IT201700011637A1 - Dispositivo per la frenatura della caduta di un carico - Google Patents

Description

“Dispositivo per la frenatura della caduta di un carico”

La presente invenzione riguarda un dispositivo per la frenatura della caduta di un carico, tipicamente per la frenatura della caduta di una persona. Più in dettaglio, la presente invenzione riguarda un dispositivo di frenatura della caduta mediante dissipazione dell’energia.

Va fin da subito notato che il riferimento alla frenatura della caduta vuole qui indicare la possibilità di arrestare la caduta. Più in dettagli, il termine “frenatura” e l’espressione “dispositivo per la frenatura della caduta” vengono qui utilizzati per indicare che mediante dissipazione di energia il dispositivo oggetto dell’invenzione rallenta la caduta di un carico, tipicamente di una persona, portando all’arresto della caduta.

Tali dispositivi sono anche noti nella tecnica come freni dissipatori, o assorbitori di energia. Nel seguito ci si riferirà a tali dispositivi anche utilizzando il solo termine “dissipatore”.

Durante la pratica dell’alpinismo, del lavoro in altezza e simili, è possibile l’evento della caduta. Sono noti dei dispositivi per frenare/arrestare la caduta, ad esempio mediante funi metalliche dotate di un connettore che arriva in blocco contro un fermo. Tali sistemi causano tuttavia brusche decelerazioni e picchi elevati di sollecitazione.

Per risolvere tale problema sono noti nella tecnica dei dispositivi che consentono l’assorbimento dell’energia, in particolare funzionanti ad attrito o a lacerazione, che servono ad assorbire e dissipare l’energia accumulata durante la caduta. Un esempio di assorbitore ad attrito, in cui l’energia viene dissipata in calore, è visibile nel brevetto EP1389481 dove una corda è obbligata a scorrere in un certo percorso, oppure nel brevetto US4100996 dove una fettuccia scorre in una sorta di fibbia.

Un esempio di assorbitore a lacerazione è invece descritto nel documento US3444957, dove l’energia della caduta viene dissipata indirizzandola ad aprire ed allontanare, lacerandole, apposite cuciture che accoppiano delle fettucce. In linea generale, i dissipatori a lacerazione hanno un cedimento ad un carico prestabilito in relazione al tipo di cuciture. La soglia di apertura delle cuciture applicate su questo tipo di dissipatori è tale da assorbire, ad ogni strappo, un certo ammontare di energia, lasciando nel contempo perdere quota altimetrica al corpo in caduta.

Un aspetto da tenere in particolare considerazione è la decelerazione che subisce il corpo durante il rallentamento della caduta. Vari studi hanno dimostrato che la soglia ammissibile di sopportazione di una persona è al massimo di 6–9g di decelerazione. Se si supera tale valore, è serio il rischio di causare danni oculari, cerebrali, spinali e alle viscere, a causa del brusco rallentamento e della relativa pressione che viene a generarsi sulle strutture portanti o molli del corpo.

D’altra parte, per contenere la lunghezza complessiva della caduta, in parte derivante anche dalla quota di allungamento dell’assorbitore, si tendono a realizzare cuciture con resistenza elevata, in maniera da dissipare fin da subito un certo ammontare di energia e limitare quindi la lunghezza della caduta.

L’allungamento del dissipatore è funzione dell’energia da dissipare durante la caduta. Per frenare un corpo pesante, ad esempio 120 kg, in caduta da una certa altezza, occorre dissipare una notevole energia. Al contrario, per frenare un corpo leggero, ad esempio un bambino del peso di 40 kg, in caduta dalla medesima altezza, è necessario dissipare una energia notevolmente inferiore. Al momento dello strappo delle prime cuciture, l’energia della caduta comincia ad essere dissipata e ciò continua fino a quando l’energia residua della caduta non è in grado di strappare ulteriori cuciture. È facile comprendere, quindi, come, a parità di altezza di caduta, un corpo leggero strappa un numero inferiore di cuciture rispetto a quelle strappate da un corpo maggiormente pesante.

Confrontando la caduta di un corpo leggero ed uno pesante, dato un certo dissipatore ed essendo la velocità di caduta indipendente dal peso del corpo, la caduta del corpo leggero verrà frenata in minore spazio, e quindi in maniera più brusca, rispetto a quanto avverrebbe per il corpo più pesante. Tale decelerazione può risultare anche di molto superiore a 9g. Ciò può causare quindi notevoli e importanti danni fisici alla persona leggera.

Nel caso opposto, ma con effetto finale analogo, una persona particolarmente pesante che si trovasse a cadere con un dispositivo tarato per pesi leggeri, strapperebbe con facilità tutte le cuciture e andrebbe a gravare improvvisamente con la propria energia residua, e la propria velocità, sul fine corsa del dissipatore, subendo quindi a sua volta una intensa decelerazione.

Per risolvere tali inconvenienti, sono inoltre noti nella tecnica dispositivi a dissipazione graduale, ovvero a più stadi, tali da decelerare, con il medesimo dispositivo, sia cadute da parte di persone leggere che pesanti.

Un simile dispositivo è ad esempio descritto in US7392881, dove con una particolare costruzione della fettuccia, dopo una certa lunghezza di strappo si raddoppiano i rami lacerati.

Anche tali soluzioni non risolvono completamente il problema di causare delle frenate, e dunque delle decelerazioni, elevate per certi carichi.

