IT201800005294A1 - Componente di bicicletta in materiale composito e relativo processo di fabbricazione - Google Patents

Description

COMPONENTE DI BICICLETTA IN MATERIALE COMPOSITO E

RELATIVO PROCESSO DI FABBRICAZIONE

L’invenzione riguarda in generale il settore delle biciclette. Le biciclette sono sempre più frequentemente equipaggiate con uno o più sistemi elettrico/elettronici.

I componenti dei sistemi elettrico/elettronici sono spesso alloggiati su una o più schede per circuiti stampati (PCB – Printed Circuit Board).

Sussiste pertanto il problema di dove disporre dette schede e di come fissarle a un componente della bicicletta.

US2016/0031523 A1 descrive una pedivella con un misuratore di potenza, in cui una scheda per circuiti stampati del misuratore di potenza è alloggiata in un involucro fissato esternamente alla faccia esterna della pedivella.

US9459167B2 descrive una guarnitura con un misuratore di potenza, in cui una scheda per circuiti stampati del misuratore di potenza è alloggiata in un involucro alloggiato entro il perno del movimento centrale.

EP1818252A1 descrive un metodo di fabbricazione di una pedivella di bicicletta, comprendente le fasi di avvolgere un materiale composito attorno a un’anima costituita da un materiale metallico bassofondente, stampare il materiale composito e, dopo lo stampaggio, formare almeno un foro su una superficie di detta pedivella e riscaldare la pedivella fino alla temperatura di fusione di detto materiale metallico bassofondente per permetterne la fuoriuscita.

US9488668B2 descrive una pedivella dotata di una cavità e una scheda per circuiti stampati inserita dall’esterno nella cavità.

US 2016/0003696A1 descrive una pedivella con un misuratore di potenza, in cui una scheda per circuiti stampati del misuratore di potenza è alloggiata in un recesso aperto dalla superficie esterna della pedivella.

US8006574B2 descrive una pedivella simile, in cui un materiale che funge da protezione meccanica può essere applicato a riempire il recesso ed eventualmente successivamente stampato.

A proposito di tali documenti, la Richiedente osserva che la realizzazione di tali recessi indebolisce la pedivella.

Il problema tecnico alla base dell’invenzione è quello di fornire una più elevata integrazione di una scheda per circuiti stampati in un componente di bicicletta, in particolare in una pedivella.

In un aspetto l’invenzione riguarda un procedimento di fabbricazione di un componente di bicicletta in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica, comprendente le fasi, non necessariamente sequenziali, di:

- predisporre uno stampo avente una cavità di stampo avente la forma del componente di bicicletta,

- predisporre una scheda per circuiti stampati,

- dotare almeno una prima faccia della scheda per circuiti stampati di una protezione,

- inserire in detta cavità di stampo la scheda per circuiti stampati dotata della protezione,

- inserire in detta cavità di stampo detto materiale composito,

- con la condizione che detto materiale composito si estenda tutt’attorno a detta scheda per circuiti stampati dotata della protezione, detto materiale composito essendo a contatto con detta scheda per circuiti stampati dotata della protezione dal lato di detta prima faccia e/o dal lato opposto, e

- sottoporre a un profilo di temperatura e pressione fino a indurimento del materiale composito.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, l’espressione “indurire” è intesa in senso lato non solo per indicare l’indurimento di polimeri termoplastici, ma per ricomprendere anche la reticolazione di polimeri termoindurenti o fotoindurenti.

Il provvedimento di proteggere opportunamente la scheda per circuiti stampati ne consente il co-stampaggio all’interno del componente di bicicletta; co-stampando la scheda per circuiti stampati all’interno del componente in materiale composito, questa è ben protetta da sporcizia, acqua ecc.; inoltre questo provvedimento consente di fornire un’estetica migliorata al componente di bicicletta.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con “costampaggio” e derivati si intende indicare che il componente di bicicletta viene stampato, in un sol pezzo, con la scheda per circuiti stampati e/o altri elementi non polimerici, ad esempio metallici, già inseriti al suo interno; tra gli elementi co-stampati può avvenire una co-reticolazione oppure no.

La protezione dell’invenzione può assolvere compiti diversi, alternativamente o contemporaneamente.

Per quanto riguarda le piste conduttive e/o le piazzole della scheda per circuiti stampati, la protezione assolve il compito di isolare elettricamente le stesse, soprattutto nel caso in cui la faccia (o le facce) su cui queste sono ricavate sia (siano) in contatto con materiale conduttivo, come ad esempio materiale composito comprendente fibra di carbonio.

Per quanto riguarda il o i componenti elettrico/elettronici, la protezione assolve il compito di proteggere lo stesso o gli stessi dalle pressioni e/o dalle temperature di stampaggio e/o di altre fasi di lavorazione, nel caso in cui queste siano critiche – come in particolare nel caso di stampaggio a compressione di materiale polimerico termoindurente.

In entrambi i casi, la protezione può inoltre assolvere il compito di proteggere da agenti chimici.

Preferibilmente almeno una prima faccia della scheda per circuiti stampati reca almeno un componente elettrico/elettronico e, nella fase di dotare di protezione, la protezione è una protezione da una temperatura critica e/o da una pressione critica per detto almeno un componente elettrico/elettronico.

In particolare, detta temperatura critica può essere una temperatura di 135°C-140°C raggiunta durante il processo di stampaggio o addirittura una temperatura di 150°C-160°C e oltre raggiunta durante una fase di fusione di un’anima utilizzata durante il procedimento di fabbricazione di un componente di bicicletta cavo.

Detta pressione critica può essere una pressione di 300 bar raggiunta durante il processo di stampaggio.

Preferibilmente la fase di dotare di protezione comprende prevedere uno strato di un materiale polimerico su detta almeno una prima faccia di detta scheda per circuiti stampati e preferibilmente indurire o lasciare indurire detto materiale polimerico prima di detta fase di sottoporre al profilo di temperatura e pressione.

Il materiale polimerico è scelto tra un polimero termoindurente, un polimero termoplastico e un polimero fotoindurente, preferibilmente non necessitante di un processo di stampaggio a compressione o iniezione.

Preferibilmente il materiale polimerico è a base di una resina epossidica termoindurente, preferibilmente bi-componente. In alternativa, il materiale polimerico può essere metacrilato, poliuretano, o un materiale acrilico.

Preferibilmente detta almeno una prima faccia della scheda per circuiti stampati reca una pluralità di componenti elettrici/elettronici e la fase di prevedere lo strato di materiale polimerico comprende riempire con il materiale polimerico gli spazi tra detti componenti elettrici/elettronici.

In questo modo, vantaggiosamente la protezione fornisce una superficie uniforme sulla quale la pressione di stampaggio si distribuisce uniformemente.

Preferibilmente, in detta fase di dotare di protezione, detta protezione è una protezione elettricamente isolante, in alternativa o in aggiunta ad essere una protezione da una temperatura critica e/o da una pressione critica.

Detta protezione elettricamente isolante può essere formata da detto materiale polimerico, in particolare quando detta almeno una faccia reca almeno un componente elettrico/elettronico.

In alternativa o in aggiunta, la protezione elettricamente isolante può comprendere uno strato, in particolare almeno una pelle, di materiale composito comprendente fibra isolante, preferibilmente fibra di vetro, in particolare quando detta almeno una faccia reca piste e/o piazzole di collegamento elettrico.

In alternativa al materiale composito in fibra di vetro è possibile utilizzare altri materiali elettricamente isolanti, che abbiano proprietà analoghe o simili, quali ad esempio fibre termoplastiche, ad esempio fibre a base di nylon oppure del tipo Dyneema®, fibre minerali a base di basalto, fibre aramidiche o Zylon®

Preferibilmente il materiale composito comprendente fibra isolante presenta una matrice polimerica uguale a o almeno compatibile con la matrice polimerica del materiale composito del componente di bicicletta in termini di profilo di pressione e temperatura di polimerizzazione o indurimento.

