ES2388906T3 - Sistema de retención de cabeza y cuello para una persona en un vehículo - Google Patents

Sistema de retención de cabeza y cuello para una persona en un vehículo Download PDF

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Abstract

Un aparato de retención de cabeza y cuello para un ocupante de un vehículo, comprendiendo dicho aparato: un yugo rígido (10) formado para engancharse con el torso superior y hombros del ocupante, teniendo el yugo (10) una porción frontal (12) formada para extenderse por encima del pecho del ocupante, una porción intermedia (14, 16) formada para cubrir los hombros del ocupante, y una porción superior (18, 20) de enganche con el casco (76) que se extiende más allá de la porción intermedia (14, 16) y formada para limitar el movimiento de un casco (76) utilizado por el ocupante; una pluralidad de primeros medios de guía (32, 34) asociados con el yugo (10) y dispuestos para engancharse con miembros de arnés de un arnés de seguridad utilizado por el ocupante; y una pluralidad de miembros tensores (64) que pueden conectarse entre los respectivos medios de guía (32, 34) y el casco (76), caracterizado porque cada medio de guía (32, 34) está formado para engancharse con un respectivo miembro de arnés y responde a un movimiento longitudinal de dicho miembro de arnés respecto de dichos medios de guía (32, 34) de forma tal que el movimiento del ocupante que provoca desplazamiento del arnés respecto del yugo (10) resulta en una fuerza tensora aplicada al casco (76) por al menos un miembro tensor (64).

Description

Sistema de retenci6n de cabeza y cuello para una persona en un vehfculo.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION�
La presente invenci6n se refiere a un sistema de retenci6n de cabeza y cuello para un ocupante de un vehfculo.
El ocupante de un vehfculo tal como un vehfculo de carreras de alto rendimiento, una lancha a motor o similares se somete a aceleraciones considerables, particularmente en caso de colisi6n. Los ocupantes de dichos vehfculos generalmente llevan un casco protector y un arnes de cuatro o seis puntos de anclaje que les mantienen fijos en su posici6n en un asiento.
Se han propuesto diversos sistemas para optimizar la protecci6n ofrecida al ocupante de dicho vehfculo mediante el amarre del casco del ocupante a una estructura de soporte de alguna clase. Por ejemplo, se ha propuesto ofrecer un yugo que se apoya en el torso superior del ocupante al cual se amarra el casco. El prop6sito de dichos dispositivos es limitar el movimiento del casco y, por consiguiente, de la cabeza y del cuello del ocupante respecto del torso del ocupante cuando se experimentan aceleraciones considerables, particularmente en una colisi6n.
El documento EP 1 462 363 describe un sistema de retenci6n que comprende un yugo con ataduras que se sujetan a un casco para restringir el movimiento del casco. Se describe un medio para ofrecer resistencia al desplazamiento lateral de las tiras del arnes del yugo.
Los documentos US 6 751 809 y US 6 810 535 describen ataduras para restringir el movimiento del casco. Una de las ataduras (denominada "tira" en el documento US 6 810 535) tiene un extremo sujeto en su posici6n mediante una barra transversal detras de los hombros y debajo de las tiras del arnes. La atadura se alarga para modificar la restricci6n que ejerce en el movimiento del casco, de acuerdo con la fuerza ejercida sobre el casco. En el documento US 6 751 809 la atadura se gufa mediante un yugo.
El documento WO 99/38401, que comprende las caracterfsticas mencionadas en el preambulo de la reivindicaci6n 1, describe un yugo con cuello que se sostiene en su posici6n mediante tiras de arnes y ataduras que se extienden horizontalmente entre el cuello y un casco para restringir el movimiento del casco hacia delante y hacia los costados. Las ataduras pueden deslizarse respecto del cuello.
Un objeto de la invenci6n es proveer aparatos alternativos de retenci6n de cabeza y cuello.
SUMARIO DE LA INVENCION�
De acuerdo con la invenci6n se provee un aparato de retenci6n de cabeza y cuello segun la reivindicaci6n 1.
Preferiblemente el yugo tiene forma de U, con una base y extremidades que se extienden hacia arriba, correspondiendo la base de la U a la porci6n frontal del yugo y correspondiendo los extremos superiores de las extremidades a la porci6n de dicho yugo que se engancha con el casco.
Preferiblemente se monta un par de primeros medios de gufa en la porci6n frontal del yugo, estando cada medio de gufa dispuesto para recibir una tira respectiva de un arnes de seguridad utilizado por el ocupante.
