ES1309117U - Dispositivo absorbente de impactos - Google Patents

Abstract

Dispositivo absorbente de impactos, caracterizado por el hecho de que comprende un cuerpo poliédrico (1) tubular y hueco con unas paredes laterales (101), que es pasante entre sus dos extremos y con un eje axial (10) rectilíneo interior, en que dicho cuerpo poliédrico (1) está limitado en sus dos extremos por dos caras (11, 12) planas mutuamente paralelas que son paralelográmicas y que son perpendiculares al eje axial (10) del mismo cuerpo poliédrico (1); presentando cada cara (11, 12) plana de acuerdo con su forma paralelográmica unos ejes de simetría (111, 121) perpendiculares entre sí y que resultan coincidentes en la proyección vertical mutua de cada cara (11, 12) plana; en que el cuerpo poliédrico (1) presenta unas aristas (2) rectilíneas entre los vértices (112, 122) de las dos caras (11, 12) existentes de acuerdo con su forma paralelográmica, y que hacen corresponderse biunívocamente cada uno de los vértices (112, 122) de las dos caras (11, 12) planas, y en que cada arista (2) comprende a su vez dos tramos (21) rectilíneos que son oblicuos entre ellos y que interseccionan en un punto intermedio (22) dispuesto en el recorrido de la arista (2); en que dichos puntos intermedios (22) de las aristas (2) definen una sección (3) plana paralelográmica que tiene unos vértices (32) coincidentes con los puntos intermedios (22) y con unos ejes de simetría (31) perpendiculares entre sí de acuerdo con su forma paralelográmica, estando dicha sección (3) en una posición en el cuerpo poliédrico (1) que es intermedia entre sus dos caras (11, 12) y siendo paralela a ambas caras (11, 12) y perpendicular al eje axial (10) del mismo cuerpo poliédrico (1); en que dicha sección (3) intermedia y resultante de los tramos (21) y de los puntos intermedios (22) de las aristas (2) presenta una rotación angular (θ) entre la proyección vertical de sus dos ejes de simetría (31) con los ejes de simetría (111, 121) de las dos caras (11, 12) planas.

Description

DESCRIPCIÓN

DISPOSITIVO ABSORBENTE DE IMPACTOS

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente solicitud de invención tiene por objeto el registro de un dispositivo absorbente de impactos, que incorpora notables innovaciones y ventajas frente a las técnicas utilizadas hasta el momento.

Más concretamente, la invención propone el desarrollo de un dispositivo absorbente de impactos, que por su particular disposición, permite una mayor y más efectiva absorción de impactos, aportando también mayores protecciones al usuario.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Son conocidas en el actual estado de la técnica las necesidades de disipación de energía en los impactos, susceptibles de tener lugar en múltiples actividades, para así proteger adecuadamente a un usuario de tales impactos.

Esta necesidad se vuelve particularmente imperiosa en el caso particular de la industria del parapente, para aumentar así la seguridad y confort en el piloto, y maximizando igualmente su rendimiento en el correspondiente planeo.

A tal efecto, los sistemas de parapente conocidos en el estado de la técnica incluyen tanto el parapente y sus respectivos subsistemas, como también el sistema de arnés y asiento del piloto (con su equipo de rescate, protección y otros subsistemas de seguridad) que se fija a los cordinos del sistema de parapente a través de los respectivos puntos de anclaje. Por esta razón, son objeto de estudio y mejora nuevos sistemas de arneses y asiento del piloto de alto rendimiento para aumentar las prestaciones en el planeo y vuelo.

En lo que respecta a su capacidad de impacto, los sistemas conocidos en el estado de la técnica para arneses de alto rendimiento no resultan adecuadamente flexibles en su capacidad de protección, y es necesario sustituirlos después de un impacto pues no recuperan adecuadamente su forma inicial, o bien requieren de un mayor espesor para estar homologados mermando las prestaciones del sistema arnés y piloto.

Los dispositivos tradicionales de protección de los arneses de parapente se basan siempre en la disipación de la energía del impacto, y son habitualmente ensayados y probados siguiendo las normas EN 1651:2018+A1:2020 y LTF09, que son reconocidas a tal efecto en el estado de la técnica y de base en la industria.

De acuerdo con estas normas habitualmente utilizadas, es necesario para su aprobación que el pico máximo de desaceleración registrado durante el ensayo sea inferior a 50g.

Además, según se define en ambas normativas, ninguna desaceleración durante la prueba puede ser igual o superior a 38g durante más de 7 ms, y ninguna desaceleración puede ser igual o superior a 20g durante más de 25 ms.

Por tanto, es fundamental que la protección absorba y disipe la energía del impacto. Existen soluciones en el estado de la técnica conocido para solventar esta situación en los asientos para el piloto en el parapente. No obstante, tal y como se explicará más adelante, el dispositivo absorbente de impactos de la presente invención presenta considerables ventajas frente a las soluciones conocidas en el estado de la técnica.