In alternativa o in aggiunta alle protezioni di cui sopra, quando detta almeno una prima faccia di detta scheda per circuiti stampati reca almeno un componente elettrico/elettronico, la fase di dotare di protezione può comprendere ricoprire detta almeno una prima faccia con un coperchio o un’intelaiatura, contenendo detto almeno un componente elettrico/elettronico.

Quando detta almeno una prima faccia di detta scheda per circuiti stampati reca almeno un componente elettrico/elettronico fragile, il procedimento può comprendere la fase di rivestire detto almeno un componente fragile con uno strato di materiale smorzante, eseguita prima di detta fase di prevedere lo strato di materiale polimerico.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con “componente fragile” si intende indicare un componente che sarebbe danneggiabile ad una pressione compresa nel profilo di pressione utilizzato durante il ciclo di indurimento del materiale polimerico.

Preferibilmente il materiale smorzante è scelto tra silicone e poliuretano.

Preferibilmente il componente fragile è un accelerometro.

Preferibilmente il procedimento comprende inoltre la fase di prevedere un’anima di forma prefissata, applicare detta scheda per circuiti stampati dotata della protezione sull’anima e rivestire detta anima, con detta scheda per circuiti stampati applicata, con il materiale composito, così da creare un componente di bicicletta in cui il materiale composito è nella forma di un guscio o mantello.

L’anima può restare nel componente di bicicletta stampato, ma preferibilmente l’anima è in materiale bassofondente e il procedimento comprende la fase, eseguita a indurimento avvenuto, di praticare un foro nel componente di bicicletta, scaldare a una temperatura al di sopra del punto di fusione del materiale dell’anima e far fuoriuscire l’anima fusa dal foro.

Preferibilmente, se l’anima è in materiale bassofondente, il procedimento comprende inoltre una fase di lavaggio della cavità lasciata dall’anima fusa con un agente chimico, e in detta fase di dotare di protezione, detta protezione è una protezione contro detto agente chimico.

Preferibilmente detta anima comprende almeno un bassofondo e in detta fase di applicare detta scheda per circuiti stampati dotata della protezione sull’anima, detta scheda per circuiti stampati è applicata in detto bassofondo.

Questo provvedimento evita che la scheda si muova durante il processo di stampaggio e attenua la pressione agente sulla scheda per circuiti stampati.

Un’anima con uno o più bassifondi in cui applicare una scheda per circuiti stampati oppure altri componenti elettrico/elettronici è un provvedimento di per sé utile e rappresenta un aspetto innovativo di per sé, indipendentemente dalla previsione della scheda per circuiti stampati co-stampata nel componente di bicicletta.

Preferibilmente la scheda per circuiti stampati è applicata in detto bassofondo con una sua faccia recante componenti elettrico/elettronici rivolta verso il bassofondo.

Più preferibilmente, il materiale polimerico è successivamente iniettato nel bassofondo ed ivi indurito o lasciato indurire.

In alternativa all’utilizzo dell’anima, il procedimento può comprendere la fase di avvolgere completamente la scheda per circuiti stampati dotata di protezione con il materiale composito, così che risulti co-stampata in un componente a sezione piena – almeno in tale regione.

In un aspetto l’invenzione riguarda un componente di bicicletta ottenuto con un procedimento avente una o più delle caratteristiche sopra descritte.

In un altro aspetto, l’invenzione riguarda un componente di bicicletta monolitico in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica, co-stampato con una scheda per circuiti stampati dotata di una protezione su almeno una sua prima faccia, in cui detto materiale composito si estende tutt’attorno a detta scheda per circuiti stampati dotata della protezione, detto materiale composito essendo a contatto con detta scheda per circuiti stampati dotata della protezione dal lato di detta prima faccia e/o dal lato opposto.

La scheda per circuiti stampati è dunque completamente racchiusa da detto materiale composito.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, per componente “monolitico” si intende indicare una struttura anche complessa, ma fatta di parti unite assieme e non staccabili senza danneggiarne almeno una.

I vantaggi di tale componente di bicicletta e i compiti assolti dalla protezione, così come le caratteristiche preferite del componente di bicicletta, i vantaggi associati e le varie alternative e forme di realizzazione preferite corrispondono, mutatis mutandis e salvo diversa specificazione, a quelli descritti sopra con riferimento al procedimento.

Preferibilmente detta almeno una prima faccia di detta scheda per circuiti stampati reca almeno un componente elettrico/elettronico e detta protezione è una protezione da una temperatura critica e/o da una pressione critica per detto almeno un componente elettrico/elettronico, i cui possibili valori sono stati sopra indicati.

Preferibilmente detta protezione comprende uno strato di un materiale polimerico indurito.

Preferibilmente detta almeno una prima faccia di detta scheda per circuiti stampati reca una pluralità di componenti elettrici/elettronici e detto materiale polimerico riempie gli spazi tra detti componenti elettrici/elettronici.

Preferibilmente detta protezione è una protezione elettricamente isolante, in alternativa o in aggiunta ad essere una protezione da una temperatura critica e/o da una pressione critica.

In alternativa o in aggiunta alle protezioni di cui sopra, quando detta almeno una prima faccia di detta scheda per circuiti stampati reca almeno un componente elettrico/elettronico, detta protezione può comprendere un coperchio o un’intelaiatura che ricopre detta almeno una prima faccia, e che contiene detto almeno un componente elettrico/elettronico.

Quando detta almeno una prima faccia di detta scheda per circuiti stampati reca almeno un componente elettrico/elettronico fragile, detto almeno un componente fragile è preferibilmente rivestito con uno strato di materiale smorzante, sottostante a detto strato di materiale polimerico e per il quale vale quanto sopra detto.

Il componente di bicicletta può comprendere almeno una cavità.

In tal caso, il materiale composito è nella forma di un guscio o mantello attorno alla cavità.

Preferibilmente detta scheda per circuiti stampati dotata della protezione è attaccata a una superficie interna della cavità (superficie interna del guscio).

In alternativa, il componente di bicicletta comprende un’anima.

In tal caso, il materiale composito è nella forma di un guscio o mantello attorno all’anima.

Preferibilmente, detta scheda per circuiti stampati dotata della protezione è interposta tra l’anima e il materiale composito (tra l’anima e il guscio).

Preferibilmente detta anima comprende almeno un bassofondo e detta scheda per circuiti stampati dotata della protezione è disposta in detto bassofondo.

In alternativa alla previsione di un’anima o di una cavità, entrambe le facce di detta scheda per circuiti stampati dotata della protezione possono essere a contatto con il materiale composito. In tal caso, la sezione del componente di bicicletta è piena, almeno nella regione contenente la scheda per circuiti stampati.

Nei vari aspetti dell’invenzione, il componente di bicicletta è scelto nel gruppo costituito da una pedivella, un manubrio e una leva di comando e preferibilmente è una pedivella.

In un altro aspetto, l’invenzione riguarda un procedimento di fabbricazione di un componente di bicicletta in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica, comprendente le fasi, non necessariamente sequenziali, di:

- predisporre uno stampo avente una cavità di stampo avente la forma del componente di bicicletta,

- predisporre una scheda per circuiti stampati recante almeno un componente elettrico/elettronico su una sua prima faccia,

- rivestire almeno detta prima faccia con un materiale polimerico,

- indurire o lasciare indurire detto materiale polimerico,

- inserire in detta cavità di stampo la scheda rivestita,

- inserire in detta cavità di stampo detto materiale composito,

- sottoporre a un profilo di temperatura e pressione fino a indurimento del materiale composito.

Preferibilmente detto materiale composito si estende tutt’attorno a detta scheda per circuiti stampati rivestita, detto materiale composito essendo a contatto con detta scheda per circuiti stampati rivestita dal lato di detta prima faccia e/o dal lato opposto.

Altre caratteristiche vantaggiose di questo procedimento corrispondono a quelle sopra descritte.

In un altro aspetto l’invenzione riguarda un componente di bicicletta in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica, comprendente:

- una scheda per circuiti stampati recante almeno un componente elettrico/elettronico su una sua prima faccia,

- in cui almeno detta prima faccia è rivestita con un materiale polimerico indurito,

- in cui almeno una tra detta prima faccia rivestita della scheda e la faccia opposta è rivestita con detto materiale composito.

