ITMI20030380U1 - Dispositivo pneumatico indossabile di protezione individuale e relativo capo di abbigliamento - Google Patents

Dispositivo pneumatico indossabile di protezione individuale e relativo capo di abbigliamento Download PDF

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Description

DESCRIZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo pneumatico indossabile di protezione individuale e ad un capo di abbigliamento munito di tale dispositivo. Il dispositivo pneumatico consiste sostanzialmente in una sacca pneumatica inserita con appositi accorgimenti in un capo di abbigliamento.
Il capo di abbigliamento viene indossato dalla persona. Quando la persona è in una situazione di perìcolo, ad esempio nel caso di un imminente impatto contro il terreno oppure un ostacolo dovuto ad una caduta da una moto oppure da un cavallo, la sacca del dispositivo pneumatico viene gonfiata da un generatore di gas in tempi molto brevi e offre una protezione efficace alla colonna vertebrale della persona. Il capo di abbigliamento con all’interno la sacca pneumatica ha dei particolari accorgimenti che verranno spiegati ed illustrati in seguito che permettono di alloggiare la sacca pneumatica all’interno del capo di abbigliamento e consentono alla sacca di gonfiarsi correttamente e di offrire una protezione simile ad un cuscino d’aria alle parti del corpo della persona esposte all'urto contro il terreno oppure un ostacolo.
Il presente trovato verrà descrìtto più in dettaglio con riferimento alle figure dei disegni, in cui:
la figura 1 è una vista in alzato laterale di una persona con indosso un capo di abbigliamento munito del dispositivo pneumatico di protezione secondo il presente trovato allo stato sgonfio,
la figura 2 è una vista in alzato laterale del capo di abbigliamento illustrato in figura 1,
la figura 3 è una vista in alzato laterale di una persona con indosso il capo di abbigliamento di figura 2 durante la fase di gonfiatura,
la figura 4 è una vista in alzato laterale del capo di abbigliamento di figura 3,
la figura 5 è una vista in alzato laterale che raffigura una persona con indosso il capo di abbigliamento di figura 2 allo stato gonfio, la figura 6 è una vista in alzato laterale del capo di abbigliamento illustrato in figura 5,
figura 7 è una vista in pianta posteriore del dispositivo pneumatico allo stato sgonfio e con le parti superiori ed inferiori ripiegate su se stesse,
la figura 8 è una vista in sezione trasversale del dispositivo pneumatico allo stato gonfio,
la figura 9 è una vista in pianta posteriore del dispositivo pneumatico allo stato gonfio e con le parti superiori ed inferiori dispiegate, e
la figura 10 è una vista in pianta anteriore del dispositivo pneumatico allo stato gonfio illustrato in figura 9.
La sacca pneumatica, indicata nel complesso con 8, è composta da un'unica cavità dilatabile, ricavata dall’unione di fogli 2 sagomati e a tenuta di gas. I fogli 2 sono collegati lungo tutto il loro perìmetro ed all'interno sono collegati da distanziali 3. Su uno dei due fogli 2 è collegato un collettore 4 sul quale viene montato un generatore di gas, non illustrato. La sacca presenta punti A1 e A2 ai quali vengono fissate cinture 6 e punti B1 e B2 ai quali vengono fissate bretelle 7. I distanziali 3 formano all'interno della sacca 8 delle zone 9, 10, 11. Tali zone sono tutte in comunicazione fluida tra loro. La sacca 8, quando è inserita nel capo di abbigliamento 12, viene piegata nella parte superiore lungo la linea 13, identificando così una parte superiore 18 della sacca e viene piegata inferiormente lungo la linea 14, identificando così una parte inferiore 19 della sacca. La zona centrale 5 della sacca 8 delimitata dalle linee di piegatura 13 e 14 è qui designata parte centrale 5 della sacca. La parte superiore 18 e la parte inferiore 19 della sacca vengono piegate sopra la parte centrale 5 della sacca.
La cintura 6 e le bretelle 7 sono regolabili in lunghezza attraverso passanti 15 e la cintura 6 è chiudibile per mezzo di una fìbbia 16. La cintura 6 e la bretella 7 sono munite di elementi elastici 17.
