FR2839250A1 - Pompe a air grand volume constituee par un sac a dos etanche pourvu d'un dispositif de securite aquatique - Google Patents

Abstract

Le sac à dos pompe à air et système de sécurité aquatique se distingue des autres produits existants sur le marché, en ce sens qu'à lui seul, il permet une utilisation quasi-simultanée des trois procédés qu'il met en oeuvre. D'une part, c'est un sac à dos étanche, dont la forme conique, le système de ressort interne, et les deux valves disposées sur ses parois lui confèrent les pouvoirs d'une pompe à air grand volume.Ensuite, ses points d'attaches sur le porteur (1, 2, 3, 4) permettent d'assurer la sécurité de l'individu lors d'une chute à l'eau, sac chargé, évitant ainsi que le sac puisse se retirer du dos, et par la même garantissent la flottabilité du corps grâce à l'air intrinsèquement contenu. La bouée soudée directement au sac (5), rabattue par-dessus tête est maintenue en place à la ceinture abdominale. Aussi, son triple système de gonflage (6, 7, 8) permettra à la tête de rester hors de l'eau en cas de chute accidentelle, simplement en ouvrant le robinet à ailettes, en augmentant la pression interne de la bouée par gonflage buccal, ou en tirant sur l'anneau déclenchant l'ouverture de la cartouche d'air comprimé.Le produit, selon l'invention, sera destiné à la commercialisation visant essentiellement le grand public et les amateurs de sports nautiques, de randonnée, ou encore de camping...

Description

etre fixee de fa,con amovible sur le sac a dos (8).

1 Domaine technique de ['invention La presente invention concerne la realisation d'un sac a dos etanche a l'eau et a ['air, dont la forme, l'adjonction de deux valves anti-retour, et une bouee solidaire du sac a sa partie superieure, lui donnent la possibilite d'etre utilise bien sur comme sac a dos, mais egalement comme pompe a air a gros debit et comme systeme de securite aquatique.

Connaissances de la technique anterieure et problemes poses par celle-ci.

Le sac a dos etanche a l'eau et a l'air existe depuis plusieurs annees, etant decline sous differentes formes, laissant neanmoins apparaffle quelques defauts d'ergonomie engendrant un

confort de portage modere.

Les pompes a air concernant les joux aquatiques (matelas et bateaux pneumatiques) ainsi que le mobilier d'appoint gonflable necessitent, soit l'utilisation d'un compresseur, soit une quantite de pompages innombrables, liee directement au volume d' air insuffle par ces derniers (5 litres d' air

au maximum), ce qui en rend l'utilisation pour le moins penible et longue.

Les systemes actuels de securite aquatique, s'ils permettent le maintien des personnel a la surface de l'eau, necessitent un gonflage prealable a tout risque de baignade involontaire, ou engendrent un volume supplementaire autour de l'individu tel que les differents mouvements de

l'utilisateur s'en trouvent limites, voire compliques lors de ['execution.

Enfin, et a ma connaissance, jamais ces trots domaines techniques respectifs n'ont ete reunis

sous un seul et meme concept, alliant a la fois confort, securite et fiabilite.

Expose de ['invention Le dispositif de ['invention permet a travers un seul et meme produit de remedier aux differentes

difficultes et contraintes liees a l'utilisation des produits precedemment cites.

Il se presente sous forme d'uns sac a dos conique (figure 1 et 2), en forme de haricot a sa base, muni d'un col droit a son extremite superieure(Fig. 1-39), permettant les operations de

chargements et dechargements de celui-ci, ainsi que son etancheite une fois celui-ci ferme.

La fgure 1 represente le sac a dos vu du cote du portage par le corps humain, alors que la f gure

2 represente le meme sac vu sur la face opposee a cette derriere.

L'ensemble constituent la bouee est represente sur la figure 3, elle laissera apparatre clairement

le point d'attache l'unissant de maniere definitive au sac a dos (Fig.340).