Si consideri, ad esempio, un assorbitore dotato di tre serie di cuciture tarate rispettivamente per frenare carichi di 40kg, 80kg e 120kg. In altre parole, si consideri un assorbitore in cui un carico di 40 Kg strappa solamente il primo stadio di cuciture, un carico di 80 Kg strappa i primi due stadi di cuciture, ed un carico di 120 Kg strappa i tre stadi del dissipatore. Considerando tuttavia un carico di poco superiore ad uno degli stadi sopra indicati, ad esempio 45kg, questo strappa interamente il primo stadio, e subisce una decelerazione molto brusca e superiore anche di molto a 9g in prossimità dell’inizio del secondo stadio, essendo questo tarato per un carico da 80 kg.

Da qui la necessità di disporre di un assorbitore che dissipi le forze in maniera estremamente graduale e che sia meno suscettibile alle brusche differenze di resistenza delle diverse cuciture.

Si consideri inoltre che per sostenere simili carichi le cuciture di tali assorbitori devono essere realizzate con filati particolarmente resistenti e numerosissimi punti di cucitura. La presenza di tali punti di cucitura rischia di indebolire la resistenza del filato; infatti, durante la realizzazione dei punti di cucitura, viene utilizzato un ago che effettua dei ripetuti passaggi che possono causare un deterioramento delle fibre. Inoltre, dato che dei filati resistenti sono attraversati da numerosissime cuciture, le fettucce di tali assorbitori risultano estremamente ingombranti e rigide, quindi di difficile utilizzo, oltre che particolarmente onerose da realizzare.

Nel caso dei dissipatori funzionanti ad attrito si è verificato inoltre che le frenate possono nel tempo essere notevolmente influenzate dall’invecchiamento della fibra tessile, che irrigidendosi incrementa di molto il suo potere frenante e quindi amplifica il problema della brusca decelerazione. Quindi è indesiderato ottenere la funzione frenante attraverso dispositivi ad attrito e con marcate strozzature della fibra tessile.

Alla luce di ciò, uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo per la frenatura della caduta idoneo a rallentare la caduta di un’ampia gamma di utilizzatori, dal peso variabile.

Ulteriore scopo della presente invenzione è la realizzazione di un dispositivo per la frenatura della caduta, che sia di semplice ed economica realizzazione, e che si riveli al contempo affidabile.

Questo ed altri scopi sono raggiunti dalla presente invenzione, mediante un dispositivo secondo la rivendicazione 1. Altri aspetti e caratteristiche del dispositivo sono indicati nelle rivendicazioni dipendenti.

Secondo una forma di realizzazione, il dispositivo per la frenatura della caduta di un carico, preferibilmente una persona, secondo la presente invenzione comprende una fettuccia ed un elemento frenante cooperante con la medesima fettuccia.

La fettuccia a sua volta comprende una prima estremità vincolabile ad un punto di sostegno, ad esempio un punto di ancoraggio, una seconda estremità vincolabile al carico, ad esempio una persona, ed una sezione ripiegata comprendente una prima porzione della fettuccia unita reversibilmente ad una seconda porzione della fettuccia.

La porzione ripiegata presenta resistenza alla separazione delle due porzioni unite reversibilmente. Inoltre, la fettuccia comprende una prima sezione libera compresa tra la prima porzione della sezione ripiegata e la prima estremità e una seconda sezione libera compresa tra la seconda porzione della sezione ripiegata e la seconda estremità.

L’elemento frenante del dispositivo è dotato di una pluralità di passaggi per la fettuccia, e la prima sezione libera attraversa almeno un primo passaggio, mentre la seconda sezione libera attraversa almeno un secondo passaggio. In particolare, a seguito dell’applicazione alle due estremità di una forza superiore ad una certa soglia (valore di soglia), la prima porzione si separa dalla seconda porzione ed attraversa il primo passaggio, mentre la seconda porzione attraversa il secondo passaggio.

Va notato che il valore di soglia è definito almeno dalla resistenza alla separazione della prima porzione e della seconda porzione della fettuccia e dall’attrito tra l’elemento frenante e la fettuccia.

In altre parole, la forza applicata alla fettuccia tale da determinare la separazione della prima e della seconda porzione deve essere superiore rispetto all’azione combinata della resistenza alla separazione della prima e della seconda porzione e dell’attrito generato tra l’elemento frenante e la fettuccia che scorre a contatto con esso.

La forza che giunge alla prima e alla seconda porzione della fettuccia in prossimità della loro zona o area di unione (ad esempio mediante cucitura) è inferiore a quella applicata alle estremità della fettuccia, proprio a causa dell’attrito generato tra l’elemento di frenatura e la fettuccia stessa.

Più in dettaglio, quando viene applicata una forza (ovvero un carico) ad una estremità della fettuccia, questa giunge “ridotta” alla sezione ripiegata per via della frenatura amplificata generata dall’azione combinata e sinergica della citata resistenza alla separazione e del coefficiente di attrito dell’elemento frenante. In altre parole, almeno parte della forza applicata alle (o alla) estremità della fettuccia viene contrastata dall’attrito tra elemento frenante e fettuccia, in modo che la sezione ripiegata sia sottoposta ad una forza inferiore (ovvero “ridotta”) rispetto alla forza applicata sulla fettuccia stessa.

Nel caso tale forza “ridotta” che giunge alla prima e alla seconda porzione della fettuccia in corrispondenza della porzione in cui esse sono unite, sia superiore alla citata resistenza a separazione, avviene la separazione delle citate porzioni della fettuccia.

