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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzsystem, das insbesondere zur Verwendung während sportlichen Aktivitäten geeignet ist, um allgemein vor Verletzungen durch Schläge, Stöße, Zusammenstöße, Stürze und Ähnlichem zu schützen.
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Es ist allgemein bekannt, dass Aktivitäten wie z. B. Motorradfahren, Mountainbike-Fahren, Skifahren, Snowboarden, Skaten und Ähnliches, insbesondere wenn extreme schnelle Bewegungen involviert sind, leicht zu Stürzen und Stößen führen können, bei denen eine Vielzahl von Körperzonen einem besonders hohen Verletzungsrisiko ausgesetzt wird. Sportler sind erhöhten Gefahren ausgesetzt, weil sie über keine Knautschzone verfügen, bei schlechter Bodenhaftung (Nässe, Schmutz) einer erhöhten Sturzgefahr ausgesetzt sind oder von anderen übersehen werden. Besonders sind der Kopf, das Gehirn, die Wirbelsäule und der Nacken betroffen, da dort wenig bis gar kein dämpfendes Gewebe bzw. Muskulatur vorhanden ist.
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Die Halswirbelsäule umfasst die Gesamtheit der Wirbel zwischen Kopf und Brustwirbelsäule beim Menschen. Die beiden dem Schädel am nächsten liegenden Wirbel haben Eigennamen, nämlich Atlas (”Nicker”) und der Axis (”Dreher”). Der obere Teil der Halswirbelsäule mit der Schädelbasis wird als Kopfgelenk bezeichnet. Es folgen fünf weitere Wirbel C3–C7. Die Halswirbelsäule umfasst also die sieben Halswirbel C1–C7.
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Die weitaus häufigsten Verletzungen der Halswirbelsäule und des Gehirns resultieren aus Unfällen. Eine moderate Form einer Verletzung der Halswirbelsäule ist das Schleudertrauma. Es gibt auch schwerwiegende Formen von Schleudertraumata, die mit Instabilitäten am Hals-Kopf-Übergang einhergehen. Knochenbrüche der Halswirbelsäule können das Rückenmark verletzen und zu einer Querschnittslähmung führen.
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Als Nacken wird nachfolgend der hintere Teil des Halses bezeichnet. Er ist für die Beweglichkeit des Kopfes und großer Teile des Oberkörpers verantwortlich. Zum Nacken gehören anatomisch unter anderem die Halswirbelsäule und ihre Verbindung zum Hinterkopf (Genick) sowie eine große Anzahl verschiedener Muskeln. Die komplexen anatomischen Strukturen der Nacken- und Halsmuskulatur, der Wirbelsäule und der Nervenwurzeln machen den Bereich des Nackens anfällig für eine Vielzahl von Verletzungen.
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Der Nacken geht in den Schulter- und Rückenbereich über, wo Muskulatur zur Aufnahme von Energie vorhanden ist. Die Schultern sind im oberen Bereichs des Rückens lokalisiert und dienen der Aufnahme der Schultergelenke. Der Rücken ist der hintere Teil des menschlichen Rumpfs und erstreckt sich vom unteren Rand des Nackens bis in die Gegend der Lende.
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Die im Markt erhältlichen herkömmlichen Schutzsysteme dienen üblicherweise speziellen Anwendungen, die oft in Bereichen des Extremsports anzusiedeln sind. Diese Schutzsysteme sind oft nicht anwendungsübergreifend einsetzbar. Dies bedeutet, dass sie nicht alltagstauglich sind. Diese Schutzsysteme schränken die Bewegungsfreiheit des Nutzers stark ein. Diese Schutzsysteme zeichnen sich oft durch einen vernachlässigten Tragkomfort und große, sperrige Volumina aus, was wiederum die Handhabung erschwert.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schutzsystem bereitzustellen, welches sich durch einen hohen Tragekomfort, eine hohe Alltagstauglichkeit sowie eine große Bewegungsfreiheit bei gleichzeitig gewährleisteter Schutzfunktion auszeichnet. Das Schutzsystem soll insbesondere anwendungsübergreifend einsetzbar sein. Vorzugsweise soll das System an verschiedene Einsatzzwecke anpassbar sein.
