DE102004024319B4

DE102004024319B4 - Automatische Schutzvorrichtung für Kopf und Körper einer Person

Info

Publication number: DE102004024319B4
Application number: DE102004024319A
Authority: DE
Inventors: Eugen Fleisch
Original assignee: Individual
Current assignee: FLEISCH, EUGEN, DE
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2004-05-15
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-05-16
Also published as: DE102004024319A1; DE20307965U1

Abstract

Automatische Schutzvorrichtung für den Kopf einer Person (2), die eine Vielzahl von Schutzbügeln (11 bis 17) aufweist und mit Traggurten (5) am Körper tragbar ist und die sensorgesteuert aus einer Ruhestellung am Körper in eine den Kopfbereich haubenartig überspannende Schutzstellung ausfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbügel (11 bis 17) auf einer Führungsstange (8) an Haltern (9.1, 9.2, 10.1, 10.2) schwenkbar und in einer Sicherheitsbox (35) über eine Kulissenführung ausfahrbar gelagert sind, und dass einem Federantrieb (32.1, 32.2) eine sensorgesteuerte Rastverbindung (8, 27, 28, 29, 30) sowie eine Sperrklinken-Anordnung (9.1, 9.2, 25.1, 25.2, 26.1, 26.2) derart zugeordnet ist, dass in Ruhestellung die Schutzbügel (12 bis 17) in mindestens zwei Gruppen ineinander versetzt eingelegt gegen den Federantrieb (32.1, 32.2) vorgespannt und durch die Rastverbindung verriegelt in der Sicherheitsbox (35) angeordnet sind, aus der sie beim Entriegeln der Rastverbindung (8, 27) durch den Sensor (30) mittels Federantriebes (32.1, 32.2) in die Schutzstellung...

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Schutzvorrichtung für Kopf und Körper einer Person, die von dieser am Körper tragbar ist und die sensorgesteuert aus einer Ruhestellung am Körper in eine den Hals und Kopf haubenartig umschließende Schutzstellung ausfahrbar ist.

Eine solche Schutzvorrichtung ist aus der DE 196 24 556 C2 bekannt.

In vielen Bereichen des alltäglichen Lebens sowie Sport, Radfahren, Reiten, Skifahren, Fahren von Zweiradfahrzeugen usw. oder bei fallgefährdeten Personen (Epileptiker, Kranke und alte Menschen) kann es zu Unfallsituationen mit besonders schweren Kopfverletzungen kommen. Zur Vermeidung von derartigen Verletzungen sind Schutzvorrichtungen für den Kopf von Personen bekannt geworden. So zeigt die DE 28 25 145 A1 ein starres, auf die Schultern eines Menschen aufsetzbares, den Kopf nach Art eines Gitterkäfigs haubenartig und berührungsfrei umschließendes Gebilde.

Bei einem Unfall schützt das Gebilde den Kopf (Schädel) und durch die Auflagen auf den Schultern wird die Sturzbelastung in die Schultern eingeleitet, so dass die Halswirbelsäule geschützt ist.

Die bekannte Schutzvorrichtung ist jedoch wie ein üblicher Schutzhelm über dem Kopf feststehend, wodurch sie bei körperlicher Betätigung nicht sehr angenehm zu tragen ist.

Durch die FR 20 82 495 ist eine Schutzvorrichtung für den Kopf einer Person bekannt geworden, die aus einem Luftsack in Form einer Kopfhaube besteht, die in Ruhestellung gefaltet auf dem Rücken einer Person liegt und die bei Sturz durch eine sensorgesteuerte Druckluftquelle nach Art eines Airbags automatisch aufgeblasen und dabei in Schutzstellung gebracht wird.

Diese bekannte Schutzvorrichtung vermeidet zwar ein unbequemes ständiges Tragen eines über dem Kopf feststehenden helmartigen Gebildes, kann jedoch nur den Aufprall des Kopfes auf ein Hindernis dämpfen und kann insbesondere nicht die dabei entstehenden Sturz-Belastungsspitzen auf die Halswirbel und die Schlüsselbeine reduzieren, so dass es zu entsprechenden Verletzungen kommen kann.

Die US 4 291 417 A zeigt eine Schutzvorrichtung für den Kopf einer Person, die am Hals gehaltert ist. In Funktionsstellung kann sie den Schädel und das Gesicht schützen.

