ITTO990067A1 - Sistema di riduzione del carico di caduta. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

di brevetto per invenzione industriale con titolo: sistema di riduzione del carico di caduta

La presente invenzione, schematizzata ad esempio nelle ligure 1,2,3, 4 e 5 è caratterizzata dal fatto che costituisce un sistema di riduzione del carico di picco applicato, ad esempio, ad una fune ed ai vari sistemi di vincolo, a seguito della caduta del carico appeso a tale fune ed è, in oltre, caratterizzata dal fatto che il carico viene sopportato fino ad un certo valore da un elemento elastico, mentre oltre a questo valore viene sopportato da un cavo di sicurezza posto all’interno del'elemento elastico.

Il presente attenuatore di carico di picco per le sue caratteristiche di forma, leggerezza e resistenza può essere applicato ad esempio fra l imbragatura e la fune di vincolo di un paracadute da caduta libera o d’emergenza.

Attualmente il sistema rigido di sospensione del carico comporta, al momento dell’apertura della calotta un picco di carico molto elevato che viene scaricato sulla struttura del paracadute e sulle fibbie dell’ imbragai ura che sostengono il carico.

Tale picco di carico può essere causa danni al carico sospeso, ma soprattutto limita fortemente la velocità massima a cui può essere aperta ad esempio una calotta di emergenza per parapendio o deltaplani. Questi paracaduti, infatti, dovendo essere di piccole dimensioni per una apertura molto rapida non sono in grado di reggere al picco di carico che si verificherebbe nel caso della caduta libera del corpo ad esso vincolato.

Lo scopo del dispositivo oggetto della presente invenzione è quello di ridurre il carico di picco che si verifica a seguito della caduta di un corpo, ad esempio al momento dell’apertura della calotta, sia sulla corpo sospeso, sia esso un oggetto o una o più persone, sia sulla struttura di cavi e tessuto che formano la calotta, aumentando così la velocità massima a cui è possibile aprire la calotta senza che essa si laceri.

In particolare si porta anche ad esempio l’attuale situazione di impiego di una fune di sicurezza atta ad assicurare il primo arrampicatore di una cordata che sale una parete. II primo scalatore salendo procede, tramite dei rinvìi a moschettoni, a fissare la corda a dei chiodi con la testa ad anello piantati nella roccia fig.5.

Il secondo in cordata, dal basso, provvede mediante appositi nodi scorrevoli o particolari sistemi di sicurezza, a mollare la corda necessaria al primo per salire.

Se, per qualche motivo, il primo in cordata cade la corda lo lascerà scendere fino a quando non si metterà in tensione sull’ultimo moschettone in cui è stata infilata.

Può capitare, soprattutto in alta montagna, che la chiodatura e quindi i moschettoni, si trovino anche a diversi metri di distanza l’uno dall’altro, per cui la caduta del primo in cordata può essere anche di parecchi metri.

L’altezza di caduta è comunque generalmente almeno pari a due volte la distanza che intercorre fra l’ultimo moschettone in cui è stata infilata la corda e la quota raggiunta dall’arrampicatore. Quindi se l’ultimo moschettone è stato piazzato dal primo in cordata 3 metri sotto di lui, la sua caduta sarà almeno di 6 metri, sempre considerando che il secondo blocchi la corda immediatamente.

Un corpo in caduta libera raggiunge in questi spazi velocità molto alte e, data la grande massa appesa alla fune, scarica l’enorme energia accumulata sul chiodo, che rappresenta l’unico vincolo meccanico presente, ed essendo questo quasi indeformabile, si trova a dover sopportare un carico di picco molto elevato, anche se dì breve durata nel tempo.

Le regole di sicurezza intemazionali vigenti attualmente portano alla costruzione di funi da arrampicata, di moschettoni, rinvìi e chiodi con carichi di rottura dichiarati superiori ai 2000 Kgf. Purtroppo però la friabilità della roccia in molti casi non consente al chiodo di realizzare la stessa tenuta per attrito e quindi può capitare che sotto il carico provocato da una caduta venga estratto dalla roccia con esiti spesso mortali per gli scalatori.

