ITMI20011202A1 - Struttura di casco avente capacita' di assorbimento di urti incrementata - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda una struttura di casco avente capacità di assorbimento di urti incrementata. Più particolarmente, il trovato riguarda una struttura di casco avente capacità di assorbimento di urti incrementata rispetto a caschi di tipo noto.

I caschi attualmente noti sono realizzati da un guscio esterno internamente rivestito con uno strato di rivestimento il quale ha il compito di assorbire la quantità principale di energia di impatto cui può essere soggetto il casco durante un urto.

Anche il guscio tuttavia assorbe parte dell'energia di impatto.

Il rivestimento interno è attualmente realizzato con una schiuma polimerica avente buone proprietà di assorbimento di energia, particolarmente il rivestimento interno è realizzato in EPS.

Al contrario, il guscio esterno del casco è realizzato in materiali compositi in virtù della loro elevata rigidezza specifica, ossia il rapporto tra la rigidezza ed il peso specifico. Nonostante ciò è noto che materiali compositi non sono realmente resistenti dato che essi subiscono poca deformazione plastica durante l'impatto e dissipano solamente energia tramite meccanismi di delaminazione e danneggiamento di fibre/matrice polimerica.

Nonostante questa consapevolezza, non è possibile pensare di migliorare fortemente la dissipazione di energia di impatto al livello del guscio esterno del casco tramite la sua deformazione plastica, dato che se ciò avvenisse, ossia se il guscio esterno fosse in grado di subire una notevole deformazione, tali deformazioni potrebbero portare lo strato di schiuma del rivestimento interno oltre il suo punto di densifreazione, inducendo quindi forze elevate, ossia una grande decelerazione, sul capo dell'utente che indossa il casco.

In sostanza, il guscio deve teoricamente dissipare parte dell'energia di impatto con una deformazione assai limitata.

Compito precipuo del presente trovato è quello di realizzare una struttura di casco che abbia una capacità di assorbimento di urti incrementata, particolarmente per quanto riguarda il guscio esterno.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare una struttura di casco in cui ad un'elevata capacità di assorbimento di urti da parte del guscio esterno si abbini una ridotta trasmissione di deformazione allo strato di rivestimento interno in schiuma polimerica.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare una struttura di casco in cui, a seguito del ridotto assorbimento di energia da parte dello strato di rivestimento interno, il suddetto strato subisca una deformazione minore rispetto a quanto avviene in caschi di tipo noto.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare una struttura di casco che abbia caratteristiche di sicurezza più elevate rispetto a quelle attualmente offerte da caschi di tipo noto.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare una struttura di casco che sia di elevata affidabilità, di relativamente semplice realizzazione ed a costi competitivi.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da una struttura di casco ad elevata capacità di assorbimento degli urti, comprendente un guscio esterno realizzato in materiale composito, un corpo interno di rivestimento atto ad essere accoppiato a detto guscio esterno dalla parte atta ad essere rivolta verso la testa di un utente, detto rivestimento interno essendo realizzato in schiuma polimerica, caratterizzata dal fatto di comprendere materiale a memoria di forma annegato entro detto materiale composito costituente il guscio esterno del casco.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, della struttura di casco secondo il presente trovato.

La struttura di casco secondo il trovato, particolarmente per uso motociclistico, automobilistico e simile, comprende quindi un guscio esterno, realizzato in materiale composito, preferibilmente di tipo tessile, a cui e internamente associato un corpo interno, di rivestimento, realizzato in schiuma polimerica avente buone proprietà di assorbimento di energia.

Preferibilmente, il rivestimento interno è realizzato in EPS o altro materiale.

La particolarità del trovato risiede nel fatto di prevedere, entro il guscioi.(corpo) esterno, che è realizzato in composito, fibre di materiale a memoria di forma, più particolarmente almeno uno strato di materiale a memoria di forma.

Vantaggiosamente, lo strato o gli strati di materiale a memoria di forma sono tali da subire una trasformazione di fase da austenitica a martensitica a seguito di un impatto a danno del guscio esterno del casco. In sostanza, l'energia che si trasferisce in virtù della forza di impatto al casco, e in particolare al guscio esterno, provoca, almeno una parte di essa, una trasformazione di fase del materiale a memoria di forma, il quale passa così da una fase austenitica ad una fase martensitica, mentre soltanto la restante porzione di energia derivante dall'impatto viene trasmessa al rivestimento interno in schiuma polimerica.

Il posizionamento dello strato di materiale a memoria di forma assume un'importanza elevata in quanto durante l'impatto l'area massima possibile di tale strato dovrebbe essere interessata dalla sollecitazione derivante dall'inpatto, in modo da assorbire il più possibile l'energia dell'inpatto e permettere soltanto ad una piccola parte di essa di raggiungere lo strato interno di schiuma polimerica.

A tal fine, sono possibili, nel caso di un casco, diversi tipi di posizionamento e forme delle presse di rinforzo. Ad esempio, è possibile realizzare uno strato disposto lungo l'intera sezione medio-sagittale del casco, ma, dato che il suo strato di materiale a memoria di forma inserito entro il materiale composito del guscio esterno può essere soggetto a movimenti indesiderati durante la fase di stampaggio del guscio esterno, si può pensare di realizzare uno strato di materiale a memoria di forma o più strati disposti in modo da coprire l'intera calotta superiore del guscio esterno del casco.