La presente invención contribuye a solucionar y solventar esta problemática, pues permite una mayor y más efectiva absorción de impactos, aportando también mayores prestaciones del vuelo al conjunto del sistema parapente-arnés-piloto.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un dispositivo absorbente de impactos, que comprende un cuerpo poliédrico tubular y hueco con unas paredes laterales, que es pasante entre sus dos extremos y con un eje axial rectilíneo interior, en que dicho cuerpo poliédrico está limitado en sus dos extremos por dos caras planas mutuamente paralelas que son paralelográmicas y que son perpendiculares al eje axial del mismo cuerpo poliédrico; presentando cada cara plana de acuerdo con su forma paralelográmica unos ejes de simetría perpendiculares entre sí y que resultan coincidentes en la proyección vertical mutua de cada cara plana; en que el cuerpo poliédrico presenta unas aristas rectilíneas entre los vértices de las dos caras existentes de acuerdo con su forma paralelográmica, y que hacen corresponderse biunívocamente cada uno de los vértices de las dos caras planas, y en que cada arista comprende a su vez dos tramos rectilíneos que son oblicuos entre ellos y que interseccionan en un punto intermedio dispuesto en el recorrido de la arista; en que dichos puntos intermedios de las aristas definen una sección plana paralelográmica que tiene unos vértices coincidentes con los puntos intermedios y con unos ejes de simetría perpendiculares entre sí de acuerdo con su forma paralelográmica, estando dicha sección en una posición en el cuerpo poliédrico que es intermedia entre sus dos caras y siendo paralela a ambas caras y perpendicular al eje axial del mismo cuerpo poliédrico; en que dicha sección intermedia y resultante de los tramos y de los puntos intermedios de las aristas presenta una rotación angular 0 entre la proyección vertical de sus dos ejes de simetría con los ejes de simetría de las dos caras planas.

Preferentemente, en el dispositivo absorbente de impactos, las caras planas de cuerpo poliédrico presentan una forma rectangular.

Preferentemente, en el dispositivo absorbente de impactos, la sección intermedia presenta una forma rectangular.

Preferentemente, en el dispositivo absorbente de impactos, las dos caras planas del cuerpo poliédrico son iguales.

Preferentemente, en el dispositivo absorbente de impactos, la longitud de un lado de la sección intermedia es igual a la longitud de otro lado de una de las caras con el que comparte una sola arista.

Adicionalmente, en el dispositivo absorbente de impactos, los vértices de las caras planas y los vértices de la sección intermedia están biselados, resultando por tanto los lados útiles limitados por los biseles de los vértices de las caras planas y de la sección intermedia sensiblemente más cortos que sus lados respectivos que conforman su forma rectangular.

Preferentemente, en el dispositivo absorbente de impactos, la longitud (a) de un lado útil de la sección intermedia es igual a la longitud (a) de otro lado útil de una de las caras con el que comparte una sola arista.

Adicionalmente, en el dispositivo absorbente de impactos, la longitud (a) de un lado útil de una cara plana, la longitud (b) de otro lado útil de la misma cara plana, la longitud (B) del mismo lado respectivo mayor que conforma la forma rectangular de la misma cara plana, la longitud o altura (C) del cuerpo poliédrico, y el ángulo 0 de rotación angular entre la proyección vertical de los ejes de simetría de la sección intermedia con los ejes de simetría de las dos caras planas, presentan entre ellos las siguientes relaciones o valores:

Adicionalmente, en el dispositivo absorbente de impactos, el cuerpo poliédrico está hecho de espuma.

Alternativamente, en el dispositivo absorbente de impactos, el cuerpo poliédrico está hecho de espuma de poliestireno expandido (EPS).

Alternativamente, en el dispositivo absorbente de impactos, el cuerpo poliédrico está hecho de espuma poliuretano rígido (PU).

Alternativamente, en el dispositivo absorbente de impactos, el cuerpo poliédrico está hecho de espuma de polipropileno expandido (EPP).

Alternativamente, en el dispositivo absorbente de impactos, el cuerpo poliédrico está hecho de espuma de poliuretano (PU).

Alternativamente, en el dispositivo absorbente de impactos, el cuerpo poliédrico está hecho de espuma de vinil-nitrilo (VN).

Conjunto absorbente de impactos, que comprende una pluralidad de dispositivos absorbentes de impactos descritos anteriormente.

Alternativamente, en el conjunto absorbente de impactos, cada cuerpo poliédrico de cada dispositivo absorbente de impacto está en contacto con al menos otro cuerpo poliédrico de otro dispositivo absorbente de impactos.

Preferentemente, en el conjunto absorbente de impactos, cada cuerpo poliédrico de un dispositivo absorbente de impactos comparte al menos una de sus aristas con otro cuerpo poliédrico de otro dispositivo absorbente de impactos.

Preferentemente, el conjunto absorbente de impactos presenta una disposición resultante a modo de matriz o panal celular constituido por una pluralidad de cuerpos poliédricos, en que una pluralidad de cuerpos poliédricos comparte sus paredes laterales.

Asiento para pilotos de aeronave, que comprende al menos un conjunto absorbente de impactos.

Preferentemente, en el asiento para pilotos de aeronave, al menos un conjunto absorbente de impactos está rodeado de una cubierta interpuesta entre el mismo conjunto absorbente de impactos y el propio asiento.

Alternativamente, la cubierta está hecha de hypalon.

Preferentemente, en el asiento para pilotos de aeronave, la aeronave es un parapente.

El dispositivo absorbente de impactos de la presente invención está constituido por un metamaterial de absorción de impactos de última generación desarrollado por el solicitante, para aplicaciones de absorción de energía de múltiples impactos. La invención propuesta ofrece una destacada capacidad de absorción de impactos en caso de impacto, desde impactos de baja energía hasta de alta energía.

