ITMI20090368A1 - Elemento ad assorbimento d'urto - Google Patents
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Description
" Elemento ad assorbimento d’urto "
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un elemento ad assorbimento d’urto applicabile nel settore automobilistico ed in particolare utilizzabile come elemento sacrificale in una struttura paraurti di un veicolo a motore.
Tipicamente un elemento ad assorbimento d’urto à ̈ capace di assorbire una porzione di energia cinetica durante un urto del veicolo a motore contro un ostacolo fisso o mobile.
In particolare la presente invenzione à ̈ riferita ad un elemento ad assorbimento d’urto di tipo polimerico, del tipo realizzato in particolare mediante stampaggio ad iniezione ed avente una struttura sostanzialmente alveolare, in modo tale da avere una buona resistenza ed un elevata rigidezza, accompagnata da un peso contenuto.
Ciascun elemento ad assorbimento d’urto presenta una prima estremità frontale la quale subisce per prima l’urto, ed una seconda estremità posteriore, la quale à ̈ vincolata ad un telaio del veicolo.
Ciascun elemento ad assorbimento d’urto à ̈ infatti progettato per avere in caso di urto una deformazione plastica permanente ed un cedimento programmato a partire da una porzione frontale verso una seconda porzione posteriore dello stesso determinando conseguentemente una pluralità di ripiegamenti a partire da detta porzione frontale verso detta seconda porzione posteriore.
In questo modo ciascun elemento ad assorbimento d’urto à ̈ in grado di assorbire e dissipare progressivamente per deformazione plastica e mediante la propagazione di detta pluralità di ripiegamenti una porzione di energia cinetica, mantenendo un peso ed un volume contenuto.
Uno svantaggio degli elementi ad assorbimento d’urto polimerici à ̈ che, nel caso di una forza d’urto angolata rispetto alla prima estremità frontale, si determina un momento flettente il quale compromette la stabilità e, spesso determina un cedimento improvviso o una deformazione della porzione posteriore degli elementi ad assorbimento d’urto, compromettendo il loro corretto funzionamento durante l’urto stesso.
Un altro svantaggio analogo à ̈ che nel caso di un cedimento di un elemento di appoggio vincolato a detta seconda estremità posteriore si determina una intensificazione degli sforzi su detta seconda estremità posteriore compromettendo la funzionalità dell’elemento ad assorbimento d’urto.
Questo poiché anche in questo caso la pluralità di ripiegamenti inizia da detta seconda porzione posteriore.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un elemento ad assorbimento d’urto che abbia una migliore stabilità durante un urto e che riduca al minimo la possibilità di un cedimento a partire da una porzione posteriore dello stesso, allo stesso tempo senza peggiorare le capacità di assorbimento dell’energia d’urto dello stesso.
Altro scopo à ̈ quello di realizzare un elemento ad assorbimento d’urto per un veicolo che permetta di avere una forza di collassamento il più possibile costante durante un suo schiacciamento dovuto ad un urto e che allo stesso tempo riduca al minimo la probabilità di un cedimento a partire da una porzione posteriore dell’elemento ad assorbimento d’urto stesso.
Ancora un altro scopo à ̈ quello di realizzare un elemento ad assorbimento d’urto che sia in grado di assorbire anche forze angolate rispetto ad una porzione frontale dello stesso, riducendo al minimo la probabilità di un cedimento a partire da una porzione posteriore dell’elemento ad assorbimento d’urto stesso.
Ancora un altro scopo à ̈ quello di realizzare un elemento ad assorbimento d’urto che abbia una migliorata stabilità , mantenendo la stessa capacità di assorbimento dell’urto e senza dovere ridurre la lunghezza dello stesso.
Ulteriore scopo à ̈ quello di poter avere un elemento ad assorbimento d’urto per un veicolo che sia facile da realizzare e che sia economicamente vantaggioso.
Questi scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un elemento ad assorbimento d’urto come esposto nella rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni successive.
