DISPOSITIVO DE PROTECCIÓN CORPORAL.

Un dispositivo de protección corporal para que se lo ponga un usuario y que tiene una gran curvatura,

que comprende: un primer material (20) que tiene una agrupación de celdas absorbentes de energía, cada una de las cuales comprende un tubo (22); pegado a un segundo material (30) que es un material de plástico, usando un adhesivo (40), caracterizado por que el adhesivo (40) tiene una temperatura de fusión que es menor que la temperatura de fusión de los materiales primero y segundo (20, 30) para permitir el movimiento relativo entre los materiales primero y segundo (20, 30) durante la termoformación del dispositivo

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06024091.

Solicitante: LLOYD (SCOTLAND) LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: 152 BATH STREET GLASGOW G2 4TB REINO UNIDO.

Inventor/es: SAJIC,PETER.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 7 de Diciembre de 2004.

Clasificación PCT:

  • A42B3/06 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A42 SOMBRERERIA.A42B SOMBREROS; CUBRECABEZAS (cintas para la cabeza, A41D 20/00; pañuelos para la cabeza A41D 23/00). › A42B 3/00 Cascos; Fundas para cascos (cascos de protección F41H 1/04). › Gorras que amortizan los choques, p. ej. cascos anticolisión.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania.

PDF original: ES-2371087_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a dispositivos de protección corporal. En particular, pero sin carácter exclusivo, la invención se refiere a los materiales absorbentes de energía utilizados en dispositivos que tiene una curvatura relativamente grande tales como los cascos de seguridad, coderas, rodilleras, hombreras y dispositivos similares, y métodos de formación de dichos materiales. Muchos de los dispositivos de protección corporal tienen una gran curvatura, , que se define como la inversa del radio de curvatura, , para el dispositivo. El dispositivo, tal como un casco de seguridad, podría requerir una forma permanentemente curva. Otros dispositivos, como las coderas, las rodilleras y las hombreras, podrían necesitar ser suficientemente flexibles para adoptar de un modo elástico dicha forma curva en respuesta a los movimientos del cuerpo. Para estos dispositivos se deben usar métodos de formación y materiales adecuados. Los cascos protectores contra impactos comprenden convencionalmente un revestimiento exterior sustancialmente esferoidal de un material de plástico resistente y un revestimiento interior de material elástico tal como una espuma dura. El revestimiento rígido exterior transmite una carga de impacto más uniformemente al revestimiento interior que absorbe la energía impartida por la carga de impacto Los cascos se conforman en un molde hembra, o bien alrededor de un molde macho, y los materiales deben experimentar una curvatura significativa para conformar la forma esferoidal. Asimismo, los revestimientos exterior e interior deben insertarse por separado en el molde. De lo contrario, durante el doblamiento, la adherencia entre los dos materiales impediría el deslizamiento necesario del revestimiento exterior (que se estira), con respecto al revestimiento interior (que se comprime), o de otra manera produciría unas tensiones planas de gran intensidad en la superficies externas e internas. Podría ser conveniente disminuir la masa total del casco. Asimismo, los métodos de formación de los cascos, que típicamente implican un apilamiento manual, tienden a ser complejos y caros. Sería ventajoso poder insertar los revestimientos exterior e interior como un material de una sola pieza dentro del molde. Se han usado durante cierto tiempo las columnas con carga axial de diversas formas de sección transversal para mejorar la resistencia al impacto estructural de los vehículos, mobiliario para la orilla de la carretera, y elementos similares. Las columnas de cada uno de estos sistemas conocidos no están unidas y funcionan con independencia. Independientemente del material del que se forman las columnas, se debe evitar un modo de fallo global por pandeo (o un fallo local que tienda al fallo de toda la columna), puesto que este modo de fallo no absorbe eficazmente la energía del impacto. Es conveniente que las columnas metálicas presenten un modo múltiple de fallo local por pandeo y doblamiento que sea eficaz en la absorción de la energía de un impacto. Las columnas de plástico y de materiales compuestos tienen una serie de modos de fallo que son eficaces para absorber la energía de un impacto, pero todos los modos implican típicamente un aplastamiento progresivo de un extremo de la columna. Las características