Altre caratteristiche vantaggiose di questo procedimento corrispondono a quelle sopra descritte.

Preferibilmente detta scheda è totalmente rivestita con detto materiale polimerico indurito.

In un aspetto l’invenzione riguarda un’anima per la fabbricazione di un componente cavo di bicicletta, realizzata in materiale bassofondente, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un bassofondo.

Nei vari aspetti dell’invenzione, preferibilmente il componente di bicicletta è una pedivella e detto almeno un componente elettrico/elettronico fa parte di un misuratore di coppia o di un misuratore di potenza.

Nei vari aspetti dell’invenzione, preferibilmente la fibra strutturale è scelta dal gruppo costituito da fibre di carbonio, fibre di vetro, fibre di boro, fibre sintetiche, fibre ceramiche e loro combinazioni.

Nei vari aspetti dell’invenzione, preferibilmente le fibre sintetiche comprendono fibre poliossazoliche, per esempio Zylon®, fibre di polietilene a peso molecolare ultra elevato (ultra high molecular weight polyethylene), per esempio Dyneema®, fibre aramidiche, per esempio fibre di kevlar e loro combinazioni.

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

- la FIG. 1 illustra schematicamente un componente di bicicletta, in particolare una pedivella, parzialmente rimossa;

- le FIGG. 2-3 sono viste prospettiche e in esploso di fasi di un procedimento secondo l’invenzione per la fabbricazione di un componente di bicicletta, in particolare della pedivella di FIG. 1;

- le FIGG. 4-5 sono viste analoghe alle FIGG. 2-3, relative alla fabbricazione di una diversa pedivella;

- le FIGG. 6-9 sono viste parziali in sezione di un componente di bicicletta a sezione cava, in particolare di una pedivella cava, secondo alcune forme di realizzazione dell’invenzione;

- le FIGG. 10-11 sono viste prospettiche di un particolare di un componente di bicicletta secondo ulteriori forme di realizzazione dell’invenzione; e

- le FIGG. 12-13 sono viste parziali in sezione di un componente di bicicletta a sezione piena, in particolare di una pedivella piena, secondo alcune forme di realizzazione dell’invenzione.

Un componente di bicicletta secondo l’invenzione è realizzato in materiale composito comprendente fibre strutturali incorporate in un materiale polimerico.

Tipicamente, le fibre strutturali sono scelte dal gruppo costituito da fibre di carbonio, fibre di vetro, fibre di boro, fibre sintetiche, fibre ceramiche e loro combinazioni, le fibre di carbonio essendo preferite.

Preferibilmente le fibre sintetiche comprendono fibre poliossazoliche, per esempio Zylon®, fibre di polietilene a peso molecolare ultra elevato (ultra high molecular weight polyethylene), per esempio Dyneema®, fibre aramidiche, per esempio fibre di kevlar e loro combinazioni.

Tipicamente, il materiale composito è stratificato e per ciascuno strato esiste una vasta scelta di materiali, noti in generale come compositi in foglio per stampaggio (Sheet Moulding Compound – SMC).

Peraltro, il materiale composito potrebbe anche non essere stratificato.

A titolo esemplificativo ma non limitativo, nel materiale composito stratificato, ciascuno strato può essere scelto, indipendentemente dagli altri strati, tra un materiale composito con fibra unidirezionale, con fibra bidirezionale tessuta, con fibra bidirezionale non tessuta, con fibra multidirezionale tessuta, con fibra multidirezionale non tessuta, con fibra corta o cortissima ad orientamento casuale, con agglomerati di fibra e loro combinazioni; nonché indipendentemente tra un materiale composito con fibra preimpregnata (“prepreg”) e un materiale composito con fibra secca, il materiale di matrice polimerica essendo aggiunto durante il processo di stampaggio; nonché indipendentemente tra un materiale composito con matrice polimerica termoindurente e un materiale composito con matrice polimerica termoplastica; la scelta in ogni gruppo di possibilità essendo indipendente dalla scelta in ogni altro gruppo.

Nel caso di materiale composito non stratificato, questo può essere scelto tra le varie alternative di ogni gruppo sopra menzionato per i singoli strati, ma tipicamente è del tipo con fibra corta o cortissima ad orientamento casuale o con agglomerati di fibra o loro combinazioni.

Nel materiale composito stratificato, ciascuno strato può comprendere fibre strutturali orientate in maniera uguale o differente rispetto a uno o più altri strati.

In maniera particolarmente preferita, il materiale utilizzato per fabbricare il componente di bicicletta è un composito con fibra preimpregnata e comprende una matrice polimerica di tipo termoindurente.

La fabbricazione del componente di bicicletta in un tale materiale composito con matrice polimerica termoindurente avviene attraverso un processo di stampaggio a compressione, mentre se la matrice polimerica è termoplastica, avviene attraverso un processo di stampaggio a iniezione. Un altro procedimento utilizzabile è la termoformatura.

La presente descrizione dettagliata viene fatta con riferimento a una pedivella a solo titolo esemplificativo di componente di bicicletta.

Con riferimento alle FIGG. da 1 a 3, viene mostrata una pedivella cava 10, nello stato finito e in alcune fasi di un procedimento di fabbricazione.

La pedivella 10 è in particolare una pedivella sinistra – o più in generale dal lato opposto al lato della catena o cinghia di trasmissione – ma quanto verrà descritto è valido anche per una pedivella destra – o più in generale dal lato della catena o cinghia di trasmissione –; le modifiche da apportarsi saranno chiare alle persone esperte del settore alla luce della presente descrizione e in particolare della successiva descrizione delle FIGG. 4 e 5.

La pedivella 10 presenta una cavità interna 12 almeno in una parte di una sua regione di braccio o corpo principale estesa tra l’asse di rotazione X e l’asse di pedale Y.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con direzione longitudinale o senso della lunghezza L della pedivella 10 si intende indicare una direzione che congiunge ortogonalmente l’asse di rotazione X all’asse di pedale Y.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con senso della larghezza G della pedivella 10 si intende indicare una direzione giacente nel piano di rotazione P e ortogonale alla direzione longitudinale L della pedivella 10.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con direzione dello spessore S della pedivella 10 si intende indicare una direzione parallela all’asse di rotazione X.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, con faccia prossimale 24 della pedivella 10 si intende indicare la faccia che, nella condizione di montaggio, è rivolta verso il telaio; con faccia distale 26 della pedivella 10 si intende indicare la faccia contrapposta alla faccia prossimale 24. Il perno 28 del movimento centrale si estende trasversalmente dalla faccia prossimale 24 e il perno-pedale (non mostrato) si estende trasversalmente dalla faccia distale 26.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, nel caso di pedivella 10 cava, con superficie interna 14 della pedivella si intende indicare la superficie rivolta verso la cavità 12; con superficie esterna 16 della pedivella 10 si intende indicare la superficie esposta.

Per la fabbricazione della pedivella cava 10 si utilizza un’anima rigida 18 sagomata, la cui forma determina la forma della cavità 12 nella pedivella 10 finita.

Le espressioni “direzione longitudinale”, “senso della larghezza”, “direzione dello spessore”, “faccia prossimale” e “faccia distale” sono utilizzate con riferimento all’anima 18 in maniera analoga a quanto sopra definito con riferimento alla pedivella.

In particolare l’anima 18, almeno in una sua regione longitudinalmente centrale, presenta una prima regione 20 (centrale in direzione della larghezza) che ha uno spessore massimo S1 (costante o comunque variabile poco e con continuità) e due sporgenze dall’uno e dall’altro lato in direzione di larghezza G, delle quali una sola, indicata con il riferimento 22, è visibile.

Ciascuna sporgenza 22 è a livello con una faccia dell’anima, preferibilmente con la faccia prossimale 27 dell’anima.

