IT201600083139A1 - Pannello protettivo dall'impatto di oggetti a forte velocità. - Google Patents

Pannello protettivo dall'impatto di oggetti a forte velocità.

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Description

Descrizione
Le usuali protezioni da oggetti provenienti a forte velocità, cioè principalmente le protezioni antiproiettile, sono costituite essenzialmente da una lastra, eventualmente a più strati, di materiale resistente, fissata su un telaio.
L'energia cinetica posseduta dall'oggetto che impatta sulla lastra viene tutta e immediatamente assorbita dalla lastra in un intorno circoscritto del punto di impatto.
La lastra deve perciò avere spessore sufficiente per poter assorbire, in ogni suo punto, tutta l'energia posseduta da un proiettile e ciò implica un considerevole peso della lastra.
La lastra (2) esterna della protezione da oggetti provenienti a forte velocità (1), rivendicata nella prima rivendicazione, quando viene colpita da un proiettile, si sposta rispetto al telaio (5), a causa dell'impatto. Ciò significa che una parte dell'energia cinetica posseduta dal proiettile è servita per spostare la lastra (2) e non per perforarla.
Per esempio, per miglior comprensione, se su un piano orizzontale una prima sfera in movimento colpisce una seconda sfera ferma, la seconda sfera per effetto dell'urto si muove. Grossolanamente si può dire che una parte dell'energia cinetica della prima sfera è servita per il movimento della seconda sfera. Dopo aver percorso un piccolo tragitto la seconda sfera viene fermata da una mano o da un oggetto in grado di frenare ed arrestare il moto e l'energia cinetica è assorbita dalla mano o dall'oggetto che frena la sfera.
La parte dell'energia cinetica della prima sfera, che ha messo in movimento la seconda sfera, non ha danneggiato la seconda sfera.
Ciò non significa che la seconda sfera non possa essere stata danneggiata, ammaccata, scheggiata o spezzata, ma semplicemente che l'energia che ha prodotto il movimento della seconda sfera non ha contribuito agli eventuali danni subiti dalla seconda sfera per effetto dell'urto.
La lastra (2) esterna spostandosi, per effetto dell'impatto, preme l'elemento ammortizzante (4).
L'elemento ammortizzante (4) assorbe una parte dell'energia cinetica della lastra (2).
L'elemento ammortizzante (4) a sua volta preme su una successiva lastra (2). Anche la successiva lastra (2) assorbe una parte dell'energia cinetica del proiettile, e così via.
Le lastre (2) hanno spessore e massa relativamente limitati rispetto alle normali lastre antiproiettile e possono più facilmente muoversi ed assorbire energia cinetica del proiettile.
La pila di lastre (2) e ammortizzatori (4), interposti fra le lastre (2), distribuisce gli effetti dell'impatto su una superficie maggiore rispetto ad una normale lastra antiproiettile.
La combinazione dell'effetto dell'assorbimento di energia dovuta allo spostamento delle lastre (2) con l'effetto dell'aumento dell'area di reazione rendono il riparo in questione una protezione più efficace delle attuali protezioni antiproiettili.
Se la lastra (2) è opportunamente inclinata rispetto alla traiettoria del proiettile, si realizza un effetto scivolamento ( 21) del proiettile sulla lastra (2), dovuto allo spostamento della lastra provocato dall'impatto. Lo scivolamento favorisce il rimbalzo e la deviazione del proiettile.
Quanto descritto vale anche per veicoli a velocità sostenuta che possono essere colpiti da sassi od altri oggetti, per esempio un treno ad alta velocità può essere colpito da un oggetto che cada da un ponte.
Le lastre possono essere trasparenti, per esempio di vetro multistrato, gli elementi ammortizzanti (4) possono essere trasparenti in modo che il riparo sia trasparente. L'elemento ammortizzante (4) può essere costituito da qualunque corpo comprimibile, elastico o anaelastico, può essere un involucro contenente almeno un fluido, per esempio aria e un liquido o solo aria.