La sacca 8 è destinata ad essere montata all’interno di un capo di abbigliamento 12, qui rappresentato a titolo esemplificativo da un gilet. Il capo di abbigliamento 12 è composto da un tessuto esterno e da una fòdera interna. La sacca 8 è contenuta nel capo di abbigliamento 12 per il tratto compreso tra le due linee di piegatura 13 e 14. La parte superiore 18 della sacca è contenuta in una tasca apribile superiore 22 del capo di abbigliamento 12. La parte inferiore 19 della sacca è contenuta in una tasca apribile inferiore 23. La tasca apribile superiore 22 e la tasca apribile inferiore 23 sono comunicanti con l'interno del capo di abbigliamento 12 e, quindi, con la zona del capo di abbigliamento 12 compresa tra il tessuto e la fodera.
Poiché la parte superiore 18 della sacca e la parte inferiore 19 della sacca, (piegate sopra la parte centrale 5 della sacca) sono alloggiate rispettivamente nella tasca apribile superiore 22 e nella tasca apribile inferiore 23, risulta evidente che anche la tasca apribile superiore 22 e la tasca apribile inferiore 23 sono piegate sopra la parte centrale 5 del capo di abbigliamento 12.
La tasca apribile superiore 22 e la tasca apribile inferiore 23 sono mantenute in posizione chiusa da organi di vincolo.
Il capo di abbigliamento 12 presenta in corrispondenza delle spalle un inserto elastico 24 e, in corrispondenza del fianco un inserto elastico 25.
All'interno del capo di abbigliamento 12 sono presenti delle asole attraverso cui vengono fatte passare la cintura 6 e le bretelle 7.
Nella parte inferiore del capo di abbigliamento 12 è presente una apertura che permette di inserire all'interno la sacca 8.
Verrà ora descritto il funzionamento del dispositivo pneumatico associato al capo di abbigliamento.
Il capo di abbigliamento 12 viene indossato dalla persona come un comune capo di abbigliamento. La persona allaccia la fìbbia 16 della cintura 6. La funzione delle bretelle 7 e della cintura 6 chiusa con la fibbia 16 è di posizionare bene la sacca 8 sopra la colonna vertebrale della persona in modo indipendente dal capo di abbigliamento. Tale soluzione assicura il corretto posizionamento della sacca 8 quando è gonfia sopra la colonna vertebrale. In assenza di tale accorgimento, la sacca 8 potrebbe spostarsi dalla sua posizione originaria, scoprendo così la zona della colonna vertebrale che si vuole invece proteggere.
Il generatore di gas montato sul collettore 4 viene attivato e inizia ad immettere il gas nella sacca 8. Il flusso di gas entra nella sacca 8 dal collettore 4 e riempie all’inizio la zona 9 delimitata dai distanziali 3 della sacca 8. Questo accorgimento permette di convogliare subito tutto il flusso di gas verso la parte superiore 18 della sacca e verso la parte inferiore 19 della sacca. Le cavità dilatabili iniziano a gonfiarsi. Anche la parte superiore 18 della sacca si gonfia ed essendo a sua volta inserita nella tasca superiore apribile 22 del capo di abbigliamento, ne determina l’apertura sciogliendo gli organi di vincolo che la trattengono chiusa al capo di abbigliamento 12. Analogamente, la gonfiatura della parte inferiore 19 della sacca alloggiata nella tasca apribile inferiore 23 determina l’apertura di questa sciogliendo gli organi di vincolo che la trattengono chiusa al capo di abbigliamento 12. Il gas prosegue il proprio naturale percorso riempiendo le zone 10 e 11 della sacca 8 per gonfiarla completamente.
Poiché il volume della sacca gonfia si aggiunge al volume della persona, gli elementi elastici 17 della cintura 6 e delle bretelle 7 si allungano seguendo l’aumento di volume della sacca 8. Analogamente, anche gli inserti elastici 24 e 25 del capo di abbigliamento 12 si allungano. In questo modo la persona che indossa il capo di abbigliamento 12 non rimane costretta per effetto della gonfiatura della sacca 8.