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Diese Aufgabe wird durch ein modulares Körperschutz-System gelöst, das insbesondere zum Schutz des Halswirbelbereichs und des Gehirns eines Nutzers ausgebildet ist, mit: einem Helm, der in einem angezogenen Zustand zumindest die obere Kopfhälfte und den Hinterkopf des Nutzers abdeckt, wobei der Helm einen umlaufenden unteren Rand aufweist; einer Nackenstütze zum Abdecken des Nacken des Nutzers, wobei der Nackenschutz ein bogenförmiges Schulter/Rückenelement und ein Kragenelement aufweist, wobei das Schulter/Rückenelement vorn offen ist und ferner angepasst ist, sich auf den Schultern des Nutzers abzustützen, wobei das Kragenelement vorn offen ist und angepasst ist, den Nacken des Nutzer abzudecken und zu stützen, wobei das Kragenelement, vorzugsweise starr, mit dem Schulter/Rückenelement verbunden ist, wobei das Kragenelement einen oberen Rand aufweist, der ausgebildet ist, mit dem unteren Rand des Helms bei einer rückwärts gerichteten Nickbewegung des Kopfes des Nutzers einen formschlüssigen Nick-Endanschlag in einer hinteren Extremposition des Kopfes zu definieren; und einer elastischen Verbindung, die den Helm manuell lösbar mit dem Nackenschutz verbindet und die so angeordnet und ausgebildet ist, dass eine vorwärts gerichtete Nickbewegung des Kopfes zuerst gedämpft und anschließend in einer vorderen Extremposition des Kopfes gestoppt wird. Der Helm ist vorzugsweise ein Halbschalenhelm, der vorn, insbesondere im Kinnbereich, offen ausgebildet ist.
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Das System verhindert extreme Stauchungen und Dehnungen der Halswirbelsäule im Falle von Nickbewegungen, wobei weder die seitliche Bewegungsfreiheit noch der Tragekomfort eingeschränkt werden. Das System verhindert extreme Beschleunigungen. Das System ist leichtgewichtig und in vielen verschiedenen Bereichen anwendbar. Das System kann bei Extremsportarten, aber auch im Alltag und Beruf genutzt werden. Das System weist ein geringes Volumen auf, so dass es alltagstauglich ist und Systemkomponenten einfach in normale Kleidungsstücke integriert oder über bzw. unter normalen Kleidungsstücken getragen werden kann.
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Rückwärts gerichtete Nickbewegungen werden durch einen Nick-Endanschlag mechanisch begrenzt. Vorwärts gerichtete Nickbewegungen werden durch die elastische Verbindung zwischen dem Helm und der Nackenstütze zuerst gedämpft und abschließend gestoppt.
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Vorzugsweise weist das Kragenelement eine Höhe auf, so dass der Nacken des Nutzers zumindest teilweise abgedeckt ist und so dass die Ränder im Normalzustand einen vorgegebenen Abstand zueinander haben, der Dreh-, Nick- und Rollbewegungen innerhalb eines gewöhnlichen Sichtfelds zulässt.
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Die Abdeckung des Nackens resultiert in einem Schlagschutz. Der Nacken wird von außen gestützt. Es kommt zu einer Stabilisierung der Halswirbelsäule.
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Weiter ist es von Vorteil, wenn sich das Schulter/Rückenelement ausschließlich am Rücken und/oder Schulter des Nutzers abstützt.
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Die Krafteinleitung bzw. -umleitung erfolgt ausschließlich in den Rücken und/oder die Schultern, wo ausreichend Muskulatur zur Aufnahme und zum Abbau der Energie vorhanden ist, die auf den Helm wirkt. Der Brustbereich wird ausgespart, wodurch sich der Tragekomfort erhöht. Die Bewegungsfreiheit bleibt erhalten, insbesondere bei Blicken nach links oder nach rechts.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindung fest mit dem Helm oder der Nackenstütze verbunden und lösbar mit der Nackenstütze bzw. dem Helm verbindbar.
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Das System kann also in einzelne Komponenten (Z. B. Helm, Nackenstütze, elastische Verbindung, etc.) zerlegt werden, was insbesondere beim An- und Ausziehen von Vorteil ist, da die Komponenten nacheinander an- oder ausgezogen werden können. Erst wenn alle Komponenten angezogen sind, erfolgt die finale Verbindung der Komponenten, um das Gesamtsystem zu bilden. Das Verbinden kann manuell erfolgen.
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Vorzugsweise ist die Verbindung ein elastischer Streifen.
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Ein elastischer Streifen bzw. ein elastisches Band lässt sich einfach herstellen und ist in der Handhabung einfach. In den Streifen können Verstärkungen (parallel zur Längsrichtung oder über Kreuz) eingearbeitet sein, die eine maximale Dehnung des Streifens (in der Längsrichtung oder seitlich) begrenzen. Der elastische Streifen unterstützt die manuell lösbare Verbindung zwischen dem Helm und der Nackenstütze.
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Weiter ist es von Vorteil, wenn nur eine einzige elastische Verbindung entlang einer Nickebene zwischen dem Helm und der Nackenstütze vorgesehen ist.
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Je weniger Verbindungen zwischen dem Helm und der Nackenstütze vorgesehen sind, desto höher ist der Tragekomfort. Der Aufwand, den Helm mit der Nackenstütze zu verbinden, ist minimal. Da die Verbindung nur entlang der Nickebene vorgesehen ist, kann der Nutzer den Kopf ohne Probleme nach links und rechts drehen. Derartige Drehungen sind bis in eine Maximalstellung möglich, in welcher eine Überdrehung des Kopfes verhindert wird.