de funcionamiento y el modo de fallo de las columnas de plástico y de materiales compuestos dependen de una complicada interacción de una serie de parámetros diferentes que incluyen el material utilizado, la geometría (forma y espesor), la alineación de las fibras en los materiales compuestos, el uso de disparadores, y las condiciones de carga. Sin embargo, una selección minuciosa de estos parámetros puede resultar en un dispositivo de seguridad que supere a la columna metálica equivalente. Con independencia del material utilizado, se ha averiguado que las agrupaciones de columnas independientes dispuestas paralelamente a la carga generalmente aumentan las prestaciones de absorción de energía y mejoran la estabilidad del dispositivo de seguridad. Las columnas tienden a producir un nivel relativamente constante de absorción de energía a medida que se pandean o aplastan progresivamente. Se ha averiguado que los conos con carga axial producen una tasa más linealmente creciente de absorción de energía que a menudo puede ser conveniente en situaciones de impacto. Sin embargo, como las columnas son independientes, una carga localizada puede causar un fallo global indeseable de las columnas que tengan un eje geométrico que esté descentrado con respecto al eje geométrico de la carga aplicada. Asimismo, como las columnas son independientes, éstas se forman para que sean relativamente gruesas, con el fin de evitar la inestabilidad durante la carga. Los paneles sándwiches, que consisten en dos revestimientos exteriores resistentes separados por un material de núcleo que tiene una rigidez menor, se han usado en muchas aplicaciones tales como componentes de edificios y paneles estructurales para vehículos de carretera y aviones. Un núcleo popular consiste en una estructura de panal, que es una agrupación de celdas, cada una de las cuales tiene una sección transversal hexagonal. Sin embargo, estas celdas, o las celdas de otras secciones transversales, no se pueden considerar como columnas unidas, puesto que cada pared lateral es compartida con las celdas vecinas. Si una celda experimenta un fallo o una inestabilidad de carácter local, entonces esto afectará a las celdas vecinas. El eje geométrico de cada miembro longitudinal es normal al plano de los revestimientos interior y exterior, y cada extremo de cada miembro longitudinal típicamente está unido al revestimiento respectivo. Por tanto, la estructura de 2 E06024091 03-11-2011   panal representa una agrupación de celdas dispuestas paralelamente a una carga que impacta con el plano de uno de los revestimientos exteriores. El documento WO 94/00031 divulga un casco de seguridad que incluye una estructura sándwich de panal. Generalmente, se usa un método de apilamiento manual. El documento EP 08811064 divulga un elemento protector que tiene también una estructura sándwich de panal. El documento describe que el elemento se podría incorporar dentro de una amplia gama de vestuario de protección que incluye los cascos. El documento US 3877076 divulga un casco que tiene una agrupación de tubos. Cada uno de los tubos está espaciado y es independiente de los otros. El documento US4534068 divulga también una agrupación de tubos que están espaciados entre sí. Se describe un fallo local de invalidez. Las estructuras de panal son adecuadas para aplicaciones que impliquen paneles o estructuras planos con sólo una curvatura relativamente pequeña. Sin embargo, se plantean problemas cuando el material se usa en elementos que tengan una gran curvatura. Cada celda hexagonal de la estructura de panal tiene un ángulo de simetría de rotación de n.60º.Por tanto, la celda no tiene simetría de rotación alrededor de un ángulo de 90º. En consecuencia, la celda no es ortotrópica, es decir, tiene una respuesta diferente a una carga aplicada en un primer ángulo que a una carga aplicada en un segundo ángulo a 90º del primer ángulo. Cuando se forme un casco, el material se dobla alrededor de un molde alrededor de dos ejes geométricos ortogonales para conseguir la forma esferoidal. Por tanto, una estructura hexagonal puede crear dificultades cuando se trate de conseguir la curvatura prevista. Además, una estructura hexagonal es anticlástica por naturaleza, en el sentido de que una curvatura positiva alrededor de un eje geométrico resulta en una curvatura negativa alrededor de un eje geométrico ortogonal (la forma de una silla de montar ilustra este fenómeno). Esto de nuevo da lugar a dificultades en el proceso de formación. Adicionalmente, existen inconvenientes en usar una estructura de panal para dispositivos tales como almohadillas que deban deformarse elásticamente hasta una