DE102017130373A1

DE102017130373A1 - Schutzhelm

Info

Publication number: DE102017130373A1
Application number: DE102017130373.1A
Authority: DE
Inventors: Sven Bartels; Philipp Lange
Original assignee: Schuberth GmbH
Current assignee: Schuberth GmbH
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-06-19
Also published as: CN111836561A; US11696610B2; US20200305532A1; CN111836561B; EP3723531B1; WO2019115629A1; ES2914794T3; EP3723531A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schutzhelm mit einer Außenschale (1) zur Verteilung von Aufprallkräften und mit einer zumindest teilweise innenseitig zur Außenschale (1) angeordneten Antenne (2) zur Übertragung eines Funksignals, wobei die Außenschale (1) in einem Hauptbereich (5) aus einem Hauptmaterial besteht. Der Schutzhelm ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale (1) in einem Ausschnittsbereich (6) aus einem Ausschnittsmaterial besteht, welches gegenüber dem Hauptmaterial eine geringere Dämpfungswirkung auf das Funksignal hat. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schutzhelms.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzhelm mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Schutzhelms.
Das Tragen eines Schutzhelms ist bei vielen Tätigkeiten vorgeschrieben, u.a. regelmäßig beim Fahren auf einem Motorrad. Nicht nur ein solcher Schutzhelm mit seiner sicherheitsbedingten und weitreichenden Abdeckung des Kopfes des Fahrers, sondern auch der durch den Motor des Motorrads und die Fahrtgeräusche entstehende Lärm macht die unverstärkte mündliche Kommunikation von Motorradfahrern während der Fahrt praktisch schwierig oder unmöglich.
Im Zuge neuerer technischer Entwicklungen ermöglichen drahtlose Funkverbindungen sowie entsprechende Anordnungen von Mikrofonen und Kopfhörern die Kommunikation von Motorradfahrern untereinander auch in einer größeren Gruppe und während der Fahrt. Ein wichtiger Aspekt ist dabei die maximal mögliche Entfernung zwischen den Kommunikationsteilnehmern. Es liegt auf der Hand, dass einerseits auch größere Abstände zwischen den einzelnen Motorradfahrern bestehen oder entstehen können - z. B. wenn die Gruppe durch eine Ampel o.dgl. untereinander getrennt wird oder sich auf einer längeren Stecke verteilt - und dass andererseits die Sendeleistung nicht beliebig gesteigert werden sollte. Das liegt vor allem daran, dass die entsprechenden Vorrichtungen auf einem Motorrad regelmäßig durch Batterien betrieben werden, welche unterwegs nicht leicht aufzuladen sind, und dass auch die Belastung des Fahrers mit Funkwellen nicht übermäßig erhöht werden sollte.
Für die Frage der Reichweite spielt neben der speziellen Art der verwendeten Funkkommunikation auch die Antenne und ihre Platzierung eine wichtige Rolle. Regelmäßig wird die Antenne für diese Kommunikation an dem Schutzhelm selbst angeordnet. Da das Mikrophon und die Lautsprecher ohnehin regelmäßig an dem Schutzhelm befestigt sind, entfällt auf diese Weise die Notwendigkeit, ein separates Bauteil vorzusehen, welches anderweitig gehalten oder befestigt werden müsste. Ebenso erlaubt es die Anordnung an dem Schutzhelm, die Antenne wirksam vor Beschädigungen zu schützen.
In diesem Zusammenhang schlägt die hier als nächstkommend angesehen WO 2012/148519 A1 aus dem Stand der Technik einen Schutzhelm mit einer integrierten Antenne vor, welche Antenne innenseitig zu der Außenschale angeordnet ist.