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Bei einer weiteren besonderen Ausgestaltung weist die Nackenstütze einen Öffnungswinkel von bis zu 180° auf.
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Das System bzw. die Nackenstütze lässt sich leicht anziehen und deckt den Nacken ab.
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Insbesondere ist ein oberer Bereich des Kragenelements, der dem unteren Rand des Helms gegenüberliegt, aus einem plastisch verformbaren Material gebildet, wobei ein restlicher unterer Abschnitt des Kragenelements aus einem nicht verformbaren Material gebildet ist.
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Die plastische Verformbarkeit des oberen Bereichs des Kragenelements dient der Absorption von Energie, die bei rückwärts gerichteten Nickbewegungen vom Helm an die Nackenstütze übertragen wird. Da sich der untere Bereich der Nackenstütze nicht verformt, kommt es zu einer guten Kraftübertragung der Restenergie in den Rückenbereich des Nutzers.
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Optional kann das System einen Rückenschutz aufweisen.
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In Verbindung mit einem Rückenschutz ist die komplette Wirbelsäule des Nutzers geschützt. Der Rückenschutz dient insbesondere der zusätzlichen Stabilisierung des Helms und der Nackenstütze. Der Helm, die Nackenstütze und der Rückenschutz erstrecken sich in der Nickebene und verbessern so die Energieabsorption bei rückwärts gerichteten Nickbewegungen.
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Vorzugsweise ist die Nackenstütze schwenkbar in den Rückenschutz integriert.
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Durch die Verschwenkbarkeit der Nackenstütze kann der Nutzer frei entscheiden, ob und wann er die Nackenstütze einsetzen will. Im eingeschwenkten Zustand unterstützt die Nackenstütze die Funktion des Rückenschutzes. Im ausgeklappten Zustand begrenzt die Nackenstütze rückwärts gerichtete Nickbewegungen des Kopfes bzw. des Helms.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn die Nackenstütze in ein Kleidungsstück, insbesondere in eine Jacke oder ein Shirt, oder in einen Rucksack integriert ist.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Vorderansicht (1A) und eine perspektivische Rückansicht (1B) des Körperschutz-Systems der Erfindung;
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2 eine Vorderansicht (2A), eine Seitenansicht (2B), eine seitlich schräge Vorderansicht (2C) und eine seitlich schräge Rückansicht (2D) des Systems;
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3 eine Rückansicht eines Helms und einer Nackenstütze in einem verbundenen Normalzustand;
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4 eine Rückansicht des Systems der 3 im Normalzustand (4A) und in einer Extremposition (4B) bei einer rückwärts gerichteten Nickbewegung;
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5 eine Rückansicht im Normalzustand (5A) und eine Rückansicht in einer Extremposition (5B) bei einer vorwärts gerichteten Nickbewegung;
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6 eine Rückansicht bei einem seitlichen Stoß von rechts (6A) und eine Rückansicht bei einem seitlichen Stoß von links (6B);
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7 eine Rückansicht im Normalzustand (7A) und eine Rückansicht bei einer rückwärts gerichteten Nickbewegung mit gleichzeitigem seitlichen Impuls von links (7B); und
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8 eine seitliche Rückansicht eines abgewandelten Systems mit schwenkbarer Nackenstütze.
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Die 1A und 1B zeigen eine perspektivische Vorderansicht (1A) und eine perspektivische Rückansicht (1B) eines menschlichen Nutzers M, der ein modulares Körperschutz-System 10 (nachfolgend auch kurz als ”System 10” bezeichnet) an seinem Körper trägt. Die nachfolgende Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf beide 1A und 1B.
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Das System 10 weist zumindest einen Halbschalen-Helm bzw. Helm 12 und eine Nackenstütze 14 auf. Optional kann das System 10 auch einen Rückenschutz bzw. Rückenprotektor 16 und einen Seitenschutz 18 aufweisen. Die Nackenstütze 14 kann mittels Gurten, die nachfolgend noch näher beschrieben werden, oder mittels einer Weste 20 vom Nutzer M getragen werden. Das System 10 kann ferner eine Brille oder ein Visier 22 aufweisen.
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Der Helm 12 hat die Funktion, den Kopf eines Nutzers M zu schützen. Der Helm 12 schützt generell vor Fremdkörpern, beispielsweise vor herunterfallenden Steinen, vor Stürzen oder bei Zusammenstößen mit anderen Personen oder Gegenständen. In vielen Sportarten und Berufen wird das Tragen eines Helms empfohlen bzw. vorgeschrieben. Es gibt Sicherheitsnormen, z. B. die aktuelle ECE-Norm 2205, die unter anderem die folgenden Sicherheitskriterien definieren: Größe und Form einer Dämpfungsschale; chemische Resistenz einer Außenschale, Stoßdämpfungswert an einzelnen Punkten durch Falltests; Abstreiftests; Belastbarkeit eines Kinnriemens und dessen Absicherung; Belastbarkeit eines Kinnriemenverschlusses; Größe eines Sichtfelds S; Durchdringungswiderstand eines Visiers und Ähnliches. Der Helm 12 kann diese Anforderungen erfüllen. Der Helm 12 hat üblicherweise eine harte Außenschale und ist aus einem widerstandsfähigen Kunststoffmaterial wie z. B. Polykarbonat oder ABS hergestellt. Der Helm 12 kann durch Glas-, Armid- oder Kohlenstofffasern verstärkt sein.