El notable rendimiento protector del dispositivo absorbente de impactos de la invención se basa en el fenómeno físico de pandeo elástico que se produce en sus paredes para absorber la energía del impacto. Por esta razón, el dispositivo absorbente de impactos de la invención ha sido concebido y probado utilizando rigurosos métodos de investigación científica por parte del solicitante.

A tal efecto, han sido probados y validados rigurosamente por parte del solicitante una gran variedad de soluciones antes de encontrar la solución óptima.

El dispositivo absorbente de impactos de la invención puede estar meticulosamente moldeado al cuerpo del piloto. Combinado con una matriz de espuma de células cerradas adecuadamente concebida para mantener las piezas del dispositivo absorbente de impactos de la invención en su lugar, la invención proporciona una protección excepcional manteniendo al mismo tiempo la comodidad de un arnés y asiento que se adapta al cuerpo del piloto.

La rigidez del dispositivo absorbente de impactos de la invención en otras direcciones es mayor que en otras opciones conocidas del estado de la técnica, y es casi imposible rotar las piezas de la invención sin romper la matriz de espuma cerrada en la que están colocadas. Para evitar cualquier movimiento o rotación, se coloca una cubierta hecha con hypalon alrededor del dispositivo absorbente de impactos de la invención.

Gracias a la presente invención, se consigue una mayor y más efectiva absorción de impactos, aportando también mayores comodidades al usuario

Otras características y ventajas del dispositivo absorbente de impactos de la invención resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales:

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figuras 1 y 2.- Son unas vistas esquemáticas de una modalidad de realización preferida del dispositivo absorbente de impactos de la presente invención.

Figuras 3a, 3b, 3c y 4.- Son unas vistas esquemáticas de unas modalidades de realización preferida del conjunto absorbente de impactos y del asiento para pilotos de aeronave también incluidos en la presente invención.

Figuras 5 a 10.- Son unas vistas esquemáticas acreditativas de las ventajas y prestaciones de la invención propuesta, probadas y homologadas en diferentes ensayos y pruebas reconocidas en el estado de la técnica.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE

Tal y como se muestra esquemáticamente en la figura 1, el dispositivo absorbente de impactos de la invención comprende un cuerpo poliédrico 1 tubular y hueco con unas paredes 101 laterales, que es pasante entre sus dos extremos y con un eje axial 10 rectilíneo interior.

Dicho cuerpo poliédrico 1 está limitado en sus dos extremos por dos caras 11, 12 planas mutuamente paralelas que son paralelográmicas y que son perpendiculares al eje axial 10. En esta modalidad de realización preferida de la invención, las caras 11, 12 planas de cuerpo poliédrico 1 presentan una forma rectangular y son iguales entre ellas.

De acuerdo con su forma rectangular, cada cara 11, 12 plana presenta respectivamente unos ejes de simetría 111, 121 perpendiculares entre sí, estando además posicionadas de modo que sus respectivos ejes de simetría 111, 121 resultan coincidentes en la proyección vertical mutua de cada cara 11, 12 plana, tal y como se deduce de la observación de la figura 1.

Por otra parte, el mismo cuerpo poliédrico 1 presenta cuatro aristas 2 rectilíneas entre los cuatro vértices 112, 122 de las dos caras 11, 12 existentes según su forma rectangular. Dichas aristas 2 hacen corresponderse biunívocamente cada uno de los vértices 112, 122 de las dos caras 11, 12 planas, tal y como se observa en la figura 1.

Asimismo, cada arista 2 comprende a su vez dos tramos 21 rectilíneos que son oblicuos entre ellos. Dichos dos tramos 21 de cada arista 2 se interseccionan entre ellos en un punto intermedio 22 dispuesto en el recorrido de la arista 2, tal y como se observa en la figura 1.

Los puntos intermedios 22 de cada arista 2 definen una sección 3 plana paralelográmica, en una posición intermedia en el mismo cuerpo poliédrico 1 a lo largo de su propio eje axial 10 y entre las dos caras 11, 12.

En esta modalidad de realización preferida, la sección 3 intermedia presenta una forma rectangular con unos vértices 32. Los puntos intermedios 22 de cada arista 2 coinciden con los vértices 32 de la sección 3 intermedia, tal y como se deduce observando la figura 1.

Tal y como también se observa en la figura 1, la sección 3 intermedia tiene unos ejes de simetría 31 perpendiculares entre sí, y de acuerdo con su forma rectangular.

La sección 31 está en una posición en el cuerpo poliédrico 1 a lo largo de su eje axial 10 que es intermedia entre las dos caras 11, 12 de sus extremos, y es al mismo tiempo paralela a ambas caras 11, 12 y perpendicular al eje axial 10 del cuerpo poliédrico 1.

Por otra parte, dicha sección 3 intermedia resultante de los tramos 21 y de los puntos intermedios 22 de las aristas 2, presenta una rotación angular 0 entre la proyección vertical de sus ejes de simetría 31 con los ejes de simetría 111, 121 de las dos caras 11, 12 planas, tal y como se aprecia observando la figura 1.

Además de lo anterior, en el dispositivo absorbente de impactos de la invención, la longitud de un lado de la sección 3 intermedia es igual a la longitud de otro lado de una de las caras 11, 12 con el que comparte una sola arista 2, tal y como se deduce de la observación de la figura 1

En esta modalidad de realización preferida representada en la figura 1, los vértices 112, 122 de las caras 11, 12 planas y los vértices 32 de la sección 3 intermedia están biselados. De ello resulta por tanto que los lados útiles limitados por los biseles de los vértices 112, 122 de las caras 11, 12 planas, y los lados útiles de la sección 3 intermedia, son sensiblemente más cortos que sus lados respectivos que conforman su respectiva forma rectangular, tal y como se aprecia en la figura 1.