Es kann aber sein, dass ein Material, welches aus mechanischen Gründen und ggf. aus Gründen der Fertigung für die Außenschale besonders geeignet ist, für die Platzierung der Antenne ungünstige Eigenschaften hinsichtlich einer Dämpfungswirkung auf die Funksignale hat. Dies gilt insbesondere für Faserverbundwerkstoffe mit Carbonfasern. Diese weisen zwar ein erfreulich niedriges Gewicht auf, was insbesondere für einen Helm ein wichtiger Gesichtspunkt ist, bewirken aber eine vergleichsweise starke Dämpfung elektromagnetischer Wellen. Auf diese Weise wird die Reichweite einer Antenne, deren Funksignale die Außenschale passieren sollen, beeinträchtigt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, den aus dem Stand der Technik bekannten Schutzhelm mit einer Antenne sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren so weiterzuentwickeln und zu verbessern, dass sich eine verbesserte Reichweite unter möglichst weitgehender Beibehaltung der gewünschten mechanischen Eigenschaften erreichen lässt.
Bezogen auf einen Schutzhelm mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Bezogen auf ein Verfahren zur Herstellung eines Schutzhelms wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Schutzhelms mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
Wesentlich für die Erfindung ist die Erkenntnis, dass in der Außenschale des Schutzhelms ein Teilbereich vorgesehen sein kann, welcher dadurch für Funksignale eine geringere Dämpfung aufweist, dass er aus einem anderen und diesbezüglich geeigneteren Material besteht. Durch eine geeignete Platzierung der Antenne auch auf der Innenseite der Außenschale kann dann eine verbesserte Reichweite für die Kommunikation mit der Antenne erreicht werden, ohne dass wesentliche Abstriche in mechanischer oder sonstiger Hinsicht gemacht werden müssen. So wird ein erhöhtes Gewicht dieses anderen Materials dann vernachlässigbar, wenn der Teilbereich klein gegenüber der Außenschale im Übrigen ist.
Der erfindungsgemäße Schutzhelm, bei welchem es sich insbesondere um einen Motorradschutzhelm handeln kann, weist eine Außenschale zur Verteilung von Aufprallkräften und eine zumindest teilweise innenseitig zur Außenschale angeordnete Antenne zur Übertragung eines Funksignals auf, wobei die Außenschale in einem Hauptbereich aus einem Hauptmaterial besteht. Bei dem Funksignal kann es sich um ein beliebiges analoges oder digitales Signal ggf. gemäß einem im Prinzip beliebigen Kommunikationsprotokoll handeln. Die Antenne kann zum Senden und alternativ oder zusätzlich zum Aussenden des Funksignals eingerichtet sein. Die zumindest teilweise zur Außenschale innenseitige Anordnung der Antenne bedeutet, dass zumindest ein Teil der Außenschale zwischen der Antenne und einer Außenseite der Außenschale angeordnet ist. So kann es etwa sein, dass die Antenne sowohl nach innen hin als auch nach außen hin von der Außenschale umgeben ist. Die Innenseite der Außenschale ist konkav und entspricht der Richtung zum Kopf eines Schutzhelmträgers. Die Außenseite der Außenschale ist entsprechend konvex. Der Hauptbereich ist ein Teil der Außenschale. Bei dem Hauptmaterial handelt es sich um ein im Prinzip beliebiges Material.
Der erfindungsgemäße Schutzhelm ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale in einem Ausschnittsbereich aus einem Ausschnittsmaterial besteht, welcher gegenüber dem Hauptmaterial eine geringere Dämpfungswirkung auf das Funksignal hat. Bei dem Ausschnittsbereich handelt es sich um einen zum Hauptbereich nicht-überlappenden Teil der Außenschale, welcher insbesondere kleiner als der Hauptbereich sein kann. Es kann sein, dass die Außenschale aus dem Hauptbereich und dem Ausschnittsbereich besteht. Bei der Dämpfungswirkung im vorliegenden Sinne handelt es sich insbesondere um die Dämpfung durch dielektrische Adsorption.