Le caratteristiche ed i vantaggi di un elemento ad assorbimento d’urto secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:
la figura 1 à ̈ una vista prospettica in alzata laterale sinistra dall’alto di una forma preferita di realizzazione di un elemento ad assorbimento d’urto secondo la presente invenzione;
la figura 2 à ̈ una vista frontale dell’elemento ad assorbimento d’urto di figura 1;
la figura 3 à ̈ una vista laterale sinistra di un elemento ad assorbimento d’urto secondo un’altra forma preferita di realizzazione della presente invenzione;
la figura 4 à ̈ una vista di una sezione dell’elemento ad assorbimento d’urto di figura 3 sezionato secondo la linea IV-IV;
la figura 5 à ̈ una vista schematica in spaccato sezionata secondo un asse longitudinale che mostra un particolare di un elemento ad assorbimento d’urto secondo una forma preferita di realizzazione;
la figura 6 à ̈ una vista prospettica in alzata laterale destra dall’alto di un’altra forma preferita di realizzazione di un elemento ad assorbimento d’urto secondo la presente invenzione;
la figura 7 à ̈ una vista frontale dell’elemento ad assorbimento d’urto di figura 6.
Con riferimento alle figure, viene mostrato un elemento ad assorbimento d’urto 10 per un veicolo a motore, realizzato in un materiale polimerico in particolare ad elevato modulo elastico ed avente una prima estremità frontale 12 aperta ed una seconda estremità posteriore 14.
Detto elemento ad assorbimento d’urto 10 inoltre comprende una struttura 20 sostanzialmente alveolare definita da una pluralità di canali 30 realizzati in un unico pezzo, ciascuno dei quali à ̈ preferibilmente dotato di una sezione sostanzialmente esagonale.
Detta pluralità di canali 30 si estende internamente a detto elemento ad assorbimento d’urto 10 a partire da detta prima estremità frontale 12 aperta verso detta seconda estremità posteriore 14.
Secondo la presente invenzione detto elemento ad assorbimento d’urto 10 comprende mezzi di irrigidimento 50 di detta seconda estremità posteriore 14 i quali sono in grado di irrigidire detta pluralità di canali 30 solamente in prossimità di detta seconda estremità posteriore 14.
In questo modo à ̈ vantaggiosamente possibile evitare che si determinino cedimenti o ripiegamenti a partire da detta seconda estremità posteriore 14, senza ridurre la capacità di assorbimento d’urto dell’elemento ad assorbimento d’urto 10 stesso.
Preferibilmente detti mezzi di irrigidimento 50 sono direttamente integrati con detta seconda estremità posteriore 14, in particolare internamente alla stessa, e sono realizzati preferibilmente in un materiale polimerico avente una buona resistenza all’urto.
In particolare detti mezzi di irrigidimento 50 non sporgono longitudinalmente rispetto a detta seconda estremità posteriore 14, evitando quindi di aumentare il volume e la lunghezza di detto elemento ad assorbimento d’urto 10.
Preferibilmente detti mezzi di irrigidimento 50 comprendono almeno una porzione di irrigidimento 54 preferibilmente polimerica la quale à ̈ posizionata solamente in prossimità di detta seconda estremità posteriore 14 ed à ̈ inoltre integrata o resa solidale internamente ad almeno un corrispondente canale 30 di detta pluralità di canali 30.
In questo modo à ̈ possibile aumentare la resistenza di detto elemento ad assorbimento d’urto 10 solamente in prossimità di detta seconda estremità posteriore 14, mantenendo allo stesso tempo un peso ed un ingombro ridotti.
Vantaggiosamente questo determina inoltre una maggiore stabilità e capacità di resistenza dell’elemento ad assorbimento d’urto 10 senza peggiorare le capacità di assorbimento dell’urto dello stesso.
Secondo una forma preferita di realizzazione detta almeno una porzione di irrigidimento 54 à ̈ realizzata in materiale polimerico ed à ̈ direttamente stampata ad iniezione in un unico pezzo assieme a detto elemento ad assorbimento d’urto 10, in modo tale da ridurre la sezione di detto almeno un corrispondente canale 30 solamente in prossimità di detta seconda estremità posteriore 14.
In particolare detta almeno una porzione di irrigidimento 54 preferibilmente polimerica presenta un profilo 55 il quale risulta inclinato, rispetto ad un asse 95 di detto almeno un corrispondente canale 30, di un secondo angolo medio di spoglia 56 compreso preferibilmente tra 0,1° e 4° ed in particolare compreso tra 0,5° e 2°.