De acuerdo y en concordancia con lo anterior, la longitud (a) de un lado útil de la sección 3 intermedia es igual a la longitud (a) de otro lado útil de una de las caras 11, 12 con el que comparte una sola arista 2, tal y como se deduce de la observación de la figura 1.

Según diferentes modalidades de realización preferidas del dispositivo absorbente de impactos de la invención, el cuerpo poliédrico 1 puede presentar diferentes relaciones entre las magnitudes geométricas que lo definen.

En particular, y ayudándonos de la observación de la figura 1, la longitud (a) de un lado útil de una cara 11, 12 plana, la longitud (b) de otro lado útil de la misma cara 11, 12 plana y la longitud (B) del mismo lado respectivo que conforma la forma rectangular de la misma cara 11, 12 plana, la longitud o altura (C) del cuerpo poliédrico 1, y el ángulo 0 de rotación angular entre la proyección vertical de los dos ejes de simetría 31 de la sección 3 intermedia con los ejes de simetría 111, 121 de las dos caras 11, 12 planas, pueden presentar entre ellos las siguientes relaciones o valores representados en la siguiente tabla:

Con estos diferentes valores, el solicitante ha comprobado que se mejoran las ventajas y prestaciones en el dispositivo absorbente de impactos de la invención propuesta. Estas mejores ventajas y prestaciones como atenuador de impactos detectadas por el solicitante serán explicadas y puestas en su contexto más adelante.

La presente invención también incluye un conjunto 4 absorbente de impactos representado esquemáticamente en la figura 2, que comprende una pluralidad de dispositivos absorbentes de impactos como el descrito anteriormente.

Para ello, cada cuerpo poliédrico 1 de cada dispositivo absorbente de impacto está en contacto con al menos otro cuerpo poliédrico 1 de otro dispositivo absorbente de impactos.

Tal y como se deduce de la observación de la figura 2, en esta realización del conjunto 4 absorbente de impactos también incluido en la invención, cada cuerpo poliédrico 1 de un dispositivo absorbente de impactos comparte al menos una de sus aristas 2 con otro cuerpo poliédrico 1 de otro dispositivo absorbente de impactos.

De acuerdo con ello, resulta así conformado el conjunto 4 absorbente de impactos también incluido en la presente invención, a modo de matriz celular, tal y como se aprecia en diferentes realizaciones preferidas en las figuras 3a y 3b, en que los cuerpos poliédricos 1 comparten sus paredes laterales 101.

La invención también incluye un asiento 5 o silla para pilotos de aeronave, en este caso un parapente, y que comprende al menos un conjunto 4 absorbente de impactos.

En el asiento 5 para pilotos de aeronave también incluido en la invención, el conjunto 4 absorbente de impactos puede estar rodeado de una cubierta 41 hecha de hypalón interpuesta entre el propio conjunto 4 absorbente y el propio asiento 5, según se aprecia en la figura 3c, para evitar así su movimiento o rotación indeseado.

En la figura 4 se aprecia el mismo asiento 5 para pilotos de aeronave incluido en la presente invención, en su posicionamiento previsible para su uso previsto en el caso de que la aeronave sea un parapente.

Para ayudar en la comprensión de las ventajas y prestaciones del dispositivo absorbente de impactos de la invención, a continuación se explican una serie de conceptos propios de disipación de energía en el estado de la técnica de la atenuación de los impactos, suponiendo una deformación a velocidad constante y un área de impacto constante durante el tiempo de impacto.

El comportamiento ideal de un atenuador de impacto es tal que transmite una fuerza constante a lo largo de su deformación antes de llegar a la etapa de compresión, maximizando así la absorción de la energía del impacto, tal y como se muestra en la figura 5A.

Las espumas convencionales, por otro lado, aumentan su fuerza transmitida durante la compresión porque se reduce el volumen de sus poros internos, iniciando el mecanismo de endurecimiento del material. Como resultado, una espuma tradicional y conocida en el estado de la técnica tiene una región donde no se disipa energía, por lo que su eficiencia es inferior al comportamiento ideal, tal y como se muestra en la figura 5B.

La notoria capacidad de absorción de energía de las espumas está relacionada con los mecanismos especiales de deformación de la estructura celular, es decir, el pandeo de la pared celular y el colapso de la célula. El resultado de la combinación de estas capacidades con estructuras reticulares de arquitectura celular es un metamaterial con una excelente capacidad de absorción de energía que proporciona en su uso, por ejemplo en los pilotos, equipos de protección personal innovadores y de última generación.

De acuerdo con ello, el dispositivo absorbente de impactos de la invención es un ejemplo prometedor de esta tecnología. Como ilustra la figura 5C, su capacidad de disipación de energía se maximiza en comparación con las espumas para todo el rango de deformación antes de llegar a la etapa de densificación, pareciéndose a la situación ideal representada en la figura 5A, ofreciendo así un rendimiento de protección de primer nivel a un piloto usuario.

Dentro de los equipos de protección personal a base de espuma, se distingue entre materiales para aplicaciones de un solo impacto, en las que se permite una deformación no recuperable, y aplicaciones de múltiples impactos, en las que el material atenuador de impactos debe recuperarse automáticamente para atenuar eficazmente múltiples impactos sucesivos.