Sono state effettuate le seguenti prove di apertura sul dispositivo pneumatico secondo il presente trovato.
Prova di apertura
Ad una sacca 8 come sopra descritto è stato applicato un generatore di gas molto rapido del tipo descrìtto nella domanda di modello di utilità italiana N. MI2001U 000281. La sequenza di apertura è stata filmata con telecamere ad alta velocità con frequenza di acquisizione di 1000 fotogrammi al secondo. I risultati ottenuti hanno dimostrato che la sacca si gonfia in 45-50 millesimi di secondo. Dai fotogrammi si è potuto verificare che la presenza dei distanziali 3 migliora la fase di gonfiatura della sacca.
La stessa prova è stata ripetuta inserendo la sacca 8 all’interno di un capo di abbigliamento 12 come quello sopra descrìtto. I tempi di gonfiatura rilevati sono compresi tra 75 e 85 millesimi di secondo. Tale ritardo di tempo rispetto alla gonfiatura della sacca da sola è irrilevante ai fini del funzionamento dell’intero dispositivo pneumatico protettivo ed è dovuto agli organi di vincolo delle tasche apribili 22,23 del capo di abbigliamento 12. Tale ritardo di tempo può eventualmente essere ridotto modificando gli organi di chiusura delle tasche apribili 22,23 del capo di abbigliamento 12.
Prova di impato
La sacca 8 allo stato gonfio è stata provata secondo le specifiche riportate nella norma prEN 1621-2 “Motorcyclists’ protective clothing against mechanical impact - Part 2: Motorcyclists’ back protectors” e si è potuto rilevare che la forza trasmessa è di soli 0,9 kN. Tale valore è molto modesto se si confronta con il livello 1 (18kN) e il livello 2 (9 kN) e il risultato ottenuto evidenzia la capacità protettiva della sacca gonfia.
La sacca 8 è un tutt’uno e presenta distanziali 3 posizionati in modo tale da creare una protezione uniforme per tutto il tratto della colonna vertebrale quando la sacca è allo stato gonfio. I distanziali 3 realizzano nella sacca 8 una serie di elementi tubolari in comunicazione fluida tra loro. Questo permette alla sacca 8 di assorbire e dissipare l’energia dell’impatto in maniera uniforme indipendentemente dalia direzione dell’impatto e dalla sua localizzazione sulla sacca. Durante l’impatto l’elemento che colpisce la sacca gonfia tende a penetrare all’interno di essa riducendone il volume e comprimendo i distanziali. Per effetto di questa riduzione di volume, la pressione all’interno della sacca aumenta e la forza con la quale la sacca si oppone all’elemento invasivo che tende a penetrare al suo interno aumenta. Tale aumento di pressione all'interno della sacca è fisicamente istantaneo e proporzionale al livello di penetrazione dell’ostacolo nella sacca stessa. Quando la forza di repulsione della sacca uguaglia quella dell’elemento invasivo quest’ultimo non può più proseguire la propria corsa di penetrazione nella sacca e si arresta perdendo completamente energia cinetica. In questa situazione la sacca esercita una forza ben superiore a quella con cui l’elemento invasivo stava avanzando, così quest’ultimo viene respinto verso l’esterno della sacca.
Dal lato opposto, la sacca appoggia sulla colonna vertebrale e si intuisce che l’ostacolo invasivo così fermato non urta contro la colonna vertebrale che rimane quindi protetta.
Poiché per natura gli elementi gonfiabili sono cilindrici a sezione sostanzialmente circolare, la presenza di distanziali assicura una buona costanza dello spessore della sacca allo stato gonfio e quindi ogni zona della sacca ha le medesime condizioni per ridurre l'energia cinetica del corpo invasivo. Risulta chiaro che il corretto dimensionamento del distanziale e l’individuazione della corretta pressione di esercizio della sacca permettono di realizzare una sacca che sia in grado di annullare o ridurre significativamente l’energia cinetica del corpo ostacolo invasivo prima che quest’ultimo possa arrivare alla parete sottostante della sacca che è a contatto con la colonna vertebrale.
La presenza di distanziali assicura una costanza delle proprietà di assorbimento degli urti della sacca indipendentemente dalla direzione e localizzazione dell’impatto sulla sacca.