Preferiblemente, cada primer medio de gufa se forma para engancharse con una hebilla u otro mecanismo sobre la tira de forma tal que se evite el movimiento longitudinal de la tira respecto del primer medio de gufa al menos en una direcci6n.
Preferiblemente cada primer medio de gufa se monta de forma que pueda deslizarse respecto del yugo de manera que una aceleraci6n que provoque movimiento del ocupante y del yugo respecto del arnes haga que el primer medio de gufa se desplace deslizandose respecto del yugo.
Los miembros tensores son preferiblemente cuerdas flexibles fijadas al primer medio de gufa en un extremo del mismo y capaces de conectarse con puntos de fijaci6n respectivos en el casco en el uso.
Preferiblemente, el yugo define una gufa para cada miembro tensor para asegurar la correcta orientaci6n de dichos miembros en el uso.
Por ejemplo, el yugo puede definir conductos que se extienden entre un borde inferior de la porci6n frontal del yugo, adyacentes al primer medio de gufa, y superficies interiores respectivas de la porci6n del yugo que se engancha al casco.
Preferiblemente, el aparato incluye una pluralidad de segundos medios de gufa montados sobre la porci6n intermedia del yugo y dispuestos para engancharse con miembros de arnes respectivos que pasan por encima de los hombros del ocupante en el uso, respondiendo los segundos medios de gufa al movimiento lateral de los miembros de arnes debido al movimiento del ocupante, provocando el desplazamiento del arnes respecto del yugo,
con una pluralidad de miembros tensores cada uno de los cuales puede conectarse entre un segundo medio de gufa y el casco.
Preferiblemente cada segundo medio de gufa se monta de forma que pueda deslizarse respecto del yugo de manera que una aceleraci6n que provoque movimiento lateral del ocupante y el yugo respecto del arnes haga que el segundo medio de gufa se desplace deslizandose respecto del yugo.
El aparato de retenci6n de cabeza y cuello puede de este modo ser utilizado para limitar el movimiento del casco del ocupante y, de este modo, de la cabeza y del cuello del ocupante, respecto del torso del ocupante como resultado del movimiento del ocupante tanto hacia delante y hacia atras como hacia los costados.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es una vista en perspectiva del aparato de retenci6n de cabeza y cuello de acuerdo con la invenci6n;
La Figura 2 es una vista en perspectiva similar a la de la Figura 1, que muestra la amplitud de movimiento de los medios de gufa primero y segundo del aparato;
La Figura 3 es una vista en perspectiva similar a las de las Figuras 1 y 2, que muestra las tiras de un arnes enganchadas con el aparato;
La Figura 4 es una ilustraci6n similar a la de la Figura 3 que muestra adicionalmente un casco de un usuario del aparato en posici6n adyacente al aparato;
Las Figuras 5 y 6 son vistas laterales que muestran el aparato en uso, antes y despues de un impacto;
La Figura 7 es una vista frontal de un usuario del aparato, correspondiente a la Figura 5;
La Figura 8 es una vista similar a la de la Figura 7, que muestra el efecto de un impacto lateral en el usuario; y
La Figura 9 es una vista superior del usuario, correspondiente a la Figura 6.
DESCRIPCION DE LAS REALIZACIONES
Las Figuras 1 y 2 muestran una realizaci6n de un aparato de retenci6n de cabeza y cuello de acuerdo con la presente invenci6n. El aparato esta concebido para ser utilizado por ocupantes de vehfculos, lanchas, aeronaves y otras naves o embarcaciones que puedan ser sometidos a aceleraciones bruscas o a impactos en su uso. A los fines de esta especificaci6n, el termino "vehfculo" se refiere a cualquiera y a todos los vehfculos, naves, medios de transporte o medios similares.
El aparato comprende un yugo 10 que tiene generalmente forma de U y que tiene una porci6n frontal 12 que corresponde a la base de la U, una porci6n intermedia que comprende un par de extremidades 14 y 16 que generalmente corresponden a las extremidades de la U, y un par de porciones de enganche al casco superiores 18 y 20 que corresponden a los extremos superiores de la U.
El yugo 10 es preferiblemente rfgido y puede moldearse a partir de materiales plasticos apropiadamente resistentes, fibra de vidrio y resina o un material compuesto ligero que comprende fibra de carbono o Kevlar (marca registrada), por ejemplo. Se apreciara que los materiales indicados sirven meramente como ejemplo y que tambien podrfan utilizarse otros materiales apropiados.