Para los primeros, su alta absorción de energía volumétrica se logra mediante una combinación de deformación no recuperable (es decir, plasticidad o fractura).

Por otro lado, los materiales comunes que absorben múltiples impactos tienen una menor absorción de energía volumétrica en comparación con los atenuadores de impacto de un solo impacto porque utilizan exclusivamente mecanismos de deformación no permanentes, por ejemplo, disipación viscoelástica, pandeo elástico, etc.

El dispositivo absorbente de impactos de la invención está hecho de algunos ejemplos de estos materiales, que incluyen espuma de poliestireno expandido (EPS), poliuretano rígido (PU) como soluciones de un solo golpe, y espuma de polipropileno expandido (EPP), espuma de poliuretano (PU) y espuma de vinil-nitrilo (VN) como aplicaciones de múltiples golpes.

El dispositivo absorbente de impactos de la invención está dirigido a aplicaciones de múltiples impactos para garantizar una protección amplia y efectiva del usuario y una mayor vida útil del equipo, eliminando así la necesidad de su reemplazamiento una vez utilizado en su atenuación del impacto, a diferencia de lo que sucede en otras soluciones conocidas en el estado de la técnica.

A diferencia de otros absorbentes de energía de red celular que ya son conocidos en el estado de la técnica, el dispositivo absorbente de impactos de la invención está concebido para evitar el pico de tensión alto convencional de la región elástica lineal de las soluciones celulares tubulares o en forma de panal cuando se comprime, como las conocidas en el estado de la técnica, como se muestra claramente en la figura 6.

La disposición del dispositivo absorbente de impactos de la invención tiene un punto de plegado predefinido para evitar picos de tensión elevados. Como resultado, el dispositivo absorbente de impactos de la invención evita que el usuario, como por ejemplo un piloto, reciba un peligroso choque de tensión instantánea en dirección y sentido opuesto al comienzo del impacto, como se muestra en la figura 6.

Además, la invención propuesta está concebida para ser una solución confiable para aplicaciones de múltiples impactos. Esta capacidad se logra induciendo fenómenos de pandeo elástico en las paredes 101 del cuerpo poliédrico 1 del dispositivo absorbente de impactos de la invención como mecanismo físico de disipación de energía, evitando la deformación permanente del dispositivo absorbente de impactos de la invención, y por tanto del conjunto 4 absorbente de impactos de la misma invención.

El conjunto 4 absorbente de impactos de la invención es capaz de recuperar su forma original cuando se retira la carga de compresión, a pesar de deformarse completamente elásticamente durante el ciclo de compresión. Sólo se pierde un 2-4% del espesor inicial durante la primera compresión y menos del 2% acumulado para los ciclos posteriores del tercero al sexto.

Las figuras 7, 8 y 9 muestran los límites de aceleración máxima y tiempo del dispositivo absorbente de impactos de la invención cuando se prueba a una altura de 165 cm y con un maniquí de 50 kg, efectuando dicha prueba siguiendo la norma EN1651:2018+A1:2020 y LTF09.

Es aquí en donde se pueden explicar con más detalle y poner en su contexto las ventajas detectadas por el solicitante en el dispositivo absorbente de impactos de la invención, cuando se cumplen unas diferentes relaciones y valores entre las magnitudes geométricas que lo definen. Estas diferentes relaciones y sus valores fueron expuestas anteriormente, y se vuelven a exponer de nuevo a continuación:

Los resultados obtenidos por el solicitante en los ensayos sobre el dispositivo absorbente de impactos de la invención, según las diferentes relaciones y valores entre las magnitudes geométricas que lo definen, aparecen visualizadas en las figuras 7, 8 y 9.

El dispositivo absorbente de impactos de la invención con las diferentes relaciones y valores entre las magnitudes geométricas que lo definen expuestas en la tabla anterior, fue sometido a ensayos y pruebas según las normas EN1651:2018+A1:2020 y LTF09. Tal y como se puede apreciar en los resultados de las figuras 7, 8 y 9, el dispositivo absorbente de impactos de la invención cumple perfectamente con los límites de valores marcados en dicha norma EN1651, a excepción tan solo ligeramente en el caso del modelo A en la figura 7.

Tradicionalmente los equipos de protección individual para parapente han estado homologados según las normas EN1651:2018+A1:2020 y LTF 09. Para que un equipo pueda ser homologado con éxito, debe someterse a una serie de pruebas de impacto.

El equipo se prueba dejando caer un maniquí de 50 kg simulando la parte troncal del cuerpo de un piloto desde una altura de 165 cm según lo definido en EN1651:2018+A1:2020 y LTF 09.

En la normativa EN1651:2018+A1:2020 se realizan dos impactos, uno con un sistema de paracaídas de emergencia instalado y otro sin él. Entre ambas pruebas, la normativa EN1651:2018+A1:2020 permite la intervención pudiendo retirar y sustituir el dispositivo absorbente de impactos probado. Según EN1651:2018+A1:2020 el test se realiza una vez con el paracaídas instalado en una silla y otro sin él. El dispositivo absorbente de impactos probado esta en ambos casos dentro la silla instalado y ubicado en el compartimento correspondiente. Entre ambos tests se puede cambiar el sistema de protección de impactos probado.

Para la certificación según la norma LTF09, la prueba de caída se repite cuatro veces, todas con el dispositivo absorbente de impactos probado instalado.