Nel passaggio da ciascuna sporgenza 22 alla regione centrale 20 risulta pertanto un gradino 29 avente una superficie di alzata 32 e una superficie di “pedata” 34 tra loro preferibilmente ortogonali o approssimativamente ortogonali. La superficie di “pedata” 34 è parte della sporgenza 22 ed è estesa sostanzialmente nella direzione longitudinale L e nella direzione della larghezza G. La superficie di alzata 32 è parte della regione centrale 30 ed è estesa sostanzialmente nella direzione longitudinale L e nella direzione dello spessore S.

L’anima 18 comprende scanalature e/o bassifondi destinati ad alloggiare in posizione predefinita e più protetta componenti elettrico/elettronici, quali ad esempio schede per circuiti integrati, circuiti flessibili e/o cavi di connessione tra componenti elettronici interni e/o esterni alla pedivella finita.

Nel caso mostrato sono previsti bassifondi 36 per sensori 38, in particolare estensimetri o altri sensori di allungamento/contrazione e/o sensori di temperatura, preferibilmente sulle superfici di alzata 32 dei gradini 29, un bassofondo 40 per una scheda per circuiti stampati o PCB 42, un bassofondo 44 per cavi e/o circuiti flessibili 46, preferibilmente sulla faccia distale 25, un bassofondo circolare (non visibile) per definire la posizione di un foro 50 di evacuazione (FIG. 1) descritto nel seguito, preferibilmente sulla faccia prossimale 27.

Nel procedimento di fabbricazione della pedivella cava 10, infatti, uno o più sensori 38 possono essere innanzitutto fissati sulla superficie di alzata 32 dell’anima 18 rigida, nei bassifondi 36. Anche detti cavi e/o circuiti flessibili 46 possono essere fissati all’anima 18.

Il PCB 42, opportunamente trattato come descritto successivamente con riferimento alle FIGG. 6-11, viene fissato all’anima 18, preferibilmente in maniera stabile, ma temporanea, nel bassofondo 40. Il significato dell’espressione “stabile, ma temporanea” diventerà chiaro alla lettura della presente descrizione.

Vantaggiosamente, come mostrato, i componenti 38, 42, 46 formano un corpo 47 di strumentazione pre-assemblato; la FIG. 3 mostra l’anima 18 e il corpo 47 di strumentazione nella condizione di fissaggio del corpo 47 di strumentazione all’anima 18.

Il corpo 47 di strumentazione presenta inoltre sensori 39, preferibilmente sensori di temperatura quando i sensori 38 sono estensimetri o altri sensori di allungamento/contrazione. Si nota che i sensori 39 del corpo 47 di strumentazione risultano fissati sulla faccia distale 25 dell’anima 18. Tuttavia, potrebbero essere presenti, in alternativa o in aggiunta ai bassifondi 36 sulla superficie di alzata 32 dell’anima 18 rigida, dei bassifondi sulla superficie di pedata 34 dei gradini 29 dell’anima 18 per accogliere questi sensori 39.

I sensori 38, 39 possono anche essere disposti sulla faccia prossimale 27 dell’anima 18 rigida, preferibilmente in bassifondi (non mostrati) opportunamente posizionati per accoglierli.

I sensori di allungamento/contrazione 38 e i sensori di temperatura 39 potrebbero essere invertiti di posizione.

Il perno 28 del movimento centrale o una sua porzione e il perno-pedale (non mostrato) oppure corrispondenti bussole metalliche 52, 54, eventualmente filettate internamente, oppure ancora inserimenti filettati (master) di realizzazione di fori per tali perni, vengono posizionati alle due estremità dell’anima 18.

In seguito, un “cordone” di materiale composito 56 comprendente preferibilmente fibra strutturale sostanzialmente unidirezionale viene posizionato nella rientranza determinata da ogni gradino 29, in cui la direzione della fibra unidirezionale è sostanzialmente allineata con la direzione longitudinale L della pedivella 10. Il cordone 56 può essere formato da una o più tele di materiale composito arrotolate oppure può comprendere una treccia o simile di fibra unidirezionale a secco, che viene impregnata di materiale polimerico precedentemente all’inserimento in uno stampo oppure impregnata di materiale polimerico durante lo stampaggio. Può essere usato un unico cordone 56 richiuso su se stesso oppure possono essere usati due cordoni, ciascuno da un lato dell’anima 18. Il cordone 56 può anche essere parzialmente indurito.

Si noti che i sensori 38 risultano a contatto con il cordone 56: questo può risultare particolarmente vantaggioso quando i sensori 38 sono estensimetri o altri sensori di allungamento/contrazione in quanto essi risultano estesi secondo la direzione delle fibre del materiale composito.

Successivamente, una o più altre tele 60 di materiale composito di vario tipo vengono avvolte sulla struttura così preparata.

Come il cordone 56, anche le tele 60 possono essere pre-impregnate oppure no, nel qual caso il materiale polimerico viene iniettato successivamente nello stampo.

In alternativa al cordone 56 e alle tele 60 di materiale composito, può essere utilizzato materiale composito non in tela, come sopra detto.

La struttura viene inserita nello stampo e il materiale composito viene consolidato, sottoponendolo ad un idoneo profilo di temperatura e di pressione. Il materiale dell’anima 18 deve essere opportunamente selezionato perché resista alla temperatura e alla pressione di stampaggio, mantenendo la sua forma fino all’indurimento del materiale composito, garantendo peraltro un posizionamento preciso dei sensori 38, 39 (e del PCB 42) nella cavità 12 interna della pedivella 10 finita.

Dopo l’estrazione dallo stampo, può essere realizzato il foro 50 di evacuazione a cui si è fatto cenno, ad esempio sulla faccia prossimale 24 della pedivella 10 e l’anima 18 può essere opportunamente fusa e lasciata colare fuori dal foro. A tale fine, l’anima 18 è in particolare realizzata in una lega metallica bassofondente, la cui temperatura di fusione è inferiore a 140°C.

Il processo di fusione della lega avviene in particolare –come noto ad esempio dal documento EP1818252A1, qui incorporato per riferimento–, ponendo il semilavorato in un bagno d’olio a una temperatura superiore a quella di fusione della lega. In tal modo, la fusione dell’anima 18 avviene senza che il materiale composito venga danneggiato da temperature troppo alte.

Il fissaggio di detti uno o più sensori 38, 39 all’anima 18 deve essere tale da tenerlo/i in posizione durante l’assemblaggio della struttura da stampare e durante lo stampaggio, ma deve avere una forza di coesione minore rispetto a quella che si instaura tra detti uno o più sensori 38, 39 e il materiale composito, in maniera tale che, estratta l’anima 18, i sensori 38, 39 rimangano solidali alla pedivella.

È invece opportuno che i cavi e/o circuiti flessibili 46, una cui lunghezza dovrà esser portata fuori attraverso il foro 50, non aderiscano affatto alla pedivella 10, almeno nella loro porzione terminale libera.

Il fissaggio di detto PCB 42 e/o dei cavi e/o circuiti flessibili 46 all’anima 18 deve similmente essere tale da tenerli in posizione durante l’assemblaggio della struttura da stampare e durante lo stampaggio e che essi non vengano trascinati via dall’anima 18 fusa fuoriuscente dal foro 50, ma da un lato non si richiede la stessa precisione di posizionamento dei sensori 38, 39, dall’altro lato non è strettamente necessario che detti elementi 42, 46 aderiscano alla superficie interna 14 della pedivella 10 finita – ancorché decisamente preferito onde evitare rumori e sballottamenti con conseguenti evidenti problemi durante l’uso della pedivella 10.

Peraltro, la conformazione preferita di corpo 47 di strumentazione preassemblato agevola vantaggiosamente anche il mantenimento in posizione dei vari componenti elettrico/elettronici.

In seguito all’evacuazione del materiale costituente l’anima 18, se prevista, il foro 50 di evacuazione può essere tappato opportunamente, preferibilmente in maniera stagna.

La cavità interna 12 della pedivella 10 così formata può venire in seguito rifinita rimuovendo gli eventuali residui metallici rimasti dopo la fusione tramite un lavaggio acido, purché non danneggi il/i sensore/i 38, 39.

La pedivella 10 può essere sottoposta a un ulteriore ciclo di finitura della superficie esterna 16, ad esempio sottoponendola a sabbiatura, e la lavorazione termina con il fissaggio di eventuali parti metalliche previste sulla pedivella 10.