Dunque, anche applicando all’estremità della fettuccia una forza superiore (ad esempio di poco superiore) alla resistenza a separazione delle porzioni della fettuccia, tali porzioni potrebbero non separarsi, poiché l’attrito tra l’elemento frenante e la fettuccia contrasta almeno in parte la forza applicata, e dunque la forza “ridotta” (ovvero la differenza tra la forza applicata e la resistenza causata dall’attrito) risulta inferiore alla resistenza a separazione tra le porzioni della fettuccia. Per causare dunque la separazione delle porzioni della fettuccia, occorre vincere sia la resistenza a separazione delle porzioni che l’attrito dell’elemento frenante che, come detto, operano in modo sinergico.

Inoltre tale separazione è realizzata dalla forza “ridotta” applicata alle porzioni della fettuccia, e non da setti o terzi elementi che allontanano o aprono le porzioni o lacerano le cuciture, che potrebbero alterare e influenzare significativamente la forza utile a generare la suddetta resistenza pregiudicando la funzione di dissipazione amplificata.

In particolare, quando la fettuccia attraversa uno dei citati passaggi, questa si trova a contatto con l’elemento frenante, per cui si causa una forza di attrito tra fettuccia ed elemento frenante.

Grazie alla presente invenzione, come poco sopra accennato, durante la caduta di un carico, la fettuccia viene tesa in modo da maggiormente aderire all’elemento frenante. Inoltre, la presenza della sezione ripiegata impone uno stato di ulteriore tensione alla fettuccia, che preferibilmente si oppone allo scorrimento delle sezioni libere della fettuccia all’interno dei passaggi dell’elemento frenante.

Grazie a ciò, è stato verificato che è vantaggiosamente utilizzabile l’effetto di amplificazione della forza frenante dato dall’azione combinata e sinergica della citata resistenza alla separazione e dell’attrito dell’elemento frenante, e quindi non dalla mera somma delle forze resistenti alla separazione unite alle forze di mero attrito della fettuccia sull’elemento frenante.

In tal modo la forza risultante dall’effetto amplificazione è considerevolmente superiore alla somma delle singole forze, e ciò consente a ritroso un considerevole ridimensionamento in dimensioni e complessità del sistema assorbitore.

Per meglio chiarire quanto indicato si consideri che le esperienze condotte durante lo sviluppo del trovato hanno evidenziato che, ad esempio, una sezione ripiegata avente resistenza a separazione pari a circa 0,25kN, accoppiata ad un elemento frenante capace di generare una resistenza da attrito pari a circa 0,65kN, riesce a sviluppare una forza di trattenimento totale fino a 4,5kN, quindi ben oltre la somma dei due effetti separati.

Grazie a ciò, è possibile utilizzare una porzione ripiegata con resistenza a separazione contenuta, consentendo di mantenere ridotto lo spessore della fettuccia, che risulta di semplice realizzazione e di agevole utilizzo.

Secondo un aspetto della presente invenzione, la sezione ripiegata comprende una pluralità di settori, in cui le porzioni sono unite tra loro in modo reversibile, ed i settori presentano resistenze a separazione differenti tra loro.

Grazie a ciò, l’azione frenante del dispositivo è progressivamente e gradualmente variabile, ad esempio gradualmente aumentabile.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, le porzioni della sezione ripiegata sono unite tra loro mediante almeno una cucitura.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, le porzioni sono unite tra loro mediate una pluralità di cuciture differenti tra loro.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, le porzioni sono unite tra loro mediate una singola cucitura, che presenta configurazione variabile in funzione della distanza dall’elemento frenante. Ad esempio il disegno definito dalla cucitura diventa più fitto all’aumentare della distanza dall’elemento frenante Secondo un altro aspetto della presente invenzione, la sezione ripiegata attraversa l’elemento frenante, per mezzo di un passaggio intermedio tra i passaggi per le citate prima e seconda porzioni libere.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, l’elemento frenante comprende un corpo dotato dei citati passaggi, e le sezioni libere della fettuccia attraversano in modo alternato il corpo mediante detti passaggi.

In altre parole, una sezione libera della fettuccia si inserisce consecutivamente entro due passaggi in modo tale che, mediante un passaggio, la sezione libera attraversi il corpo da una prima superficie ad una seconda superficie e, mediante il passaggio successivo, la sezione libera attraversi il corpo in senso opposto, dalla seconda superficie alla prima superficie.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, la prima sezione libera attraversa un numero di passaggi pari al numero di passaggi attraversato dalla seconda porzione libera.

Preferibilmente, l’elemento frenante presenta un piano di simmetria, che divide lo stesso elemento in due parti, ed una prima parte presenta i passaggi per la prima sezione libera, mentre la seconda parte presenta i passaggi per la seconda sezione libera. Nel caso in cui l’elemento frenante sia dotato di un passaggio intermedio per la sezione ripiegata della fettuccia, tipicamente tale piano di simmetria taglia sostanzialmente a metà tale passaggio intermedio. Secondo un altro aspetto della presente invenzione, l’elemento frenante comprende un corpo, preferibilmente allungato, dotato di aperture passanti per definire detti passaggi. In altre parole, secondo un aspetto della presente invenzione i passaggi per la fettuccia dell’elemento frenante possono essere realizzati mediante aperture realizzate nel corpo dell’elemento frenante.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, tale corpo presenta spessore ridotto rispetto alle altre due dimensioni, in modo da formare una piastra.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, l’elemento frenante comprende due piastre sovrapposte dotate di aperture per definire i citati passaggi.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, la fettuccia attraversa i passaggi con un angolo compreso tra 60 e -60 gradi rispetto ad un piano perpendicolare alle superfici laterali del corpo dell’elemento frenante. Più in dettaglio, tale angolo è nullo quando la fettuccia attraversa i passaggi in modo sostanzialmente parallelo al citato piano, assume valori positivi quando la fettuccia non inverte il proprio orientamento (considerando la direzione longitudinale al corpo dell’elemento frenante) nell’attraversamento dei passaggi, mentre assume valori negativi quando invece la fettuccia inverte il proprio orientamento nell’attraversamento della fettuccia. In altre parole, tale angolo è positivo quando la fettuccia assume tra due aperture successive sostanzialmente un andamento a “V”, è sostanzialmente nullo quando la fettuccia assume sostanzialmente un andamento ad “U” (ad esempio mostrato nella figura 8), è negativo quando assume un andamento ad “Ω” (ad esempio mostrato nelle figure 7A-7B).