L’alta capacità protettiva è stata verificata sottoponendo una sacca realizzata secondo gli insegnamenti del presente trovato agli impatti previsti dalla norma prEN 1621-2 “Motorcyclists1 protective dothing against mechanical impact - Part 2: Motorcydists’ back protectors”
La presenza di distanziali 3 riduce la variazione di larghezza della sacca 8 tra la situazione in cui la sacca è sgonfia e quella in cui la sacca è gonfia. Infatti, la differenza tra gli ingombri trasversali con la sacca allo stato sgonfio, rispettivamente gonfio con o senza i distanziali cambiano notevolmente. Questo aspetto è importante poiché la sacca sgonfia è posizionata sopra la colonna vertebrale e opportunamente vincolata ed è necessario che le dimensioni della sacca allo stato sgonfio abbiano una giusta larghezza in modo tale che la sacca non sia più larga della schiena dell’utilizzatore per permettere alla sacca di essere inseribile in un capo di abbigliamento senza essere ulteriormente piegata. Infatti un numero minore di pieghe significa un minor tempo di gonfiatura nonché una migliore vestibilità della sacca.
Ne consegue che quanto minore è la differenza tra le dimensioni della sacca allo stato sgonfio, rispettivamente gonfio, tanto maggiore sarà la zona del corpo protetta della persona a cui si estende la protezione.
A titolo di esempio, una sacca senza distanziali sgonfia con una larghezza T, quando è gonfia, risulta essere larga “21/π". Ipotizzando 1= 300 mm, la sacca gonfia risulta I - 300x2 Ιπ = 191 mm. La riduzione di larghezza coincide con una diminuzione della zona della colonna vertebrale proteggiate e quindi una riduzione generale della protezione offerta dalla sacca.
Inserendo distanziali ben disegnati la sacca ha allo stato sgonfio una larghezza gonfia Ύ e quando si gonfia ha una larghezza molto maggiore di “21/71”. Quanto maggiore è il numero di distanziali, tanto minore è la riduzione di larghezza della sacca allo stato gonfio.
Per esempio se si ipotizza una larghezza della sacca di 1=300 mm allo stato sgonfio e l’impiego di tre distanziali la larghezza della sacca allo stato gonfio risulta essere pari a I - 231 mm.
Pertanto ciò dimostra che la presenza di distanziali ben disegnati riduce la variazione di larghezza della sacca quando è allo stato gonfio ed assicura una zona di protezione maggiore che nel caso senza distanziali.
I distanziali sono posizionati in modo da guidare il gas che entra dal collettore attraverso un percorso definito all’interno della sacca. Tale percorso favorisce l’apertura delle parti superiori ed inferiori della sacca e minimizza i tempi di gonfiatura. Infatti il flusso di gas rimane inizialmente nella sola zona 9 della sacca ed è spinto in alto ed in basso verso le parti della sacca ripiegata su se stesse provocandone l’immediata apertura.
La sacca 8 è dotata di organi di trattenuta costituiti dalle cinture 6 e le bretelle 7. Questi organi di trattenuta sono muniti di inserti di materiale elastomero 17 che garantiscono il corretto trattenimento della sacca 8 durante la fase di gonfiatura e durante la fase di impatto, evitandone uno spostamento che possa esporre la colonna vertebrale a urti diretti.
Per inserire la sacca 8 nel capo di abbigliamento 12 è necessario effettuare una o più pieghe della sacca 8 e predisporre il capo di abbigliamento 12 ad ospitare tali pieghe. Gli accorgimenti utilizzati per inserire la sacca 8 nel capo di abbigliamento 12 non devono limitare l'apertura della sacca stessa.
Tenendo in evidenza i due punti sopra esposti la sacca 8 presenta due pieghe. Una piega superiore 13 e una piega inferiore 14. La piega superiore 13 piega la sacca in prossimità dell'inizio del tratto cervicale della colonna vertebrale, mentre la piega inferiore 14 piega la sacca in prossimità dell’inizio del tratto sacrale della colonna vertebrale. Quindi le parti di sacca che proteggono il tratto cervicale della colonna vertebrale ed il tratto sacrale della colonna vertebrale risultano piegate sopra la parte di sacca che protegge il tratto dorsale e lombare della colonna vertebrale. Quando la sacca 8 si gonfia tali porzioni di sacca piegate come detto sopra si gonfiano aprendosi.