Nel caso della pedivella destra, ad esempio, una o più corone dentate vengono fissate tipicamente per incollaggio a sue razze. Infatti, nel caso di una pedivella destra, l’anima rigida, indicata con il riferimento 19 e mostrata nelle FIGG. 4-5, è più lunga dell’anima 18 e comprende, dal lato dell’asse di rotazione X della pedivella finita, un foro centrale 57 e aggetti 58 estesi a raggera attorno al foro 57, che andranno a definire prolungamenti della cavità interna 12 della pedivella destra all’interno di un numero corrispondente di sue razze, estese a raggera attorno alla bussola metallica 52. Il numero di aggetti 58, rispettivamente razze della pedivella non è necessariamente uguale a quattro come mostrato.

La regione centrale dell’anima 19 è simile alla regione centrale dell’anima 18 per la fabbricazione di una pedivella sinistra ed è dotata di conformazioni simili, indicate per praticità con i medesimi riferimenti numerici utilizzati per descrivere l’anima 18 per la pedivella sinistra delle FIGG. 2-3. Anche i componenti elettrici/elettronici (PCB 42, sensori 38, 39, cavi 46, corpo 47 di strumentazione pre-assemblato) sono vantaggiosamente analoghi a quelli descritti per l’anima 18 e indicati per praticità con gli stessi riferimenti numerici.

Si sottolinea che con il procedimento di fabbricazione sopra illustrato, il PCB 42 (così come altri componenti elettrici/elettronici) viene dunque co-stampato con il materiale composito della pedivella 10, vale a dire che la pedivella 10 viene stampata, in un sol pezzo, con il PCB già inserito al suo interno, diversamente dalla tecnica nota ove prima viene formata la pedivella e solo successivamente le vengono associati dei componenti elettrico/elettronici.

La pedivella 10 presenta dunque, inglobati nel suo corpo principale, il PCB 42 e possibilmente gli altri componenti elettrici/elettronici.

Il PCB 42 (e possibilmente gli altri componenti elettrici/elettronici) risulta pertanto vantaggiosamente racchiuso nel materiale composito che forma la pedivella 10 e da esso egregiamente protetto da urti, acqua, sporcizia ed agenti atmosferici.

I componenti elettrici/elettronici alloggiati nella pedivella devono essere tali da sopportare il profilo di pressione e temperatura del processo di stampaggio – più critici nel caso di materiale composito con materiale polimerico termoindurente che non nel caso di materiale composito con materiale polimerico termoplastico –, nonché il lavaggio acido se effettuato, eventualmente quando protetti come descritto nel seguito con riferimento alle FIGG. 6-11.

I componenti che non sono capaci di sopportare tali condizioni, e in particolare un’unità di alimentazione a batteria, vengono meccanicamente connessi alla pedivella 10 ed elettricamente connessi ai componenti co-stampati solamente dopo lo stampaggio della pedivella 10, eventualmente inserendoli nella cavità 12 attraverso il foro 50 o altri fori idonei, oppure fissandoli alla superficie esterna 16 della pedivella stessa.

Vale la pena di sottolineare che anche i sensori 38, 39 o alcuni di essi, possono essere connessi successivamente allo stampaggio della pedivella 10 e in particolare fissati alla superficie esterna 16 della pedivella 10.

In alternativa, si può prevedere un’anima 18 opportunamente progettata e realizzata per essere lasciata in sede, all’interno della pedivella 10 finita, a stampaggio avvenuto. In tal caso, essa definisce comunque una sorta di cavità interna, sicché nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, per cavità interna 12 si intende indicare la cavità del materiale composito formante il guscio o mantello esterno della pedivella 10.

L’anima che resta nella pedivella finita può essere prevista in un materiale particolarmente leggero, quale ad esempio polipropilene ad alta densità oppure materiale composito indurito (uguale o non al materiale composito che forma il guscio della pedivella 10), oppure nella forma di un’intelaiatura opportunamente configurata per e avente una rigidezza tale da garantire il corretto posizionamento dei sensori 38, 39 nella pedivella finita.

Il procedimento di fabbricazione della pedivella destra di cui alle FIGG.

4-5 è sostanzialmente uguale a quello sopra descritto, a parte la differenza di forma e numero di tele di composito 60 che vengono opportunamente avvolte intorno all’anima 19, al suo foro centrale 57 e ai suoi aggetti 58.

Prima dello stampaggio, il PCB 42 viene dotato di una protezione.

Il PCB 42 comprende in maniera nota un supporto o substrato, generalmente comprendente almeno uno strato conduttivo e uno strato non conduttivo, preferibilmente un’alternanza di strati conduttivi e non conduttivi, sul quale supporto vengono fissati, preferibilmente saldati, uno o più componenti elettrico/elettronici realizzanti un circuito (o più circuiti).

Lo o gli strati conduttivi sono opportunamente configurati, ad esempio tramite attacco acido (etching), in maniera tale da formare piste conduttive che interconnettono tra loro i componenti elettrici/elettronici montati sul supporto a formare il circuito desiderato e/o piazzole o pad per la connessione del circuito con componenti ad esso esterni – nel caso mostrato, in particolare per la connessione del circuito realizzato sul PCB 42 con i cavi 46 di connessione con i sensori 38, 39 e con un’unità di alimentazione all’esterno della pedivella 10.

Una o entrambe le facce del supporto del PCB 42 possono presentare il o i componenti elettrico/elettronici; una o entrambe le facce del supporto del PCB 42 possono presentare le piste conduttive e/o le piazzole; nel caso di una sola faccia che presenta il o i componenti elettrico/elettronici e una sola faccia che presenta le piste conduttive e/o le piazzole, si può trattare della medesima faccia o di due facce opposte.

La protezione dell’invenzione può assolvere compiti diversi, alternativamente o contemporaneamente.

Per quanto riguarda le piste conduttive e/o le piazzole, la protezione assolve il compito di isolare elettricamente le stesse, soprattutto nel caso in cui la faccia (o le facce) su cui queste sono ricavate sia (siano) in contatto con materiale conduttivo, come ad esempio materiale composito comprendente fibra di carbonio.

Per quanto riguarda il o i componenti elettrico/elettronici, la protezione assolve il compito di proteggere lo stesso o gli stessi dalle pressioni e/o dalle temperature di stampaggio e/o di altre fasi di lavorazione, nel caso in cui queste siano critiche – come in particolare nel caso di stampaggio a compressione di materiale polimerico termoindurente.

In entrambi i casi, la protezione può inoltre assolvere il compito di proteggere da agenti chimici utilizzati nella fase di lavaggio della cavità 12.

Le FIGG. 6-11 illustrano alcune forme di realizzazione di protezione di un PCB 42 che ne consentono il co-stampaggio nella pedivella 10 o altro componente di bicicletta.

Nella forma di realizzazione della FIG. 6, il PCB 42 presenta una pluralità di componenti elettrico/elettronici (tre indicati con i riferimenti 64, 66, 68 a mero titolo di esempio) e le piste e piazzole su una sola faccia 70 del PCB. La faccia opposta 72 del PCB è formata da uno strato non conduttivo del suo supporto. Il PCB 42 è co-stampato nella pedivella 10 con la faccia 72 a contatto con il materiale composito.

La protezione 74 è realizzata in un materiale polimerico a base di una resina epossidica termoindurente, preferibilmente bi-componente.

La protezione 74 così realizzata garantisce resistenza alla elevata temperatura di stampaggio e di fusione dell’anima 18, 19, oltre ad avere un’elevata resistenza agli impatti e in generale alle sollecitazioni meccaniche, in particolare alla elevata pressione di stampaggio.

La pressione e/o la temperatura cui sono sottoposti i componenti elettrico/elettronici 64, 66, 68 sono vantaggiosamente abbassate a livelli non critici dalla protezione 74.

A tale scopo giova il fatto che il materiale polimerico a base epossidica della protezione 74 riempie gli spazi vuoti tra i componenti elettrico/elettronici 64, 66, 68 e compensa le loro differenze di spessore andando a formare un PCB protetto avente uno spessore uniforme, sul quale la pressione di stampaggio si distribuisce in maniera più uniforme.

