ITVI990244A1 - Protezione antiurto - Google Patents

Description

Descrizione

Trattasi di un sistema di cuscinetti gonfiabili indossabili , di grandi dimensioni, atti a proteggere la totalità o per lo meno la gran parte del corpo umano nel caso di impatti, cadute ecc.

La necessità di proteggere il corpo umano quando è sottoposto a violente decelerazioni è sempre più avvertita sia delle persone che praticano sport pericolosi, che da persone che, per lavoro, sono esposte a pericolo di urti od impatti violenti.

Per porre rimedio a questi problemi l'industria ha sviluppato parecchi sistemi di sicurezza particolarmente efficaci se le persone da proteggere sono all'interno di un veicolo chiuso.

Anche per proteggere persone a bordo di un veicolo aperto o da generiche cadute vi sono molti sistemi possibili. Qui prenderemo in considerazione le protezioni a cuscini gonfiabili comunemente note come "air-bags".

Trattasi di indumenti indossabili su cui sono fissati uno o più cuscini pronti ad essere gonfiati al momento opportuno, oppure solamente dei cuscini sagomati in maniera da poter essere fissati al corpo. Tali cuscini gonfiabili sono di due tipi: nel primo tipo, una volta avvenuto il gonfiaggio, la tenuta è pressoché ermetica e sono usati generalmente per proteggere parti limitate del corpo e comunque sono efficaci solo al fine di distribuire una limitata forza d’urto su di una superficie ampia quanto le dimensioni del cuscino stesso.

Nel secondo tipo, invece, l'involucro del cuscino presenta una serie di fori di dimensioni adeguate, in maniera che, una volta gonfiato e sottoposto ad urto, gran parte dell'energia venga dissipata nell'azione di fuoriuscita del gas dai fori stessi. Anche per i sistemi comunemente usati per il gonfiaggio degli involucri esistono due sistemi; il primo tipo prevede l'uso di recipienti contenenti gas compresso ad alta pressione, sistema indicato per cuscini di ridotta capienza ed a tenuta ermetica (J Crane-US Patent 4.059.852).

Il secondo tipo, invece, usa un propellente pirotecnico, sistema largamente usato negli "air-bags" automobilistici; tale sistema è particolarmente indicato per cuscini di grande capienza e dimensioni, con involucro forato per dissipare l'energia dell'urto (C. Guill-US Patent n.

5.362.098).

Passiamo ora a considerare il tempo necessario al gonfiaggio: se l'impulso di gonfiaggio viene conferito successivamente al verificarsi di un impatto si nota che il tempo utile per il gonfiaggio è stremamente ridotto, tale da consentire di ottenere un cuscino di dimensioni molto modeste e comunque assolutamente inadatto a proteggere il corpo da urti ad alta velocità.

Ricordiamo che svariati tipi di "air-bags" indossabili sono regolarmente già in vendita.

Partendo dal presupposto che solo indossando cuscini pneumatici di enormi dimensioni provvisti di fori per la fuoriuscita del gas si può proteggere da una decelerazione violenta la totalità o almeno la gran parte del corpo umano, il trovato risolve il problema di ottenere questi cuscini gonfiabili nel modo e nel tempo necessario.

Scopo del trovato è la realizzazione di una protezione antiurto la quale, operando con lo stesso principio del cuscino d'aria o air-bag, presenti le seguenti caratteristiche:

1) essere azionata dalla voce della persona da proteggere

2) si applichi direttamente sull'indumento della persona da proteggere

3) una volta gonfiata abbia un grande volume

4) usi per il suo gonfiaggio un tessuto propellete 5) sia costituita da più cuscini sovrapposti.

Costruttivamente, la protezione antiurto di cui al trovato, da utilizzare su indumenti diversi denominati nel seguito con il termine generico di tuta, si compone sostanzialmente da tre parti:

1) un circuito elettrico di comando che invii a tutti i cuscini l'impulso di gonfiaggio

2) un generatore di gas per il gonfiaggio di ogni singolo cuscino

3) una pluralità di involucri gonfiabili o cuscini d'aria applicati sulla superficie esterna della tuta.

