ITMI970349U1

ITMI970349U1 - Dispositivo di protezione per motociclisti

Info

Publication number: ITMI970349U1
Application number: IT97MI000349U
Authority: IT
Inventors: Fabrizio Longhini
Original assignee: Fabrizio Longhini
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-11-16
Also published as: EP0981285A1; ATE212797T1; EP0981285B1; DE69710374T2; BR9714891A; WO1998051170A1; IT237503Y1; DE69710374D1; ITMI970349V0

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce in generale ai dispositivi di protezione per motociclisti e, più in particolare, ad un dipositivo in grado di ridurre il più possibile il rischio di lesioni alla colonna vertebrale e, soprattutto, alla regione lombare del corpo del motociclista in caso di caduta.

La tecnica nota offre vari esempi di dispositivi atti a proteggere il motociclista nel caso in cui venga sbalzato dalla moto durante un incidente. Oltre al tradizionale copricapo o casco protettivo, sono noti indumenti protettivi provvisti di imbottiture e/o rinforzi in corrispondenza delle articolazioni del corpo del motociclista oppure presentanti elementi o scomparti gonfiabili automaticamente in caso di emergenza che ricoprono o avvolgono quasi compietamente il corpo del motociclista e che sono destinati a smorzare l'intensità di un impatto contro il terreno oppure un ostacolo.

Con riferimento in particolare a questi ultimi, le soluzioni sviluppate fino ad oggi lasciano larghi spazi di miglioramento in quanto rimane sfortunatamente considerevole il numero di incidenti che generano severi danni, quali paralisi o morte, anche nel caso in cui il motociclista indossava questi speciali indumenti.

L'inefficacia degli indumenti sopraddetti può in parte attribuirsi al fatto che, in caso di incidente quando essi si trovano allo stato gonfiato, il motociclista che li indossa risulta praticamente inviluppato da tali indumenti e perciò può rimbalzare o rotolare facilménte sul terreno con la conseguenza di avere rischi maggiori di lesioni gravi.

Oltre all'inefficacia, questi indumenti presentano anche l'inconveniente di risultare molto ingombranti in condizioni normali di utilizzo.

Per rimediare a questi inconvenienti, sono stati studiati dispositivi o indumenti protettivi con elementi o scomparti gonfiabili automaticamente in caso di incidente che, anziché coprire o avvolgere quasi completamente il corpo del motociclista, proteggono solamente quelle parti del corpo che, in caso di incidente, possono subire danni o lesioni fatali per l'utilizzatore, per esempio la·colonna vertebrale e gli organi contenuti nell'addome, specialmente i reni.

Il brevetto europeo 043990 offre un esempio di tali dispositivi di protezione. In particolare, in questo brevetto si descrive un dispositivo di protezione per motociclisti comportante un elemento di protezione della colonna vertebrale che presenta nella sua estremità superiore un elemento di protezione della nuca del motociclista e nella sua estremità inferiore una cintura. Il dispositivo è costituito sostanzialmente da un involucro a tenuta ed è munito di mezzi di gonfiaggio ad innesco automatico. Il dispositivo di protezione viene indossato come una imbracatura per mezzo di cinghie oppure può essere incorporato in un indumento.

Benché questo dispositivo si sia dimostrato finora il più efficace nel diminuire il rischio di lesioni gravi alla colonna vertebrale, alla nuca e ai reni in caso di incidente, è risultato che esso presenta almeno11re inconvenienti.

In primo luogo, la protezione ottenuta mediante un elemento gonfiabile disposto lungo la colonna vertebrale, ma direttamente al di sopra di essa ne determina una concentrazione della forza di taglio e del momento flettente. Com'è noto, la prima può essere causa di lussazioni vertebrali, mentre la seconda può causare di'scopatie o fratture vertebrali. In entrambi i casi, gli effetti dannosi sul midollo spinale possono essere irreparabili.

In secondo luogo, nell'impatto contro',il terreno oppure un ostacolo l'elemento gonfiabile può spostarsi a sinistra oppure a destra della colonna vertebrale non garantendo più alcuna protezione.