Vantaggiosamente questo permette di avere una seconda estremità posteriore 14 stabile e facile da realizzare, ed inoltre in grado di ridurre progressivamente la rigidezza di ciascun canale 30 andando verso detta prima estremità frontale 12 aperta, in modo da non ridurre la capacità di assorbimento dell’urto di detto elemento ad assorbimento d’urto 10.
Preferibilmente per ottenere una forza di collassamento il più possibile costante durante detto urto almeno una parte di detta pluralità di canali 30 risulta internamente leggermente rastremata, andando verso detta seconda estremità posteriore 14 ed inoltre presenta una pluralità di pareti 32 ciascuna delle quali presenta un primo angolo medio di spoglia 34 minore il quale rispetto ad un asse 95 di un corrispondente canale 30 à ̈ preferibilmente compreso tra 0,01° e 1° ed in particolare compreso tra 0,01° e 0,5°.
Vantaggiosamente questo permette di stabilizzare ulteriormente durante l’urto detta prima estremità frontale 12 aperta senza eccessivamente aumentare la sua resistenza a detto urto.
In questo modo à ̈ possibile determinare una pluralità di ripiegamenti programmati a partire da detta prima estremità frontale 12 aperta senza limitare la capacità di assorbimento di detto elemento ad assorbimento d’urto 10.
Secondo una forma di realizzazione preferita almeno una parte di detta pluralità di canali 30 internamente presenta un primo angolo medio di spoglia 34 minore a partire da detta prima estremità frontale 12 aperta, il quale rispetto ad un asse 95 di un corrispondente canale 30 presenta un valore preferibilmente compreso tra 0,01 ° e 1° ed ancor più preferibilmente compreso tra 0,01 ° e 0,5°, ed un secondo angolo medio di spoglia 56 maggiore il quale à ̈ presente solamente in prossimità di detta seconda estremità posteriore 14 ed inoltre il quale rispetto a detto asse 95 presenta un valore preferibilmente compreso tra 0,01° e 4° ed ancor più preferibilmente compreso tra 0,5 ° e 2°.
Preferibilmente almeno una parte di detta pluralità di canali 30 solamente in prossimità di detta seconda estremità posteriore 14 risulta rastremata in maniera asimmetrica rispetto a detto asse 95.
Vantaggiosamente in questo modo à ̈ possibile realizzare un elemento ad assorbimento d’urto 10 polimerico semplice da realizzare e con un ridotto costo di produzione.
Preferibilmente almeno una parte di detta pluralità di canali 30 risulta esternamente rastremata andando verso detta seconda estremità posteriore 14 ed inoltre presenta esternamente un angolo medio di spoglia il quale rispetto ad un asse 95 di ciascun corrispondente canale 30 presenta preferibilmente un valore compreso tra 0° e 4° ed in particolare compreso tra 0° e 2°.
Preferibilmente detta prima estremità frontale 12 aperta presenta una pluralità di facce 13 le quali risultano inclinate e non ortogonali rispetto ad una direzione longitudinale 97 consentendo vantaggiosamente di ridurre la forza di collassamento iniziale nei primi istanti di detto urto.
Detta pluralità di facce 13 ha la funzione di ridurre lo sforzo iniziale durante detto urto in particolare nel caso di una forza d’urto angolata rispetto a detta direzione longitudinale 97.
In questo modo à ̈ anche possibile avere sempre una superficie di una faccia 13 la quale risulta sostanzialmente ortogonale a detta forza d’urto angolata, ottenendo conseguentemente una migliore distribuzione dello sforzo su un maggior numero di canali 30 di detta pluralità di canali 30.
Viceversa senza detta pluralità di facce 13 con una forza d’urto angolata si determinerebbe una distribuzione degli sforzi su un numero molto minore di canali 30 determinando conseguentemente una minor capacità di assorbimento dell’urto poiché il numero di canali 30 sollecitati sarebbe minore.
Preferibilmente detto elemento ad assorbimento d’urto 10 comprende mezzi di fissaggio in particolare collegabili ad un telaio di detto veicolo a motore, i quali sono vincolati o direttamente integrati con detta seconda estremità posteriore 14.