Un modele de valve tel que celui requis pour l'utilisation du sac a dos comme pompe a air sera

detaille sur les figures 4,5,6.

Les figures 7 et 8 donneront les details de conception du robinet a ailettes qui sera fxe a la paroi superieure de la bouee, tenant compte bien entendu du tuyau flexible (Fig.7-41) permettant de

vehiculer l'air vers l'interieure de cette bouee, depuis l'interieur du sac.

L'ensemble du sac, la bouee, et une partie des sangles de fixation, seront realises en toile enduite de PVC ( type bache de camion allegee dans sa masse), qui sera assemblee par procede de

couture nylon et /ou thermo- soudure.

Cette etancheite sera etablie par une operation de repli du col droit sur lui-meme(Fig.1-39) a trots reprises au moins et la fermeture par clips de la boucle formee par celui-ci -2

lorsqu'on en rapproche les deux extremites apres cette operation(Fig.117et Fig.2-17&24).

Une fermeture zippee(Fig. let 2-5) completera ce systeme de fermeture initial, en etant solidaire des parois internee du col droit du sac, et disposee horizontalement de telle fa,con que le

perimetre du cercle decrit soit entierement couvert par cette fermeture zippee.

Cette derriere sera implantee a l'interieur et a environ 5 cm de la base superieure de ce col droit, se trouvant ainsi prise en sandwich lors de ['operation de fermeture par rabat et clipsage du

col droit sur lui meme(Fig.2-18).

Par consequent et compte tenu de la forme de ce sac, le diametre d'ouverture du col superieur se trouve etre inferieur de plus d'un tiers a la dimension du diametre de la base inferieure de ce sac. Le present sac a dos sera egalement pourvu sur sa partie superieure conique et en dessous du

niveau teas du col droit (a environ 5 cm) d'une bouee ovale solidaire du sac en cet endroit(Fig. 1-

23 et Fig.3-40),fixe par thermo-soudure; cette fixation formant un rectangle de 5 a 10 cm de

longueur par 2 cm de largeur environ.

Le passage de la tete d'un individu sera rendu possible par une ouverture de la bouee sur un diametre de 25 cm environ(Fig.3-21). Cette derriere sera disposee dans l'axe longitudinal issu de

la fixation au sac, et a plus d'un tiers de la distance la separant de l'autre extremite de la bouee.

A l'extremite opposee de la fixation de la bouee au sac, un deuxieme systeme de fixation par clips viendra la completer(Fig.3-9). II aura pour but de maintenir la bouee en place sur la partie abdominale, qui sera constitue par un systeme traditionnel de sangles

reglables (Fig.1-10).

Le systeme de portage du sac a dos ainsi que les fixations (sangles a clipsqui le rendent solidaire du porteur seront realises avec de la mousse souple coupee en fines bandes d'epaisseur variable,

correspondent aux dimensions requises pour les sangles et leurs emplacements (Fig. 1-1&16).

Cette mousse pourra etre enfermee a l'interieur de marches realisees en toile enduite telle que decrite precedemment, afin que celles-ci puissent etre en tout point rendue etanche a la fermeture

par procede de couture puis de thermo-soudure.

La longueur de ces sangles sera prolongee autant que necessaire par l'intermediaire de sangles en nylon (tel que ceinture de securite automobile) de largeur et d'epaisseur convenant a l'utilisation

du produit fidi.

L' extremite de ces sangles sera pourvue d' un systeme de fermeture, soit par clips,soit cousu a

differents points du-dit sac a dos, veillant cependant a ne pas en alterer l'etancheite.

Toutefois, ces sangles resteront reglables en longueur, de telle fa,con que le sac a dos puisse faire parfaitement corps avec quelqu'individu que ce soit, ayant egalement pour but d'optimiser le

confort de ce sac au portage.

Qui plus est. I'air contenu dans les marches soudees et pourvues prealablement de mousse souple (Fig. 1-1), offrira au porteur du sac un confort appreciable directement lie aux -3 coussins d'air qu'il constitue. Deux autres coussinets du meme type pourront etre implantes sur

la partie dorsale (Fig. 1-15), touj ours dans le but d'accro^tre le confort du porteur.