El yugo esta formado para descansar sobre los hombros de un usuario del aparato, estando la porci6n frontal del yugo apoyada sobre el torso superior o zona del pecho del usuario. Las extremidades 14 y 16 incluyen formaciones curvas para enganchar con el hombro 22 y 24 que se extienden por encima y detras de los hombros del usuario en el uso, ubicando el yugo firmemente sobre el torso superior del usuario. Cuando es ubicado de esa manera, el yugo define una abertura 26 por debajo y alrededor del cuello y cabeza del usuario. La abertura 26 tiene un tamafo que permite un grado de movimiento libre del cuello del usuario respecto del yugo, pero el ancho es inferior al ancho de un casco protector convencional utilizado por el usuario, lo cual evita que el yugo se levante despegandose del usuario mientras el usuario lleva puesto el casco.
Los miembros elevados de enganche con el casco 18 y 20 tienen superficies interiores curvas 28 y 30 formadas de manera complementaria a la curvatura de un casco protector tfpico, lo cual permite que se extiendan cerca del casco protector en el uso sin impedir su movimiento indebidamente al mover el usuario su cabeza. De este modo, el usuario puede girar la cabeza de lado a lado mientras lleva puesto el yugo 10. Los miembros de contenci6n de casco 18 y 20 limitan el movimiento hacia atras del casco respecto del yugo pero permiten el libre movimiento del casco hacia delante.
Sobre el cuerpo del yugo se montan dos pares de gufas que enganchan las tiras de un arnes de cuatro o seis puntos de anclaje utilizado por el usuario. Se monta un primer par de gufas 32 y 34 sobre la porci6n frontal del yugo, sobre
su superficie superior y hacia bordes laterales opuestos del mismo. Se monta un segundo par de gufas 36 y 38 sobre las superficies superiores respectivas de las porciones de enganche con el hombro 22 y 24 del yugo.
Cada una de las gufas 32 y 34 comprende un soporte generalmente cruciforme que tiene un par de brazos 40 y 42 que se extienden en cualquiera de los lados de un miembro central alargado 44. Los extremos exteriores 50 y 52 de los brazos 40 y 42 estan curvados hacia adentro, lo cual les permite retener una tira de arnes entre ellos en el uso. Una ranura alargada 46 se extiende considerablemente a lo largo de la longitud completa del miembro central 44 y es dimensionada para que quepa alrededor del eje de un tornillo 48 fijado al yugo de forma tal que la gufa entera pueda deslizarse longitudinalmente respecto del tornillo, entre las posiciones representadas en lfneas continuas y punteadas en la Figura 2.
Las gufas 36 y 38 tienen un disefo mas simple, comprendiendo cada una un miembro alargado 54 que tiene una ranura 56 que se extiende longitudinalmente dentro de dicho miembro. Un tornillo 60 retiene cada gufa 36, 38 de forma tal que pueda deslizarse sobre el yugo, permitiendo que este se mueva entre las posiciones representadas con lfneas continuas y punteadas en la Figura 2. El miembro alargado 54 tiene un extremo exterior 58 curvado hacia adentro en un extremo exterior del miembro 54, para retener una tira de arnes en la gufa.
En los extremos mas inferiores de las gufas 32 y 34, y en los extremos mas interiores de las gufas 36 y 38, se proveen puntos de sujeci6n 62 a los cuales se fijan cuerdas flexibles respectivas 64 y 66. Cada uno de los puntos de sujeci6n define uno o mas orificios o ranuras a traves de los cuales se enhebran las cuerdas 64 y 66 y se enganchan para bloquearlas en una posici6n deseada sobre las gufas. Por ejemplo, en el caso de un usuario con un cuello relativamente largo, las cuerdas se ajustaran para que queden mas largas que para un usuario con un cuello mas corto.
Las cuerdas 64 sujetas a las gufas 32 y 34 pasan a traves de aberturas respectivas 68 en el borde frontal de la porci6n frontal del yugo 10 y a traves de conductos o pasajes 70 definidos en el cuerpo del yugo, saliendo por las aberturas respectivas 72 en las superficies de enganche al casco 28 y 30. Las cuerdas 66 pasan a traves de conductos respectivos 74 y salen por las mismas aberturas 72. Los puntos de salida de las cuerdas definidos por las aberturas 72 estan generalmente al menos 115 mm mas abajo y 125 mm detras del centro de gravedad de la cabeza de un usuario promedio del aparato, sentado en una postura erguida neutral.
Las cuerdas 64 y 66 actuan como miembros tensores o ataduras que se fijan a puntos de sujeci6n sobre las superficies laterales traseras del casco del usuario en el uso. Las cuerdas se sujetaran normalmente a un soporte de casco certificado por la FIA o tira de casco existente que esta ubicada debajo y generalmente detras del centro de gravedad de la cabeza del usuario. Las cuerdas seran tfpicamente una cuerda fibrosa Kevlar o Vectran (marcas registradas) o comprenderan un material apropiado similar que sea flexible pero no extensible bajo tensi6n.