In dettaglio, gli involucri o cuscini d'aria sono costituiti sostanzialmente da sacche realizzate con un materiale uguale se non migliore del tessuto con cui è realizzata l'intera tuta; infatti deve presentare una notevole resistenza meccanica, una sicura resistenza termica ed una notevole resistenza all'abrasione .

A titolo di esempio si citano tessuti costituiti da una base di nylon, rinforzata con file organiche poliammidiche a catena aromatica, denominate anche aramidiche.

Inoltre la trama di tale materiale deve essere realizzata in modo da consentire una traspirazione tale da permettere l'evacuazione verso l'esterno del gas di gonfiaggio durante l'azione d'urto, al fine di rendere l’impatto meno violento.

L’azione di sgonfiamento del cuscino è ulteriormente regolata dalla presenza di fori praticati sull'involucro. Il numero e le dimensioni dei suddetti fori è in relazione al tipo di urto che si vuole contrastare; ad esempio, se si prevede un uso dei cuscini da parte di persone esposte ad urti ad alta velocità, i fori saranno di numero minore, oppure di minor diametro.

Sulla tuta i diversi cuscini d'aria, quando sono gonfiati, presentano, vantaggiosamente, dimensioni e volumi differenti in relazione all'intensità del prevedibile urto che devono contrastare.

In condizioni di estremo pericolo è previsto l'abbinamento di più cuscini sovrapposti in modo da formare, dopo il gonfiaggio, almeno due strati sovrapposti di compartimenti reciprocamente separati .

Con tale doppia disposizione, oltre ad assicurare un impatto meno violento, si ha sempre una totale sicurezza, nel caso in cui il cuscino più esterno dovesse , per strisciamento contro l'ostacolo, rompersi e quindi sgonfiarsi improvvisamente.

I cuscini dovranno essere fissati fra loro e sull'indumento indossato tramite solide cuciture meccanicamente molto resistenti.

Ricordiamo che, a parte il montaggio sovrapposto, ogni altro particolare riguardante i cuscini d'aria o involucri è ben noto allo stato della tecnica.

Per quanto riguarda il generatore di gas, se si usa il sistema pirotecnico per gonfiare un cuscino di grandi dimensioni la notevole concentrazione di esplosivo diventa pericoloso. Se invece si usa gas compresso in bombolette, sempre per gonfiare un cuscino molto grande, il recipiente risulta troppo grande ed inoltre il tempo di gonfiaggio diventa eccessivamente lungo. L’esplosivo sotto forma di tessuto non è una novità, ma è ben noto allo stato dell'arte ed è usato principalmente a scopo militare. Il suo impiego nel nostro caso è determinante, in quanto solo in questa forma si può disporre in modo razionale ed estensivo la notevole quantità d’esplosivo necessaria a gonfiare un grande cuscino.

Tale tessuto sarà fissato e cucito nell'intercapedine del cuscino stesso.

Il componente base del tessuto esplosivo potrà essere sodio azide del tipo ad esplosione progressiva, per cui anche l'azione di gonfiaggio del suddetto cuscino avviene gradualmente, nel limite di tempo di qualche decimo di secondo.

Ricordiamo che la quasi totalità degli "air-bags" montati sugli autoveicoli usa come esplosivo sodio azide in forma granulare, in quanto la sua combustione genera del gas azoto, gas inerte e non pericoloso, se inalato.

A far iniziare la combustione del tessuto esplosivo provvede un innesco comunemente chiamato anche detonatore, il quale è fissato o cucito sul tessuto stesso .

Il comando dell'innesco è elettrico, come i modelli usati negli "air-bags" montati sugli autoveicoli. Come sarà evidenziato dallo schema elettrico di cui alle figure allegate, da ogni detonatore fuoriescono due cavi elettrici che si collegano alla centralina elettronica.

Per comandare la deflagrazione viene impiegata una centralina elettronica collegata con tutti i cuscini e attivata dalla voce della persona che indossa la tuta.

In tal modo l'intervento per la protezione non è conseguente al verificarsi dell'incidente, ma può essere anticipato dalla persona che si trova nelle condizioni di pericolo.

