ITTO20120937A1 - Volante realizzato interamente in materiale polimerico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

"VOLANTE REALIZZATO INTERAMENTE IN MATERIALE POLIMERICO"

La presente invenzione è relativa a un volante realizzato interamente in materiale polimerico e a un processo per realizzarlo.

I volanti tradizionali per veicoli hanno generalmente una struttura formata da un'anima metallica circolare rivestita da un materiale plastico poliuretanico, polipropilenico anche espanso. Per questioni estetiche e di confort, questa struttura può essere rivestita mediante un ulteriore strato di resina termoplastica maggiormente ricca dal punto di vista estetico o sellato con materiali naturali, quali pelle e legno.

La struttura del volante può essere fissata direttamente o mediante mezzi di fissaggio a un mozzo metallico collegato alla colonna dello sterzo.

Questo tipo di volante presenta numerosi inconvenienti.

Innanzi tutto il peso di una struttura formata da parti metalliche è elevato.

Un secondo svantaggio risiede nella difficoltà di smaltimento del volante quando si rottama il veicolo nel quale è utilizzato. Innanzi tutto occorre disassemblare le diverse parti che verranno smaltite in modo separato a seconda del materiale. Inoltre, alcune parti in plastica sono difficilmente riciclabili e contribuiscono all'accumulo di rifiuti che costituiscono un importante problema ambientale. In particolare, il complesso anima metallica e rivestimento in materiale polimerico è difficilmente separabile e di conseguenza difficilmente riciclabile per i costi generati dall'operazione di separazione del metallo dalla plastica.

Un terzo svantaggio si presenta quando il volante è esposto ad elevate temperature, come per esempio quando il veicolo staziona esposto al sole. In queste condizioni, il volante si surriscalda rendendo difficile per l'utente impugnare il volante.

Scopo della presente invenzione è pertanto di realizzare un volante che risolva gli inconvenienti sopra citati in modo semplice ed economico.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione in quanto relativa a un volante secondo quanto definito nella rivendicazione 1.

La presente invenzione è altresì relativa a un processo secondo quanto definito nella rivendicazione 18.

Definizioni

Nell'ambito della presente invenzione i seguenti termini presentano il significato sotto indicato.

Per "materiale composito" si intende un materiale polimerico caricato con un inerte o una carica in un range dal 10 al 100% in peso.

Per una migliore comprensione della presente invenzione vengono descritte nel seguito forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1A è una vista frontale di un volante secondo la presente invenzione;

- la figura 1B è una vista prospettica del volante di Figura 1A con parti asportate per chiarezza;

- la figura 1C è una sezione in scala ingrandita di un componente di una prima forma di realizzazione del volante di figura 1A e 1B;

- la figura 2 è una sezione in scala ingrandita di un componente di una seconda forma di realizzazione del volante di figura 1A e 1B;

- la figura 3 è una sezione in scala ingrandita di un componente di una terza forma di realizzazione del volante di figura 1A e 1B.

Con riferimento alla Figura 1A, è indicato con 1 un volante per un mezzo di trasporto. Nella Figura 1A, il volante è rappresentato come avente due razze, ma si intende che il volante può avere un numero superiore di razze a seconda di esigenze estetiche e funzionali. Secondo la presente invenzione il volante 1 è costituito interamente da materiale polimerico e comprende un primo strato 2 formante un telaio operativamente accoppiabile con un organo di sterzo e un secondo strato sovrastampato di rivestimento 3 del primo strato 2.

Il primo strato 2 è termoformato e comprende un materiale composito.

Secondo una forma preferita di realizzazione della presente invenzione il materiale composito comprende o preferibilmente è formato da una matrice di materiale termoplastico caricata con un materiale selezionato dal gruppo costituito da fibre di rinforzo, tessuto intessuto, tessuto a maglia e tessuto non tessuto.

Il materiale composito ha preferibilmente modulo elastico da 1.000 Megapascal a 60.000 Megapascal, ancor più preferibilmente da 15.000 Megapascal a 25.000 Megapascal.

Ancor più preferibilmente, il materiale composito comprende come carica un materiale selezionato dal gruppo costituito da vetro, carbonio, aramide e fibre naturali.

Ancor più vantaggiosamente le fibre naturali più vantaggiose sono scelte nel gruppo costituito da bamboo, canapa, lino, iuta e agave e miscele delle stesse.

Il materiale composito è preferibilmente un tessuto. Le fibre di rinforzo sono preferibilmente costituite da un primo gruppo di fibre di rinforzo di un primo tipo accoppiato alla matrice mediante un primo legame fibra/matrice e da un secondo gruppo di fibre di rinforzo del primo tipo accoppiato alla matrice mediante un secondo legame fibra/matrice, in cui i gruppi di fibre di rinforzo sono ciascuno forniti di diverse composizioni favorenti l'adesione che inducono la formazione di legami fibra/matrice, il secondo legame fibra/matrice essendo più debole del primo legame fibra/matrice e gli strati di fibre di rinforzo in prossimità della superficie essendo formati da fibre di rinforzo del primo gruppo con un legame fibra/matrice più forte.