Preferibilmente detti mezzi di fissaggio comprendono una pluralità di fori i quali sono ottenuti in detta seconda estremità posteriore 14 e permettono vantaggiosamente una riduzione del peso complessivo di detto elemento ad assorbimento d’urto 10.
Preferibilmente detto elemento ad assorbimento d’urto 10 comprende inoltre un foro passante 70 sostanzialmente longitudinale, per consentire l’inserimento di un gancio utilizzabile in particolare per trainare un mezzo di trasporto, il quale in particolare risulta rastremato preferibilmente in prossimità di detta seconda estremità posteriore 14 di un angolo preferibilmente compreso tra 0,01° e 4° e ancor più preferibilmente compreso tra 0,01° e 2°.
Questo in modo tale da evitare un cedimento o una pluralità di ripiegamenti a partire da detta seconda estremità posteriore 14.
Preferibilmente detto elemento ad assorbimento d’urto 10 à ̈ realizzato in un unico pezzo, in particolare mediante stampaggio ad iniezione, con un materiale polimerico ad elevata resistenza all’urto, che con una prova del tipo ISO 180/1 A a 23 °C presenta una energia di rottura di almeno 5 KJ/m<2>ed in particolare di almeno 10 KJ/m<2>, il quale in particolare à ̈ un materiale polimerico preferibilmente scelto tra i materiali polimerici noti con i termini commerciali Xenoy â„¢ e Noryl â„¢ e/o tra materiali polimerici aventi caratteristiche simili.
Secondo un altro aspetto della presente invenzione viene fornita una struttura paraurti per un veicolo comprendente almeno due elementi ad assorbimento d’urto 10 del tipo precedentemente descritto, ed inoltre preferibilmente comprendente una traversa metallica o polimerica, non mostrata nelle figure, la quale si estende tra detti almeno due elementi ad assorbimento d’urto 10, ed inoltre comprendente un involucro paraurti esterno polimerico avente solo una funzione estetica, anch’esso non mostrato nelle figure, il quale copre detta traversa e detti almeno due elementi ad assorbimento d’urto 10.
Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione viene fornito un veicolo a motore comprendente una struttura paraurti in particolare posteriore del tipo precedentemente descritto.
Si à ̈ così visto che un elemento ad assorbimento d’urto secondo la presente invenzione realizza gli scopi in precedenza evidenziati.
L’elemento ad assorbimento d’urto della presente invenzione così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo.
Inoltre, in pratica i materiali utilizzati, nonché le loro dimensioni ed i componenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.
Claims (14)
- RIVENDICAZIONI 1. Elemento ad assorbimento d’urto (10) per un veicolo a motore, realizzato in materiale polimerico ed avente una prima estremità frontale (12) aperta ed una seconda estremità posteriore (14), ed inoltre comprendente una struttura (20) sostanzialmente alveolare definita da una pluralità di canali (30) realizzati in un unico pezzo, ciascuno dei quali à ̈ preferibilmente dotato di una sezione sostanzialmente esagonale, detta pluralità di canali (30) si estende internamente a detto elemento ad assorbimento d’urto (10) a partire da detta prima estremità frontale (12) aperta verso detta seconda estremità posteriore (14), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di irrigidimento (50) di detta seconda estremità posteriore (14) i quali sono in grado di irrigidire detta pluralità di canali (30) solamente in prossimità di detta seconda estremità posteriore (14).
- 2. Elemento ad assorbimento d’urto (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di irrigidimento (50) sono direttamente integrati con detta seconda estremità posteriore (14), in particolare internamente alla stessa, e dal fatto che sono realizzati preferibilmente in un materiale polimerico avente una buona resistenza all’urto.
- 3. Elemento ad assorbimento d’urto (10) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di irrigidimento (50) comprendono almeno una porzione di irrigidimento (54) preferibilmente polimerica la quale à ̈ posizionata solamente in prossimità di detta seconda estremità posteriore (14) ed à ̈ inoltre integrata o resa solidale internamente ad almeno un corrispondente canale (30) di detta pluralità di canali (30).
