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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schutzhelm zur Dämpfung von Stössen mit einer harten Aussenschale, in der mehrere mit Schaumstoff gefüllte Dämpfungskissen angeordnet sind, zwischen denen Lüftungskanäle angeordnet sind.
Schutzhelm werden für eine Vielzahl von Anwendungen benötigt, um den Kopf des Trägers vor Verletzungen zu schützen. Ein solcher Schutzhelm erfüllt dabei zwei Aufgaben : Einerseits soll ein solcher Schutzhelm eine auf einer relativ kleinen Fläche wirkende Kraft möglichst gleichmässig auf den Kopf des Trägers verteilen, um eine Verletzung möglichst zu verhindern. Dies ist beispielsweise bei dem Auftreffen eines spitzen Steins auf den Helm eines Bergsteigers der Fall. Andererseits soll der Helm auch eine Dämpfungswirkung aufweisen, das heisst, es soll die Energie eines auftreffenden Gegenstands durch Verformung eines nachgiebigen Materials in möglichst grossem Umfang aufgezehrt werden. Dies gilt umgekehrt natürlich auch für den Fall des Aufpralls des Kopfes auf ein feststehendes Hindernis.
Bei bekannten Helmen wird die erste Aufgabe durch eine harte Aussenschale erfüllt, die beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist.
Die Dämpfung von Stössen wird durch Dämpfungskissen erreicht, die im Inneren des Helmes angeordnet sind und beispielsweise aus einem Schaumstoffmaterial bestehen. Auch der Schutzheim der vorliegenden Erfindung besitzt grundsätzlich einen solchen Aufbau. Die Lüftungskanäle sind erforderlich, um im Inneren des Schutzhelm eine Luftzirkulation zu ermöglichen, die dem Komfort des Trägers dient.
Alternativ dazu ist aus der WO 94/00031 ein Schutzhelm bekannt, bei dem die Dämpfungwirkung durch eine wabenförmige Zwischenschicht zwischen einer harten Aussenschicht und einer harten Innenschicht erreicht wird. Ferner ist aus der DE 42 06 684 A ein Schutzhelm bekannt, bel dem im Inneren der Schale eine flüssigkeitsgefüllte Kammer vorgesehen ist, die dazu bestimmt ist, eine gleichmässige Verteilung des Drucks beim Aufprall an ein Hindernis zu gewährleisten.
Weiters sind Fahrradheime bekannt, die im wesentlichen aus einem beschränkt verformbaren Kunststoff, wie etwa EPS bestehen. Bei solchen Helmen soll der Kunststoffkörper sowohl den Schutz vor dem Eindringen als auch die Dämpfungswirkung gewährleisten. Es ist jedoch in einem solchen Fall nur ein Kompromiss zwischen der Forderung grosser Härte gegen das Eindringen von Fremdkörpern und der Forderung einer weitgehenden Dämpfungswirkung möglich.
Nachteilig bei den bekannten Helmen ist, dass sich der Elastizitätsmodul von Kunststoffmaterialien generell stark mit der Aussentemperatur ändert. Dies bedeutet, dass bei niedrigen Aussentemperaturen die Dämpfungswirkung aufgrund der Härte des Schaumstoffs zu gering ist, während bei hohen Aussentemperaturen der Fall eintreten kann, dass das Schaumstoffmaterial zu weich wird.
Ein weiterer Nachteil bekannter Helme besteht darin, dass die Energieaufnahme der Dämpfung- kissen unbefriedigend ist, da die Dämpfungskraft anfänglich sehr gering ist und bei zunehmendem Zusammendrücken stark ansteigt. Dies bedeutet, dass am Beginn der Verformung eine mögliche
Dämpfungswirkung verloren geht, während am Ende des Verformungsvorgangs die auf den Kopf einwirkenden Kräfte sehr gross werden.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass es aus wirtschaft- lichen Gründen zumeist nicht möglich ist, eine Vielzahl verschiedener Heimgrössen für unterschied- liche Kopfgrössen herzustellen. Es werden daher im allgemeinen lediglich zwei oder drei verschie- dene Heimgrössen hergestellt, und die genaue Anpassung an den Kopf des Trägers wird durch
Einlagekissen erreicht. Da diese Einlagekissen nicht oder nur in sehr geringem Umfang zur Stoss- dämpfung beitragen, wird auf diese Weise Bauraum ausgefüllt, der ansonsten zur Erzielung einer stossdämpfenden Wirkung herangezogen werden könnte. Generell kann gesagt werden, dass die
Dämpfungswirkung mit der Dicke der Dämpfungsschicht ansteigt.