Ces sangles << rembourrees >> de mousse souple, de densite variable, constitueront principalement la partie haute du portage << epaule >>, et la ceinture dorsale formant ainsi un

triangle couvrant les deux os iliaques et les vertebres lombaires (Fig.116).

La ceinture dorsale pourra etre rendue amovible par un systeme de doubles passants, sur le sac et

sur elle meme, decales les uns par rapport aux autres, permettant le passage d'une ceinture.

L'utilisation de ce sac comme pompe a air grand volume sera ainsi favorisee.

L'utilisation du sac a dos comme pompe a air grand volume sera rendue possible par la fxation sur les parois de celui-ci de deux valves identiques (Fig. 4, 5 et 6) anti-retour, d' un diametre de mm approximativement pour chacune d' entre elles, l' une inspiratrice, et l' autre expiratrice, en fonction du cote sur lequel la rondelle souple et resistante en caoutchouc (Fig.4-29) viendra en

son centre se fixer sur l'un des ergots situes a l'interieur de la valve (Fig.5-3 1 et Fig.6-30)...

C:es valves seront disposees aux extremites hautes et basses du sac ferme (Fig.2-2&3), reliees l'une a l'autre par un tuyau semi rigide formant un ressort interne au sac, et pourvues de bouchons d'obturation a vis et joint d'etancheite interne (Fig.4-27). Ces bouchons seront retenus au sac a dos par une ficelle ou tout autre moyen approprie de fa,con a en eviter la perte accidentelle. L' enveloppe constituent le sac pourra etre renforcee en cas de necessite par d' autres bandes de toile enduite qui seront egalement thermo-soudee au sac, tent dans le sens de sa hauteur que par de multiples cercles decrits en differents points sur sa peripherie, ceci ayant pour but d'eviter

l'eclatement du sac en pression lors de son utilisation comme pompe a air.

Ensuite, un systeme de ressort conique leger, realise avec un tuyau (d'arrosage) semi rigide epousera parfaitement le volume interieur du sac a son maximum de remplissage et sera maintenu a sa place finale grace a un systeme de passant interne continu formant un systeme de

guide (ex: manche de pull-over) prealablement soude sur la partie interne du sac a dos.

Le,tressort-tayau,' pourra done etre introduit sans difficulte a l'interieur du sac en proftant de l'ouverture du col droit du sac (Fig. 112), en procedant a ['operation de poussee de celui-ci dans

le du passant du sac, prealablement soude a la paroi interne.

Ce ressort aura pour but, d'une part le maintien en forme du sac a dos, et d'autre part favorisera les operations de remplissage et d' insuffflation d' air lors des flexions et extensions manuelles

liees a son utilisation comme pompe.

L' air contenu dans le sac sera vehicule par l'intermediaire d'un tuyau souple dont le diametre

interne avoisinera celui decrit par les valves elles-memes.

Ce tuyau sera muni a l'une de ses extremites d'un raccord a vis, dont la paroi interne etanche

(grace a un joint caoutchouc) viendra se visser sur celle de la valve expiratrice d'air (Fig.4-25).

A son autre extremite pourront etre adaptes differents types de raccords (a embo'^tement ou a vis)

visant a gonfler les objets souhaites (matelas -bateaux -etc....).

Ce tuyau souple, de longueur variable, pourra etre dispose au fond du sac, -4 enroule en spirale sur lui-meme, ne genant ainsi en rien les commodites d'utilisation de ['ensemble. Enfin, ce systeme de ressort integre au sac permettra un rangement aise de ['ensemble en exer,cant une pression manuelle du sac sur lui-meme, en le maintenant ainsi ecrase dans cette position par l'intermediaire de bande Velcro ou tout autre lien, apportant ainsi un gain de place considerable. La bouee (Fig.3), constituee d'un rabat a paroi double par-dessus fete, issu de la partie arriere du sac a dos (Fig.1-23),se raccordant a 1'avant par une sangle a double clips a chacune des deux sangles de portage sur la paroi abdominale de l'individu, a pour particularite d'avoir une triple

capacite de gonflage.