- 4. Elemento ad assorbimento d’urto (10) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta almeno una porzione di irrigidimento (54) preferibilmente polimerica presenta un profilo (55) il quale risulta inclinato, rispetto ad un asse (95) di detto almeno un corrispondente canale (30), di un secondo angolo medio di spoglia (56) compreso preferibilmente tra 0,1° e 4° ed in particolare compreso tra 0,5° e 2°.
- 5. Elemento ad assorbimento d’urto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che almeno una parte di detta pluralità di canali (30) risulta internamente leggermente rastremata andando verso detta seconda estremità posteriore (14) ed inoltre presenta una pluralità di pareti (32) ciascuna delle quali presenta un primo angolo medio di spoglia (34) minore il quale rispetto ad un asse (95) di un corrispondente canale (30) à ̈ preferibilmente compreso tra 0,01° e 1° ed in particolare compreso tra 0,01° e 0,5°.
- 6. Elemento ad assorbimento d’urto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che almeno una parte di detta pluralità di canali (30) internamente presenta un primo angolo medio di spoglia (34) minore a partire da detta prima estremità frontale (12) aperta, il quale rispetto ad un asse (95) di un corrispondente canale (30) presenta un valore preferibilmente compreso tra 0,01 ° e 1° ed ancor più preferibilmente compreso tra 0,01 ° e 0,5°, ed un secondo angolo medio di spoglia (56) maggiore il quale à ̈ presente solamente in prossimità di detta seconda estremità posteriore (14) ed inoltre il quale rispetto a detto asse (95) presenta un valore preferibilmente compreso tra 0,01° e 4° ed ancor più preferibilmente compreso tra 0,5 ° e 2°.
- 7. Elemento ad assorbimento d’urto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che almeno una parte di detta pluralità di canali (30) solamente in prossimità di detta seconda estremità posteriore (14) risulta rastremata in maniera asimmetrica rispetto ad un asse (95).
- 8. Elemento ad assorbimento d’urto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che almeno una parte di detta pluralità di canali (30) risulta esternamente rastremata andando verso detta seconda estremità posteriore (14) ed inoltre presenta esternamente un angolo medio di spoglia il quale rispetto ad un asse (95) di ciascun corrispondente canale (30) presenta preferibilmente un valore compreso tra 0° e 4° ed in particolare compreso tra 0° e 2°.
- 9. Elemento ad assorbimento d’urto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto che detta prima estremità frontale (12) aperta presenta una pluralità di facce (13) le quali risultano inclinate e non ortogonali rispetto ad una direzione longitudinale (97).
- 10. Elemento ad assorbimento d’urto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di fissaggio in particolare collegabili ad un telaio di detto veicolo a motore i quali sono vincolati o direttamente integrati con detta seconda estremità posteriore (14).
- 11. Elemento ad assorbimento d’urto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto di comprendere un foro passante (70) sostanzialmente longitudinale il quale in particolare risulta rastremato preferibilmente in prossimità di detta seconda estremità posteriore (14) di un angolo preferibilmente compreso tra 0,01° e 4° e ancor più preferibilmente compreso tra 0,01° e 2°.
- 12. Elemento ad assorbimento d’urto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, caratterizzato dal fatto di essere realizzato in un unico pezzo con un materiale polimerico ad elevata resistenza all’urto, che con una prova del tipo ISO 180/1 A a 23 °C presenta una energia di rottura di almeno 5 KJ/m<2>ed in particolare di almeno 10 KJ/m<2>, il quale in particolare à ̈ un materiale polimerico preferibilmente scelto tra i materiali polimerici noti con i termini commerciali Xenoy â„¢ e Noryl â„¢ e/o tra materiali polimerici aventi caratteristiche simili.
- 13. Struttura paraurti per un veicolo caratterizzata dal fatto di comprendere almeno due elementi ad assorbimento d’urto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12, ed inoltre preferibilmente comprendente una traversa metallica o polimerica la quale si estende tra detti almeno due elementi ad assorbimento d’urto (10), ed inoltre comprendente un involucro paraurti esterno polimerico avente solo una funzione estetica il quale copre detta traversa e detti almeno due elementi ad assorbimento d’urto (10).
- 14. Veicolo a motore comprendente una struttura paraurti in particolare posteriore secondo la rivendicazione precedente.
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