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Aus verschiedenen Anforderungen haben sich generell verschiedene Arten von Helmen 12 entwickelt. Fahrradhelme sind besonders leicht. Ski- und Snowboardhelme sind temperaturunempfindlich und weisen einen Durchstichschutz auf. Motorradhelme und Automobilsporthelme können viel Energie aufnehmen. Kletter- bzw. Steinschlaghelme und Football-Helme sind besonders robust. Boxerhelme sind innen und außen gepolstert. Taucherhelme sind wasser- und luftdicht. Kajakhelme sind wasserunempfindlich. Der Helm 12 kann jedem dieser Anwendungsgebiete angepasst werden. Er ist als Mehrzweckhelm ausgelegt, welcher die Prüfnormen für mehrere Sportarten erfüllt.
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Bei der vorliegenden Erfindung kommen vorzugsweise Halbschalenhelme 12 bzw. Jethelme zum Einsatz. Diese Helme 12 verfügen über keine feste Kinnpartie. Integralhelme können ebenfalls eingesetzt werden. Integralhelme besitzen eine feste Kinnpartie. Halbschalenhelme 12, die über ein tiefgezogenes Visier und etwas weiter vorn gezogene Seiten verfügen, werden auch als Dreiviertelhelme bezeichnet und sind als umfasst anzusehen. Der Halbschalenhelm 12 schützt, insbesondere um der ECE-Norm zu entsprechen, die Stirn, die Ohren und den Nacken des Nutzers M. Jedoch sind auch sogenannte ”Braincaps” umfasst, deren Helmschale lediglich den Bereich oberhalb der Ohren und den Nacken schützt.
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Das System 10 zeichnet sich durch eine hohe Bewegungsfreiheit aus. Der Nutzer M hat ein großes Sichtfeld S und kann seinen Kopf weit in alle Richtungen bewegen. Dies bedeutet, dass das Sichtfeld S, welches in der 1A nach vorn (Pfeil V) ausgerichtet ist, nahezu in jede beliebige Richtung bewegt werden kann, indem der Nutzer M seinen Kopf bewegt. Die Bewegungsfreiheit ist in der 1A durch Pfeile 23 angedeutet. Der Kopf des Nutzers M kann sich um eine Dreh- bzw. Gierachse D drehen, um nach links oder rechts zu blicken. Der Kopf kann sich um eine Nickachse N drehen, um zu nicken. Der Kopf kann sich um eine Rollachse R drehen, um Rollbewegungen auszuführen. All diese Bewegungen lässt das System 10 zu, wobei Nickbewegungen um die Nickachse N nach vorn und nach hinten begrenzt werden, wie es nachfolgend noch näher erläutert werden wird. Die Achsen D, N und R stehen senkrecht aufeinander und treffen sich im Kopfgelenk der Halswirbelsäule, die hier nicht näher gezeigt ist.
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In der 1B ist gezeigt, dass der Helm 12 über eine Verbindung bzw. Verbindungseinrichtung 24 mit der Nackenstütze 14 verbunden ist. Diese Verbindung 24 ist manuell, insbesondere einhändig, lösbar, damit der Nutzer M den Helm 12 jederzeit an- und ausziehen kann. Die Bewegungsfreiheit des Nutzers M ist also nicht wesentlich eingeschränkt.
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Der Helm 12 und die Nackenstütze 14 können mit existierenden Schutzmodulen (z. B. Rückenprotektoren) einzeln und in Kombination verwendet werden. Jedoch wird der Schutz der Halswirbelsäule durch das System 10 an der Schnittstelle zwischen Kopf und Rumpf deutlich erhöht.
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Das System 10 wirkt als Schlagschutz. Die Nackenstütze 14 bewirkt eine Stützung und Versteifung des Nackens bzw. des Halses des Nutzers M. Wie es nachfolgend noch näher erläutert werden wird, schützt das System 10 die Halswirbelsäule vor einer Überdehnung bei Nickbewegungen nach vorn, vor Stauchungen bei Nickbewegungen nach hinten sowie vor Überdehnungen zur Seite im Falle von Rollbewegungen. Ferner werden ruckartige Bewegungen, z. B. in Form von horizontalen Impulsen oder Schlägen, gedämpft. Der Nutzer M des Systems 10 ist außerdem vor klimatischen Einflüssen geschützt. Zusätzlich können die einzelnen Komponenten des Systems 10 mit Reflektoren (nicht gezeigt) versehen sein, um eine Signalwirkung zu erzielen.