Según LTF09, se realizan un total de cuatro ensayos, los dos primeros tests de forma consecutiva se realizan con el sistema de protección probado y sin paracaídas instalado (sin poder cambiar el sistema de protección entre ensayos no se puede homologar LTF09). Después se completa con el paracaídas instalado y el sistema de protección también completando dos test más consecutivos, haciendo un total de cuatro impactos. Solo se acepta cambiar el sistema de protección probado en el cambio de sin paracaídas a con paracaídas.En esta normativa se permite únicamente la intervención pudiendo retirar y sustituir el dispositivo absorbente de impactos probado en el momento que se retira el paracaídas de emergencia, obligando de esta forma a que el mismo dispositivo absorbente de impactos probado reciba como mínimo dos impactos.

En consecuencia, es posible utilizar cuatro muestras nuevas diferentes durante todo el proceso de homologación para pasar las certificaciones EN y LTF.

Por el contrario, el dispositivo absorbente de impactos de la invención está certificado y homologado mediante una única muestra. En otras palabras, se utiliza la misma muestra para todas las pruebas de caída por impacto.

Como resultado, el dispositivo absorbente de impactos de la invención está certificado según las normas EN1651:2018+A1:2020 y LTF09 y su aplicabilidad en múltiples impactos se demuestra con éxito. Por lo tanto, a diferencia de otros equipos de protección personal basados en células, el dispositivo absorbente de impactos de la invención ofrece una vida útil más larga y no necesita ser reemplazado después de un impacto.

En resumen, el dispositivo absorbente de impactos de la invención no sólo también ofrece un excelente comportamiento protector en caso de impacto, sino también la capacidad de proteger la integridad del piloto ante varios impactos repetidos, con un nuevo concepto no utilizado anteriormente en el estado de la técnica.

Como prueba de la aplicabilidad multigolpe del dispositivo absorbente de impactos de la invención, una misma muestra única ha sido probada y homologada con éxito siguiendo el procedimiento de homologación estandarizado establecido por las normas EN1651:2018+A1:2020 y LTF09. En definitiva, una muestra única del dispositivo absorbente de impactos de la invención puede mantener las aceleraciones máximas dentro del rango permitido por las normas durante un mínimo de 6 impactos de prueba de caída de alta energía.

El dispositivo absorbente de impactos de la invención también ha sido probado con diferentes espesores siguiendo el procedimiento de prueba estándar EN1651:2018+A1:2020 y LTF09 con un maniquí de 50 kg. La protección con un mismo espesor se prueba con el arnés modelo Drifter2 en fase de pruebas a 0,4 m, 0,8 m, 1 m y la altura estándar EN de 1,65 m en las dependencias del Laboratorio Air Turquoise, Villeneuve, CH.

La figura 10 muestra la evolución temporal de la aceleración percibida por el maniquí durante el impacto. Adicionalmente, la siguiente tabla analiza el pico de desaceleraciones máximas (en g) que ocurren durante la prueba.

Además, el dispositivo absorbente de impactos de la invención es más eficiente que las soluciones conocidas en el estado de la técnica a la hora de disipar la energía durante la prueba de impacto de caída. La desaceleración máxima percibida por el maniquí después del primer impacto y el siguiente es menor que la conocida en el estado de la técnica.

Además, el tiempo entre rebotes es más corto cuando se utiliza el dispositivo absorbente de impactos de la invención, lo que demuestra que el mecanismo de transferencia de energía entre la energía cinética y la energía elástica potencial es más eficiente que otros equipos de protección similares existentes.

De hecho, los resultados mostrados en la tabla anterior de las pruebas realizadas en Air Turquoise en una amplia gama de velocidades de impacto (es decir, una amplia gama de energías de impacto), prueban de que el equipo de protección personal científicamente diseñado del dispositivo absorbente de impactos de la invención brinda un desempeño de protección altamente eficiente al piloto en una amplia gama de situaciones de vuelo, desde impactos de baja intensidad hasta impactos de alta intensidad.

Otras soluciones conocidas en el estado de la técnica absorben la energía por deformación plástica mediante desmoronamiento, y fabricado con un copolímero como material principal, a diferencia de la invención propuesta.

En definitiva, el dispositivo absorbente de impactos de la invención presenta las siguientes ventajas, gracias a su tecnología de absorción de energía de impacto:

• La energía del impacto se absorbe gracias a la deformación elástica del material y no a través de una deformación plástica completa.

• El dispositivo absorbente de impactos de la invención absorbe un enorme porcentaje de la energía del impacto. El rebote tras el impacto es menor comparado con el de otras soluciones similares existentes en el estado de la técnica.

• Su envoltura de protección altamente eficaz que evita que el piloto quede desprotegido ante cualquier exposición a energía dañina en una amplia gama de situaciones de vuelo, desde impactos de baja intensidad hasta impactos de alta intensidad.

• Permite un equipo de protección personal activo durante todas las fases del vuelo, despegue, vuelo y aterrizaje.

• Está diseñado para aplicaciones multigolpe, recuperando su forma y características tras un impacto. No es necesario reemplazarlo después de un accidente.

• Supone el equipo de protección personal más delgado homologado por EN1651 y LTF09 que permite un alto rendimiento aerodinámico del arnés y el asiento del piloto y reduce al mínimo el volumen de embalaje del arnés.

Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la fabricación del dispositivo absorbente de impactos de la invención, podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación.