Diese bekannte Schutzvorrichtung vermeidet zwar ein unbequemes Tragen auf dem Kopf, sie kann jedoch nur den Aufprall des Kopfes auf ein Hindernis dämpfen, aber sie kann insbesondere nicht die dabei entstehenden Sturzbelastungsspitzen auf die Halswirbel reduzieren. Durch das Fixieren am Hals kann es bei einem Sturz zu Strangulierungsverletzungen kommen.

Durch die EP 0 150 876 B1 ist ein Schutzhelm für den Kopf einer Person bekannt geworden. Durch sein kappenartiges Gefüge in offener Stellung kann er den Kopf schützen.

Dieser Schutzhelm kann in aufgeklappter Stellung den Aufprall des Kopfes auf ein Hindernis dämpfen, aber er kann insbesondere nicht die dabei entstehenden Sturzbelastungsspitzen auf die Halswirbel reduzieren. Die bei Stürzen verstärkt auftretende Kopfrotation kann sich durch diese Helmanordnung nachteilig auf die Halswirbel und die Gesichtspartie auswirken.

Wesentlich bei der bereits erwähnten, aus der DE 196 24 556 C2 bekannten Schutzvorrichtung ist, dass sie ebenfalls in Ruhestellung unauffällig am Körper getragen werden kann, jedoch neben dem Kopf auch diesem benachbarten Körperteile schützen kann.

Diese bekannte Schutzvorrichtung vermeidet unbequemes ständiges Tragen eines über dem Kopf feststehenden helmartigen Gebildes, kann auch den Aufprall des Kopfes auf Hindernisse dämpfen und kann insbesondere die entstehenden Sturz-Belastungsspitzen auf die Halswirbel reduzieren. Durch diesen Aufbau kann jedoch die Aufstellzeit der Schutzbügel nicht mehr vorteilhaft verkürzt werden.