Un petit tuyau souple issu de la cavite interne du sac apres fermeture traversera la paroi de

celui-ci a l'endroit meme de la fixation de la bouee (Fig. 1-22 etFig.3-8) .

On pretera particulierement attention au fait que la jonction du cercle decrit par le perimetre exterieur du tuyau et la paroi du sac, percee au gabarit, devront etre parfaitement etanches, et le

rester.

Ce tuyau, de diametre avoisinant 8 a 10 mm, issu de l'interieur du sac, traversera la bouee par

sa cavite interieure gonflable et guidee, tout en restart solidaire de l'une de ses parois.

A l'autre extremite de ce tuyau, un systeme de petit robinet a vis pourvu de deux ailettes favorisant sa prehension (Fig.7et 8), traversera en un point la structure de la bouee, permettant ainsi 1'ouverture du flux d'air contenu dans le sac a dos vers cette bouee, ceci fonctionnant selon le principe des vases communicants. Ce robinet plastique a ailettes sera pourvu d'une << butee >> haute et basse, evitant ainsi l'enlevement complet du bouchon qu'il constitue sur la face visible de la bouee. Celuici pourra etre soit moule par injection, soit directement issu d'un produit

existent dans le commerce a ce jour.

De ce fait, meme non prepare a un naufrage involontaire, I'individu porteur du sac pourra en

actionnant cette << molette (Fig.7 et 8-34) eviter la noyade, grace a l'air contenu dans le sac.

La pression d'air contenue dans le sac et celle contenue dans la bouee viendront automatiquement s'equilibrer, ce qui apportera un gonflage suffisant pour eviter a la tete de

passer sous l'eau.

Qui plus est. en cas d'extreme urgence, une petite cartouche d'air comprime integree a la bouee et dont la capacite correspond au volume de gonflage de la bouee, pourra-etre activee par simple

traction sur un lien accessible a la surface de celle-ci (Fig.3-42).

Le sac a dos, dans sa conception, sera muni de deux sangles basses reliees a la ceinture abdominale et dorsale de type baudrier d'escalade (Fig.2-20 et Fig.1-11), a travers lesquelles chacune des jambes sera passee, ceci avant meme la mise en place du sac sur le dos lors

d'activites aquatiques.

Ces deux sangles empecheront le sac de s 'enlever du dos (ex: enlevement d'un tee-shirt) lors

d'une baignade et par consequent, garantiront la securite du porteur.

-5 D'autre part, une valve telle que celles des bouees actuelles sera disposee sur la face abdominale de la bouee (Fig.3-7) solidaire du sac a dos, de maniere a rester accessible a la bouche pour en permettre le gonflage, voire celui de ['ensemble bouee et sac a dos, via l'ouverture du robinet a

ailettes cite precedemment.

S Sur la face avant de la bouee, pourra etre disposee une poche etanche ou non (Fig.3-13), donnant ainsi facilement acces par fermeture eclair ou zippee, a des produits juges de premiere necessite

en cas d'urgence ou de diffcultes, ceci sans avoir a retirer le sac du dos.

Fixee par thermo-soudure juste au-dessus de la liaison sac/bouee, une autre sangle munie d'un lO clip viendra par-dessus le sac, et reglee en tension, achever la fermeture etanche du col droit et se clipser sur l'autre face du sac(Fig.1-17 et Fig.2-24), permettant ainsi de garantir l'etancheite de

celui-ci, ainsi que son eventuelle resistance liee a son utilisation comme pompe a air.

Deux sangles munies de Velcroc (Fig.2-l9) formeront chacune respectivement une boucle d'un diametre ouvert d'environ 1S a 20 cm et seront thermo-soudees et fixees lateralement au fond du

sac a dos, sur sa partie externe, a chacune des extremites formees par le haricot a la base.