In particolare, la centralina porta al suo interno un circuito elettrico che definiremo con il termine generico di circuito vocale, che ha il compito di ricevere il segnale in arrivo dal microfono e, in base ad una apposita programmazione, di riconoscere solamente un particolare tipo di suono dotato di una data intensità e basato sulle caratteristiche sonore della persona che indossa la tuta antiurto. Se il suono arrivato al circuito vocale è quello predeterminato per l'attivazione della tuta di cui al trovato, il circuito elettrico si chiude e i detonatori ricevono l'impulso elettrico di innesco. Allo stato attuale della tecnica sono ben noti dei circuiti elettronici impiegati per il riconoscimento della voce umana; citiamo, ad esempio, i circuiti elettronici vocali di dimensioni molto contenute montati sui telefoni cellulari portatili e posti regolarmente in vendita, (Philips Genie™ , Samsung SGH 600 ), oppure dei circuiti di riconoscimento vocale utilizzati nei comuni personal computers allo scopo di scrivere testi con la voce o comandare funzioni specifiche.

Esemplificando, un impiego del dispositivo di cui al trovato è vantaggiosamente possibile nelle corse motociclistiche dove il pilota emette un determinato segnale sonoro e provoca, come conseguenza finale, il gonfiaggio dei cuscini di protezione applicati sulla tuta, prima dell'impatto con il terreno o con altri ostacoli. Il segnale sonoro può·essere costituito da una parola o da un particolare grido emesso dal pilota, che viene captato da un microfono posto in bocca, in prossimità della bocca, applicato al casco di protezione, oppure aderente esternamente alle corde vocali mediante un cerotto o supportato da un collarino. Il microfono utilizzato sarà del tipo schermato, in modo da captare solo le onde sonore provenienti da quella ben determinata fonte.

Inoltre, nel caso di uso all'interno della bocca, dovrà essere impermeabile all'acqua; come sistema di fissaggio all'interno della bocca si può usare una pinzetta a molla da ancorare ai denti, oppure un semplice "chewing gum".

Tale modo di impiegare il microfono risulta determinante, poiché è l'unico dispositivo che può essere attivato durante una sollecitazione dinamica del corpo.

La centralina elettronica, di dimensioni molto limitate, può essere applicata sulla tuta di protezione, oppure ancorata esternamente, ad esempio sul telaio della moto. Date le grandi dimensioni dei cuscini, anche quando sono sgonfi, è previsto che la parte superiore della tuta sia munita di uno sgancio rapido a sbloccaggio elettromagnetico che, una volta aperto, permette lo sfilamento rapido dell'indumento. Lo sganciamento avviene tramite un segnale elettrico ' emesso dalla centralina, automaticamente dopo un certo tempo dall'impatto, oppure tramite azionamento diretto di un pulsante presente sulla stessa. La centralina si completa con un interruttore di attivazione/disattivazione e con un segnale luminoso che indica le condizioni on/off. Queste ed altre carateristiche del trovato verranno maggiormente evidenziate tramite la descrizione di una sua possibile realizzazione, resa a solo titolo di esempio non limitativo, con l'aiuto delle tavole di disegno allegate dove:

la fig. 1 (Tav.I) rappresenta il trovato nell'istante del comando di gonfiaggio.

La fig. 2 (Tav. II) rappresenta una tuta munita della protezione di cui al trovato.

La fig. 3 rappresenta una sezione secondo la linea II-II di fig. 2 del cuscino gonfiabile che utilizza Ver il gonfiaggio del tessuto propellente.

La fig. 4 (Tav. Ili) rappresenta uno schema di funzionamento dell'impianto della centralina di comando .

La fig. 5 (Tav. IV) rappresenta lo schema elettrico di principio del dispositivo di cui al trovato.

La fig. 6 (Tav. V) rappresenta una tuta in condizione inattiva.

Le figg. 7-8 rappresentano una tuta dopo l'avvenuto gonfiaggio.

La fig. 9 (Tav.VI) rappresenta il tessuto eplosivo all'interno di una sacca.

La fig. IO rappresenta il microfono posto nella bocca.

La fig. 11 rappresenta il microfono supportato da un collarino .

La fig. 12 rappresenta il microfono ancorato al collo tramite un cerotto.