Der Weiterentwicklung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs bezeichnete automatische Schutzvorrichtung so auszubilden, dass im Crashfall eine kürzere Aufstellzeit der Schutzvorrichtung erreicht wird und ein fester Sitz des Rucksacks am Rücken garantiert ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt im wesentlichen mit den Merkmalen von Patentanspruch 1. Aus den übrigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der weiterentwickelten Erfindung zu entnehmen.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Weiterentwicklung anhand von zeichnerischen Darstellungen näher erläutert.
In den Darstellungen zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Fahrrades 1 mit Radfahrer 2, der auf dem Rücken einen Rucksack 3 mit eingefahrener Schutzvorrichtung trägt, sowie Kind 2, im Kindersitz 4 mit an der Kindersitzlehne aufgesteckten Sicherheitsbox 35 der Schutzvorrichtung.
2 eine Seitenansicht eines Fahrrades 1, das den Radfahrer 2 und Kind 2 beim Überschlag zeigt und somit die Funktion der automatischen Schutzvorrichtung (Schutzhelm, Überrollbügel) ausgelöst zeigt.
3 eine Seitenansicht in Funktion, mit der ausgefahrenen Schutzvorrichtung sowie ausgestelltem Gesichtsbügel 11.
4 eine Ansicht der Sicherheitsbox 35, die eingelegte, federgespannte Schutzvorrichtung mit Auslöse- und Antriebsteil, sowie Energiespeicher 30.
5 einen Querschnitt durch die beiden Schalen 33, 34 der Sicherheitsbox 35 und die eingefahrenen Schutzbügel 12, 13, 14, 15, 16, 17 ein Schaumpolster 20 sowie Speicherfeder 32.1, 32.2 mit Umlenkrollen 7.2 und Gurtstrammerband 6.1, 6.2 gemäß der Schnittlinie I–I in 4.
Die 1 zeigt ein Fahrrad 1 mit einem Radfahrer 2, der einen Rucksack 3 mit einer eingesetzten Sicherheitsbox 35 trägt. Diese Sicherheitsbox 35 ist in einem leicht abgeänderten herkömmlichen Rucksack gehaltert. Der Rucksack 3 wird mit den Gurten 5, sowie mit den beim Unfall aktivierten Traggurtstrammer 6.1, 6.2 körperfest fixiert (hierzu auch 3). Die 1 zeigt auch Kindersitz 4 mit Kind 2 und eine auf den Kindersitz 4 aufgesteckte Sicherheitsbox 35 (in Kindergröße und ohne Rucksack). Auch da wird der Traggurtstrammer 6.1, 6.2 mit der Gurt 5 vom Kinderschalensitz 4 verbunden und so beim Unfall eine körperfeste Halterung erreicht.
U-förmig gestaltete Schutzbügel 12, 13, 14, 15, 16, 17 sind in den Endbereichen an den Haltern 9.1, 9.2, 10.1, 10.2 befestigt. Ein Halter 10.1, 10.2 mit Schutzbügel 15, 16, 17 ist auf der Führungsstange 8 schwenkbar gelagert. Der Halter 9.1, 9.2 mit Verzahnung und Schutzbügel 11, 12, 13, 14 sind mit der Führungsstange 8 verbunden. Die Führungsstange 8 und die Halter 9.1, 9.2, 10.1, 10.2 mit Schutzbügeln sind über eine Kulissenführung der Sicherheitsbox 35 verschiebbar (hierzu 3 und 5).
In Ruhestellung ist die Schutzvorrichtung etwa parallel zum Rücken im Rucksack 3 abgelegt, wobei die Schutzbügel eingelassen in die Sicherheitsbox 35 angeordnet sind. Aus dieser abgelegten Ruhestellung ist sie über eine Kulissenführung um einen Winkel von ca. 60 Grad nach vorn ausfahrbar, wonach sie eine aufgerichtete, den Kopfbereich überspannende Schutzstellung eingenommen hat, wie 2 und 3 zeigt. Zum Ausfahren der Schutzvorrichtung zwischen ihrer abgelegten Ruhestellung und ihrer aufgerichteten Schutzstellung sind in der Sicherheitsbox 35 über die Umlenkrollen 31.1, 31.2 zwei von den Umlenkrollen 7.2 (Achse) vorgespannten Speicherfedern 32.1, 32.2, die an Haltern 9.1, 9.2 eingehängt sind, (hierzu auch 4 und 5) vorgesehen.
Zur Auslösung der Schutzvorrichtung ist im unteren Bereich der Sicherheitsbox 35 ein Aktivator 29 (Magnetschalter oder Pyrotechnik) angeordnet, der bei drohendem Sturz des Sportlers von einem Sensor 30 angesteuert wird. Durch das Anziehen eines verschiebbaren Sperrbolzens im Aktivator 29 wird die Halterklammer 27 der Schutzvorrichtung selbsttätig aufgehoben, wodurch die Führungsstange 8 mit der gesamten Schutzvorrichtung freigegeben wird und unter Federbelastung in eine Schutzstellung fährt. Die Sensorik spricht auf Veränderung der Neigung sowie der Beschleunigung und Verzögerung an.
Wie in Verbindung der Darstellungen 3,4 und 5 zu erkennen ist, besteht die Sicherheitsbox 35 aus einer an den Körper angepassten Aufnahmeschale 33 und einer Abdeckschale 34, die miteinander verklipst werden und aus Kunststoff gefertigt sind.
Im oberen Bereich der Sicherheitsbox 35 wird der Austrittsschacht der Schutzvorrichtung mit einer Abdeckung aus Rucksackstoff 38 versehen. Durch die herausfahrenden Schutzbügel wird die mit Klettverschluss befestigte Abdeckung 38 aufgestoßen (hierzu 3).
Die 3 zeigt die in der Kulissenführung der Sicherheitsbox 35 ausgefahrenen Schutzbügel in ihrer Schutzstellung.
Nur der Schutzbügel 12 ist mit dem Halter 9.1, 9.2 fest verbunden. Dieser weist einen Führungsbolzen auf, der mit dem Führungsrohr 8 über die Kulisse zwangsgeführt wird, bis er in einen stossdämpfenden Anschlag in die Schutzstellung gedrückt wird.
Die Schutzbügel 13, 14 sind auf dem Halter 9.1, 9.2 leicht schwenkbar gelagert. Die Schutzbügel 15, 16, 17 sind aus Platzgründen an Halter 10.1, 10.2 schwenkbar und versetzt auf der Führungsstange 8 gelagert.
Da der vordere Schutzbügel 12 über die Sperrklinken 25.1, 25.2 gesperrt ist und der hintere Schutzbügel 17 mit Abstandshalter 24.1, 24.2 gegen einen Anschlag fahren, werden die Schutzbügel 12–17 in bestimmten Abständen vor dem Zurückklappen durch die Bespannung 22 gehalten.
Die Schaumpolster 18–21 werden aus Platzgründen zwischen Schutzbügel 17 mit einem Gummiband 23 gehalten, nur bei Kopfkontakt kann eine Ausbeulung soweit es die Bespannung 22 zulässt, erfolgen.
Wie in 3 ersichtlich, wird zusätzlich ein Gesichtsschutzbügel 11 an dem Schutzbügel 12, 13 anschlagzwangsgesteuert vor das Gesicht gedreht und durch eine Kugelverriegelung 37 gesichert.
Bei Richtungsumkehrung (Unfall oder Belastung) der Schutzbügel wirken die Verzahnungen der Halter 9.1, 9.2 als Sperre mit den Klinken 25.1, 25.2. Diese schwenken geringfügig gegen ihre Federbelastung 26.1, 26.2 aus (hierzu auch 3).
Die 4 zeigt den Traggurtstrammer 6.1, 6.2 mit der Führungsstange 8 fest verbunden. Beim Hochfahren der Führungsstange 8 (Aktivieren des Systems) wird der Traggurtstrammer 6.1, 6.2 um die Umlenkrollen 7.1 und Umlenkrollen 7.2 gezogen. Der untere Abstand von der eingefahrenen Stellung der Führungsstange 8 zu den Umlenkrollen 7.2 ist kleiner als der Weg bis zur Endstellung der Führungsstange 8. Dadurch wird gezielt der Traggurtstrammer 6.1, 6.2 um die Differenz über die Umlenkrollen 7.1, 7.2 der Rucksack-Traggurt 5 (3) angezogen.
Bei einer möglichen Fehlauslösung können nach Abnehmen des Rucksacks 3 durch zwei Öffnungen rechts und links mit dem Finger die Klinken 25.1, 25.2 gegen ihre Federkraft angehoben werden. So kann die ganze Schutzvorrichtung in die im Rucksack befindliche Sicherheitsbox 35 geschoben werden, bis die Führungsstange 8 mit der Halteklammer 27 und dem Aktivator 29 zur Einrastung kommen.