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Die 2 zeigt verschiedene Ansichten des Systems 10, wobei der Nutzer M nicht gezeigt ist. Die 2A zeigt eine Vorderansicht. Die 2B zeigt eine Seitenansicht. Die 2C zeigt eine Ansicht von schräg vorn. Die 2D zeigt eine Ansicht von schräg hinten. Nachfolgend wird das System 10 unter gemeinsamer Bezugnahme auf die 2A bis 2D beschrieben werden.
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In der 2D ist die Verbindung 24 in Form eines Streifens 26 aus einem vorzugsweise elastischen Material implementiert. Der Streifen 26 verbindet einen Hinterkopfabschnitt 30 (2B) des Helms 12 mit einem Kragenelement 38 der Nackenstütze 14. Der Hinterkopfabschnitt 30 stellt eine Verlängerung einer Oberschale 28 des Helms 12 in Richtung des Nackens dar. Das Kragenelement 38 stellt eine säulenartige Komponente der Nackenstütze 14 dar, die in ein bogenförmiges Schulter/Rückenelement 40 übergeht (2A).
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Der Streifen 26 ist während einer Benutzung des Systems 10 fest mit dem Kragenelement 38 verbunden und kann um die Rollachse R drehbar gelagert sein. Um den Streifen 26, z. B. nach einem Crash austauschen zu können, kann der Streifen 26 aber lösbar verbunden sein. Zu diesem Zweck kann ein Druckknopf 36 (2D) verwendet werden. Der Streifen 26 weist in seinem oberen Bereich mindestens eine Öffnung 34 (3) auf, durch welche ein Bügel 32 hindurchgeführt ist, der am Helm 12 befestigt ist (2B und 2D). Der Bügel 32 definiert einen nach oben offenen Spalt mit dem Helm 12, der zur Aufnahme eines Brillenriemens 33 ausgelegt ist. Zwecks Anpassung an unterschiedliche Halslängen können auch mehrere Öffnungen 34 (nicht gezeigt) entlang einer Längsrichtung des Streifens 26 vorgesehen sein.
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Es versteht sich, dass der Streifen 26 alternativ auch am Helm 12 fixiert sein kann, um lösbar mit der Nackenstütze 14 verbunden zu werden, die dann wiederum ein entsprechendes Befestigungmittel, wie z. B. einen Haken oder eine Öse aufweist. Ferner versteht es sich, dass der Streifen 26 auch im Wesentlichen starr ausgebildet sein kann, wobei in diesem Fall eine Aufnahme des Streifens 26 elastisch ausgebildet ist, um die Dämpfungswirkung zu erzielen.
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Der Streifen 26 erstreckt sich im angezogenen Normalzustand des Systems, der in den 1 und 2 gezeigt ist, in einer Nickebene, die durch die Achsen D und R (1A) definiert ist und auf der die Nickachse N senkrecht steht. Vorzugsweise ist nur eine einzige Verbindung 24 zwischen dem Helm 12 und der Nackenstütze 14 vorgesehen.
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Optional können am Helm 12 und/oder an der Nackenstütze 14 Verstärkungen 42 vorgesehen werden. In der 2D ist eine Verstärkung 42 gezeigt, die sich vom Kragenelement 38 entlang der Wirbelsäule zum Schulter/Rückenelement 40 erstreckt. Die Verstärkung 42 kann reflektierende Eigenschaften aufweisen.
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Das in der 2 gezeigte System 10 weist neben dem Helm 12 und der Nackenstütze 14 einen optionalen Rückenschutz 16 auf. Der Rückenschutz 16 ist beispielsweise aus drei Elementen 16-1 bis 16-3 gebildet, die sich entlang der Wirbelsäule erstrecken und vorzugsweise beweglich zueinander an einer hier nicht näher bezeichneten Basisplatte befestigt sind. Der Rückenschutz 16 deckt im Wesentlichen den Bereich der Wirbelsäule und daran angrenzende Bereiche ab.
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Die Nackenstütze 14 und der Rückenschutz 16 sind fest mit Schultergurten 44-1 und 44-2 verbunden. Der Rückenschutz 16 ist ferner mit einem (optionalen) Hüftgurt 46 verbunden. Mit den Schultergurten 44 kann man die Nackenstütze 14 und den Rückenschutz 16 wie einen Rucksack anziehen. Die Schultergurte 44 können einstellbar ausgebildet sein. Entsprechende Einstellmechanismen sind nicht gezeigt. Gleiches gilt für den Hüftgurt 46.
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Die Nackenstütze 14 ist im Nacken- und Schulterbereich mit den Schultergurten 44 verbunden. Weitere Verstärkungsgurte, die hier nicht näher bezeichnet sind, können im Nackenbereich vorgesehen sein (2A).