Un esempio di materiale composito preferito è il Tepex® prodotto da Bond Laminates.

In una forma preferita dell'invenzione il primo strato 2 presenta una forma che premette un'elevata resistenza alle deformazioni. Preferibilmente, tale forma è selezionata dal gruppo costituito da un poligono, una C, una U, e una doppia C unita da un tratto rettilineo.

Il secondo strato sovrastampato di rivestimento è indicato con il numero 3 nelle figure 2 e 3 ed è realizzato in un materiale termoplastico. Preferibilmente, il materiale termoplastico del secondo strato sovrastampato di rivestimento 3 comprende un materiale termoplastico caricato con un materiale selezionato dal gruppo costituito da pelle, legno, fibre vegetali, gusci di noce, gusci di noccioline, noccioli di olive e sughero. Come il materiale del primo strato 2, anche quest'ultimo materiale termoplastico è facilmente e completamente riciclabile.

Opzionalmente, il secondo strato sovrastampato di rivestimento 3 viene utilizzato non solo come rivestimento ma anche come riempimento.

In una forma preferita dell'invenzione il primo strato 2 costituente l'inserto strutturale del volante presenta una forma scatolata compatibile con la tecnologia di termoformatura eventualmente rinforzata da nervature realizzate in sovrastampaggio con tecnopolimeri termoplastici di varia natura.

Tale inserto strutturale viene rivestito dal secondo strato sovrastampato di rivestimento 3 attraverso tecnologia di sovrastampaggio di una resina termoplastica di varia natura. Preferibilmente il materiale termoplastico del secondo strato sovrastampato di rivestimento 3 è realizzato in un materiale termoplastico di basso costo nelle soluzioni economiche oppure da un tecnopolimero estetico nelle soluzioni più costose.

In una forma preferita dell'invenzione, il secondo strato 3 sovrastampato di rivestimento comprende anche un pigmento in grado di riflettere i raggi infrarossi. Preferibilmente, il pigmento è un pigmento riflettente in prossimità degli infrarossi. Un esempio di questo pigmento è la famiglia di composti noti come Tomatec prodotti da Tomatec America.

L'aggiunta di questi pigmenti per effetto del riflesso delle radiazioni nell'infrarosso permette di ottenere una diminuzione della temperatura superficiale di circa 10°C-12°C rispetto a un materiale caricato con nero standard fatto con carbon black, come quelli generalmente utilizzati come strato di rivestimento dei comuni volanti.

Nella forma preferita dell'invenzione in cui il primo strato ha una forma a doppia C unita da un tratto rettilineo (figura 1C) il secondo strato 3 andrà quindi a rivestire la parte esterna ma avrà anche funzione di riempimento e supporto per formare l'intera sezione circolare del volante stesso.

Nella forma preferita dell'invenzione in cui il primo strato ha una forma scatolata, tale inserto potrà anche comparire sull'esterno del volante a creare un motivo estetico particolarmente sportivo.

Alternativamente, il volante comprende un terzo strato indicato con il numero 4 nella figura 2. Tale terzo strato 4 anche denominato strato di riempimento è formato da almeno un materiale termoplastico.

Esiste quindi anche la possibilità di effettuare un doppio sovrastampaggio per utilizzare un materiale plastico poco costoso come riempitivo ed un altro materiale come rifinitura superficiale.

La funzione del terzo strato di riempimento 4 è quella di colmare tutte le porzioni che in sezione rimarrebbero invece vuote in modo da formare una sezione circolare uniforme.

Preferibilmente, il materiale termoplastico del terzo strato di riempimento 4 comprende un materiale termoplastico caricato con una quantità dal 20% all'80% di un materiale selezionato dal gruppo che consiste di cuoio, legno, fibre vegetali, gusci di noce, gusci di noccioline, noccioli di olive e sughero. Come il materiale del primo strato 2, anche quest'ultimo materiale termoplastico è facilmente e completamente riciclabile.

Il volante comprende inoltre in un forma ulteriormente preferita dell'invenzione anche un quarto strato che è indicato con il numero 5 nella figura 2 e che ha funzione di rinforzo del primo strato 2 ed è formato da materiale termoplastico. Ancor più preferibilmente, il quarto strato di rinforzo 5 è conformato a flange per conferire una maggiore azione di rinforzo e per sostenere il primo strato.

Alternativamente e come illustrato nella figura 3, il quarto strato 5 è costituito da poliammide iniettata per creare un inserto a struttura scatolata.

Il processo per realizzare il volante della presente invenzione comprende le seguenti fasi:

- una prima fase di termoformatura di un primo strato 2 formante un telaio comprendente un materiale composito, - una successiva fase di sovrastampaggio del primo strato 2 con un secondo strato sovrastampato di rivestimento 3 in materiale termoplastico.

In particolare, la prima fase può all'occorrenza prevedere un costampaggio dell'inserto per realizzare delle nervature di ulteriore rinforzo in resina termoplastica compatibile con il materiale composito della prima fase.

Inoltre, il processo può comprendere una terza fase di ulteriore sovrastampaggio con un diverso materiale termoplastico.

Da un esame delle caratteristiche del volante 1 secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere.