Talvolta anche se il chiodo tiene le forze di richiamo impresse dalla fune al'imbragatura a seguito della caduta causano grandi lesioni allo scalatore.

Le strutture, ad oggi conosciute, atte a vincolare con sicurezza lo scalatore, sono progettate, come nel caso di quelle per i paracadute, per essere il più possibile resistenti e di conseguenza rigide e questo comporta che l’energia di caduta, essendo le deformazioni della struttura piccole, generi sui vincoli forze molto grandi che molto spesso non sono sopportabili da una delle componenti: fune, moschettoni, chiodo o vincoli, imbragatura o massa, o persona, appesa.

I sistemi noti per ridurre il picco carico dovuto ad una caduta in fase di scalata si basano attualmente sul principio di dissipazione di energia per sfregamento della corda che viene fatta scorrere in appositi ganci secondo un percorso tortuoso che tende a limitare la velocità di scorrimento della corda all’aumentare del carico applicato.

Purtroppo l’efficacia di questi sistemi è spesso resa vana dalla diversità di dimensioni e di materiali che compongono la fune e dal modo con cui vengono utilizzati.

Data la molteplicità di materiali utilizzati dagli scalatori questi sistemi prevedono soluzioni di conpromesso che necessitano ad ogni scalatore di posizionare la fune in posizioni differenti con più o meno giri viziosi della fune e questo comporta che nella maggior parte dei casi l’attrezzo viene utilizzato in maniera non efficace e induce il rischio molto grave per lo scalatore che sale sicuro di avere un dispositivo di sicurezza in grado di salvarlo in caso di caduta su un chiodo non troppo sicuro.

Per quanto riguarda il sistema di limitazione del carico dì picco causato dall’apertura della calotta di un paracadute al momento gli unici sistemi noti di riduzione di questo carico sono quelli che consistono nel piegare la calotta in modo da realizzare un’apertura più graduale, ma questi sistemi non possono essere applicati sui paracadute di emergenza in quanto è vitale per il pilota che può trovarsi in caduta anche vicino a poche decine di metri dal suolo, che l’apertura avvenga nel più breve tempo possibile.

Sono di per se noti anche dei sistemi non direttamente utilizzati per l arrampicata, ma per il salto da una piattaforma o per la caduta libera controllata con un elastico.

Questi sistemi differiscono totalmente dalla presente invenzione in quanto prevedono che l’elemento che assorbe il carico di caduta sia costituito semplicemente da un lungo elastico di grande dimensione che sopporta per intero il carico del corpo in caduta. Tali elastici sono realizzati in modo da sopportare un certo numero di salti, molto ridotto, dopo di che devono essere distrutti in quanto il deterioramento del materiale causa un abbassamento del carico sopportabile e la loro rottura porterebbe all’inevitabile caduta al suolo delle persone ad essi appesi.

La presente invenzione differisce sostanzialmente dal semplice elastico utilizzato per il salto dalla piattaforma o da ogni altro tipo di sospensore elastico, in quanto è caratterizzata dal fatto che è realizzata in modo che solo una parte del carico viene assorbita dall’elastico, che può così essere realizzato con dimensioni contenute e garantisce che in caso di una sua rottura o nel caso in cui venga applicato un carico di punta troppo grande per essere sopportato dal solo elastico, un cavo, tipicamente d’acciaio, di lunghezza prefissata, mettendosi in tensione, provveda a smaltire completamente l’energia non ancora smaltita dall’elastico.

La presente invenzione, che può essere realizzata con diverse forme, come descritto ad esempio in maniera schematica in fig.l ,2,3,4 , è sostanzialmente composta da un elastico (E) atto ad assorbire la maggior parte dell’energia di caduta e da un particolare cavo di sicurezza (C) atto a garantire l’assorbimento dei carichi in eccesso e che una eventuale rottura dell’elastico non causi il distacco del carico appeso dalla fune principale (F).