Come visibile nella fig. 2, sulla superficie esterna dell'indumento 1, che può essere, ad esempio, una tuta da motociclista, sono presenti delle protezioni antiurto 2, disposte in corrispondenza delle zone del corpo da proteggere maggiormente.

Come visibile nella fig. 3, ogni protezione antiurto 2 è costituita da due sacche 3 e 4, che fungono da cuscini gonfiabili.

Nell'intercapedine delle sacche 3 e 4 è presenta una porzione di tessuto propellente 5 che genera il gas di gonfiaggio. Questo propellente sarà previsto in quantità fino a qualche chilogrammo.

Il funzionamento della protezione antiurto viene regolato tramite una centralina elettronica 6, posta vantaggiosamente in corrispondenza della cintura della tuta, che riceve i segnali di impatto e provvede ad inviare gli impulsi di gonfiaggio ai diversi cuscini.

Come visibile nello schema di fig. 4 e nel circuito elettronico di fig. 5 i segnali di impatto possono essere comunicati alla centralina mediante un microfono 9.

I segnali di uscita emessi dalla centralina vanno ad eccitare i diversi dispositivi di gonfiaggio rappresentati dalle sacche 3, 4 contenenti il tessuto propellente 5, posto in deflagrazione tramite il corrispondente detonatore 12, collegato tramite i cavi 8 alla centralina 6.

La centralina provvede inoltre ad inviare un segnale per lo sganciamento del gancio 19 di chiusura del giubbetto della tuta; detta operazione può avvenire automaticamente dopo un periodo di tempo programmato tramite un temporizzatore 23, oppure manualmente tramite un pulsante 20 presente sulla centralina stessa.

La centralina 6 si completa con un interruttore manuale on/off 21 di attivazione/disattivazione e con una comune spia luminosa 22 di funzionamento ed è alimentata in modo indipendente tramite una sorgente di energia 24.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Protezione antiurto composta da un sistema di cuscini gonfiabili indossatili con volume di gonfiaggio ·fino a qualche metro cubo, atti a proteggere il corpo umano ed in particolare la schiena, la testa, il torace, le braccia, le mani, la gambe, i piedi in caso di impatti, cadute o decelerazioni violente, caratterizzata dal fatto di poter essere comandata dalla voce stessa della persona da proteggere, tramite un microfono, il cui segnale opportunamente elaborato da una centralina elettronica comanda la deflagrazione di una quantità fino a qualche chilogrammo di propellente in forma di tessuto posto all'interno di cuscini gonfiabili e sovrapposti fra di loro.
2. 2. Protezione antiurto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'attivazione della centralina di comando per l'attivazione del gonfiaggio della pluralità di cuscini avviene mediante l'emissione di un segnale sonoro raccolto da un microfono.
3. 3. Protezione antiurto, secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il segnale sonoro per l'attivazione della centralina è emesso dalla persona che indossa l'indumento di protezione.
4. 4. Protezione antiurto, secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il segnale sonoro vocale viene captato da un microfono posto in prossimità della bocca della persona da proteggere.
5. 5. Protezione antiurto, secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il microfono è collocato all'interno della bocca della persona da proteggere .
6. 6. Protezione antiurto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il microfono è collocato esternamente, in prossimità delle corde vocale della persona da proteggere, tramite un supporto adesivo o un apposito meccanismo, detto microfono essendo schermato in modo da captare solamente le onde sonore provenienti dalle corde vocali medesime.
7. 7. Protezione antiurto secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il gas di gonfiaggio della sacca si ottiene mediante la deflagrazione di un tessuto propellente inserito nell'intercapedine del cuscino da gonfiare, detto propellente essendo costituito da una base di sodio azide.
8. 8. Protezione antiurto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ogni porzione di protezione antiurto è costituita da almeno due sacche sovrapposte in modo da formare, dopo il gonfiaggio, due strati sovrapposti di compartimenti reciprocamente separati.
9. 9. Protezione antiurto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la parte superiore della tuta è munita di uno sgancio rapido.
10. 10. Protezione antiurto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che lo sgancio rapido si apre automaticamente dopo un certo intervallo di tempo dall'avvenuto gonfiaggio.