Cuando un usuario lleva el yugo y un casco, tal y como se muestra en la Figura 4, las cuerdas 64 y 66 estan sujetas a un casco 76 tal y como se muestra, con juego suficiente para permitir un movimiento normal de la cabeza del usuario sin que las cuerdas queden tirantes.
Ahora haciendo referencia especffica a las Figuras 3 y 4, se muestra la interacci6n entre el aparato de la invenci6n y un arnes de seguridad utilizado por el usuario del aparato.
El usuario lleva un arnes de cuatro, cinco o seis puntos de anclaje que incluye un par de tiras 78 y 80, que pasan por encima de los hombros del usuario hasta llegar a los respectivos anclajes 82 en el vehfculo en el extremo superior del respaldo 84 de un asiento ocupado por el usuario. Dicho arnes siempre tiene porciones de hombro y porciones de cadera y, en arneses de cinco y seis puntos de anclaje, tambien tiene una o dos porciones de entrepierna. Por lo tanto, un arnes de cuatro puntos de anclaje comprendera porciones de hombro izquierdo y derecho y porciones de cadera izquierda y derecha constituyendo los cuatro puntos de anclaje, teniendo los arneses de cinco y seis puntos de anclaje una o dos porciones de entrepierna adicionales, respectivamente.
Convencionalmente, dichos arneses tienen hebillas ajustables que permiten que las tiras 78 y 80 se ajusten perfectamente sobre los hombros del usuario. En el prototipo de aparato de la invenci6n ilustrado, estas hebillas 86 son recibidas por las gufas 32 y 34, estando las tiras 78 y 80 ubicadas y retenidas por los extremos exteriores curvados hacia adentro de los brazos de las gufas. El borde superior de la hebilla limita con los extremos de los brazos, evitando que la hebilla se mueva longitudinalmente mas alla de la gufa. Las tiras tambien pasan a traves de las gufas 36 y 48 tal y como se muestra en la Figura 4, siendo retenidos en su posici6n sobre las gufas por los extremos exteriores curvados de dichas gufas.
En lugar de proveerse gufas que enganchen hebillas existentes sobre las tiras del arnes, tambien es posible proveer medios de enganche de tiras en forma de abrazaderas o miembros de agarre que se sujetan a la tira en la ubicaci6n deseada. Los rodillos estan dispuestos para enrollar las cuerdas de amarre alrededor de un carrete o eje cuando un impacto haga que las tiras del arnes se muevan respecto del yugo y que los rodillos giren. En dicha realizaci6n, la tira de arnes se deslizara por encima del rodillo y la fricci6n entre el rodillo y la tira de arnes hara que el rodillo gire y de esta forma enrolle la cuerda alrededor de el, tensandola.
En otra realizaci6n, los rodillos pueden estar montados sobre las gufas superiores 36 y 38 en un sistema integrado en el cual los rodillos reaccionen al movimiento longitudinal del arnes y en el cual se produzca un deslizamiento lateral de las gufas en respuesta al movimiento lateral del arnes.
En caso de impacto, el torso del usuario se mueve respecto de las tiras del arnes, tfpicamente hasta un maximo de
100mm. El movimiento del usuario respecto del arnes en caso de un impacto frontal se muestra en las Figuras 6 y 9. El torso del usuario se desplaza respecto de las tiras mismas y, en consecuencia, respecto de la posici6n de las hebillas del arnes u otros medios de enganche de tiras. En esta situaci6n, el yugo 10 se mueve hacia adelante con el torso del usuario, haciendo que las hebillas de las tiras se deslicen hacia arriba junto con las respectivas gufas 32 y 34, respecto del yugo. Como resultado las cuerdas 64 quedan tirantes, ejerciendo una fuerza pretensora en la
direcci6n de la flecha de la Figura 6. Esta fuerza mantiene la orientaci6n correcta del casco 76 y evita que la cabeza del usuario se extienda hacia delante.