Inoltre, la protezione 74 garantisce un idoneo isolamento elettrico, anche se questo non è particolarmente necessario dato che la faccia 70 del PCB 42 è esposta all’aria nella cavità 12 della pedivella 10. Tuttavia, l’isolamento elettrico può risultare utile nel caso di infiltrazione d’acqua nella cavità 12.

La protezione 74 garantisce vantaggiosamente anche una idonea impermeabilità e resistenza agli agenti chimici, in particolare al bagno acido di lavaggio del procedimento di fabbricazione.

Per ricoprire il PCB 42 con la protezione 74 di resina epossidica, viene vantaggiosamente –ma non necessariamente- utilizzata l’anima 18, 19 stessa. Il PCB 42 viene disposto nel bassofondo 40 dell’anima 18, 19 con la faccia 70 recante i componenti elettrico/elettronici 64, 66, 68 orientata verso l’anima 18, 19, vale a dire verso il bassofondo 40. La resina epossidica allo stato fluido viene quindi iniettata nel bassofondo 40, al di sotto del PCB 42, e va a riempire gli spazi vuoti tra i componenti elettrico/elettronici 64, 66, 68 e il fondo del bassofondo 40. La resina può essere inserita nel bassofondo anche prima dell’inserimento del PCB 42. La resina viene poi parzialmente indurita o lasciata indurire, andando a formare una protezione 74 stabile.

I componenti elettrico/elettronici 64, 66, 68 recati sul PCB 42 così rivestito dalla protezione 74 risultano pertanto vantaggiosamente protetti sia durante il co-stampaggio, nel corso del quale l’anima 18, 19 e la pedivella 10 in formazione sono sottoposte a elevate temperature e pressioni, sia durante le eventuali successive fasi di fusione dell’anima 18, 19 e/o di lavaggio acido e finitura in cui vengono impiegate sostanze chimiche aggressive, sia durante la vita utile della pedivella 10 dalle eventuali infiltrazioni nella cavità 12.

In alternativa alla resina epossidica, come indicato nella parte introduttiva della presente descrizione, è possibile utilizzare altri materiali, perlopiù polimerici, che abbiano proprietà analoghe o simili, così da garantire un’adeguata protezione al PCB 42, quali ad esempio metacrilato, poliuretano, un materiale acrilico.

Alcuni dei componenti elettrico/elettronici 64, 66, 68 del PCB 42 possono essere ulteriormente protetti dagli sforzi meccanici in gioco durante lo stampaggio aggiungendo appositi elementi smorzanti tra di essi e la resina epossidica, come l’elemento smorzante 76 mostrato in corrispondenza del componente elettrico/elettronico 64.

L’elemento smorzante 76 ha una rigidezza molto inferiore a quella della protezione 74. In tal modo, quando viene applicato un carico meccanico esternamente alla protezione 74 – in particolare quello causato dall’alta pressione di stampaggio –, l’elemento smorzante 76 disperde la pressione risultante in corrispondenza del componente elettrico/elettronico 64 sottostante, scaricando il carico sulla porzione di protezione 74 circostante il componente elettrico/elettronico 64.

Il componente elettrico/elettronico 64 al quale l’elemento smorzante 76 è applicato è ad esempio un accelerometro, che è il componente più fragile o sensibile ai carichi meccanici in quanto il suo funzionamento si basa su attuatori meccanici comprendenti microarmature in movimento; l’accelerometro è quindi il componente che rischia più facilmente di danneggiarsi durante lo stampaggio a causa delle alte pressioni in gioco, che possono causare piccole deformazioni sul PCB 42 che comportano il danneggiamento delle microarmature dell’accelerometro.

I componenti elettrici/elettronici 66, 68 del PCB 42 che invece non comprendono parti in movimento sono in generale più resistenti ai carichi meccanici, benché essi non siano progettati per avere una resistenza specifica ai carichi meccanici. Può essere in ogni caso opportuno, in via cautelativa, prevedere ulteriori elementi smorzanti analoghi all’elemento smorzante 76 anche su di essi.

Per l’elemento smorzante 76 si utilizza un polimero siliconico. In alternativa, possono essere utilizzati altri materiali polimerici soft, per esempio poliuretano.

Nella forma di realizzazione di FIG. 7, il PCB 42 reca un solo componente elettrico/elettronico 66, ad esempio un microprocessore, per cui non vi è il problema di diversi spessori e conseguenti diverse pressioni locali. In questo caso, la protezione 78 è realizzata da uno strato, in particolare da almeno una pelle di materiale composito comprendente fibra di vetro. Pur avendo proprietà meccaniche inferiori alla resina epossidica della protezione 74, la protezione 78 garantisce caratteristiche di impermeabilità, di protezione dagli agenti chimici e di isolamento elettrico comparabili.

Nel procedimento di fabbricazione, la o le pelli di composito in fibra di vetro possono essere accoppiate in maniera stabile al PCB 42 fuori dallo stampo, oppure una o più pelli di composito in fibra di vetro possono essere dapprima disposte nel bassofondo 40 dell’anima 18, 19, disponendo successivamente sopra alle pelli la scheda PCB 42 con il componente elettrico/elettronico 66 disposto verso la fibra di vetro stessa, vale a dire verso il bassofondo 40.

Nel caso in cui il componente elettrico/elettronico 66 recato sulla scheda PCB 42 sia fragile, è possibile anche in questo caso prevedere un elemento smorzante 76 (FIG. 6) a sua protezione.

Preferibilmente il materiale polimerico della protezione 78 è uguale a o almeno compatibile con la matrice polimerica del materiale composito delle tele 60, in particolare dal punto di vista chimico e in termini di profilo di pressione e temperatura di polimerizzazione o indurimento, così che avvenga una co-reticolazione o co-indurimento del PCB 42 protetto dalla protezione 78 con il resto del componente di bicicletta, qui la pedivella 10.

In alternativa al materiale composito in fibra di vetro è possibile utilizzare altri materiali elettricamente isolanti, che abbiano proprietà analoghe o simili, così da garantire un’adeguata protezione al PCB 42, quali ad esempio fibre termoplastiche, ad esempio fibre a base di nylon oppure del tipo Dyneema®; vanno bene anche fibre minerali a base di basalto ma anche aramidiche o Zylon®.

In FIG. 8 è illustrato un PCB 42 dotato di una protezione 80 che comprende uno strato di resina epossidica o sue varianti sopra descritte con riferimento alla protezione 74 della FIG. 6 dal lato 70 del PCB 42 recante i componenti elettrico/elettronici 64, 66, 68 e uno strato di materiale composito in fibra di vetro 84 (o altri materiali sopra indicati) analogo a quello descritto con riferimento alla protezione 78 della FIG.

7 dal lato 72 opposto del PCB 42, che presenta in questo caso piste e/o piazzole di connessione elettrica (non visibili). Lo strato di materiale composito in fibra di vetro 84 è in questo caso particolarmente utile perché il lato 72 del PCB 42 recante le piste e/o piazzole sarebbe altrimenti in diretto contatto con il materiale composito della pedivella 10, che può essere elettricamente conduttivo come nel caso in cui comprenda fibra di carbonio.

Il procedimento di fabbricazione differisce da quello descritto con riferimento alla FIG. 6 per il fatto che lo strato di materiale composito in fibra di vetro 84 viene disposto sopra al PCB 42 dopo che questo è stato inserito nel bassofondo 40 dell’anima 18, 19 e prima di avvolgere il materiale composito che formerà la pedivella 10.

In FIG. 9 è illustrato un PCB 42 recante componenti elettrico/elettronici 64, 66, 68 su una prima faccia 70 e componenti elettrico/elettronici 86, 88, 90 (anche in questo caso, ne sono mostrati tre a mero titolo di esempio) sulla faccia opposta 72. In questo caso, la protezione 92 è realizzata su entrambe le facce 70, 72 in resina epossidica o varianti sopra indicate. Il PCB 42 è totalmente inglobato nella resina epossidica della protezione 92. La resina epossidica viene preferibilmente iniettata nel bassofondo 40 prima di immergervi la scheda PCB a una certa profondità e pre-indurita prima di avvolgere il materiale composito che formerà la pedivella 10, in ogni caso prima del processo di stampaggio della pedivella 10.