Grundsätzlich kann es sich bei dem Hauptmaterial um ein beliebiges Material handeln. Eine bevorzugte Ausführungsform des Schutzhelms ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptmaterial ein Hauptfaserverbundwerkstoff mit einem Hauptfasermaterial ist. Bei dem Hauptfasermaterial kann es sich um Fasern aus einem beliebigen Stoff oder um Fasern beliebiger unterschiedlicher Stoffe handeln. Entsprechend handelt es sich bei dem Hauptfaserverbundwerkstoff um einen im Prinzip beliebigen Faserverbundwerkstoff.
Weiter ist es bevorzugt, dass das Ausschnittsmaterial aus einem Nebenfaserverbundwerkstoff besteht. Auch bei dem Nebenfaserverbundwerkstoff kann es sich um einen im Prinzip beliebigen Faserverbundwerkstoff handeln. Eine bevorzugte Variante sieht vor, dass der Nebenfaserverbundwerkstoff ein von dem Hauptfasermaterial verschiedenes Nebenfasermaterial aufweist. Der Nebenfaserverbundwerkstoff kann auch eine Vielzahl von unterschiedlichem Nebenfasermaterial aufweisen, welches ggf. auch bereichsweise inhomogen verteilt ist. In diesen Fällen kann die geringere Dämpfung des Ausschnittsmaterials durch die entsprechend unterschiedlichen Eigenschaften des Nebenfasermaterials begründet sein. Bevorzugt ist also, dass das Nebenfasermaterial eine geringere insbesondere spezifische Dämpfungswirkung auf das Funksignal hat als das Hauptfasermaterial. Die spezifische Dämpfungswirkung ist dabei die auf eine Volumeneinheit des Nebenfasermaterials bezogene Dämpfungswirkung. Anders ausgedrückt weist das Nebenfasermaterial eine geringere dielektrische Adsorption auf als das Hauptfasermaterial. Vorzugsweise umfasst das Nebenfasermaterial Glasfasern, Aramidfasern und/oder Polyethylenfasern oder besteht aus diesen. Das Nebenfasermaterial und alternativ oder zusätzlich das Hauptfasermaterial kann als Gelege, Gewebe, Gewirke oder als sonstige textile Struktur vorliegen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Schutzhelms ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptfaserverbundwerkstoff ein Hauptmatrixmaterial zum Einbetten des Hauptfasermaterials aufweist. Das Hauptmatrixmaterial kann - insbesondere ausgehärtet - mit dem Hauptfasermaterial den Hauptfaserverbundwerkstoff bilden. Ebenso kann es sein, dass der Nebenfaserverbundwerkstoff ein Nebenmatrixmaterial zum Einbetten des Nebenfasermaterials aufweist. Entsprechend kann das Nebenmatrixmaterial - insbesondere ausgehärtet - mit dem Nebenfasermaterial den Nebenfaserverbundwerkstoff bilden. Das Hauptmatrixmaterial und/oder das Nebenmatrixmaterial kann Vinylesterharz umfassen oder aus diesem bestehen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Schutzhelms ist vorgesehen, dass das Hauptfasermaterial Carbonfasern aufweist. Das Hauptfasermaterial kann auch im Wesentlichen aus Carbonfasern bestehen. Grundsätzlich kann das Nebenmatrixmaterial auch unterschiedlich zu dem Hauptmatrixmaterial sein. Bevorzugt ist jedoch, dass das Hauptmatrixmaterial in seiner Zusammensetzung im Wesentlichen dem Nebenmatrixmaterial entspricht. In diesem Fall kann für die Außenschale insgesamt das gleiche Matrixmaterial verwendet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Schutzhelms ist vorgesehen, dass der Hauptbereich und der Ausschnittsbereich stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Auf diese Weise können mechanisch unvorteilhafte Unregelmäßigkeiten besonders wirksam vermieden werden. Eine besonders geeignete Art und Weise um dies zu erreichen besteht darin, dass der Hauptbereich