Celles-ci permettront le passage des pieds de chaque cote du sac, a l'interieur de la boucle formee, visant a le maintenir au sol lors des mouvements d' extensions et flexions (remplissage d' air) effectues par l' intermediaire des deux mains agissant par tractions puis pression sur la

structure du sac a dos en son sommet.

Ces cites sangles seront maintenues sur chacun des cotes du sac par l'intermediaire de Velcro

lorsque leur utilisation ne sera pas necessaire.

Le fonctionnement du sac a dos comme pompe a air reste simple d'utilisation, d'autant plus que

le systeme de ressort interne en facilite 1'extension (remplissage du sac en air) et le repli sur lui-

meme (gonflage des differents produits cites) grace a cette forme conique.

Ainsi, lors du gonflage, le sac ne peut pas s'ecarter de sa trajectoire axiale verticale, pendant

les mouvements d' extension et de pression.

La base du sac a dos (forme de haricot) pourra etre recouverte d'un revetement (type tapis de sol de gymnastique) sur sa face superieure, visant a en renforcer la rigidite tout en n'alterant pas ses

capacites ni sa souplesse.

Mode de realisation industrielle possible 1 ) Les valves necessaires au bon fonctionnement de ['ensemble pourront etre con,cues par un moulage en une injection, le clapet anti-retour etant par ailleurs decoupe puis rapporte a la

piece obtenue (Fig.4-29).

Ce clapet sera a la fois souple et resistant ( disque de caoutchouc) et perce en son centre pour permettre son embo^tement sur ['ergot de la piece obtenue (Fig.6-30) sur l'un ou 1'autre cote, en

fonction du fait que chaque valve sera, soit inspiratrice, soit expiratrice.

-6 2 ) Les differentes sangles et clips seront assembles et finis par operation de soudure et/ou

couture, avant meme d'etre rapportes, puis soudes au sac a dos.

Il en sera de meme pour la fermeture superieure du sac a dos (Fig.2-18).

3 ) Le sac a dos sera principalement constitue de trots pieces assemblees puis soudees (Base, cone, col droit), la fermeture zippee etant thermo soudee avant la realisation et

['assemblage du col droit.

4 ) Ces deux operations necessiteront la creation de deux gabarits:

l'un constituent le volume interne du sac et l'autre le volume externe.

Le gabarit concernant le volume interne permettra le reperage de ['emplacement du passant du ressort, ainsi que la mise en place de ce dernier, qui sera pousse via son guide en spirale situe a

l' interieur du sac.

Cette piece pourra necessiter, a grande echelle de production, la realisation d'un moule par

injection, permettant d'en optimiser la reproduction fdele en un grand nombre de pieces.

Cette solution pourrait s'averer indispensable dans la mesure ou le sac a dos sera fabrique en

deux dimensions differentes, I' une pour adultes, et l' autre pour enfants.

) Quant a la bouee, plusieurs operations seront necessaires a sa realisation avant de la solidariser au sac obtenu: a) Soudure de la poche ventrale avec fermeture eclair sur l'une des deux parties semblables

qui, une fois soudees entre elles formeront la cite bouee.

b) Sur cette meme face, la fixation du tuyau, de la valve et du robinet seront effectues par

vissage, collage ou thermo-soudure sur la cite piece.

c) Couture de la double fermeture par clips.

d) adaptation de la cartouche d'air comprime interchangeable.

6 ) Solidarisation de la bouee au sac par thermo soudure.

Le produit sera teste a plusieurs niveaux de la fabrication avant recherche de commercialisation.

Toutes ces operations confondues necessiteront l'utilisation, soit d'une machine a coudre industrielle, soit d'une machine permettant la realisation de soudures etanches et

resistantes sur la toile enduite.

Le reste de la construction pourra etre effectue par une main d'ceuvre ouvriere, visant

['assemblage de toutes les pieces apportees pour la conception globale de ce sac a dos.

