segue questi principi; non servono utensili particolari, essendo necessari attrezzi di uso comune. Nello specifico, sono sufficienti: Una sega per metalli Un trapano a colonna (io uso un trapano normale montato su un supporto a colonna) Una lima e della tela smeriglio Anche i prezzi sono in linea con questo approccio e, volendo dare un idea di massima: tubo di alluminio da 16 mm. e lunghezza di 1 metro (buono per fare due telai): 4,5 euro una barra in Delrin con diametro di 12 mm e lunghezza di 1 metro (buona per due barre centrali e quattro tappi): 2,5 euro guaine termorestringenti da 19 mm e da 25 mm per 1 metro di lunghezza (quella da 19 mm. è sufficiente per fare quattro telai completi, mentre quella da 35 mm, che si usa solo per ricoprire le molle, è sufficiente per una decina di telai): 8 euro una molla: 2,5 euro (2 euro se se ne prendono almeno 10) colla bi-componente per metalli (una confezione è sufficiente per tre telai): 5 euro

13 una barra in PVC di 2 cm di larghezza, 3 mm. di spessore e lunghezza di 1 metro (buona per tre protezioni inferiori): 2 euro una barra in PVC di 2 cm di larghezza, 1 cm. di spessore e lunghezza di 1 metro (sufficiente a fare venti supporti per carrozzeria): 4 euro due supporti per carrozzeria che andranno innestati sulle fascette in PVC: dipende dalla marca e dalla confezione nella quale sono venduti (spesso i supporti sono venduti insieme ad altri pezzi), ma direi intorno ai 5 euro Una lastra d alluminio di 2 mm. di spessore, nella misura standard che si trova nei negozi di modellismo (quella che ho usato io aveva dimensione 12x20 cm. e consente di realizzare supporti per più di dieci telai): 4 euro Alla fine il costo di un singolo telaio è di circa 12 euro, direi decisamente basso abbordabile. Il tempo necessario alla preparazione e all assemblaggio, tolti i tempi di attesa per l asciugatura della colla, è di non più di mezz ora. Considerazioni sul Twist Come accennato in precedenza, voglio tornare sul tema del twist, dato che ritengo che spesso si guardi ad esso in modo parziale, soprattutto quando si parla di angolo massimo ideale di un mezzo da roccia. In linea di principio, esistono due classi di modi distinti per limitare il twist: la prima è quella dei limiti per cosi' dire "meccanici", come ad esempio il fondo corsa degli ammortizzatori e la capacità di rotazione dei link. Questa classe di modi è quella tipica dei Clod a cella centrale e link la seconda è quella nei quali il limite (che è comunque sempre un limite di tipo meccanico) è ottenuto come conseguenza della capacità elastica dei materiale utilizzati: in un torsionale classico la barra d'alluminio, nel Piston Cane la molla in acciaio. I mezzi che appartengono alla seconda classe sono quindi caratterizzati da una torsione che può estendersi sino al limite di rottura (o di deformazione irreversibile) del materiale del quale è fatto l'elemento torcente. In un torsionale classico in alluminio questo limite arriva prima, in quanto le barre d'alluminio utilizzate per il telaio non sono costruite avendo in mente come funzione principale quella torcente (in genere sono profilati o canaline di alluminio che nascono per scopi completamente diversi). In altre parole, l'elasticità dell'alluminio, che viene usata per il twist, è una capacità secondaria rispetto a quella per la quale la barra è stata costruita. Nel Piston Cane, al contrario, la molla che garantisce la torsione è un oggetto che nasce proprio per fare della sua elasticità l'uso primario, per cui il suo limite meccanico di rottura è infinitamente maggiore di quello della barra d'alluminio Naturalmente, però, se ragionassimo solo in termini di twist potenziale, lasceremo fuori una componente fondamentale, che è poi quella che ci interessa nell'uso reale: la forza necessaria affinchè si raggiunga una dato angolo di twist. Nell'uso in fuori strada, infatti, quello che ci interessa è l'angolo massimo di twist che si raggiunge prima che si sollevi la ruota del ponte opposto a quello dove la rotazione ha avuto inizio. In altre

14 parole, potrei avere un mezzo con un twist potenziale di 90, ma se per arrivare a tale angolo devo applicare una forza tale che, ad esempio, già a 45 fa si che inizi il sollevamento della ruota del ponte opposto, allora l'angolo massimo di twist reale è di 45 e non 90. La cosa, ovviamente, si complica in quei casi dove, per qualche ragione, sul ponte opposto agiscano forze che contrastano il sollevamento (che so, un passaggio in un crepaccio dove un ponte fa presa su una delle pareti e l'altro sulla parete opposta). In questi casi, infatti, è importante il twist massimo a prescindere dalla forza esercitata, infatti se avessimo un limite meccanico "forte" il mezzo potrebbe non riuscire a passare; se avessimo un limite dato dall'elasticità del materiale e tale limite non sia tale da garantire la torsione richiesta, il telaio si spaccherebbe. In definitiva, quindi, credo che si debba sempre ragionare in termini della coppia "angolo di twistforza necessaria a twistare". Guardando uno solo dei due termini avremo sempre una visione parziale delle capacità del mezzo.