E’ possibile prevedere una protezione 92 da entrambi i lati anche per un PCB 42 recante componenti su una sola faccia, ma piste e piazzole dalla faccia opposta.

Secondo una forma di realizzazione non mostrata, è possibile proteggere entrambi i lati del PCB 42, in particolare se ciascuno reca un solo componente, tramite uno o più strati di composito in fibra di vetro o varianti sopra discusse con riferimento alla FIG. 7.

Anche nelle forme di realizzazione in cui il PCB 42 è inglobato o avvolto completamente dalla protezione è possibile utilizzare uno o più elementi smorzanti 76 su uno o più componenti elettrico/elettronici del PCB 42.

Le forme di realizzazione in cui il PCB 42 è inglobato o avvolto completamente dalla protezione conseguono i vantaggi sopra delineati per il PCB protetto su una sola faccia.

La FIG. 10 mostra una forma di realizzazione ancora alternativa di una protezione 94 applicabile ad un PCB 42 per consentirne il co-stampaggio con una pedivella 10. In questo caso sono visibili svariati componenti elettronici sulla scheda PCB 42, a titolo del tutto esemplificativo.

La protezione 94 è realizzata nella forma di un coperchio 94 avente dimensioni idonee a ricoprire la faccia 70 della scheda PCB 42 recante i componenti elettrico/elettronici, contenendoli. Il coperchio 94 è realizzato in un materiale che presenti idonee caratteristiche di resistenza meccanica, resistenza alla temperatura, resistenza agli agenti chimici e/o isolamento elettrico per le motivazioni sopra esposte, e a tal scopo può essere realizzato ad esempio in nylon oppure ABS.

Il coperchio 94 è in particolare realizzato di forma complementare a quella del bassofondo 40 sull’anima 18, 19.

Il coperchio 94 viene dapprima fissato, in corrispondenza del suo bordo 96, sul PCB 42, ad esempio per incollaggio o in alternativa per saldatura. Il PCB 42 così protetto dal coperchio 94 viene quindi inserito nel bassofondo 40 realizzato sull’anima 18, 19, con il coperchio 94 nel bassofondo 40.

In alternativa al coperchio 94 è possibile prevedere un’intelaiatura 98 di protezione, come mostrato in FIG. 11, il procedimento di fabbricazione essendo analogo a quello descritto con riferimento al coperchio 94 di FIG. 10. L’intelaiatura 98 può essere utilizzata in quei casi in cui è necessario proteggere i componenti elettrico/elettronici del PCB 42 dal punto di vista meccanico senza la necessità di isolarlo del tutto dalla cavità interna della pedivella. L’intelaiatura 98 offre protezione meccanica e fa da distanziatore.

Una protezione come il coperchio 94 o l’intelaiatura 98 può essere prevista anche da entrambe le facce del PCB 42 nel caso in cui entrambe le facce rechino componenti elettrico/elettronici.

Sono anche possibili forme di realizzazione in cui le due facce del PCB 42 sono protette in due diverse tra le maniere descritte con riferimento alle FIGG. 6, 7, 10, 11.

Sono anche possibili forme di realizzazione in cui una stessa o ciascuna faccia del PCB 42 è protetta in due diverse tra le maniere descritte con riferimento alle FIGG. 6, 7, 10, 11.

Si sottolinea ancora che i componenti elettrico/elettronici recati sul PCB 42 protetto con una delle protezioni sopra discusse risultano vantaggiosamente protetti sia durante il co-stampaggio, nel corso del quale l’anima 18, 19 e la pedivella 10 in formazione è sottoposta a elevate temperature e pressioni, sia durante le eventuali successive fasi di fusione dell’anima 18, 19 e/o di lavaggio acido e finitura in cui vengono impiegate sostanze chimiche aggressive.

Inoltre, nella pedivella 10 finita i componenti elettrico/elettronici non risultano esposti all’interno della cavità 12 e sono oltretutto sigillati in maniera impermeabile, protetti da un possibile ingresso di acqua e/o sporcizia nella cavità 12 della pedivella 10.

Ad ulteriore vantaggio, proteggendo la scheda o PCB 42 su entrambi i lati, i componenti elettrico/elettronici risultano isolati dal materiale in fibra che, essendo elettricamente conduttivo almeno nel caso di fibra di carbonio, può interferire con la generazione e/o trasmissione dei segnali elettrici in gioco, causando cortocircuiti e malfunzionamenti.

Infine, dato che il PCB 42 è totalmente nascosto alla vista, l’estetica della pedivella 10 risulta notevolmente migliorata.

Resta peraltro inteso che la protezione del PCB 42 può essere prevista solamente sul lato a contatto con il materiale composito della pedivella 10 e non dal lato esposto nella cavità 12, o viceversa.

Le FIGG. 12-13 illustrano due forme di realizzazione esemplificative di una protezione di un PCB 42 co-stampato in una pedivella 10 piena.

In questo caso, entrambe le facce del PCB 42 possono essere esposte a pressione e/o temperatura di stampaggio critiche, e/o alla necessità di isolamento elettrico dal materiale composito formante la pedivella 10.

Pertanto, a meno che una faccia del PCB 42 sia priva sia di componenti elettrici/elettronici sia di piste e/o piazzole, è opportuno che il PCB 42 sia circondato su tutti i lati dalla protezione.

A titolo di esempio, nel caso di FIG. 12, la faccia del PCB 42 recante i componenti elettronici 64, 66, 68 è protetta da uno strato in resina epossidica 74 o varianti discusse in relazione alla FIG. 6 – e la faccia del PCB 42 recante le piste e piazzole è protetta da uno strato di composito in fibra di vetro 84- o varianti discusse in relazione alla FIG. 7.

Sempre a titolo di esempio, nel caso di FIG. 13, entrambe le facce del PCB 42 sono protette da uno strato di resina epossidica o varianti discusse in relazione alla FIG. 6.

Sono peraltro possibili anche le altre forme di realizzazione di protezione sopra descritte con riferimento alla pedivella cava.

Anche in questi casi, è possibile prevedere uno o più elementi smorzanti 76 aggiuntivi a protezione dei componenti elettrico/elettronici 64, 66, 68 più delicati.

Nel caso di pedivella piena, è ancora possibile utilizzare un bassofondo in un idoneo supporto per formare la protezione fuori dallo stampo; il PCB 42 protetto viene poi ricoperto da strati di materiale composito prima dell’inserimento nello stampo, oppure viene inserito nella cavità di stampo e inglobato in materiale composito non in strati. Infine il PCB 42 viene co-stampato con gli eventuali altri componenti e con il materiale composito formante la pedivella 10.

Benché l’invenzione sia stata descritta in dettaglio con riferimento a una pedivella, l’invenzione può essere applicata anche ad altri componenti della bicicletta quali ad esempio manubrio, telaio, o una delle leve di comando.

La sezione del componente potrà essere cava, rispettivamente piena, solamente in una regione contenente la scheda per circuiti stampati e piena, rispettivamente cava, in altre regioni.

Si può anche prevedere di disporre del materiale composito anche tra l’anima e la scheda per circuiti stampati, così da ottenere un componente dotato di una cavità in cui la scheda per circuiti stampati è immediatamente adiacente alla cavità, pur essendo completamente avvolta dal materiale composito. Se da un lato questo procedimento aiuta a mantenere in posizione la scheda per circuiti stampati dopo lo stampaggio e a proteggerla da eventuali infiltrazioni nella cavità, dall’altro lato durante lo stampaggio la scheda per circuiti stampati può muoversi di più che non quando è fissata temporaneamente all’anima e/o alloggiata in un bassofondo dell’anima, per cui il posizionamento della scheda per circuiti stampati nel componente di bicicletta risulta meno preciso.