1: Fahrrad
2: Radfahrer/Kind
3: Sicherheitsrucksack
4: Kinderschalensitz mit aufgesteckter Sicherheitsbox (35)
5: Traggurt (mit Bauchgurt)
6.1, 6.2: Traggurtstrammerband (2 ×)
7.1, 7.2: Rolle (für Umlenk-Abstand)
8: Führungsstange
9.1, 9.2: Halter (für Bügel mit Führungsbolzen 12, 13, 14)
10.1, 10.2: Halter (für Bügel 15, 16, 17)
11: Gesichtsschutzbügel (umschäumt und beflockt)
12–17: Schutzbügel (umschäumt und beflockt)
18–21: Schaumpolster
22: Bespannung (Chemiefaser, Kevlar)
23: Gummiband (4 ×)
24.1, 24.2: Abstandshalter (2 ×)
25.1, 25.2: Sperrklinken
26.1, 26.2: Feder (an Sperrklinken)
27: Halteklammer
28: Feder
29: Aktivator (z.B. Magnet, Pyrotechnik)
30: Steuerungs- und Energiespeicher (Sensor)
31.1, 31.2: Umlenkrollen (Feder)
32.1, 32.2: Speicherfeder (Gummi, Pyrotechnik)
33: Aufnahmeschale
34: Abdeckschale
35: Sicherheitsbox
36: Sicherung
37: Kugelverriegelung
38: Abdeckung aus Rucksackstoff