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, almeno un elemento intermedio è posto tra le piastre, detto elemento intermedio essendo dotato a sua volta di aperture per definire detti passaggi.

Con riferimento alle figure allegate, vengono ora introdotte delle forme di<realizzazione esemplificative e non limitative della presente invenzione, in cui:>

� la figura 1 è una vista in sezione laterale di una forma di realizzazione di<un dispositivo secondo la presente invenzione;>

<� la figura 2 è una vista prospettica del dispositivo di figura 1;>

� la figura 3 è una vista ingrandita e spezzata di figura 1;

� la figura 4 è una vista laterale della fettuccia del dispositivo di figura 1; � le figure 5A e 5B mostrano rispettivamente una vista laterale ed una vista<frontale dell’elemento frenante del dispositivo di figura 1;>

� le figure 6A – 6C mostrano tre possibili forme di realizzazione dellasezione ripiegata di una fettuccia di un dispositivo della presente<invenzione;>

� la figura 7a è una vista di una variante della forma di realizzazione di figura1, e la figura 7b è un ingrandimento di un dettaglio di figura 7a;

� la figura 8 è una vista di una variante della forma di realizzazione di figura7;

� le figure 9a – 9c mostrano tre successive fasi di utilizzo del dispositivo difigura 1.

Con riferimento alle figure, un dispositivo 1 secondo una forma di realizzazione della presente invenzione comprende una fettuccia 2 ed un elemento frenante 3.

Con particolare riferimento alla figura 4, la fettuccia 2 (mostrata svincolata dall’elemento frenante 3) comprende una prima estremità 21 ed una seconda estremità 22, opposta alla prima estremità 21.

La prima estremità 21 è vincolabile ad un punto di sostegno, ad esempio un punto di ancoraggio, preferibilmente statico o comunque poco dinamico, mentre la seconda estremità 22 è vincolabile ad un carico, non mostrato nelle figure. Il carico può essere ad esempio costituito da una persona, che può essere vincolata all’estremità 22 della fettuccia mediante opportuni mezzi di collegamento, quali ad esempio connettori, moschettoni, anelli e simili adatti ad essere collegati ad una imbracatura, o ad una cintura della persona.

Secondo una possibile forma di realizzazione, le estremità 21, 22 comprendono una porzione 21a, 22a preferibilmente ripiegata ed unita in modo noto alla fettuccia 2, in modo da preferibilmente formare occhielli 21b, 22b che possono fungere da aggancio per un elemento di collegamento esterno.

Tra le due estremità 21, 22, la fettuccia 2 comprende una sezione ripiegata 23. Più in dettaglio la sezione ripiegata 23 è formata da due porzioni 23a, 23b della fettuccia 2 unite tra loro in modo reversibile.

Come meglio spiegato in seguito, la prima porzione 23a e la seconda porzione 23b sono unite tra loro, e presentano una determinata resistenza a separazione. In altre parole, quando viene applicata una forza alla fettuccia 2, ed in particolare una forza di trazione FT che tende ad allontanare tra loro le estremità 21, 22, la resistenza a separazione delle porzioni 23a e 23b della sezione ripiegata 23 si oppone a tale forza di trazione FT.

Come sopra anticipato, tale forza FT applicata alla fettuccia 2 giunge “ridotta” alla sezione ripiegata per via della frenatura amplificata generata dall’azione combinata e sinergica della citata resistenza alla separazione delle porzioni 23a e 23b e del coefficiente di attrito dell’elemento frenante.

Se tale forza di trazione ridotta FR, applicata alla fettuccia 2 in corrispondenza delle porzioni 23a, 23b, risulta inferiore alla resistenza a separazione delle porzioni medesime 23a e 23b queste rimangono tra loro unite. Se invece la forza di trazione ridotta FR risulta superiore alla resistenza a separazione delle porzioni 23a e 23b, queste si separano, permettendo l’allontanamento reciproco tra le estremità 21, 22 della fettuccia 2.

Tra la prima porzione 23a della sezione ripiegata 23 e la prima estremità 21, la fettuccia 2 presenta una prima porzione libera 24. Tale porzione viene definita “libera” poiché non è vincolata ad altre porzioni della fettuccia 2.

In modo analogo, una seconda porzione libera 25 è disposta tra la seconda porzione 23b della sezione ripiegata 23 e la seconda estremità 22 della fettuccia 2.

Con particolare riferimento alle figure 6A – 6C, vengono ora discussi dei possibili metodi di unione tra le porzioni 23a e 23b della porzione ripiegata 23.

In particolare, nelle figure 6A – 6C, le porzioni 23a e 23b sono unite mediante delle cuciture.

Le cuciture sono disposte in modo da formare dei settori 231, 232, 233, 234, 235, A, B della sezione ripiegata 23 che presentano resistenze a separazione delle porzioni 23a, 23b differenti tra loro.

Tipicamente, i settori 231, 232, 233, 234, 235, A, B presentano resistenza a separazione delle porzioni 23a, 23b crescente in funzione della distanza dall’elemento frenante 3 (o comunque dalle estremità 21, 22 della fettuccia 2), in modo che la progressiva separazione dei settori 231, 232, 233, 234, 235, A, B richieda energia preferibilmente crescente.