Benché l’invenzione sia stata descritta in dettaglio con riferimento a un’unica scheda per circuiti stampati, può essere previsto un numero maggiore di schede per circuiti stampati.

La precedente è una descrizione di varie forme di realizzazione di aspetti inventivi, ed ulteriori modifiche possono essere apportate senza fuoriuscire dalla portata della presente invenzione. La forma e/o la dimensione e/o la posizione e/o l’orientamento dei vari componenti e/o la successione delle varie fasi possono essere variati. Le funzioni di un elemento o modulo possono essere eseguite da due o più componenti o moduli, e viceversa. Componenti mostrati direttamente connessi o in contatto possono avere strutture intermedie disposte tra di loro. Fasi mostrate direttamente susseguentisi possono avere fasi intermedie svolte tra di esse. I dettagli mostrati in una figura e/o descritti con riferimento a una figura o a una forma di realizzazione si possono applicare in altre figure o forme di realizzazione. Non tutti i dettagli mostrati in una figura o descritti nello stesso contesto devono essere necessariamente presenti in una stessa forma di realizzazione. Caratteristiche o aspetti che risultino innovativi rispetto alla tecnica nota, da soli o in combinazione con altre caratteristiche, sono da considerare descritti di per sé, indipendentemente da quanto esplicitamente descritto come innovativo.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di fabbricazione di un componente di bicicletta (10) in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica, comprendente le fasi, non necessariamente sequenziali, di: - predisporre uno stampo avente una cavità di stampo avente la forma del componente di bicicletta (10), - predisporre una scheda per circuiti stampati (42), - dotare almeno una prima faccia (70, 72) della scheda per circuiti stampati (42) di una protezione (74, 78, 80, 84, 92, 94, 98), - inserire in detta cavità di stampo la scheda per circuiti stampati (42) dotata della protezione (74, 78, 80, 84, 92, 94, 98), - inserire in detta cavità di stampo detto materiale composito, - con la condizione che detto materiale composito si estenda tutt’attorno a detta scheda per circuiti stampati (42) dotata della protezione (74, 78, 80, 84, 92, 94, 98), detto materiale composito essendo a contatto con detta scheda per circuiti stampati (42) dotata della protezione (74, 78, 80, 84, 92, 94, 98) dal lato di detta prima faccia (70, 72) e/o dal lato opposto, e - sottoporre a un profilo di temperatura e pressione fino a indurimento del materiale composito.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta almeno una prima faccia (70, 72) di detta scheda per circuiti stampati (42) reca almeno un componente elettrico/elettronico (64, 66, 68, 86, 88, 90) e detta protezione (74, 80, 84, 92, 94, 98) è una protezione da una temperatura critica e/o da una pressione critica per detto almeno un componente elettrico/elettronico.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui detta fase di dotare di protezione (74, 80, 84, 92) comprende prevedere uno strato di un materiale polimerico su detta almeno una prima faccia (70, 72) di detta scheda per circuiti stampati (42) e indurire o lasciare indurire detto materiale polimerico prima di detta fase di sottoporre al profilo di temperatura e pressione.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui detta almeno una prima faccia (70, 72) di detta scheda per circuiti stampati (42) reca una pluralità di componenti elettrici/elettronici (64, 66, 68, 86, 88, 90) e detta fase di prevedere lo strato di materiale polimerico comprende riempire con il materiale polimerico gli spazi tra detti componenti elettrici/elettronici (64, 66, 68, 86, 88, 90).
5. 5. Procedimento secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta protezione (74, 78, 80, 84, 92, 94, 98) è una protezione elettricamente isolante.
6. 6. Procedimento secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta almeno una prima faccia (70, 72) di detta scheda per circuiti stampati (42) reca almeno un componente elettrico/elettronico (64, 66, 68, 86, 88, 90) e in cui detta fase di dotare di protezione (94, 98) comprende ricoprire detta almeno una prima faccia (70, 72) con un coperchio (94) o un’intelaiatura (98), contenendo detto almeno un componente elettrico/elettronico (64, 66, 68, 86, 88, 90).
7. 7. Procedimento secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre la fase di prevedere un’anima (18, 19) di forma prefissata, applicare detta scheda per circuiti stampati (42) dotata della protezione (74, 78, 80, 84, 92, 94, 98) sull’anima (18, 19) e rivestire detta anima (18, 19), con detta scheda per circuiti stampati (42) applicata, con il materiale composito.
8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7 quando dipendente direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 3, in cui detta fase di applicare detta scheda per circuiti stampati (42) dotata della protezione (74, 80, 84, 92) sull’anima (18, 19) comprende applicare detta scheda per circuiti stampati (42) in un bassofondo (40) di detta anima (18, 19) con una sua faccia (70, 72) recante detti componenti elettrico/elettronici (64, 66, 68, 86, 88, 90) rivolta verso il bassofondo (40), iniettare detto materiale polimerico nel bassofondo (40) e indurire o lasciare indurire detto materiale polimerico.
9. 9. Componente di bicicletta (10) monolitico in materiale composito comprendente fibra strutturale incorporata in una matrice polimerica, co-stampato con una scheda per circuiti stampati (42) dotata di una protezione (74, 78, 80, 92, 94, 98) su almeno una sua prima faccia (70, 72), in cui detto materiale composito si estende tutt’attorno a detta scheda per circuiti stampati (42) dotata della protezione (74, 78, 80, 84, 92, 94, 98), detto materiale composito essendo a contatto con detta scheda per circuiti stampati (42) dotata della protezione (74, 78, 80, 84, 92, 94, 98) dal lato di detta prima faccia (70, 72) e/o dal lato opposto.
10. 10. Componente di bicicletta (10) secondo la rivendicazione 9, in cui detta almeno una prima faccia (70, 72) di detta scheda per circuiti stampati (42) reca almeno un componente elettrico/elettronico (64, 66, 68, 86, 88, 90) e detta protezione (74, 78, 80, 92, 94, 98) è una protezione da una temperatura critica e/o da una pressione critica per detto almeno un componente elettrico/elettronico (64, 66, 68, 86, 88, 90).
11. 11. Componente di bicicletta (10) secondo la rivendicazione 10, in cui detta protezione (74, 80, 92) comprende uno strato di un materiale polimerico indurito.
12. 12. Componente di bicicletta (10) secondo la rivendicazione 11, in cui detta almeno una prima faccia (70, 72) di detta scheda per circuiti stampati (42) reca una pluralità di componenti elettrici/elettronici (64, 66, 68, 86, 88, 90) e detto materiale polimerico riempie gli spazi tra detti componenti elettrici/elettronici (64, 66, 68, 86, 88, 90).
13. 13. Componente di bicicletta (10) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 9-12, in cui detta protezione (74, 78, 80, 84, 92, 94, 98) è una protezione elettricamente isolante.
14. 14. Componente di bicicletta (10) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 9-13, in cui detta almeno una prima faccia (70, 72) di detta scheda per circuiti stampati (42) reca almeno un componente elettrico/elettronico (64, 66, 68, 86, 88, 90) e in cui detta protezione (94, 98) comprende un coperchio (94) o un’intelaiatura (98) che ricopre detta almeno una prima faccia (70, 72), e che contiene detto almeno un componente elettrico/elettronico (64, 66, 68, 86, 88, 90).
15. 15. Componente di bicicletta (10) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 9-14, comprendente almeno una cavità (12), detta scheda per circuiti stampati (42) dotata della protezione (74, 78, 80, 84, 92, 94, 98) essendo attaccata a una superficie interna (14) della cavità (12).
16. 16. Componente di bicicletta (10) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 9-14, in cui entrambe le facce (70, 72) di detta scheda per circuiti stampati (42) dotata della protezione (74, 78, 80, 84, 92, 94, 98) sono a contatto con il materiale composito.
17. 17. Procedimento secondo qualsiasi delle rivendicazioni 1-8 o componente di bicicletta (10) secondo qualsiasi delle rivendicazioni 9-16, in cui il componente di bicicletta (10) è scelto nel gruppo costituito da una pedivella (10), un manubrio e una leva di comando e preferibilmente è una pedivella (10).