Aus praktischen Gründen ist jedoch in naheliegender Weise die Aussengrösse des Helms beschränkt und damit steht nur ein eng beschränkter Raum für die Dämpfungsschicht zur Verfügung. Ein weiterer Nachteil von Helmen, bei denen die Dämpfungswirkung mit Schaumstoffmaterialien erreicht wird, ist die Tatsache, dass sich die mechanischen Eigenschaften durch Alterung und chemische Einflüsse in grossem Umfang ändern können. So haben Versuche gezeigt, dass ein solcher Schutzhelm, der über einen bestimm- ten Zeitraum Benzindämpfen ausgesetzt ist, einen Grossteil seiner Dämpfungswirkung verlieren kann.
Aus der US 4, 134, 156 A ist ferner ein Schutzhelm bekannt, der zur Anpassung an die Kopf- grösse des Trägers Luftkissen aufweist. Diese Luftkissen sind dicht ausgeführt und müssen vor
Gebrauch aufgepumpt werden. Die Handhabung solcher Helme ist daher mühsam und wenig anwenderfreundlich. Ausserdem ändert sich der Druck in den Luftkissen mit der Temperatur, so dass
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gegebenenfalls Nachjustierungen notwendig sind.
Die DE 44 09 839 A zeigt einen Schutzhelm insbesondere für Motorradfahrer o. d. g., der Kissen aufweist, die mit elastischen Füllkörpern gefüllt sind. Im Betriebszustand dieses Schutzhelmes sind die Kissen evakuiert, wodurch die Füllkörper dicht aneinander gedrückt werden und eine im grossen und ganzen formstabile, dabei jedoch elastisch verformbare Schicht bilden. Um den Schutzhelm an die verschiedenen Kopfgeometrien anpassen zu können, können die Kissen belüftet werden, sodass eine Verschiebbarkeit der Füllkörper erreicht wird. Nach Beendigung des Anpassungsvorgangs werden die Kissen evakuiert und verschlossen. Aus der US 3, 673, 609 A ist weiters ein Schutzhelm bekannt, der mit austauschbaren Kissen versehen ist, die ihre Dämpfungswirkung aufgrund einer Vielzahl von eingelegten Stofflagen gewinnen.
Diesen beiden Lösungen ist gemeinsam, dass die Dämpfungswirkung nur durch feste Dämpfungskörper erzielt wird, wobei die oben beschriebenen Nachteile auftreten.
Die US 3, 849, 801 A beschreibt einen Schutzhelm, dessen Dämpfungswirkung darauf beruht, dass mehrere Kammern mit einem Hydraulikmedium gefüllt sind, das in einem offenzelligen Schaumstoff aufgenommen ist. Da jedoch ein Hydraulikmedium nicht kompressibel ist, ist die Dämpfungswirkung solcher Helme unbefriedigend. Ausserdem hat sich herausgestellt, dass der Tragekomfort für diesen Helmtyp von den Benutzern als unzurechend eingestuft wird.
Die US 5, 263, 203 A betrifft ferner einen Schutzhelm mit einer eingebauten Pumpe, um Luftkammem mit Druckluft zu versorgen. Solche Helme sind äusserst aufwendig und haben sich in der Praxis nicht durchgesetzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei gegebenen Abmessungen eine optimale Schutzwirkung zu erzielen. Dabei soll der Schutzhelm leicht und kompakt aufgebaut sein und komfortabel anwendbar sein.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Dämpfungskissen eine Hülle aufweisen, die mindestens einen Bereich mit einer vorbestimmten Luftdurchlässigkeit aufweist, und dass sich dieser Bereich in einen Lüftungskanal hin öffnet. Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist es, dass der Grossteil der Dämpfungswirkung nicht durch die Kompression des Schaumstoffmaterials erreicht wird, sondern durch das kontrollierte Ausströmen von Luft aus den Dämpfungskissen. Die Luft wird weiters in kontrollierter Weise in die Lüftungskanäle abgeführt. Der Schaumstoff besitzt eine wesentlich geringere Dichte als bei bekannten Helmen und dient nur dazu, die Hülle der Dämpfungskissen in einem aufgespannten Zustand zu halten, wenn keine äussere Belastung einwirkt.