Più in dettaglio, nella forma di realizzazione mostrata in figura 6A ogni settore 231, 232, 233, 234, 235 presenta una serie di cuciture 41, 42, 43, 44, 45.

Le cuciture di un settore sono differenti dalle cuciture di almeno un altro settore. In particolare, secondo una possibile forma di realizzazione come ad esempio mostrato nelle figure allegate, le serie di cuciture 41, 42, 43, 44, 45 sono disposte con differente densità all’interno del relativo settore 231, 232, 233, 234, 235.

In una forma di realizzazione alternativa, ad esempio come mostrato in figura 6B ogni settore 231, 232, 233, 234, 235, comprende una singola cucitura 51, 52, 53, 54, 55, ma disposta in modo tale da occupare differentemente lo spazio di ciascun settore 231, 232, 233, 234, 235. Più in dettaglio, la cucitura di un settore occupa una superficie differente dalla superficie occupata da una cucitura di un altro settore.

In una ulteriore forma di realizzazione alternativa, ad esempio mostrata in figura 6C, le porzioni 23a, 23b sono unite da una singola cucitura 60.

La cucitura 60 varia la propria configurazione in funzione della distanza dall’elemento frenante 3. In particolare, la cucitura 60 presenta disegno che diventa sempre più fitto con l’aumentare della distanza dall’elemento frenante 3. A differenza delle precedenti realizzazioni, non sono identificabili in modo netto dei settori separati tra loro. In generale, considerando due settori A, B, aventi dimensioni coincidenti, scelti casualmente e posti a distanze differenti dall’elemento frenante 3, tali settori A, B presentano resistenze a separazione delle porzioni 23a, 23b differenti tra loro.

Le tre forme di realizzazione mostrate sono da considerarsi tre possibili soluzioni per ottenere una resistenza a separazione delle porzioni 23a, 23b variabile. Altre configurazioni, non mostrate, sono possibili, come ad esempio la realizzazione di cuciture di forma e intensità diverse, sia con resistenza delle cuciture a crescere che a decrescere. Ad ulteriore esempio, le porzioni 23a, 23b potrebbero essere unite tra loro mediante adesione con incollaggio o per mezzo di micro uncini, ad esempio tipo velcro.

Ulteriormente, secondo alcune possibili forme di realizzazione le porzioni 23a, 23b sono unite tra loro con resistenza a separazione costante in funzione della distanza dall’elemento frenante 3, o comunque della distanza dalle estremità 21, 22. In altre parole, in forme di realizzazione alternative, non mostrate, la sezione ripiegata 23 comprende un singolo settore.

Il dispositivo 1 comprende inoltre un elemento frenante 3, atto ad impegnarsi con la fettuccia 2, in modo che l’attrito causato dallo scorrimento della fettuccia 2 a contatto con l’elemento frenante 3 ostacoli lo scorrimento stesso.

In particolare, l’elemento frenante 3 (visibile in dettaglio in figure 5A e 5B) è dotato di una pluralità di passaggi 3a, 3b, per la fettuccia 2.

Con particolare riferimento alla figura 3, la fettuccia 2 è inserita entro i passaggi 3a, 3b in modo tale che la prima sezione libera 24 attraversi una prima serie di passaggi 3a, e la seconda sezione libera 25 attraversi una seconda serie di passaggi 3b.

Ciascuna serie di passaggi 3a, 3b comprende uno o, preferibilmente, più passaggi 3a, 3b. Nella forma di realizzazione mostrata, le serie di passaggi 3a, 3b presentano un numero di passaggi identico tra loro. Sono comunque previste delle forme di realizzazione in cui le serie di passaggi 3a, 3b dedicate ciascuna ad una delle porzioni libere 24, 25 della fettuccia 2, presentano un numero di passaggi differenti tra loro.

Preferibilmente, la sezione ripiegata 23 è a sua volta inserita all’interno di un passaggio intermedio 3c.

In generale, la fettuccia 2 è inserita all’interno dei passaggi 3a, 3b (ed eventualmente 3c) in modo tale che l’attrito causato dal contatto tra la fettuccia 2 e l’elemento frenante 3 si opponga ad una forza di trazione FT applicata alle due estremità 21, 22 della fettuccia 2.

Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure, l’elemento frenante 3 presenta un corpo 3d dotato di aperture atte a definire i passaggi 3a, 3b (ed eventualmente il passaggio intermedio 3c) e la fettuccia 2 è inserita all’interno di tali aperture in modo che le porzioni libere 24, 25 attraversino in modo alternato il corpo 3d dell’elemento frenante 3.

In altre parole, considerando l’elemento frenante 3 in pianta, le porzioni libere 24, 25 sono disposte in modo alternato, superiormente ed inferiormente, al corpo 3d dell’elemento frenante.

Tipicamente, i passaggi 3a, 3b e quindi le aperture per il passaggio della fettuccia, sono definiti da una serie di pioli 3g, o simili elementi, che definiscono almeno parte dei bordi dei passaggi (aperture) 3a, 3b. Secondo una possibile forma di realizzazione, mostrata nelle figure 1-5, i pioli sono allineati tra loro. In altre parole, l’elemento frenante 3 presenta tipicamente una serie di pioli 3g disposti in serie a distanza tra loro. Lo spazio tra pioli successivi definisce i citati passaggi.