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Es versteht sich, dass die Nackenstütze 14 allein mit den Schultergurten 44 verbunden sein kann, ohne dass der Rückenschutz 16 vorhanden ist. Alternativ zu den Gurten 44 und 46 kann die Nackenstütze 14 an oder in einer Weste (nicht gezeigt) befestigt sein. Als weitere Alternative kann die Nackenstütze 14 in eine Jacke oder ein anderes Kleidungsstück (nicht gezeigt) integriert sein. Die Integration in einen Rucksack ist ebenfalls möglich.
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3 zeigt eine Rückansicht des Systems 10, wobei der Helm 12 und die Nackenstütze 14 isoliert dargestellt sind.
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Der Helm 12 weist einen unteren umlaufenden Rand 50 auf. Die Nackenstütze 14 weist einen oberen Rand 52 auf. Die Ränder 50 und 52 sind so ausgebildet, dass sie einen Formschluss ermöglichen. Formschlüssige Verbindungen entstehen allgemein durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern. Bei einer formschlüssigen Verbindung ist der eine Verbindungspartner dem anderen Verbindungspartner ”im Weg”. Unter Belastung wirken Druckkräfte normal, d. h. rechtwinklig zu den Flächen der Verbindungselemente. Derartige Sperrungen kommen in mindestens einer Richtung vor.
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In einem Normalzustand, der in den 1–3 gezeigt ist, weisen die Ränder 50 und 52 einen Abstand A zueinander auf, der Nickbewegungen des Nutzers M nach vorn und hinten zulässt. Der Streifen 26 ist so lang gewählt, dass er in dem in der 3 gezeigten Zustand entspannt, d. h. weder gedehnt noch gestaucht ist. Um den Helm 12 mit der Nackenstütze 14 zu verbinden, wird der Streifen 26 über den Bügel 32 nach oben gezogen und mit seiner Öffnung 34 über den Bügel 32 geführt, um dann selbsttätig in die in der 3 gezeigte Position zurückzukehren. Die Elastizität des Streifens 26 ist so gewählt, dass der Streifen 26 problemlos manuell vom Nutzer M über dem Bügel 32 bewegt werden kann. Alternativ kann der Bügel 32 entsprechend gestaltet sein.
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Der untere Rand 50 des Helms 12 ist im Nackenbereich konkav ausgebildet. Der obere Rand 52 der Nackenstütze 14 ist entsprechend konvex ausgebildet. Die Wölbungen können natürlich auch umgekehrt ausgebildet sein. Wie es unter Bezugnahme auf die 4 noch näher erläutert werden wird, bildet der obere Rand 52 der Nackenstütze 14 einen formschlüssigen mechanischen (End-)Anschlag bei rückwärts gerichteten Nickbewegungen.
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Die 2B und 3 zeigen die Form der Nackenstütze 14 deutlich. Das Kragenelement 38 ist säulenartig, ähnlich einem halben Zylindermantel, ausgebildet. Das Kragenelement 38 deckt vorzugsweise große Bereiche des Nackens des Nutzers M ab. Das Kragenelement 38 umschließt hier exemplarisch die hintere Hälfte des Halses, d. h. den Nacken des Nutzers M mit einem Winkel von ca. 180°. Das Kragenelement 38 ist halbseitig nach vorn offen. Eine Höhe des Kragenelement 38 ist so gewählt, dass der Helm 12 und das Kragenelement 38 im Normalzustand (3) mit dem Abstand A zueinander beabstandet sind. Das Kragenelement 38 kann höhenverstellbar ausgebildet sein.
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Das Schulter/Rückenelement 40 ist etwas breiter als der Kopf des Nutzers M ausgelegt (siehe 3) und erstreckt sich im Wesentlichen zwischen den Schultern des Nutzers M. Das Schulter/Rückenelement, welches in den 2 und 3 gezeigt ist, hat im Wesentlichen die Form eines Viertelzylindermantels (2B) und ist im Bereich des Kragenelements 38 unterbrochen. Das Kragenelement 38 geht nahtlos in das Schulter/Rückenelement 40 über. Die Verbindung ist in diesem Fall starr. Das Kragenelement 38 und das Schulter/Rückenelement 40 sind hier einstückig ausgebildet. Es versteht sich, dass die Elemente 38 und 40 auch mehrteilg ausgebildet sein können.