In tal modo, lo strato di materiale a memoria di forma coprirebbe le regioni normalmente maggiormente sollecitate in caso di impatto.

Preferibilmente, lo strato di materiale a memoria di forma, o gli strati di tale materiale, dovrebbero essere disposti sotto la superficie neutra del casco, cosicché le fibre dello strato possano lavorare in trazione e non in compressione. Più particolarmente, è opportuno disporre un altro strato di rinforzo sotto lo strato di materiale a memoria di forma, in modo tale che esso sia trattenuto non soltanto dalla matrice polimerica che sostituisce parte del materiale composito di cui è costituito il guscio esterno del casco.

L'inserimento di uno o più strati di materiale a memoria di forma, che preferibilmente potrebbe essere Nitinol (Nickel Titanium Nevai Ordinance Laboratory, marchio registrato), ha il vantaggio, oltre a quanto precedentemente spiegato, di mantenere lo strato interno di schiuma polimerica in una condizione distante dal suo punto di densificazione, dato che parte dell'energia di impatto (ed in caso di impatto) viene dissipata per realizzare la trasformazione di fase martensitica e non, come con i caschi di tipo noto, immagazzinata come energia che va a sollecitare lo strattodi schiuma polimerica.

Questo si traduce nel fatto che sia il guscio esterno sia il guscio interno mostreranno minori deformazioni durante l'impatto.

Nel procedimento di fabbricazione di un casco realizzato secondo il presente trovato occorre tenere conto del fatto che quando si realizzano aperture di aerazione nel guscio esterno del casco, tali aperture dovrebbero preferibilmente essere formate simultaneamente entro lo strato di materiale a memoria di forma, in quanto è in seguito difficile eliminare materiali in eccesso se si praticano tali aperture in un secondo tempo, quando il materiale à già inserito entro gli strati di materiale composito

Pertanto, occorre definire tali aperture preventivamente nello strato di materiale a memoria di forma, e nel fare ciò si deve tenere conto di movimenti inevitabili di tale strato entro il materiale composito che costituisce il guscio esterno del casco, durante il processo di fabbricazione, ed occorre tenere conto anche di possibili errori di posizionamento dello strato.

Al fine di far sì che le aperture definite nello strato di materiale a memoria di forma corrispondano poi con le aperture definite nel guscio esterno del casco, tali aperture dovrebbero essere sovradimensionate in modo tale da poter in ogni caso corrispondere con le aperture del guscio esterno .

Si e in pratica constatato come la struttura di casco secondo il trovato assolva pienamente il compito nonché gli scopi prefissati, in quanto permette di annegare entro lo strato di materiale composito (generalmente qui chiamato strato, ma che in realtà è composto da una pluralità di strati) almeno uno strato di materiale a memoria di forma, in modo tale da assorbire parte dell'energia derivante da un impatto che altrimenti sarebbe trasmessa direttamente all'involucro di schiuma polimerica.

La struttura di casco così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti entro l'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura di casco ad elevata capacità di assorbimento degli urti, comprendente un guscio esterno realizzato in materiale composito, un corpo interno di rivestimento atto ad essere accoppiato a detto guscio esterno dalla parte atta ad essere rivolta verso la testa di un utente, detto rivestimento interno essendo realizzato in schiuma polimerica, caratterizzata dal fatto di comprendere materiale a memoria di forma annegato entro detto materiale composito costituente il guscio esterno del casco.
2. 2. Struttura di casco secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto materiale a memoria di forma è disposto secondo almeno uno strato entro detto materiale composito costituente il guscio esterno del casco.
3. 3. Struttura di casco secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto materiale a memoria di forma è disposto in corrispondenza di una linea di sezione mediosagittale del casco.
4. 4. Struttura di casco secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto materiale a memoria di forma è disposto in modo da ricoprire sostanzialmente la porzione superiore della calotta del casco costituita da detto guscio esterno.
5. 5. Struttura di casco secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto materiale a memoria di forma è atto a subire, a seguito di un impatto contro il guscio esterno del casco, una trasformazione da fase austenitica a fase martensitica.
6. 6. Struttura di casco secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto materiale composito, costituente il guscio esterno di detto casco, è un materiale composito tessile.
7. 7. Materiale composito ad elevata capacità di assorbimento degli urti, comprendente almeno uno strato di materiale composito, almeno uno strato di materiale di rivestimento in schiuma polimerica, atto ad essere accoppiato con detto almeno uno strato di materiale composito, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno uno strato di materiale a memoria di forma atto ad essere annegato entro detto almeno uno strato di materiale composito, le fibre di detto almeno uno strato di materiale a memoria di forma essendo atte a subire una trasformazione da fase austenitica a fase martensitica, a seguito di una forza di impatto agente su detto almeno uno strato di materiale composito.
8. 8. Materiale composito secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto almeno uno strato di materiale composito comprende un materiale a matrice polimerica rinforzato con fibre.
9. 9. Materiale composito secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto almeno uno strato di materiale a memoria di forma comprende Nitinol.
10. 10. Materiale composito secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto materiale a memoria di forma è, nello stato non deformato, nella fase austenitica, il cambiamento di fase da fase austenitica a fase martensitica corrispondendo ad una deformazione che interessa detto almeno uno strato di materiale a memoria di forma.