Il capo di abbigliamento nel quale viene inserita la sacca 8 deve rispettare tali esigenze, per cui sulla parte posteriore del capo di abbigliamento sono presenti una tasca superiore e una tasca inferiore comunicanti con l’interno del capo di abbigliamento. La tasca superiore ospita la parte di sacca che protegge il tratto cervicale delia colonna vertebrale e la tasca inferiore del capo di abbigliamento ospita la parte di sacca che protegge il tratto sacrale della colonna vertebrale. La parte di sacca che protegge il tratto dorsale e lombare della colonna vertebrale è alloggiata all’interno del capo di abbigliamento, tra il tessuto esterno e una fòdera interna.
Qualunque sia il capo di abbigliamento che ospita la sacca 8 questo deve avere i requisiti sopra esposti.
Inoltre per mantenere chiuse la tasca superiore e la tasca inferiore del capo di abbigliamento 12 occorre utilizzare degli organi di vincolo che non ritardino l'apertura di tali tasche, ad esempio realizzandoli con l’impiego di un materiale tipo velcro.
All’interno del capo di abbigliamento 12 sono presenti delle asole all’altezza della cintura e asole all’altezza delle spalle attraverso cui vengono fatti passare gli organi di trattenuta della sacca 8.
All’interno del capo di abbigliamento 12 è prevista una apertura per l’inserimento dell’intera sacca 8.
Per compensare l'aumento di volume della sacca 8 quando si gonfia occorre che il capo di abbigliamento disponga di elementi elastici che si possano correttamente allungare. Il volume dello spazio occupato all'interno del capo di abbigliamento dalla persona che indossa tale capo deve rimanere il più possibile costante anche quando la sacca è gonfia, per evitare fenomeni di schiacciamento della gabbia toracica della persona. La funzione degli elastici posizionati sul fianco e in prossimità delle spalle è di permettere al capo di abbigliamento di potersi adattare all’incremento di volume dovuto al volume della sacca gonfia che si aggiunge al volume iniziale della persona che indossa il capo di abbigliamento.

Claims (4)

  1. RIVENDICAZI0NI 1) Sacca protettiva formata da un unico elemento pneumatico al cui interno sono presenti distanziali che identificano delle zone all'interno della sacca stessa che sono tutte in comunicazione fluida tra loro, alla sacca essendo collegato un collettore sul quale viene montato un generatore di gas atto ad immettere un gas all'interno della sacca, la sacca essendo posizionata a protezione della colonna vertebrale che si estende dal tratto cervicale al tratto sacrale.
  2. 2) Sacca secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che è dotata di organi di trattenuta atti a trattenerla sulla persona che indossa la sacca, gli organi di trattenuta essendo allacciati dalla persona una volta indossato il capo di abbigliamento con all'interno la sacca, gli organi di trattenuta essendo indipendenti dal capo di abbigliamento che contiene la sacca ed essendo collegati alla sacca ed essendo muniti di elementi elastici che si adattano alla variazione di volume della sacca.
  3. 3) Sacca secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che presenta una o più pieghe atte a consentirne un facile inserimento all’interno del capo di abbigliamento.
  4. 4) Capo di abbigliamento contenente una sacca protettiva secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che presenta tasche apribili atte a contenere le parti di sacca ripiegate, tali tasche essendo comunicanti con l’interno del capo di abbigliamento ed essendo mantenute in posizione chiusa da organi di vincolo, le tasche essendo destinate ad aprirsi quando la sacca si gonfia sciogliendo gli organi di vincolo, il capo di abbigliamento presentando elementi elastici che, allungandosi, ne permettono una dilatazione alto scopo di seguire la variazione di volume della sacca durante la sua gonfiatura, il capo di abbigliamento essendo munito di un’apertura per l'inserimento ed estrazione della sacca dal suo interno.
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