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Ferner versteht es sich, dass die Breite des Schulter/Rückenelements entlang einer Schulterlinie (nicht gezeigt) des Nutzers M variiert werden kann. Das Schulter/Rückenelement 40 kann hinsichtlich seiner Länge in Richtung des Rückens des Nutzers M ebenfalls variiert werden. Aus der 2B ergibt sich, dass das Schulter/Rückenelement 40 nicht in den Brustbereich des Nutzers M hineinragt. Das Schulter/Rückenelement ist in diesem Sinne ”brustfrei”, und erhöht somit den Tragekomfort für den Nutzer M. Kräfte, die vom Helm 12 auf die Nackenstütze 14 übertragen werden, werden, z. B. über die Gurte, ausschließlich in den Schulter- und/oder Rückenbereich des Nutzers M eingeleitet. Gleiches gilt für Schläge von außen auf die Nackenstütze 14.
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Die 4 zeigt eine Rückansicht des Systems 10 in einem Normalzustand (4A) und in einer Extremposition bei einer rückwärts gerichteten Nickbewegung (4B).
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Die 4B zeigt also eine Situation, bei der der Kopf des Nutzers M eine Nickbewegung um die Nickachse N macht, die nach hinten gerichtet ist, wie es durch Pfeile 54 angedeutet ist. Der obere Rand 50 des Helms 12 kommt formschlüssig in Eingriff mit dem unteren Rand 52 der Nackenstütze 14. Zwischen dem Helm 12 der Nackenstütze 14 ist kein Spielraum mehr. Der Streifen 26 wird gestaucht. Eine einwirkende Kraft F (Drehmoment) wird durch den mechanischen Anschlag vom Helm 12 in die Nackenstütze 14 eingeleitet. Die Geometrie der Nackenstütze 14 resultiert in einer Kraftflussverteilung 56, die durch Pfeile 58 angedeutet ist. Die Halswirbelsäule (nicht dargestellt) wird über einen bestimmten Punkt hinaus nicht gestaucht. Die formschlüssigen Konturen der Ränder 50 und 52 verhindern auch seitwärts gerichtete Rollbewegungen 60. Zusätzlich wird das Material der Nackenstütze 14 gestaucht, wodurch zusätzlich Energie abgebaut wird.
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5 zeigt wiederum eine Rückansicht des Systems 10 in einem Normalzustand (5A) und in einer weiteren Extremposition bei einer nach vorn gerichteten Nickbewegung (5B).
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In der 5B kommt es zu einer Überdehnung der Halswirbelsäule (nicht dargestellt), weil eine vorwärts gerichtete Nickbewegung 62 um die Nickachse N ausgeführt wird. Der Streifen 26 wird in einem Bereich 64 gedehnt. Der Abstand A' zwischen dem Helm 12 und der Nackenstütze 14 vergrößert sich im Vergleich zum Normalzustand (5A). Jedoch verhindert der Streifen 26 eine Überdehnung über ein vorgegebenes Maß hinaus. Der Streifen 26 kann innere Verstärkungen (nicht gezeigt) aufweisen, die eine maximale Dehnung des Streifens 26 in seiner Längsrichtung begrenzen. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Halswirbelsäule überdehnt wird und der Nutzer M mit seinem Kinn auf seiner Brust aufschlägt.
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Die 6A und 6B zeigen wiederum Rückansichten des Systems 10. Die 6A dient einer Veranschaulichung eines seitlichen Impulses bzw. Stoßes 66 von rechts. Die 6B dient einer Veranschaulichung eines seitlich gerichteten Impulses 66 von links. In der 6 rollt der Kopf um die Rollachse R, die senkrecht zur Zeichnungsebene der 6 orientiert ist.
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Sowohl der Streifen 26 als auch die Ränder 50 und 52 verhindern übermäßige seitliche Bewegungen des Helms 12. Der Helm 12 und die Nackenstütze 14 kommen seitlich in Eingriff (siehe Pfeil 68), vorzugsweise formschlüssig. Wiederum stellt die Nackenstütze 14 einen (seitlichen) Endanschlag dar. Der Streifen 26 dämpft den seitlichen Impuls 66, indem eine dem seitlichen Impuls 26 zugewandte Seite des Streifens 26 gedehnt und die gegenüberliegende Seite gestaucht wird.
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7 zeigt das System 10 mit einem abgewandelten Helm 12 und einer abgewandelten Nackenstütze 14, wobei lediglich der Verlauf der Ränder 50 und 52 verändert ist. 7A zeigt einen Normalzustand. 7B zeigt eine Extremposition bei einer rückwärts gerichteten Nickbewegung bei gleichzeitigem seitlichem Impuls von links.
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In 7A ist gezeigt, dass der untere Rand 50 im Bereich des Nackens des Nutzers M (nicht gezeigt) eine weitere Aussparung 70 aufweist. Dazu korrespondierend weist die Nackenstütze 14 eine Erhöhung 72 auf, die formschlüssig in die Aussparung 70 passt. Im Normalzustand (7A) ist der obere Rand 52 der Nackenstütze 14 mit dem Abstand A zum unteren Rand 50 des Helms 12 beabstandet. Die Höhe der Erhöhung 72 bzw. die Tiefe der Aussparung 70 ist so gewählt, dass zwischen dem Helm 12 und der Nackenstütze 14 ein Spiel 74 in der vertikalen Richtung vorhanden ist, die beliebige Drehbewegungen um die Drehachse D (nicht gezeigt, siehe 1A) des Kopfes zulässt. Das Spiel 74 ist zwischen zwei Hilfslinien 76 und 78 in der 7A verdeutlicht.