In particolare la fig.l e la fìg.5 sono viste schematica del caso in cui la fune di sicurezza utilizzata dagli scalatori ha almeno un terminale realizzato secondo i dettami della presente invenzione. In tale fune il sistema oggetto della presente invenzione costituisce una parte fissa e non rimovibile. Per poter utilizzare delle corde attualmente in commercio il sistema oggetto della presente invenzione può essere realizzato anche come descritto in maniera schematica in fig.3.

Il dimensionamento dell’elastico permette di stabilire la lunghezza a riposo e massima del cavo (C) che dovrà tendersi solo al sopraggiungere di un carico prefissato come limite di sicurezza. Tale carico che potrà essere sopportato più volte senza che l’elemento elastico subisca perdite di caratteristiche meccaniche. Tutti i carichi di entità superiore verranno supportati per la parte eccedente dal cavo (C).

Onde realizzare un sistema di sicurezza economico, molto robusto, ed allo stesso tempo di ridotte dimensioni e capace di seguire i movimenti di distensione dell’elastico la presente invenzione si serve di un cavo multi filare, ad esempio, di acciaio (C) posto all’interno dell’elastico.

Il procedimento per la realizzazione del cavo (C) di sicurezza è anch’esso parte integrante della presenta invenzione ed è il seguente: il cavo multi filare (C) viene piegato a metà su un occhiello (solitamente metallico), quindi si procede ad intrecciare insieme i capi dei singoli fili in modo da formare un trefolo.

Nel caso in cui la presente invenzione sia caratterizzata dal fatto che può essere resa indipendente dalla fune principale, schematicamente riportato in fig.3, il cavo multi filare sarà avvolto come precedentemente descritto attorno a due occhielli e i capi verranno saldati o incollati o annodati al centro in modo da formare un anello chiuso. La presente invenzione è anche caratterizzata dal fatto che i fili componenti il cavo di sicurezza possono essere costituiti da degli anelli privi di saldature ritorti fra loro sui due occhielli (O). Il trefolo così ottenuto viene a sua viene poi arrotolato a spirale come se fosse una molla in modo da ottenere un’elica con un raggio di curvatura abbastanza piccolo. Nel caso in cui la presente invenzione venga collegata direttamente alla fune utilizzata per reggere il carico il terminale del trefolo viene, invece, intrecciato al terminale della fune in modo da garantire una perfetta tenuta meccanica della giunzione fig.1.

Nel caso descritto in fig.1 il trefolo d’acciaio costituisce il prolungamento della fune (F) e porta al suo estremo un occhiello (O) in cui lo scalatore può infilare il moschettone che vincola in maniera sicura la sua imbragatura alla fune (F), come schematicamente descritto in fig.2.

L’occhiello e la spirale di cavo costituiscono un unico insieme con l’elastico (E) che viene poi ancorato o per fusione, colata o per saldatura ad esempio ad ultrasuoni, al capo della fune (F). A sua volta l’elastico (E) è caratterizzato dal fatto che può essere ricoperto da una guaina in tessuto fig.l o rigida fig.2 atta a proteggere l’elemento l’elastico (E) dagli sfregamenti e dai raggi solari.

L’avvolgimento a spirale del cavo di sicurezza (C) all’interno dell’elastico gli permette di distendersi, ed eventualmente entrare in tensione per sopportare un eccesso di carico e di ritornare arrotolato ordinatamente una volta cessato il carico.

La presente invenzione è caratterizzata dal fatto comprende anche un sistema per facilitare il ritorno in posizione del cavo, infatti l interno dell’elastico è conformato a spirale, con un passo uguale a quello che ha il cavo in posizione di riposo in modo che il cavo sia inserito in una sede che si modifica con l’allungarsi dell’elastico mantenendolo sempre in posizione corretta.