In terzo luogo, il gonfiaggio dell'elemento protettivo della nuca può provocare pericolosi stiramenti del tratto cervicale della colonna vertebrale in quanto la componente verticale della spinta di gonfiaggio esercita una violenta azione di trazione sulla cervice e, nel'.caso in cui il casco non sia correttamente allacciato, tale spinta di gonfiaggio potrebbe addirittura provocare lo sfilamento del casco.

Pertanto, il presente trovato si prefigge come scopo principale quello di realizzare un dispostivo di protezione in grado di ridurre la grandezza della forza di taglio e del momento flettente agenti sulla colonna vertebrale del motociclista durante l'impatto contro il terreno oppure un ostacolo e di distribuire tali azioni nel modo più uniforme possibile sulla parte muscolare e scheletrica adiacente a tutta la colonna vertebrale.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di protezione in grado di smorzare i violenti movimenti laterali e all'indietro del capo del motociclista indotti dagli urti durante un incidente.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di protezione ergonomico ed ancorabiìe in modo sicuro al corpo del motociclista.

Un altro scopo ancora del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di protezione portato con una imbracatura oppure incorporato in un indumento quale un gilet oppure un giaccone, che risulti particolarmente leggero, comodo quando indossato e di costo contenuto.

Questi ed altri scopi vengono raggiunti dal presente trovato realizzando un dispositivo di protezione, particolarmente adatto per motociclisti, del tipo comprendente almeno un elemento gonfiabile disposto sostanzialmente lungo la colonna vertebrale dell'utente e provvisto di cinghie di fissaggio destinate a cooperare con il corpo dell'utente e mezzi di gonfiaggio ad innesco automatico, e caratterizzato dal fatto l'elemento gonfiabile è costituito da almeno due elementi tubolari disposti adiacenti alla colonna vertebrale dell'utente ed estendenti si per quasi tutta la sua lunghezza.

Vantaggiosamente, le cinghie di fissaggio presentano anch'esse elementi gonfiabili destinati a 'proteggere il capo da bruschi movimenti laterali causati da urti durante un incidente.

Preferibilmente, i due elementi tubolari gonfiabili sono disposti in comunicazione pneumatica tra loro.

Opportunamente, le pareti dei due elementi tubolari sono formate da due o più strati aventi caratteristiche fisiche diverse.

Il presente trovato verrà ora descritto più in dettaglio con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 è una vista in pianta del lato anteriore del dispositivo secondo il trovato allo stato sgonfio e con una parte sezionata per mostrarne l'interno,

la figura 2 ne è una vista in pianta del lato posteriore, le figure 3A e 3B ne sono una vista in sezione eseguita lungo la linea III-III della figura 2 con il dispositivo allo stato sgonfio e, rispettivamente,gonfio,

le figure 4A e 4B mostrano schematicamente una vista di faccia e, rispettivamente,di spalle di un motociclista che indossa il dispositivo del presente trovato,

le figure 5A e 5B mostrano il diagramma della forza di taglio che si ha nella colonna vertebrale in una prova simulata di una caduta del motociclista, e

le figure 6A e 6B mostrano il diagramma del momento flettente che si ha nella colonna vertebrale in una prova simulata di una caduta del motociclista.

Il dispositivo secondo il presente trovato è il risultato di minuziosi studi e ricerche effettuati allo scopo di determinare quale fosse la posizione migliore rispetto alla colonna vertebrale per disporre gli elementi gonfiabili di protezione.Infatti, da tali studi e ricerche è risultato che se l'elemento tubolare viene disposto direttamente sopra la colonna vertebrale e lungo di essa, esso ne determina una concentrazione della forza di taglio e del momento flettente e non consente di distribuire tali azioni in modo uniforme sulla parte muscolare e scheletrica adiacente alla colonna vertebrale. E' risultato al contrario che<: >se si dispongono gli elementi gonfiabili adiacenti alla colonna vertebrale, ciascuno su un suo lato, si ha una riduzione della forza di taglio e del momento flettente e una 1oroi migliore distribuzione.