Como se indica mejor en las Figuras 7 y 8, cuando ocurre un impacto lateral, el torso del usuario se desplaza lateralmente respecto de la posici6n inicial de las tiras del arnes, provocando un desplazamiento hacia fuera de una u otra gufa 36 6 38 y tensando la cuerda respectiva 66, ejerciendo de esta forma una fuerza pretensora correctiva
sobre el casco del usuario y manteniendo la alineaci6n correcta de la cabeza y cuello del usuario.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un aparato de retenci6n de cabeza y cuello para un ocupante de un vehfculo, comprendiendo dicho aparato:
    un yugo rfgido (10) formado para engancharse con el torso superior y hombros del ocupante, teniendo el yugo (10) una porci6n frontal (12) formada para extenderse por encima del pecho del ocupante, una porci6n intermedia (14, 16) formada para cubrir los hombros del ocupante, y una porci6n superior (18, 20) de enganche con el casco (76) que se extiende mas alla de la porci6n intermedia (14, 16) y formada para limitar el movimiento de un casco (76) utilizado por el ocupante;
    una pluralidad de primeros medios de gufa (32, 34) asociados con el yugo (10) y dispuestos para engancharse con miembros de arnes de un arnes de seguridad utilizado por el ocupante; y
    una pluralidad de miembros tensores (64) que pueden conectarse entre los respectivos medios de gufa (32, 34) y el casco (76),
    caracterizado porque cada medio de gufa (32, 34) esta formado para engancharse con un respectivo miembro de arnes y responde a un movimiento longitudinal de dicho miembro de arnes respecto de dichos medios de gufa (32, 34) de forma tal que el movimiento del ocupante que provoca desplazamiento del arnes respecto del yugo (10) resulta en una fuerza tensora aplicada al casco (76) por al menos un miembro tensor (64).
  2. 2.
    Un aparato de acuerdo con la Reivindicaci6n 1 en el cual el yugo tiene generalmente forma de U, con una base y extremidades que se extienden hacia arriba (14, 16), correspondiendo la base de la U a la porci6n frontal (12) del yugo (10) y correspondiendo los extremos superiores de las extremidades a la porci6n de dicho yugo (18, 20) que se engancha con el casco (76).
  3. 3.
    Un aparato de acuerdo con la Reivindicaci6n 1 o Reivindicaci6n 2 que incluye un par de primeros medios de gufa (32, 34) montados sobre la porci6n frontal (12) del yugo (10), estando cada medio de gufa (32, 34) dispuesto para recibir una tira respectiva (78, 80) de un arnes de seguridad utilizado por el ocupante.
  4. 4.
    Un aparato de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 3 en el cual cada primer medio de gufa (32, 34) esta formado para engancharse con una hebilla (18) u otro mecanismo sobre la tira (78, 80) de forma tal que se evite el movimiento longitudinal de la tira (78, 80) respecto del primer medio de gufa (32, 34), al menos en una direcci6n.
  5. 5.
    Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el cual cada primer medio de gufa (32, 34) se monta de forma tal que pueda deslizarse respecto del yugo (10) de manera que una aceleraci6n que causa movimiento del ocupante y el yugo (10) respecto del arnes haga que el primer medio de gufa (32, 34) se desplace deslizandose respecto del yugo (10).
  6. 6.
    Un aparato de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 5 en el cual los miembros tensores (64) son cuerdas flexibles fijadas al primer medio de gufa (32, 34) en un extremo de dicho medio de gufa y que pueden conectarse con los respectivos puntos de sujeci6n sobre el casco (76) en el uso.
  7. 7.
    Un aparato de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 6 en el cual el yugo (10) define una gufa (70) para cada miembro tensor (64) para asegurar la correcta orientaci6n de dicho miembro en el uso.
  8. 8.
    Un aparato de acuerdo con la Reivindicaci6n 7 en el cual el yugo (10) define una pluralidad de conductos (70) que se extienden entre un borde inferior de la porci6n frontal (12) del yugo (10), adyacente al primer medio de gufa (32, 34), y superficies interiores respectivas (28, 30) de la porci6n de enganche (18, 20) con el casco (76) del yugo (10).
  9. 9.
    Un aparato de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 8 que incluye una pluralidad de segundos medios de gufa (36, 38) montados sobre la porci6n intermedia (14, 16) del yugo (10) y dispuestos para engancharse con miembros de arnes respectivos que pasan por encima de los hombros del ocupante en el uso, respondiendo los segundos medios de gufa (36, 38) al movimiento lateral de los miembros de arnes debido al movimiento del ocupante provocando el desplazamiento del arnes respecto del yugo (10), con una pluralidad de miembros tensores
    (66) cada uno de los cuales puede conectarse entre un segundo medio de gufa (36, 38) y el casco (76).
  10. 10. Un aparato de acuerdo con la Reivindicaci6n 9 en el cual cada segundo medio de gufa (36, 38) se monta de forma que pueda deslizarse respecto del yugo (10) de manera que una aceleraci6n que provoque movimiento lateral del ocupante y el yugo (10) respecto del arnes haga que el segundo medio de gufa (36, 38) se desplace deslizandose respecto del yugo (10).
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