und der Ausschnittsbereich durch das Hauptmatrixmaterial und das Nebenmatrixmaterial stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Hier ist es weiter bevorzugt, dass die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Hauptbereich und den Ausschnittsbereich durch das Aushärten des Hauptmatrixmaterials und des Nebenmatrixmaterials hergestellt ist. Wie bereits beschrieben kann es sich bei diesen beiden Materialien um das im Wesentlichen gleiche Material handeln. Ebenso ist bevorzugt, dass der Hauptbereich und der Ausschnittsbereich entlang ihrer Grenze im Wesentlichen ausschließlich stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Bei dieser Grenze handelt es sich um die Grenze zwischen Hauptbereich und Ausschnittsbereich. Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass entlang der Grenze ein ebener Übergang zwischen dem Hauptbereich und dem Ausschnittsbereich vorliegt. Mit anderen Worten ist insbesondere an der Außenseite der Außenschale der obige Übergang stufenlos. Schließlich ist es bevorzugt, dass die Außenschale einstückig ausgeformt ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Schutzhelms ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ausschnittsbereich in mindestens drei Richtungen auf der Außenschale an den Hauptbereich angrenzt. Bei diesen drei Richtungen handelt es sich um die vier jeweils zueinander senkrechten oder entgegengesetzten Richtungen auf der durch die Außen- oder Innenseite der Außenschale gebildeten zweidimensionalen Ebene. Ein Angrenzen in genau drei Richtungen ist etwa dann der Fall, wenn der Ausschnittsbereich an einen Rand der Außenschale angrenzt und ansonsten vollständig von dem Hauptbereich umschlossen ist. Auch ohne ein solches Angrenzen an den Rand der Außenschale ist bevorzugt, dass der Ausschnittsbereich vollständig von dem Hauptbereich umschlossen ist, insbesondere also in vier Richtungen im obigen Sinne an den Hauptbereich angrenzt.
Grundsätzlich kann die Antenne in Bezug zur Außenschale beliebig angeordnet sein. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Schutzhelms ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne die Außenschale berührt. Dies bedeutet, dass die Antenne in Kontakt mit der Außenschale steht. Insbesondere kann es sein, dass die Antenne den Ausschnittsbereich berührt. Auf diese Weise kommt die geringe Dämpfungswirkung des Ausschnittsbereich besonders wirksam zum Tragen. Alternativ oder zusätzlich kann es sein, dass die Antenne in einer sackartigen Tasche der Außenschale angeordnet ist. Schließlich kann es sein, dass die Antenne an einer Innenseite der Außenschale befestigt ist.
Grundsätzlich kann die Antenne die Außenschale gar nicht, in einem Teilabschnitt oder auch nur punktuell berühren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Schutzhelms ist vorgesehen, dass die Antenne sich im Wesentlichen vollständig an einem Erstreckungsbereich der Außenschale erstreckt. Mit anderen Worten ist die Antenne insgesamt in Kontakt mit der Außenschale. Der in Kontakt mit der Antenne stehende Bereich der Außenschale ist der Erstreckungsbereich. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass der Erstreckungsbereich im Wesentlichen vollständig von dem Ausschnittsbereich umfasst ist. Darüber hinaus kann noch ein Sicherheitsabstand zu dem Hauptbereich vorgesehen sein. So kann es bevorzugt sein, dass der Erstreckungsbereich einen Mindestabstand zu dem Hauptbereich einhält, welcher weiter vorzugsweise mindestens 10mm beträgt.