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7B zeigt eine Situation, bei der der Kopf des Nutzers M nach hinten geschleudert wird (rückwärts gerichtete Nickbewegungen) und gleichzeitig einen seitlichen Impuls 66 von links erfährt. Der Helm 12 und die Nackenstütze 12 wirken als Anschlag. Aus diesem Grund ist der Streifen 26 in der 7 auch nicht gezeigt. Es versteht sich, dass der Streifen 26 dennoch Teil des Systems der 7 ist.
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In der 7B schlägt der rechte untere Rand 50 des Helms 12 auf dem rechten oberen Rand 52 der Nackenstütze 14 auf (siehe Pfeil 80). Der linke Rand der Aussparung 70 stößt an den linken Rand der Erhöhung 72 an (siehe Pfeil 82). Es kommt also sowohl in der vertikalen Richtung als auch in der horizontalen Richtung zu einem Formschluss entlang der Hilfslinie 84. Die Bewegungen (Nick- und Rollbewegungen) des Kopfes sind mechanisch begrenzt.
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8 zeigt eine seitliche Rückansicht des Systems 10, bei dem die Nackenstütze 14 schwenkbar um eine Schwenkachse 90 ausgebildet ist, die parallel zu einer virtuellen Verbindungslinie der Schultergelenke liegt. Die Nackenstütze 14 ist so ausgebildet, dass sie in einen Rückenschutz 16 integriert ist, den der Nutzer M rucksackartig trägt. Die Nackenstütze 14 ist gelenkig im Rückenschutz 16 gelagert, der ein ausreichendes Volumen aufweist, um die Nackenstütze 14 aufnehmen zu können. Die entsprechende Schwenkbewegung ist mit Hilfe eines Pfeils 92 angedeutet. Die Nackenstütze 14 ist in einer Mittelstellung mit Strichlinien angedeutet. Die 8 zeigt die Nackenstütze 14 in einer aufgerichteten Position, bei der der obere Rand 52 formschlüssig in Eingriff mit dem unteren Rand 50 des Helms 12 kommen kann. Die aufrechte Position wird wiederum durch den Streifen 26 bzw. die Verbindung 24 gesichert.
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Es versteht sich, dass sowohl der Helm 12 als auch die Nackenstütze 14 generell aus atmungsaktiven Materialien herstellbar sind.
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Auch versteht es sich, dass die Nackenstütze 14 generell kleinere Öffnungswinkel als 180° aufweisen kann. Sowohl das Kragenelement 38 als auch das Schulter/Rückenelement 40 können sich weiter nach vorn in den Bereich der Brust des Nutzers M erstrecken.
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Die Nackenstütze 14, und insbesondere ein oberer Bereich des Kragenelements 38, können generell aus schockabsorbierenden Materialien, wie z. B. D30, hergestellt werden, die in einem Normalzustand ein zähflüssiges Verhalten zeigen und sich unter Energieeinwirkung versteifen.
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Bezugszeichenliste
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- M
- Mensch
- 10
- Schutzsystem
- 12
- Helm/Halbschalenhelm
- 14
- Nackenstütze
- 16
- Rückenschutz
- 18
- Seitenschutz
- 20
- Gurte/Weste
- 22
- Brille
- 23
- Pfeile
- S
- Sichtfeld
- D
- Dreh-/Gierachse
- N
- Nickachse
- R
- Rollachse
- V
- vorn
- H
- hinten
- 24
- Verbindung
- 26
- elastischer Streifen
- 28
- Oberschale von 12
- 30
- Hinterkopfabschnitt von 12
- 32
- Bügel
- 33
- Brillenriemen
- 34
- Öffnung in 26
- 36
- Druckknopf
- 38
- Kragenelement
- 40
- Schulter/Rückenelement
- 42
- Verstärkung/Reflektor
- 44
- Schultergurte
- 46
- Hüftgurt
- 50
- unterer Rand von 12
- 52
- oberer Rand von 14
- A
- Abstand zwischen 50 und 52
- 54
- Nickbewegung, rückwärts gerichtet
- 56
- Kraftflussverteilung
- 58
- Pfeile
- 60
- Rollbewegung
- 62
- Nickbewegung, vorwärts gerichtet
- 64
- Dehnungsbereich von 26
- 66
- seitlicher Impuls
- 68
- Anschlag
- 70
- Aussparung
- 72
- Erhöhung
- 74
- Spiel
- 76
- Hilfslinien
- 78
- Hilfslinien
- 80
- Anschlag
- 82
- Anschlag
- 84
- Hilfslinie
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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