Quando una porzione libera 24 o 25 attraversa un passaggio 3a o 3b, questa attraversa il corpo 3d dell’elemento frenante da una prima superficie laterale 3e ad una seconda superficie laterale 3f. In corrispondenza invece del passaggio 3a o 3b successivo, la porzione libera 24 o 25 attraversa il corpo 3d dell’elemento frenante 3 in direzione opposta, ovvero dalla seconda superficie 3f alla prima superficie 3e.

In altre parole, il corpo 3d presenta due superfici laterali 3e, 3f opposte tra loro. Va notato nelle figure allegate 3, 5A, le superfici laterali 3e, 3f del corpo 3d sono state schematicamente illustrate mediante due linee tratteggiate.

I passaggi 3a, 3b attraversano il corpo 3 dalla prima superficie laterale 3e alla seconda superficie laterale 3f. Preferibilmente, la fettuccia 2 attraversa le aperture 3a, 3b con un angolo α, misurato rispetto ad un piano P2 perpendicolare alle superfici laterali 3e, 3f del corpo 3d, compreso tra 60 e -60 gradi. Come anticipato, il segno dell’angolo (ovvero la valutazione che determina se l’angolo è positivo o negativo) è funzione dell’andamento della fettuccia all’interno del relativo passaggio. Tipicamente, l’orientamento della fettuccia dipende dalla distanza tra due pioli successivi. Se la distanza D è superiore allo spessore della fettuccia (come in figura 3) l’angolo α è generalmente positivo. Al contrario se, come in figura 7B, la distanza è inferiore allo spessore della fettuccia (in tal caso la distanza è pari sostanzialmente a zero), l’angolo α è generalmente negativo. L’elemento frenante 3 presenta inoltre un’apertura atta a definire un passaggio intermedio 3c, per permettere l’inserimento della sezione ripiegata 23 della fettuccia 2 attraverso l’elemento frenante 3.

Le aperture dell’elemento frenante, nella forma di realizzazione mostrata, sono sostanzialmente identiche tra loro, ma potrebbero anche mostrare forme diverse: inoltre, nella figura mostrata, le aperture sono distanziate in modo uguale tra loro, anche se non si escludono forme di realizzazione in cui la distanza tra le varie aperture non è costante, ovvero varia tra differenti coppie successive di aperture. Nella forma di realizzazione delle figure, l’elemento frenante 3 è dotato di un piano di simmetria P1, che divide i passaggi 3a dai secondi passaggi 3b, dedicati rispettivamente alla prima ed alla seconda sezione libera 24 e 25.

Nel caso sia presente un passaggio intermedio 3c per permettere alla sezione ripiegata 23 di attraversare l’elemento frenante 3, il piano di simmetria P1 taglia tale passaggio intermedio.

Secondo una possibile forma di realizzazione, come ad esempio visibile nelle figure 1 – 6, l’elemento frenante presenta un corpo allungato, con spessore ridotto rispetto alle proprie altre dimensioni. In altre parole l’elemento frenante è conformato a piastra.

In una forma di realizzazione alternativa, ad esempio mostrata nelle figure 7A e 7B, l’elemento frenante 30 comprende due piastre 31, 32 affiancate, e dotate di aperture 31a, 31b, 31c, 32a, 32b, 32c, affacciate tra loro in modo da realizzare i citati passaggi per la fettuccia 2.

Le aperture delle due piastre 31, 32 sono tra loro sfalsate, per piegare la fettuccia 2 in modo da far invertire il senso di avanzamento della fettuccia rispetto allo sviluppo in direzione longitudinale dell’elemento frenante 30. L’angolo α (mostrato in figura 7B) assume quindi preferibilmente valori nulli o negativi, preferibilmente compresi tra 0 e -60 gradi.

Tipicamente, secondo una possibile forma di realizzazione, le due piastre 31, 32 presentano quindi dei pioli 31g, 32g disposti in modo da formare delle aperture 31a, 32a sfalsate tra loro, in modo che un piolo 31g della prima piastra 31 sia affacciato ad una corrispondente apertura 32a della seconda piastra 32.

Almeno un elemento intermedio 33 è interposto tra le piastre 31, 32. Tale elemento intermedio è a sua volta dotato di aperture 33a, 33b, 33c per la fettuccia 2.

Tale elemento intermedio può essere utilizzato per distanziare le piastre 31, 32 e per permettere una più efficace dispersione del calore generato dall’attrito della fettuccia 2 sulle piastre frenanti 31, 32, durante la caduta. Ad esempio, le piastre 31, 32 possono essere realizzate in metallo per garantire la necessaria robustezza all’elemento frenante, mentre l’elemento intermedio 33 può essere realizzato in plastica, per gli scopi sopra citati. In forme di realizzazione alternative, non mostrate, l’elemento intermedio può essere assente. In forme di realizzazione alternative, non mostrate, le piastre frenanti 31, 32 e l’elemento intermedio 33, possono essere realizzate di pezzo.

Ulteriormente, in una forma di realizzazione alternativa una singola piastra 34 può presentare dei passaggi 34a, 34a’, 34b, 34b’, 34c sfalsati tra loro, in modo da formare un percorso per la fettuccia 2 analogo a quello della forma di realizzazione di figura 7. Più in dettaglio, la prima serie di passaggi 34a, 34a’ è realizzata per mezzo di pioli 35a, 35a’ che sono alternativamente disposti lungo due piani paralleli. In modo analogo, la seconda serie di passaggi 34b, 34b’ è realizzata per mezzo di pioli 35b, 35b’ che sono alternativamente disposti lungo due piani paralleli (preferibilmente coincidenti ai due piani lungo cui sono alternativamente disposti i pioli 35a, 35a’ che formano la prima serie di passaggi 34a, 34a’)

In generale, la fettuccia 2 è inserita entro i passaggi 3a, 3b dell’elemento frenante 3 in modo tale che, quando viene applicata una forza di trazione FT superiore ad un valore di soglia, ovvero una forza FT tale per cui la relativa forza ridotta FR sia sufficiente a separare le porzioni 23a, 23b, la prima porzione 23a scorra entro la prima serie di passaggi (o il passaggio) 3a e, analogamente, la seconda porzione 23b scorra entro la seconda serie di passaggi 3b.