Con riferimento alle figure 1 e 2, in esse è illustrato il dispositivo di protezione secondo il trovato, indicato nel complesso con 10, il quale comprende come caratteristica due elementi tubolari gonfiabili 11 e 12 destinati ad essere disposti non sulla colonna vertebrale,ma adiacenti ad essa, ciascuno su un suo lato ed estendentisi sostanzialmente per quasi tutta la sua lunghezza. Tale colonna vertebrale è rappresentata in modo schematico con una<'>linea a tratti V.

Gli elementi tubolari 11 e 12 del dispositivo di protezione 10 si ottengono unendo tra loro due strisce A e P sostanzialmente uguali di un accoppiato in modo tale da racchiudere due camere d'aria 13 e, rispettivamente, 14 poste in comunicazione pneumatica tra loro attraverso passaggi 15. Con S sono stati indicati i puniti di unione delle due strisce di accoppiato A e P. L'unione è a tenuta perfettamente ermetica e viene realizzata mediante tecniche note, per esempio mediante saldatura ad alta frequenza.

Nelle figure 3A e 3B è rappresentato in sezione il dispositivo di protezione 10 del trovato allo stato sgonfio e, rispettivamente, gonfio. Come si può rilevare, ciascuna striscia di accoppiato A, P è formata preferibilmente da almeno due strati e, precisamente, uno interno 16, di materiale impermeabile, ed uno esterno 17, anch'èsso di materiale plastico ma rinforzato in modo da poter resistere all'abrasione, al taglio e al calore. Naturalmente, i materiali impiegati possono essere molteplici ed <'>anche il numero di strati del tessuto sintetico può essere maggiore di due a seconda delle esigenze e dei risultati che si desiderano ottenere. ,

Il dispositivo di protezione 10 del trovato presenta esternamente punti di ancoraggio 18 che ne permettono il fissaggio ad una imbracatura oppure l'applicazione ad un indumento indossati dall'utente.

In alternativa, il dispositivo di protezione 10 può essere fissato direttamente ad un indumento di copertura mediante saldatura o cucitura.

Uno almeno degli elementi tubolari è disposto in modo noto in comunicazione pneumatica attraverso una valvola di non ritorno con una sorgente di gas compresso, per esempio una bomboletta contenente CC^ o qualunque altro gas adatto allo scopo, portata dall'utente e collegata a mezzi di innesco automatici destinati ad entrare in funzione in caso di incidente quando il motociclista viene sbalzato dalla moto.Tali mezzi di innesco automatici, di per sé noti, sono costituiti preferibilmente da un cordino o simile collegato tra il dispositivo di protezione 10 e la motocicletta. Tale cordino viene tirato quando il motociclista viene sbalzato dalla moto e, tramite una leva munita di spillo, esso provoca la perforazione della bombola di gas compresso e quindi il gonfiaggio del dispositivo di protezione 10. Il gonfiaggio risulta pressoché istantaneo 'avvenendo in un tempo dell'ordine di qualche decimo di secondo. In alternativa, si potrebbe impiegare un dispositivo di' innesco pirotecnico a carica ridotta azionato da un segnale in cavo ottico che si interrompe quando il motociclista viene sbalzato dalla moto. In questo caso, i tempi di gonfiaggio risulterebbero inferiori al decimo di secondo.

E' opportuno rilevare che il dispositivo di protezione 10 può essere sgonfiato agendo sulla valvola di non ritorno al fine di poter essere riutilizzato.

Vantaggiosamente, il dispositivo di protezione secondo il presente trovato può presentare anche elementi gonfiabili che, allo stato gonfiato, risultano disposti lateralmente al capo dell'utente, ma staccati da esso, allo scopo di smorzarne i movimenti laterali. Per esempio, questi elementi tubolari potrebbero essere disposti nella parte superiore delle cinghie di imbracatura avvolte attorno alle spalle dell'utente.