In caso di caduta l’elastico provvederà, durante la sua deformazione, ad assorbire la maggior parte dell’energia accumulata dallo scalatore che viene così rallentato dolcemente senza subire i danni dovuti a forze eccessive sull’ imbragatura, inoltre lo smaltimento progressivo dell’ enrgià di caduta non darà origine a picchi di forze sul chiodo che sostiene lo scalatore.

La lunghezza e le caratteristiche meccaniche dell’elastico sono tali per cui uno scalatore caduta libera da alcuni metri ne provochi una distensione di alcune volte senza causarne la rottura. L’elastico è collaudato a trazione al carico massimo e a trazioni ripetitive con il carico massimo in modo da garantire un notevole margine di sicurezza ed un lungo periodo di vita che verrà indicato in modo evidente sull’involucro. In l’involucro può essere ricoperto o costituito in parte da materiali fotosensibili che cambiano colore con il tempo di esposizione alla luce solare in modo da avvertire visivamente l utilizzatore che, ad esempio, quando il colore cambia da verde a rosso, è ora di sostituire il dispositivo. Il cavo interno (C) è di materiale non ossidabile e quindi garantisce che in caso di utilizzo del sistema anche dopo il periodo di scadenza o a seguito di danneggiamenti della guaina o dell’elastico non ci sia il pericolo del distacco fta il carico sospeso e la fune di sicurezza (F).

Claims (1)

1. Rivendicazioni: 1- Sistema di riduzione del carico di picco causato dalla caduta di un carico caratterizzato dal fatto che in dimensioni e pesi ridotti è in grado di dissipare l’energia dì caduta accumulata da un corpo in caduta grazie ad un insieme composto da almeno un elemento elastico, che avvolge almeno un occhiello e porta al suo interno almeno un cavo di sicurezza, intrecciato attorno ad almeno un occhiello, a sua volta avvolto a elica, in grado resistere ai carichi causati dalla caduta libera da diversi metri del carico a cui è vincolato. 2- Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che fino ad un valore prefissato il carico di caduta è dissipato interamente da almeno un elemento elastico, mentre i carichi eccedenti vengono sopportati da almeno un cavo di sicurezza posto ad esempio all’interno dell’elastico. 3- Sistema secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che il cavo di sicurezza interno è realizzato in modo da resistere ad un carico almeno pari a quello sopportabile dagli altri elementi a cui il sistema è collegato grazie al fatto che viene piegato e poi intrecciato attorno ad almeno un occhiello nel quale è possibile infilare elementi di collegamento mobili di per se noti come moschettoni, corde o ganci e che tale cavo è poi avvolto a spirale in modo da consentire il libero movimento di estensione dell’elastico sotto carichi ridotti ed entrare in tensione tutte le volte che questi carichi eccedono una soglia prefissata. 4- Sistema secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che l interno dell’elastico è conformato in modo che il cavo resti sempre ordinato e protetto al suo interno. 5- Sistema secondo la precedente rivendicazione caratterizzato dal fatto la parte esterna del sistema ha una superficie uniforme che durante la sua estensione non comporta danni causati da sfregamenti o urti, ad esempio contro il corpo dello scalatore, durante il suo allungamento. 6- Sistema secondo le precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che può essere rimovibile dalla fune essendo realizzato con due occhielli, collegati da un elastico ed un cavo di sicurezza intreccito attorno a tali occhielli ed avvolto a spirale come citato nelle precedenti rivendicazioni, che permettono di collegare due elementi separati come ad esempio una fune e una imbragatura, come descritto schematicamente in figura 4. 7- Sistema secondo la precedente rivendicazione caratterizzato dal fatto che può essere sostituito a fine del suo periodo di vita sicura o in caso di danneggiamento causato da abrasioni, urti o carichi particolarmente violenti e ripetuti. 8- Sistema di riduzione del carico di picco applicato ai suoi estremi secondo le rivendicazioni da 1 a 8 come schematicamente riportato nelle figure da 1 a 5.