Gli involucri, simili a bolle tra loro comunicanti (11), permettono al fluido, contenuto in prossimità dll'impatto, a seguito dell'impatto, di fluire verso bolle (11) lontane dall'area di impatto.
Le bolle tra loro comunicanti (11), contenenti aria eventualmente compressa, sono elementi ammortizzanti (4) adatti per la protezione umana, hanno una apprezzabile capacità di distribuire l'impatto e sono leggeri.
L'involucro (10) è formato da guarnizioni elastiche (12) a tenuta di fluidi e da due lastre (2) fra loro congiunte dalle guarnizioni (12). Le superfici interne dell'involucro (10) sono le superfici delle due lastre (2), fra loro prospicienti, e le superfici delle guarnizioni elastiche (12).
Elementi ammortizzanti (4) di diverso tipo possono essere interposti fra diverse lastre (2), per esempio fra la lastra (2) esterna e un'altra lastra (2) può essere interposto un involucro (10) stagno contenente aria e fra due lastre (2) successive possono essere interposte molle elicoidali (9).
L'ultima lastra (2) della pila può essere flessibile o pieghevole, per esempio può essere di tessuto che può aderire a corpi umani da proteggere.
Alcune lastre (2), successive alla lastra (2) esterna, possono avere superficie limitata, appena sufficiente per appoggiare poche molle elicoidali (9).
Fondamentalmente il presente lavoro cerca di ottenere una lastra dura ed al tempo stesso soffice il che in natura è una antinomia. La suddivisione della lastra esterna (2) in lastre piccole (14) fa si che la lastra esterna complessiva sia cedevole e quindi in un certo senso soffice.
La lastra piccola (14), che ha massa contenuta e vincoli (15) o (20) flessibili ed elastici, quando è colpita da un proiettile si sposta più facilmente rispetto alla complessiva lastra esterna (2). Conserva la medesima durezza ma è per così dire più cedevole.
I vincoli (15) fra lastre piccole (14) adiacenti per esempio possono essere dei profilati (20) con sezione simile ad una lettera H , la costa centrale del profilato (20) aderisce ai bordi di due lastre piccole (14) fra loro adiacenti, il profilato (20) può essere flessibile elastico e pieghevole.
Le lastre piccole (14) posono essere fra loro congiunte con collanti o con pellicole tenaci e incollanti che possono essere trasparenti.
I vincoli (6), che vincolano le lastre piccole (14), sono flessibili ed elastici, i vincoli (6), che vincolano le lastre piccole intermedie (16), sono flessibili ed elastici e gli involucri tra loro comunicanti (11), riempiti con aria, sono flessibili e pieghevoli in modo tale che l'intera protezione riferita alla rivendicazione 6 sia flessibile e pieghevole e che possa essere indossata per la protezione personale (22).
Una lastra dura ed indeformabile, teoricamente totalmente libera di muoversi,
colpita da un oggetto ad alta velocità, per effetto dell'impatto, si muoverebbe di un
movimento che per semplicità potremmo considerare lineare associato ad un
movimento di rotazione intorno al suo baricentro.
Affinché il movimento della lastra assorba più energia possibile occorre che i vincoli
(6) siano il meno possibile vincolanti.
Un vincolo (6) teoricamente con quasi sei gradi di libertà, se si considerano soltanto
piccoli spostamenti, può per esempio essere costituito dal tirante elastico e snodato
(17).
Il tirante (17) può allungarsi e accorciarsi e permette alla lastra limitate rotazioni in
ogni direzione intorno al suo baricentro.
Altri vincoli (6), che permettono alla lastra (2) ampia libertà di movimento, sono i
carrelli (19). Essi sono efficaci anche per lastre (2) inclinate o orizzontali.
1 Oggetto proveniente a forte velocità
2 Lastra
4 Elemento ammortizzante
5 Telaio
6 Vincolo della lastra
9 Molla elicoidale
10 Contenitore con guarnizioni
11 Bolle tra loro comunicanti
12 Guarnizioni elastiche
13 Elemento elastico
14 Lastra piccola
15 Vincolo fra due lastre piccole
16 Lastra piccola intermedia
17 Tirante elastico e snodato
18 Snodo del tirante
19 Carrello
20 Profilato con sezione ad H
21 Effetto scivolamento
22 Protezione personale indossabile
23 Lastra a forma di campana
24 Lastra piegata ad angolo