Bei normalem Gebrauch des Helmes wird dieser durch den Schaumstoff in der gewünschten Position gehalten. Die bei normalem Gebrauch des Helmes auftretenden Kräfte sind abhängig vom Verwendungszweck. So wird ein Schutzhelm für Forstarbeiter oder Bergsteiger im wesentlichen nur durch das Eigengewicht der äusseren Schale beansprucht. Die vorliegende Erfindung ist primär für solche Einsatzzwecke vorgesehen. Besonders vorteilhaft ist die vorliegende Erfindung auf Helme für Fahrradfahrer anwendbar. Ein Schutzhelm für einen Motorradfahrer muss jedoch auch mit den relativ grossen Kräften, die durch den Fahrtwind verursacht werden, ohne unzulässige Verschie- bungen fertig werden. Durch entsprechende Adaptierungen ist jedoch auch gegebenenfalls die
Herstellung eines Motorradhelmes im Sinne der Erfindung möglich.
Aus der AT 397. 950 B des Anmelders der vorliegenden Anmeldung ist eine Schutzausrüstung für Sporter, wie etwa Paragteiter, bekannt. Dabei wird ein Dämpfungskissen vorgeschlagen, das aus einem Schaumstoffkörper besteht, der in einer Umhüllung angeordnet ist, die Luftdurchtritts- öffnungen besitzt. Bei dieser Anwendung steht jedoch die leichte Zusammeniegbarkeit der Schutz- ausrüstung im Vordergrund, die für solche Sportarten wesentlich ist.
An sich kann im Fall einer Kollision die aus den Dämpfungskissen entwichene Luft über die Lüftungskanäle auf verschiedenen Wegen nach aussen entweichen. Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Lüftungskanäle mit der Umgebung in Verbindung stehen. Dabei kann in der
Aussenschale mindestens eine Entlüftungsöffnung vorgesehen sein, die mit einem Lüftungskanal in
Verbindung steht. Auf diese Weise kann die Luft kontrolliert und ohne Behinderung entweichen.
Vorzugsweise ist die Entlüftungsöffnung im Grenzbereich zwischen mindestens zwei benach- barten Dämpfungskissen angeordnet. Auf diese Weise kann einerseits mit einer geringen Zahl von Entlüftungsöffnungen das Auslangen gefunden werden und andererseits weitgehend verhindert werden, dass die Dämpfungskissen die Entlüftungsoffnungen verlegen.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Dämpfungskissen eine konvexe Aussenkontur aufweisen.
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Wie bereits oben ausgeführt, ist es wünschenswert, bereits am Beginn der Verformung eine möglichst grosse Dämpfungskraft aufzubauen, um eine maximale Energiedissipation sicherzustellen.
Durch eine konvexe Aussenkontur kann erreicht werden, dass eine Erhöhung des Innendrucks in einem Dämpfungskissen nicht durch eine Verformung an der Aussenkontur ausgeglichen werden kann, so dass nach dem anfänglichen Druckaufbau die volle Dämpfungswirkung zur Verfügung steht. Selbstverständlich besitzen die Dämpfungskissen zum Kopf des Trägers hin einen konkaven Bereich, was jedoch unkritisch ist, da das Dämpfungskissen dorthin nicht ausweichen kann, da es am Kopf anliegt
Grundsätzlich ist es möglich, die Dämpfungskissen teilweise aus einem Material herzustellen, das pro Flächeneinheit eine vorbestimmte geringe Luftdurchlassigkeit aufweist.