La forza FT è uguale al valore di soglia quando la relativa forza ridotta è pari alla resistenza alla separazione tra le porzioni 23a, 23b della fettuccia.

Come anticipato, grazie alla presente invenzione è possibile amplificare l’effetto frenante dell’attrito tra fettuccia 2 ed elemento frenante 3 in modo tale da generare un effetto sinergico tra la resistenza alla separazione della porzione ripiegata della fettuccia, offerto ad esempio dall’almeno una cucitura, e l’attrito generato durante lo scorrimento della fettuccia all’interno dell’elemento frenante 3.

Le esperienze condotte durante lo sviluppo del trovato hanno evidenziato che, ad esempio, una fettuccia con settori 231, 232, 233, 234, 235 con cuciture lacerabili a circa 0,65kN, 0,9kN, 1,5kN e 1,8kN, associata ad un elemento frenante capace di sviluppare in condizioni normali (ovvero con il mero scorrimento di una fettuccia con la porzione ripiegata 23 priva di cuciture, incollaggi o altri elementi resistenti forze di attrito pari a circa 0,25 kN, riesce a sviluppare forze di frenata amplificate rispettivamente di circa 3,5 kN, 4,5 kN, 5,5kN e 6 kN.

Con particolare riferimento alle figure 9A – 9C in uso, in condizione di riposo il dispositivo 1 è disposto come in figura 9A.

Più in dettaglio, le porzioni libere 24, 25 della fettuccia 2 sono a contatto con l’elemento frenante 3, e la sezione ripiegata 23 presenta le porzioni 23a, 23b unite tra loro.

In seguito, la caduta del carico, come ad esempio una persona, applica una forza di trazione FT all’estremità 21 della fettuccia 2. In modo analogo, il punto di sostegno applica una trazione FT’ all’altra estremità 22 della fettuccia 2.

Per semplicità di descrizione, viene illustrata una forma di realizzazione in cui la sezione ripiegata 23 è dotata di due settori A,A’ e B,B’ con resistenze a separazione differenti tra loro. La seguente descrizione si applica mutatis mutandis anche a forme di realizzazione con un numero di settori differente (al limite anche un singolo settore).

Le porzioni libere 24, 25 scorrono entro i passaggi 3a, 3b dell’elemento frenante fino a che il settore A,A’ non giunge in corrispondenza dell’elemento frenante 3. Contemporaneamente, l’attrito generato dallo scorrimento delle porzioni libere 24, 25 contro l’elemento frenante 3 frena il movimento delle porzioni libere stesse. Allorquando il settore A,A’ giunge in corrispondenza dell’elemento frenante 3, l’azione frenante risulta generata dall’azione combinata, sinergica e amplificata, della citata resistenza alla separazione delle porzioni 23a e 23b e dell’attrito dell’elemento frenante 3.

In seguito, se la forza ridotta FR che giunge alla sezione ripiegata 23 è inferiore al valore di resistenza a separazione del settore A,A’, ovvero nel caso in cui la forza FT sia inferiore al citato valore di soglia, la sezione ripiegata 23 rimane intatta, ed il dispositivo 1 interrompe la movimentazione della fettuccia 2.

Se la forza FT è superiore al valore di soglia, e quindi la forza ridotta FR è superiore alla resistenza a separazione del settore A,A’, le porzioni 23a, 23b si separano in corrispondenza di tale settore. Tale condizione è mostrata in figura 9B Il settore A,A’ dunque si divide, in modo che le porzioni 23a, 23b vengano parzialmente inserite ciascuna entro una serie di passaggi 3a, 3b dell’elemento frenante.

In dettaglio, la prima porzione 23a attraversa la prima serie di passaggi 3a, mentre la seconda porzione 23b attraversa la seconda serie di passaggi 3b. La resistenza del settore A,A’ che esercita una resistenza alla separazione causa una variazione nello stato di tensione delle porzioni 24, 25, per cui, dato il coefficiente di attrito tra la fettuccia stessa e l’elemento frenante 3, l’azione frenante del dispositivo 1 si amplifica considerevolmente e contrasta la forza di trazione FT.

Il punto di separazione tra le porzioni 23a e 23b, ovvero il punto in cui le due porzioni 23a, 23b della sezione ripiegata 23 si separano, tipicamente per la rottura della relativa cucitura (o cuciture), è preferibilmente posto in corrispondenza del passaggio intermedio 3c. Più in generale, tale punto di separazione è in genere posto sostanzialmente in corrispondenza dell’elemento frenante 3.

In seguito, se la forza ridotta FR, è inferiore al valore di resistenza a separazione del settore B,B’, tale settore rimane intatto, ed il dispositivo 1 interrompe la movimentazione della fettuccia 2.

Alternativamente, se la forza ridotta FR, è invece superiore alla resistenza a separazione del settore B, B’, le porzioni 23a, 23b si separano completamente, e attraversano l’elemento frenante, come mostrato in figura 9C.

In particolare, nella forma di realizzazione mostrata, l’intera sezione ripiegata attraversa il corpo frenante 3 da una prima superficie laterale 3e ad una seconda superficie laterale 3f, attraverso il passaggio intermedio 3c.