Inoltre, i due elementi gonfiabili tubolari del dispositivo allo stato gonfio potrebbero estendersi anche nella zona della nuca, pur rimanendone staccati, allo scopo di smorzare i violenti movimenti all 'indietro del capo dell'utente provocati da una caduta.

Allo scopo di poter valutare l'efficacia del dispositivo di protezione secondo il trovato, esso è stato sottoposto ad una serie di prove sperimentali presso il Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale del Politecnico di Milano. Per la realizzazione di tali prove, ispirate dai risultati favorevoli di precedenti simulazioni numeriche al calcolatore, si è impiegato un manichino antropomorfo HYBRID III munito di casco ed avente un peso di 75 kg.A tale manichino è stato applicato sulla schiena, tramite una imbracatura, il dispositivo di protezione del trovato. Con le prove si è voluto riprodurre una situazione di impatto semplice ma significativa, ossia la caduta di schiena sullo spigolo di un gradino da una prefissata altezza senza componente orizzontale di velocità. Come criterio per misurare l'efficacia del dispositivo di protezione si è considerata la riduzione della grandezza della forza di taglio e del momento flettente nel tratto lombare della colonna vertebrale rispetto al caso di caduta senza protezione. I risultati delle prove sono riassunti nella Tabella 1 ed illustrati nei diagrammi delle figure 4A,4B e 5A,5B dove sull'asse delle ascisse si legge il tempo in secondi e sull'asse delle ordinate la forza di taglio T in kg e, rispettivamente, il momento flettente M in kgm. I diagrammi delle figure 4A e 5A si!riferiscono alla caduta del manichino sprovvisto del dispositivo di protezione 10,mentre quelli delle figure 4B e 5B si riferiscono alla caduta del manichino provvisto del dispositivo 10.

Tabella 1

Altezza gradino 150 mm

Altezza dal terreno 1000 mm

Inclinazione rispetto

al terreno 0 deg

Massima forza di taglio

- senza dispositivo 690 kg

- con dispositivo gonfiato 420 kg

Massimo momento flettente

- senza dispositivo 32,7 kgm

- con dispositivo gonfiato 28,8 kgm

Pressione di gonfiaggio 0,4-0,5 bar

Tempo di gonfiaggio 0,30 sec

Da quanto sopra esposto si può rilevare come il dispositivo protettivo secondo il presente trovato rappresenta un notevole perfezionamento rispetto alle soluzioni finora proposte in quanto presenta i seguenti vantaggi:

- il dispositivo è in grado di proteggere la colonna vertebrale offrendo nel tratto lombare di questa una riduzione dell'ordine del 40% della forza di taglio e del 12% del momento flettente,

- il dipositivo di protezione può essere portato con una imbracatura oppure incorporato in un gilet o un giaccone, - il dispositivo può essere ripristinato al fine di consentirne un ripetuto uso.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo di protezione, particolarmente adatto per motociclisti,del tipo comprendente almeno un elemento gonfiabile disposto sostanzialmente lungo la colonna vertebrale dell'utente e provvisto di cinghie di fissaggio destinate a cooperare con il corpo dell'utente e mezzi di gonfiaggio ad innesco automatico, caratterizzato dal fatto l'elemento gonfiabile è costituito da almeno due elementi tubolari disposti adiacenti alla colonna vertebrale dell'utente ed estendentisi per quasi tutta la sua lunghezza.
2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le cinghie di fissaggio.presentano anch'esse elementi gonfiabili che, allo stato gonfio, risultano separati dal capo e sono destinati a proteggerlo dai bruschi movimenti laterali causati da urti durante un incidente.
3) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che gli elementi tubolari gonfiabili si estendono nella zona della nuca, pur rimanendone staccati, allo scopo di smorzare i violenti movimenti all'indietro del capo dell'utente provocati da una caduta.
4) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i due elementi tubolari gonfiabili sono disposti in comunicazione pneumatica tra loro.
5) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le pareti dei due elementi tubolari sono formate da due o più strati aventi caratteristiche fisiche diverse.