Besonders relevant hinsichtlich der Dämpfung ist aber nicht nur derjenige Teil der Außenschale, welcher zur Antenne am nächsten gelegen ist. Regelmäßig weist eine Antenne nämlich eine spiegelsymmetrische Strahlungscharakteristik auf, sodass regelmäßig zwei entgegengesetzte von der Antenne ausgehende Strahlungsrichtungen hinsichtlich der Dämpfung besonders relevant sind. Bei einer entsprechenden Platzierung der Antenne an der Außenschale kommt es dann nicht nur auf den unmittelbar an die Antenne grenzenden Bereich der Außenschale an, sondern auch auf den - bezogen auf eine Mitte des Schutzhelms - gegenüberliegenden Bereich. Daher ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Schutzhelms vorgesehen, dass die Außenschale konkav zur teilweisen Umschließung eines Kopfes eines Schutzhelmträgers ausgestaltet ist, sodass sie einen Mittelpunkt gemäß einer Mitte des Kopfes definiert, dass eine Punktspiegelung zumindest eines Teils des Ausschnittsbereichs an dem Mittelpunkt einen Spiegelbereich definiert und dass eine von der Antenne ausgehende und durch den Spiegelbereich führende Spiegelbereichs-Funkstrecke des Funksignals eine geringere Dämpfung aufweist als eine durch den Hauptbereich führende Hauptbereichs-Funkstrecke des Funksignals. Mit anderen Worten weist auch der der Antenne gegenüberliegende Bereich eine verminderte Dämpfung auf. Regelmäßig existiert eine prinzipiell unbegrenzte Zahl von Funkstrecken von der Antenne durch den Spiegelbereich, also von Spiegelbereichs-Funkstrecken. Hier reicht es aus, dass für wenigstens eine solche Spiegelbereichs-Funkstrecke die verminderte Dämpfung vorliegt. Die verminderte Dämpfung muss also nicht für alle denkbaren Spiegelbereichs-Funkstrecken gelten. Weiter definiert die obige Feststellung, dass die Spiegelbereichs-Funkstrecke von der Antenne ausgeht, lediglich den Verlauf der Spiegelbereichs-Funkstrecke und schränkt die Richtung der Funksignale - entsprechend einem Aussenden von der Antenne oder einem Empfangen durch die Antenne - auf dieser Strecke nicht ein.
Die auf diese Weise beschriebene verminderte Dämpfung kann grundsätzlich auf verschiedene Art und Weise erreicht werden. Eine erste bevorzugte Variante sieht vor, dass der Spiegelbereich einen Öffnungsbereich der Außenschale überlappt. Mit anderen Worten gibt es eine Spiegelbereichs-Funkstrecke, welche die Außenschale nicht durchquert. Bei dem Öffnungsbereich kann es sich beispielsweise um die Visieröffnung oder um die Kopföffnung zum Aufsetzen des Helms handeln.
Eine zweite bevorzugte Variante sieht vor, dass der Ausschnittsbereich mit dem Spiegelbereich überlappt. Mit anderen Worten besteht auch zumindest ein Teil des Spiegelbereichs aus dem Ausschnittsmaterial. Hier kann es weiter sein, dass der Ausschnittsbereich mehrteilig ist, dass ein erster zusammenhängender Ausschnittsteilbereich den Erstreckungsbereich umfasst, dass ein zweiter zusammenhängender Ausschnittsteilbereich mit dem Spiegelbereich überlappt und dass der Hauptbereich den ersten und den zweiten zusammenhängenden Ausschnittsbereich voneinander trennt. Mit anderen Worten gibt es zwei, nicht miteinander zusammenhängende Teilbereiche des Ausschnittsbereichs.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Schutzhelms ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzhelm eine von der Außenschale aufgenommene Innenschicht zur Dämpfung von Aufprallkräften aufweist. Dann ist bevorzugt, dass zumindest ein Teil der Außenschale zwischen der Antenne und der Innenschicht angeordnet ist.