In einem solchen Fall entweicht die Luft beim Einwirken einer Kraft auf das Dämpfungskissen über die betreffende Aussenfläche Produktionstechnisch ist es jedoch sehr schwierig, die Luftdurchlässigkeit Innerhalb eines engen Toleranzbereichs herzustellen. Es ist daher besonders günstig, wenn das Material der Hülle der Dämpfungskissen luftundurchlässig ist und die Dämpfungskissen Öffnungen mit einem vorbestimmten Durchströmquerschnitt aufweisen Solche Öffnungen lassen sich relativ leicht in gut definierter Weise herstellen, so dass der Druckaufbau im Inneren der Dämpfungskissen auch in einer Massenfertigung gut kontrolliert werden kann.
Vorzugsweise werden die Dämpfungskissen an der Aussenschale beispielsweise durch Klett- verschlüsse gehalten. Auf diese Weise kann eine individuelle Anpassung an den Kopf des Trägers erreicht werden. Ausserdem wird dadurch die Pflege erleichtert.
In der Folge wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemässen Schutzhelm gemäss einer Linie i-i in Fig. 2 und die Fig. 2 eine Draufsicht auf diesen Helm.
Der erfindungsgemässe Helm besitzt eine harte Aussenschale 1, in der mehrere Dämpfungkissen 2,3, 4,5 angeordnet sind. Jeweils paarweise sind im Stirnbereich Dämpfungskissen 2, im Schläfenbereich Dämpfungskissen 3, im Bereich des Hinterkopfes Dämpfungskissen 4 vorgesehen, während die Schädeldecke durch ein Dämpfungskissen 5 geschützt ist, das im oberen
Bereich des Helms mittig angeordnet ist. Die Dämpfungskissen 2 bis 5 sind mit Ausnahme der dem
Kopf des Trägers zugewandten Seite konvex ausgebildet. Insbesonders ist ihre Aussenkontur in einer Draufsicht senkrecht zu ihrer Ebene konvex. Dies ist für das Dämpfungskissen 5 beispielsweise aus der Fig. 2 unmittelbar ersichtlich. Die Dämpfungskissen 3 und 5 bestehen jeweils aus einer luftundurchlässigen Hülle 3a, 5a, in der ein Schaumstoffkörper 3b, 5b aus einem offenporigen
Material angeordnet ist.
Die Dichte des Schaumstoffkörpers 3b, 5b ist so bemessen, dass das ent- sprechende Dämpfungskissen 3,5 in dem entfaltenden Zustand gehalten wird, und dass auf den nicht dargestellten Kopf des Trägers ein Druck ausgeübt wird, der gerade so gross ist, den Schutz- helm in der gewünschten Position zu halten. Die übrigen Dämpfungskissen 2 und 4 sind gleichartig ausgebildet, auch wenn dies in den Figuren nicht unmittelbar ersichtlich ist. Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist, dass die Dämpfungskissen 2 bis 5 in bestimmten Bereichen luftdurch- lässig ausgebildet sind. In der dargestellten Ausführungsvariante wird dies durch Öffnungen 6 mit einem vorbestimmten Durchströmquerschnitt erreicht, die sich in Lüftungskanäle 7 hin öffnen, die zwischen den Dämpfungskissen 2 bis 5 angeordnet sind.
Die Öffnungen 6 besitzen einen genau definierten Durchströmquerschnitt, der beispielsweise durch das Einstechen mit einer heissen
Nadel bei der Produktion sehr gut reproduzierbar einstellbar ist. Die Dämpfungswirkung wird bei vorgegebenen Querschnitt der Öffnungen 6 durch deren Anzahl bestimmt. Bei der dargestellten
Ausführungsvariante stehen die Lüftungskanäle 7 über Entlüftungsöffnungen 8 mit der Umgebung in Verbindung, die in der Aussenschale 1 angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine ausreichende
Luftzirkulation gewährleistet werden, die sich auf den Tragekomfort positiv auswirkt.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, einen Schutzhelm in einfacher Weise und kosten- günstig herzustellen. Dabei bleibt die vorteilhafte Dämpfungswirkung bei unterschiedlichen Umge- bungsbedingungen über einen langen Zeitraum hinweg erhalten.
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