gran curvatura. Estos inconvenientes incluyen la naturaleza relativamente rígida de la estructura. Se puede considerar que un elemento hexagonal tiene seis placas planas, cada una de las cuales está rígidamente fijada en cada borde longitudinal. Se conoce teórica y empíricamente que dichos elementos, y las estructuras producidas a partir de estos elementos, son relativamente inflexibles. Una almohadilla producida a partir de este material puede tender a sentirse rígida y menos cómoda. Es conveniente que se mejore la comodidad sin ningún sacrificio en la capacidad de absorción de energía del dispositivo. Según un primer aspecto de la presente invención, se provee un dispositivo de protección corporal para que lo lleve puesto un usuario, según la reivindicación 1. El término tubo se usa en esta memoria para designar una estructura hueca que tenga cualquier geometría regular o irregular. Preferiblemente, el tubo tiene una... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo de protección corporal para que se lo ponga un usuario y que tiene una gran curvatura, que comprende: un primer material (20) que tiene una agrupación de celdas absorbentes de energía, cada una de las cuales comprende un tubo (22); pegado a un segundo material (30) que es un material de plástico, usando un adhesivo (40), caracterizado por que el adhesivo (40) tiene una temperatura de fusión que es menor que la temperatura de fusión de los materiales primero y segundo (20, 30) para permitir el movimiento relativo entre los materiales primero y segundo (20, 30) durante la termoformación del dispositivo. 2. El dispositivo de protección corporal según la reivindicación 1, en el que los materiales primero y segundo (20, 30) se encuentran en un estado ablandado a la temperatura de fusión del adhesivo (40). 3. El dispositivo de protección corporal según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el primer material (20) es uno de entre un material de policarbonato, de polipropileno, de polieterimida, de polietersulfona o de polifenilsulfona. 4. El dispositivo de protección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el segundo material (30) es un material de plástico reforzado con fibra. 5. El dispositivo de protección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el adhesivo (40) es un termoplástico. 6. El dispositivo de protección corporal según la reivindicación 5, en el que el adhesivo (40) es un material a base de poliéster 7. El dispositivo de protección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la temperatura de fusión del adhesivo (40) es menor de 180º C. 8. El dispositivo de protección corporal según la reivindicación 7, en el que la temperatura de fusión del adhesivo (40) está comprendida entre 120º C y 140º C. 9. El dispositivo de protección corporal según la reivindicación 8, en el que el dispositivo de protección corporal se calienta durante su formación entre 155º C y 160º C. 10. El dispositivo de protección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un tercer material (50), en el que el primer material (20) se intercala entre los materiales segundo y tercero (30, 50) y en el que el primer material (20) se pega al tercer material usando el adhesivo (40). 11. Un método de formar un dispositivo de protección corporal para que se lo ponga un usuario, cuyo dispositivo tiene gran curvatura, y cuyo método comprende: pegar un primer material (20) que tiene una agrupación de celdas absorbentes de energía, cada una de cuyas celdas comprende un tubo (22), a un segundo material (30) que es un material de plástico, usando un adhesivo (40) para formar un panel sándwich (12), termoconformar el panel sándwich (12) para formar el dispositivo, caracterizado por que el adhesivo (40) tiene una temperatura de fusión que es menor que la temperatura de fusión de los materiales primero y segundo (20, 30) para permitir el movimiento relativo entre los materiales primero y segundo (20, 30) durante la termoconformación. 12. El método según la reivindicación 11, que incluye seleccionar los materiales primero y segundo (20, 30) que estén en un estado ablandado a la temperatura de fusión del primer material (20). 13. El método según las reivindicaciones 11 ó 12, que incluye calentar el dispositivo de protección corporal durante la formación a entre 155º C y 160º C 14. El método según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, que incluye pegar el primer material a un tercer material (50) usando el adhesivo (40). 7 E06024091 03-11-2011   8 E06024091 03-11-2011   9 E06024091 03-11-2011   E06024091 03-11-2011   11 E06024091 03-11-2011

 

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