Si è quindi evidenziato come il dispositivo 1 genera, sottoposto ad una forza di trazione FT applicata alle due estremità 21, 22, una forza di opposizione data dall’azione combinata e sinergica di una resistenza alla separazione data dalle porzioni unite 23a, 23b, e dal coefficiente di attrito esistente tra la fettuccia 2 e l’elemento frenante 3.

Tale sinergia fornisce un effetto di amplificazione della resistenza alla separazione delle porzioni unite 23a, 23b, che consente di realizzare assorbitori particolarmente efficaci, opportunamente regolabili, graduali e regolari nella frenata, soprattutto nel caso questi debbano operare per dissipare l’energia generata da cadute di carichi o persone con peso considerevolmente diverso. L’effetto permette inoltre di costruire assorbitori meno complessi e maggiormente contenuti in dimensioni e peso.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo (1) per la frenatura della caduta di un carico comprendente una fettuccia (2) e un elemento frenante (3, 30), detta fettuccia (2) comprendendo: - una prima estremità (21) vincolabile ad un punto di sostegno; - una seconda estremità (22) vincolabile a detto carico; - una sezione ripiegata (23) comprendente una prima porzione (23a) di detta fettuccia (2) unita reversibilmente ad una seconda porzione (23b) di detta fettuccia (2), detta sezione ripiegata (23) presentando resistenza alla separazione di detta prima e seconda porzione (23a, 23b); - una prima sezione libera (24) compresa tra detta prima porzione (23a) di detta sezione ripiegata (23) e detta prima estremità (21); - una seconda sezione libera (25) compresa tra detta seconda porzione (23b) di detta sezione ripiegata (23) e detta seconda estremità (22); ed in cui detto elemento frenante (3, 30) comprende una pluralità di passaggi per detta fettuccia (2), detta prima sezione libera (24) attraversando almeno un primo passaggio (3a), detta seconda sezione libera (25) attraversando almeno un secondo passaggio (3b), in modo che, a seguito dell’applicazione ad almeno una di dette due estremità (21, 22) di una forza di trazione (FT, FT’) superiore ad un valore di soglia, detta prima porzione (23a) si separa da detta seconda porzione (23b) ed attraversa detto primo passaggio (3a), e detta seconda porzione 23b attraversa detto secondo passaggio (3b).
2. 2) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta sezione ripiegata (23) comprende una pluralità di settori (231, 232, 233, 234, 235, A, B), in cui dette porzioni (23a, 23b) sono unite tra loro in modo reversibile, preferibilmente detti settori (231, 232, 233, 234, 235, A, B) presentando resistenze a separazione differenti tra loro.
3. 3) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui dette porzioni (23a, 23b) di detta sezione ripiegata (23) sono unite tra loro mediante almeno una cucitura (41, 42, 43, 44, 45, 51, 52, 53, 54, 55, 60).
4. 4) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 3, in cui dette porzioni (23a, 23b) sono unite tra loro mediate una pluralità di cuciture (41, 42, 43, 44, 45, 51, 52, 53, 54, 55), dette cuciture (41, 42, 43, 44, 45, 51, 52, 53, 54, 55) essendo differenti tra loro.
5. 5) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 3, in cui dette porzioni (23a, 23b) sono unite tra loro mediate una singola cucitura (60), detta cucitura (60) presentando configurazione variabile in funzione della distanza da detto elemento frenante (3, 30).
6. 6) Dispositivo (1) secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detta sezione ripiegata (23) attraversa detto elemento frenante (3, 30), per mezzo di un passaggio intermedio (3c), disposto tra detto almeno un primo passaggio (3a) e detto almeno un secondo passaggio (3b).
7. 7) Dispositivo (1) secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detto elemento frenante (3, 30) comprende un corpo (3d) dotato di detti passaggi (3a, 3b, 3c), e dette sezioni libere (24, 25) di detta fettuccia (2) attraversano in modo alternato detto corpo (3d) mediante detti passaggi.
8. 8) Dispositivo (1) secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detta prima sezione libera (24) attraversa un numero di passaggi pari al numero di passaggi attraversato da detta seconda porzione libera (25).
9. 9) Dispositivo (1) secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detto elemento frenante (3, 30) comprende un corpo (3d) allungato dotato di aperture passanti per definire detti passaggi (3a, 3b).
10. 10) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 9, in cui detto corpo (3d) presenta spessore ridotto rispetto alle altre due dimensioni di detto corpo (3d), in modo da formare una piastra.
11. 11) Dispositivo (1) secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detto corpo (3d) presenta un piano di simmetria (P1), che divide detto corpo (3d) in due parti, una prima parte presentando detto almeno un primo passaggio (3a), e detta seconda parte presentando detto almeno un secondo passaggio (3b).
12. 12) Dispositivo (1) secondo le rivendicazioni 6 e 11, in cui detto piano di simmetria (P1) divide a metà detto passaggio intermedio (3c).
13. 13) Dispositivo (1) secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detto elemento frenante (30) comprende due piastre (31, 32) sovrapposte dotate di aperture per definire detti passaggi (33a, 33b, 33c).
14. 14) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 13, in cui un elemento intermedio (33) è posto tra dette piastre, detto elemento intermedio (33) essendo dotato a sua volta di aperture per definire detti passaggi (33a, 33b, 33c).
15. 15) Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta fettuccia (2) attraversa detti passaggi (3a) con un angolo (α) compreso tra 60 e -60 gradi rispetto ad un piano (P2) perpendicolare alle superfici laterali (3e, 3f) del corpo (3d) dell’elemento frenante.