' KeYendications 1) Disposif pernettant a la fois le transport de differents objets et l'utilisabon cone pompe a a de gr.d volume, ne fois vice de son contenu, earacterise en ce qu'il est fonne dun sac a dos etanche et cornque7 de deux valves anli-retour (fig 2-2,33, dun

systeme de ressort interne adapte a la forme du sac a dos, d'une fermeture zippee ffig 2-

53 doublee d'R fermeture par rabat (-fig. 2-18) et d' toyau souple dote a une extremite d7un ecrou de serrage avec joint et de 17autre la possibilite d7adapter differents embouts

de gonflage, le tout etart stocke directement a l'inteneur du sac a dos.

2) Dispositif selon la revendication 1 caracterise en ce qu'il comporte une bouee formee d'un rabat a paToi doublee, qm, fixce a la partie superieure du sac a dos 'fig3-401-23) pu passee par-dessus tete vient se verrouiller sur la partie abdominale (figl-103

conshtuee par les sanzles de portage.

3) Disposiff selon la revendica1ion 2 caractense par un systeme d'auto gorflage et gonflage complementaire de la bouee, qui d'une pa, - est traersee par un tuyau Hexible issu de linterieur du sac 1 3-) muru d, robinct a ailette lraversant la paroi superieure de la bouee permettant d'activer le flw d'air contenu dans le sac vers celle-ci et d'autre paTt3 une au4Te valve tc que celles equant traditionr.element les bouees sera disposec a

portee de bouche de maniere a optimiser le gonflage de celle-ci.

4? Dispositif selon les revendicabons 2 et 3 caracterise par le fait qu'en cas d'urgence, une cartouche d'a compn"-ne "nteee a la bouee pourra etre actnree par simple trachon sur un lien permettant den liberer instantanement le contenu, etant entendu que la prssion

d'air engendree empechera la noyade du porteur par le gonflage innediat de la bouee.

) Dispositif selon l'ane quelconque les revendications precedentes, caracterise en ce que le

diametre inteme des valves de ponpage est s'fisat pour laisser passer un debit d'a important7 celles-ci etarlt reahsees en matiere plastique et pouvue pour chacune d7el1es d'une rondelle en caoutchouc (fig.4-29? percee en son centre se fixe sur un erpot prevu po son assentlage (.-30)

6? Disposi selon lune quelconque des revendications precedentes caractense en ce que le

sac a dos comporte ume ceinture dorsak amombl^ poe d'un systeme de passaluts decales par rapport a coux du sac a dos, cee-ci etant directement fixce au sac par l'intemediaire d7une ceinture q traverse les passants avant d'e obturee sur la face

aWominale par systeme de clips.

7) Disposiff selon l'une quelconque des revendications precedentes caracterise en ce qu'il

comport des sangles.-sistantes fonnant e boucle de chaque cote du sac (fig.-193 pennettent de le maintenir au sol lors des n effectuús pour son uisabon

cone pompe a air en passant ur pied a l'interieur de chacune d'elles.

r:

8) Dispositf selon l'une quelconque des revendications precedentes caracterise en ce qu'il

csmprrte deux sangles reglables et clipsables pemvttant le passage des cuisses a inteTieur de la boucle formee par chacune d7elles solidansee a la partie abdominale pais dorsale de la ceinture (fig. l-1 1)7 ce qui confere a ce sac un fonctionnement comme

baudrler cons+.uc 17aspect essenliel du systeme de scte aquatique, e,tant par la-

meme lenlevement involontaire du sac- bouee >> tel qu7un pl-over.

9) Dispositif selon 17une quelconque des revendications precedentes caracterise par la

sposiiion des vahres sur les parois supeneures et ieneures A1 sac a dos sachant que lune est inspirace et lautre expiratice, et tsutes deux vent mumes de bouGhons de femeture a vis (fig.4-27) avec joint d'etancheite9 maintenus solidaires de la paroi du sac