Claims (10)

  1. Rivendicazioni Riparo per oggetti provenienti a forte velocità (1) caratterizzato dal fatto che è costituito da almeno una lastra (2), costruita con qualunque materiale adatto a resistere a impatti di oggetti a forte velocità (1), e da un sistema di ammortizzazione, il quale è costituito da un telaio (5), da almeno un elemento ammortizzante (4) comprimibile, interposto fra due lastre (2) fra loro prospicienti ed in fine da almeno un vincolo (6), per ogni lastra (2), che vincola la lastra (2) al telaio (5) in modo tale che, quando un oggetto proveniente a forte velocità (1) colpisce la lastra (2), ogni lastra 2), per effetto dell'impatto, possa spostarsi, seppur di poco, rispetto al telaio (5).
  2. 2 Riparo per oggetti provenienti a forte velocità (1) come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che almeno un elemento ammortizzante (4) è costituito da almeno una bolla (11) di materiale pieghevole contenente almeno un fluido, alcune bolle (11) sono tra loro comunicanti in modo che il fluido possa fluire da una bolla (11) ad altre bolle (11).
  3. 3 Riparo per oggetti provenienti a forte velocità (1) come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che almeno un elemento ammortizzante (4) è un contenitore (10) contenente almeno un fluido, il contenitore (10) è formato da guarnizioni elastiche (12) a tenuta di fluidi e da due lastre (2), fra loro prospicienti, congiunte dalle guarnizioni (12) in modo che il contenitore (10) possa contenere il fluido.
  4. 4 Riparo per oggetti provenienti a forte velocità (1) come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che almeno un elemento ammortizzante (4) è costituito da almeno un elemento elastico (13) come per esempio una molla elicoidale (9).
  5. 5 Riparo per oggetti provenienti a forte velocità (1) come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la lastra (2) è suddivisa in lastre piccole (14), accostate fra loro similmente alle piastrelle che formano un pavimento, ogni lastra piccola (14) è congiunta alle altre lastre piccole (14), ad essa adiacenti, da vincoli (15) in modo tale che, quando una lastra piccola (14) è colpita da un oggetto a forte velocità (1), se la potenza dell'impatto supera una certa soglia, la lastra piccola (14) possa muoversi rispetto alle altre lastre piccole (14) ad essa adiacenti, l'elemento ammortizzante (4) è strutturato e distribuito in modo tale da ammortizzare l'intera lastra, composta dall'insieme delle lastre piccole (14) fra loro congiunte, ed anche in modo da ammortizzare singolarmente ciascuna lastra piccola (14).
  6. 6 Riparo per oggetti provenienti a forte velocità (1) come da rivendicazione 1, 5 caratterizzato dal fatto che almeno una lastra (2) è suddivisa in lastre piccole intermedie (16) e che le lastre piccole (14) sono sovrapposte alle lastre piccole intermedie (16) in modo tale che le lastre piccole (14) coprano e proteggano le zone, dove le lastre piccole intermedie (16) sono accostate fra loro, in modo che oggetti provenienti a forte velocità (1) non possano incunearsi fra una lastra piccola intermedia (16) e una lastra piccola intermedia (16) sua vicina, tra le lastre piccole (14) e le lastre piccole intermedie (16) non sono interposti elementi ammortizzanti, l'insieme delle lastre piccole (14) e l'insieme delle lastre piccole intermedie (16) sono pieghevoli, il telaio (5), l'elemento ammortizzante (4) e i vincoli (6) sono pieghevoli.
  7. 7 Riparo per oggetti provenienti a forte velocità (1) come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che almeno un vincolo (6) è un tirante elastico e snodato (17) costituito da uno meccanismo simile ad un dinamometro a molla connesso con almeno uno snodo (18) che può ruotare, seppur limitatamente, in ogni direzione.
  8. 8 Riparo per oggetti provenienti a forte velocità (1) come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che almeno un vincolo (6) è un carrello (19), fissato al bordo della lastra (2), che può scorrere lungo il telaio (5) in modo da permettere contenuti movimenti relativi tra la lastra (2) ed il telaio (5).
  9. 9 Riparo per oggetti provenienti a forte velocità (1) come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la lastra (2) è costituita da strati di materiali diversi, per esempio vetro, lamiere di metallo, materiali espansi, fibre impregnate di resine, uniti fra loro da collanti e pellicole tenaci.
  10. 10 Riparo per oggetti provenienti a forte velocità (1) come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la lastra (2) ha forme particolari, come per esempio di campana (23) o con pieghe ad angolo retto (24).
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