Claims

Automatische Schutzvorrichtung für den Kopf einer Person (2), die eine Vielzahl von Schutzbügeln (11 bis 17) aufweist und mit Traggurten (5) am Körper tragbar ist und die sensorgesteuert aus einer Ruhestellung am Körper in eine den Kopfbereich haubenartig überspannende Schutzstellung ausfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbügel (11 bis 17) auf einer Führungsstange (8) an Haltern (9.1, 9.2, 10.1, 10.2) schwenkbar und in einer Sicherheitsbox (35) über eine Kulissenführung ausfahrbar gelagert sind, und dass einem Federantrieb (32.1, 32.2) eine sensorgesteuerte Rastverbindung (8, 27, 28, 29, 30) sowie eine Sperrklinken-Anordnung (9.1, 9.2, 25.1, 25.2, 26.1, 26.2) derart zugeordnet ist, dass in Ruhestellung die Schutzbügel (12 bis 17) in mindestens zwei Gruppen ineinander versetzt eingelegt gegen den Federantrieb (32.1, 32.2) vorgespannt und durch die Rastverbindung verriegelt in der Sicherheitsbox (35) angeordnet sind, aus der sie beim Entriegeln der Rastverbindung (8, 27) durch den Sensor (30) mittels Federantriebes (32.1, 32.2) in die Schutzstellung ausfahrbar sind und durch die Sperrklinken-Anordnung (9.1, 9.2, 25.1, 25.2) gegen ein Einfahren in der Gegenrichtung sicherbar sind.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsbox (35), die an einem Rucksack (3) über einen Traggurtstrammer (6.1, 6.2) an dem der Traggurt (5) eingehängt ist, bei einem Unfall körperfest gehaltert ist.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass als Sperrklinken-Anordnung zwei Halter (9.1, 9.2) mit einer Verzahnung, an denen der vordere Schutzbügel (12) befestigt ist, vorgesehen sind, dass die Schutzbügel (12 bis 17) leicht drehbeweglich an zwei Haltern (9.1, 9.2) gelagert sind, dass Schaumpolster (18 bis 21) zwischen Schutzbügel (17) an Gummibändern (23) eingehängt sind, dass durch die Halter (9.1, 9.2) über die Führungsstange (8) eine Zwangsführung entlang der Aufnahmeschale (33) in Art einer Kulissenführung entsteht, dass Verbindung mit zwei an den Rollen (Bolzen) (7.2) über die Umlenkrolle (31.1, 31.2) gleitend an Halter (9.1, 9.2) befestigten, mittels Federn (26.1, 26.2) vorgespannten, in den Zähnen der Halter (9.1, 9.2) einrastbare Sperrklinken (25.1, 25.2) vorgesehen sind und dass die Schutzbügel (12 bis 17) über eine faltbare Bespannung (22) beabstandet miteinander verbunden sind und an der Führungsstange (8) eingehängt ist.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der vorderste Schutzbügel (12) mit seinen Enden fest mit dem Halter (9.1, 9.2) verbunden ist, und die übrigen Schutzbügel (13 bis 17) an Halter 9.1, 9.2, 10.1, 10.2 schwenkbeweglich gelagert sind.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinken (25.1, 25.2) an der Aufnahmeschale (33) drehbar gelagert sind und über die Öffnung in der Abdeckschale (34) eine manuelle Entriegelung der Sperrklinken-Anordnung vorgesehen ist.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass an den vordersten Schutzbügeln (12, 13) ein zusätzlicher, anschlagzwangsgesteuerter ausstellbarer Gesichtsbügel (11) vorgesehen ist.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass an dem vordersten Schutzbügel (12) ein Schulterschutz ausgebildet ist.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein motorischer oder pyrotechnischer Antrieb vorgesehen ist.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbügel (11–17) die vorzugsweise aus leichtem, hochfestem Material gefertigt sind, kopfseitig eine Schaumauskleidung und darüber eine Beflockung besitzen.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schutzbügeln (12–17) als Teil einer Doppelbespannung ein selbsttätig aufblasbarer Luftsack angebracht ist.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 2 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Schutzbügeln (12–17) überlappend mit Lamellen abgedeckt sind, die aus schlagfestem Kunststoff vorgesehen sind.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass durch Schließen des Bauchgurts (5) am Rucksack (3) die Schutzvorrichtung aktivierbar ist.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass in den Anschlagsbereichen Pufferelemente vorgesehen sind und dass das Traggurtstrammersystem (6.1, 6.2) zusätzlich als Stoßdämpfer wirkt.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsbox (35) aus einer Aufnahmeschale (33) und einer Abdeckschale (34) besteht.
Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsbox (35) eine annähernd körpergerechte Form hat.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsbox (35) aus einer annähernd körpergerechten Aufnahmeschale (33) und einer Abdeckschale (34) aus leichtem Kunststoff besteht, die oben einen Austrittsschacht für die Schutzvorrichtung zeigt und wobei über dem Schacht eine Abdeckung (38) aus Rucksackstoff vorgesehen ist, dessen Klettenverschluss beim Ausfahren der Schutzvorrichtung halbseitig lösbar ist.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass der übrige Rucksack-Stauraum über einen Reißverschluss zugänglich ist.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsbox (35) auch ohne Rucksack gehaltert funktionsfähig einsetzbar ist.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 18 dadurch gekennzeichnet, dass es je nach Anforderung eine leichte oder schwere Ausführung der Schutzvorrichtung ist.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 2 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sensoren erkennbar ist, wenn eine Person zu Boden oder gegen ein Hindernis fällt.