Claims (28)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo absorbente de impactos, caracterizado por el hecho de que comprende un cuerpo poliédrico (1) tubular y hueco con unas paredes laterales (101), que es pasante entre sus dos extremos y con un eje axial (10) rectilíneo interior, en que dicho cuerpo poliédrico (1) está limitado en sus dos extremos por dos caras (11, 12) planas mutuamente paralelas que son paralelográmicas y que son perpendiculares al eje axial (10) del mismo cuerpo poliédrico (1); presentando cada cara (11, 12) plana de acuerdo con su forma paralelográmica unos ejes de simetría (111, 121) perpendiculares entre sí y que resultan coincidentes en la proyección vertical mutua de cada cara (11, 12) plana; en que el cuerpo poliédrico (1) presenta unas aristas (2) rectilíneas entre los vértices (112, 122) de las dos caras (11, 12) existentes de acuerdo con su forma paralelográmica, y que hacen corresponderse biunívocamente cada uno de los vértices (112, 122) de las dos caras (11, 12) planas, y en que cada arista (2) comprende a su vez dos tramos (21) rectilíneos que son oblicuos entre ellos y que interseccionan en un punto intermedio (22) dispuesto en el recorrido de la arista (2); en que dichos puntos intermedios (22) de las aristas (2) definen una sección (3) plana paralelográmica que tiene unos vértices (32) coincidentes con los puntos intermedios (22) y con unos ejes de simetría (31) perpendiculares entre sí de acuerdo con su forma paralelográmica, estando dicha sección (3) en una posición en el cuerpo poliédrico (1) que es intermedia entre sus dos caras (11, 12) y siendo paralela a ambas caras (11, 12) y perpendicular al eje axial (10) del mismo cuerpo poliédrico (1); en que dicha sección (3) intermedia y resultante de los tramos (21) y de los puntos intermedios (22) de las aristas (2) presenta una rotación angular (0) entre la proyección vertical de sus dos ejes de simetría (31) con los ejes de simetría (111, 121) de las dos caras (11, 12) planas.

2. Dispositivo absorbente de impactos según la reivindicación 1, en que las caras (11, 12) planas de cuerpo poliédrico (1) presentan una forma rectangular.

3. Dispositivo absorbente de impactos según la reivindicación 1 o 2, en que la sección (3) intermedia presenta una forma rectangular.

4. Dispositivo absorbente de impactos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que las dos caras (11, 12) planas del cuerpo poliédrico (1) son iguales.

5. Dispositivo absorbente de impactos según la reivindicación 4 cuando depende de la reivindicación 3 y de la reivindicación 2, en que la longitud de un lado de la sección (3) intermedia es igual a la longitud de otro lado de una de las caras (11, 12) con el que comparte una sola arista (2).

6. Dispositivo absorbente de impactos según la reivindicación 5, en que los vértices (112, 122) de las caras (11, 12) planas y los vértices (32) de la sección (3) intermedia están biselados, resultando por tanto los lados útiles limitados por los biseles de los vértices de las caras (11, 12) planas y de la sección (3) intermedia sensiblemente más cortos que sus lados respectivos que conforman su forma rectangular.

7. Dispositivo absorbente de impactos según la reivindicación 6, en que la longitud (a) de un lado útil de la sección (3) intermedia es igual a la longitud (a) de otro lado útil de una de las caras (11, 12) con el que comparte una sola arista (2).

8. Dispositivo absorbente de impactos según la reivindicación 7, en que la longitud (a) de un lado útil de una cara (11, 12) plana, la longitud (b) de otro lado útil de la misma cara (11, 12) plana, la longitud (B) del mismo lado respectivo mayor que conforma la forma rectangular de la misma cara (11, 12) plana, la longitud o altura (C) del cuerpo poliédrico (1), y el ángulo (0) de rotación angular entre la proyección vertical de los ejes de simetría (31) de la sección (3) intermedia con los ejes de simetría (111, 121) de las dos caras (11, 12) planas, presentan entre ellos las siguientes relaciones o valores:

a/b = 1,4

c/a = 0,72

(B-b)/2B = 0,0085

0 = 85°

9. Dispositivo absorbente de impactos según la reivindicación 7, en que la longitud (a) de un lado útil de una cara (11, 12) plana, la longitud (b) de otro lado útil de la misma cara (11, 12) plana, la longitud (B) del mismo lado respectivo mayor que conforma la forma rectangular de la misma cara (11, 12) plana, la longitud o altura (C) del cuerpo poliédrico (1), y el ángulo (0) de rotación angular entre la proyección vertical de los ejes de simetría (31) de la sección (3) intermedia con los ejes de simetría (111, 121) de las dos caras (11, 12) planas, presentan entre ellos las siguientes relaciones o valores:

a/b = 1,4

c/a = 0,72

(B-b)/2B = 0,0064

0 = 85°

10. Dispositivo absorbente de impactos según la reivindicación 7, en que la longitud (a) de un lado útil de una cara (11, 12) plana, la longitud (b) de otro lado útil de la misma cara (11, 12) plana, la longitud (B) del mismo lado respectivo mayor que conforma la forma rectangular de la misma cara (11, 12) plana, la longitud o altura (C) del cuerpo poliédrico (1), y el ángulo (0) de rotación angular entre la proyección vertical de los ejes de simetría (31) de la sección (3) intermedia con los ejes de simetría (111, 121) de las dos caras (11, 12) planas, presentan entre ellos las siguientes relaciones o valores:

a/b = 1,4

c/a = 0,72

(B-b)/2B = 0,0048

0 = 85°

11. Dispositivo absorbente de impactos según la reivindicación 7, en que la longitud (a) de un lado útil de una cara (11, 12) plana, la longitud (b) de otro lado útil de la misma cara (11, 12) plana, la longitud (B) del mismo lado respectivo mayor que conforma la forma rectangular de la misma cara (11, 12) plana, la longitud o altura (C) del cuerpo poliédrico (1), y el ángulo (0) de rotación angular entre la proyección vertical de los ejes de simetría (31) de la sección (3) intermedia con los ejes de simetría (111, 121) de las dos caras (11, 12) planas, presentan entre ellos las siguientes relaciones o valores:

a/b = 1,2

c/a = 0,96

(B-b)/2B = 0,0085

0 = 90°

12. Dispositivo absorbente de impactos según la reivindicación 7, en que la longitud (a) de un lado útil de una cara (11, 12) plana, la longitud (b) de otro lado útil de la misma cara (11, 12) plana, la longitud (B) del mismo lado respectivo mayor que conforma la forma rectangular de la misma cara (11, 12) plana, la longitud o altura (C) del cuerpo poliédrico (1), y el ángulo (0) de rotación angular entre la proyección vertical de los ejes de simetría (31) de la sección (3) intermedia con los ejes de simetría (111, 121) de las dos caras (11, 12) planas, presentan entre ellos las siguientes relaciones o valores:

a/b = 1,2

c/a = 0,96

(B-b)/2B = 0,0062

0 = 90°

13. Dispositivo absorbente de impactos según la reivindicación 7, en que la longitud (a) de un lado útil de una cara (11, 12) plana, la longitud (b) de otro lado útil de la misma cara (11, 12) plana, la longitud (B) del mismo lado respectivo mayor que conforma la forma rectangular de la misma cara (11, 12) plana, la longitud o altura (C) del cuerpo poliédrico (1), y el ángulo (0) de rotación angular entre la proyección vertical de los ejes de simetría (31) de la sección (3) intermedia con los ejes de simetría (111, 121) de las dos caras (11, 12) planas, presentan entre ellos las siguientes relaciones o valores:

a/b = 1,2

c/a = 0,96

(B-b)/2B = 0,0048

0 = 90°

14. Dispositivo absorbente de impactos según la reivindicación 7, en que la longitud (a) de un lado útil de una cara (11, 12) plana, la longitud (b) de otro lado útil de la misma cara (11, 12) plana, la longitud (B) del mismo lado respectivo mayor que conforma la forma rectangular de la misma cara (11, 12) plana, la longitud o altura (C) del cuerpo poliédrico (1), y el ángulo (0) de rotación angular entre la proyección vertical de los ejes de simetría (31) de la sección (3) intermedia con los ejes de simetría (111, 121) de las dos caras (11, 12) planas, presentan entre ellos las siguientes relaciones o valores:

a/b = 1,6

c/a = 0,96

(B-b)/2B = 0,0048

0 = 90°

15. Dispositivo absorbente de impactos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que el cuerpo poliédrico (1) está hecho de espuma.

16. Dispositivo absorbente de impactos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que el cuerpo poliédrico (1) está hecho de espuma de poliestireno expandido (EPS).

17. Dispositivo absorbente de impactos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en que el cuerpo poliédrico (1) está hecho de espuma poliuretano rígido (PU).

18. Dispositivo absorbente de impactos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en que el cuerpo poliédrico (1) está hecho de espuma de polipropileno expandido (EPP).

19. Dispositivo absorbente de impactos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en que el cuerpo poliédrico (1) está hecho de espuma de poliuretano (PU).

20. Dispositivo absorbente de impactos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en que el cuerpo poliédrico (1) está hecho de espuma de vinil-nitrilo (VN).

21. Conjunto absorbente de impactos, caracterizado por el hecho de que comprende una pluralidad de dispositivos absorbentes de impactos descritos en cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

22. Conjunto absorbente de impactos según la reivindicación 21, en que cada cuerpo poliédrico (1) de cada dispositivo absorbente de impacto está en contacto con al menos otro cuerpo poliédrico (1) de otro dispositivo absorbente de impactos.

23. Conjunto absorbente de impactos según la reivindicación 22, en que cada cuerpo poliédrico (1) de un dispositivo absorbente de impactos comparte al menos una de sus aristas (2) con otro cuerpo poliédrico (1) de otro dispositivo absorbente de impactos.

24. Conjunto absorbente de impactos según la reivindicación 21 o 22 o 23, que presenta una disposición resultante a modo de matriz o panal celular constituido por una pluralidad de cuerpos poliédricos (1), en que una pluralidad de cuerpos poliédricos (1) comparte sus paredes laterales (101).

25. Asiento para pilotos de aeronave, caracterizado por el hecho de que comprende al menos un conjunto absorbente de impactos según la reivindicación 21 o 22 o 23 o 24.

26. Asiento para pilotos de aeronave según la reivindicación 25, en que al menos un conjunto absorbente de impactos está rodeado de una cubierta (41) interpuesta entre el mismo conjunto absorbente de impactos y el propio asiento.

27. Asiento para pilotos de aeronave según la reivindicación 26, en que la cubierta (41) está hecha de hypalon.

28. Asiento para pilotos de aeronave según la reivindicación 25 o 26 o 27, en que la aeronave es un parapente.