In particolare, grazie al fatto che il volante è costituto da un primo strato di un materiale composito, in particolare un materiale composito formato da una matrice di materiale termoplastico caricata con un materiale selezionato dal gruppo costituito da strati di fibre di rinforzo, tessuto, tessuto a maglia, tessuto non tessuto, la struttura risulta più leggera.

Ancora, poiché il volante è totalmente costituito da materiali rigenerabili e riutilizzabili, l'intera struttura è completamente riciclabile e l'eventuale smaltimento è notevolmente semplificato, perché non occorre disassemblare la struttura e smaltire le diverse parti secondo diverse modalità. Ciò costituisce un importante risparmio economico e un notevole vantaggio per l'ambiente.

In una forma di realizzazione particolarmente preferita, che comprende il pigmento in grado di riflettere i raggi infrarossi, la superficie del volante si surriscalda decisamente meno di una soluzione tradizionale permettendo all'utente di afferrare comodamente il volante anche dopo che il veicolo ha stazionato al sole.

La composizione del volante inoltre consente di utilizzare per talune applicazioni speciali anche materiali di sovrastampaggio rigenerati da post-consumo e utilizzare come cariche materiali di scarto di altre lavorazioni, quali quelle del legno, della concia delle pelli ecc.

Risulta infine chiaro che al volante 1 descritto e illustrato possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito di protezione delle rivendicazioni .

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Volante (1) per sterzare un mezzo di trasporto costituito interamente da materiale polimerico comprendente: - un primo strato (2) formante un telaio operativamente accoppiabile con un organo di sterzo, il primo strato (2) essendo termoformato e comprendente un materiale composito; - un secondo strato sovrastampato di rivestimento (3) di detto primo strato (2) realizzato in un materiale termoplastico.
2. 2. Volante (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto materiale composito è formato da una matrice di materiale termoplastico caricata con un materiale selezionato dal gruppo costituito da fibre di rinforzo, tessuto intessuto, tessuto a maglia e tessuto non tessuto.
3. 3. Volante (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto materiale composito ha modulo elastico da 1000 Megapascal a 60000 Megapascal.
4. 4. Volante (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detto materiale composito ha modulo elastico da 15000 Megapascal a 25000 Megapascal.
5. 5. Volante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui detto materiale composito è un tessuto.
6. 6 . Volante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui dette fibre di rinforzo sono costituite da un primo gruppo di fibre di rinforzo di un primo tipo accoppiato alla matrice mediante un primo legame fibra/matrice e da un secondo gruppo di fibre di rinforzo del primo tipo accoppiato alla matrice mediante un secondo legame fibra/matrice, in cui i gruppi di fibre di rinforzo sono ciascuno forniti di diverse composizioni favorenti l'adesione che inducono la formazione di legami fibra/matrice, il secondo legame fibra/matrice essendo più debole del primo legame fibra/matrice e gli strati di fibre di rinforzo in prossimità della superficie essendo formati da fibre di rinforzo del primo gruppo con un legame fibra/matrice più forte.
7. 7. Volante (1) secondo la rivendicazione 6, in cui detto materiale composito comprende un materiale selezionato dal gruppo costituito da vetro, carbonio e aramide e miscele delle stesse.
8. 8. Volante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto materiale composito comprende fibre naturali.
9. 9. Volante (1) secondo la rivendicazione 8, in cui dette fibre naturali sono selezionate dal gruppo che consiste di bamboo, canapa, lino, iuta e agave.
10. 10. Volante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto materiale termoplastico di detto secondo strato sovrastampato di rivestimento (3) comprende un materiale termoplastico caricato con un materiale selezionato dal gruppo che consiste in pelle, legno, fibre vegetali, gusci di noce, gusci di noccioline, noccioli di olive e sughero e miscele delle stesse.
11. 11. Volante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un terzo strato di riempimento (4) formato da un materiale termoplastico .
12. 12. Volante (1) secondo la rivendicazione 11, in cui detto materiale termoplastico di detto terzo strato di riempimento (4) comprende un materiale termoplastico caricato con una quantità dal 20% al 100% di un materiale selezionato dal gruppo che consiste di cuoio, legno, fibre vegetali, gusci di noce, gusci di noccioline, noccioli di olive e sughero e miscele delle stesse.
13. 13. Volante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto secondo strato sovrastampato di rivestimento (3) comprende inoltre un pigmento in grado di riflettere i raggi infrarossi.
14. 14. Volante (1) secondo la rivendicazione 13, in cui il pigmento è un pigmento riflettente in prossimità degli infrarossi .
15. 15. Volante (1) secondo la rivendicazione 14, in cui il pigmento è Tomatec.
16. 16. Volante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un quarto strato di rinforzo (5) formato da materiale termoplastico.
17. 17. Volante (1) secondo la rivendicazione 16, in cui il quarto strato di rinforzo (5) è conformato a flange.
18. 18. Processo per la realizzazione di un volante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente le fasi di: - termoformare un primo strato (2) formante un telaio comprendente un materiale composito; - sovrastampare detto primo strato (2) con un secondo strato sovrastampato di rivestimento (3) in materiale termoplastico.