Grundsätzlich kann die Antenne eine beliebige Form oder Ausgestaltung haben. Jedoch ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Schutzhelms dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne entlang einer Längsrichtung eine größere Ausdehnung aufweist als entlang einer zu der Längsrichtung quer verlaufenden Querrichtung. Mit anderen Worten ist die Antenne länglich ausgeformt. Vorzugsweise ist die Antenne so angeordnet ist, dass die Längsrichtung im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Dies hat sich als eine besonders vorteilhafte Lage erwiesen wenn der Schutzhelm getragen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Schutzhelms ist vorgesehen, dass die Antenne an der Außenschale im Wesentlichen mittig bezogen auf eine Außenschalen-Querrichtung angeordnet ist, welche Außenschalen-Querrichtung durch eine linke und eine rechte Seitenrichtung eines Schutzhelmträgers definiert ist.
Bevorzugt ist weiter, dass der Schutzhelm eine Übertragungsleitung zur Kopplung der Antenne mit einer Kommunikationsvorrichtung aufweist. Gemäß einer ersten Variante weist der Schutzhelm einen Steckplatz zur insbesondere wechselbaren Aufnahme der Kommunikationsvorrichtung und dieser Steckplatz eine Kontaktanordnung zur Kontaktierung der Kommunikationsvorrichtung mit der Übertragungsleitung auf. Eine zweite Variante sieht vor, dass der Schutzhelm eine Verbindungsanordnung zum Anschluss eines externen Kontakts an die Übertragungsleitung aufweist. In so einem Fall wird nicht die Kommunikationsanordnung an dem Schutzhelm angeordnet, sondern es wird lediglich eine elektrische Verbindung, z. B. durch ein Kabel, mit der Übertragungsleitung hergestellt. Bevorzugt handelt es sich bei der Kommunikationsvorrichtung um eine digitale Kommunikationsvorrichtung und insbesondere eine Bluetooth-Kommunikationsvorrichtung. Entsprechend ist die Antenne vorzugsweise zur Übertragung digitaler Funksignale eingerichtet, wobei dies insbesondere Bluetooth-Funksignale sein können.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung eines Schutzhelms mit einer Außenschale zur Verteilung von Aufprallkräften. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Hauptfasermaterial zum Bilden eines Hauptfaserverbundwerkstoffs in einem Hauptbereich der Außenschale in eine Formvorrichtung zum Formen der Außenschale angeordnet. Mit anderen Worten wird das Hauptfasermaterial in der Formvorrichtung zum Formen der Außenschale so angeordnet, dass es einen Hauptfaserverbundwerkstoff in dem Hauptbereich der Außenschale bildet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird weiter ein das Hauptfasermaterial umgebendes Hauptmatrixmaterial zum Einbetten des Hauptfasermaterials ausgehärtet, wobei ein Ausschnittsbereich der Außenschale aus einem Ausschnittsmaterial gebildet wird, wobei eine Antenne zur Übertragung eines Funksignals zumindest teilweise innenseitig zur Außenschale angeordnet wird und wobei das Ausschnittsmaterial gegenüber dem Hauptfaserverbundwerkstoff eine geringere Dämpfungswirkung auf das Funksignal hat.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschnittsmaterial ein Nebenfasermaterial aufweist, wobei das Nebenfasermaterial gemeinsam mit dem Hauptfasermaterial in der Formvorrichtung angeordnet wird. Vorzugsweise wird ein das Nebenfasermaterial umgebendes Nebenmatrixmaterial zum Einbetten des Nebenfasermaterials ausgehärtet, wobei dies bevorzugt im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Aushärten des Hauptfasermaterials erfolgt. Durch das Aushärten des das Nebenfasermaterial umgebenden Nebenmatrixmaterials bildet das Nebenmatrixmaterial mit dem Nebenfasermaterial einen Nebenfaserverbundwerkstoff. Weiter ist es bevorzugt, dass das Nebenmatrixmaterial im Wesentlichen die selbe Zusammensetzung wie das Hauptmatrixmaterial aufweist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile des vorschlagsgemäßen Verfahrens ergeben sich entsprechend aus den bevorzugten Ausführungsformen, Merkmalen und Vorteilen des vorschlagsgemäßen Schutzhelms und umgekehrt.
Ebenso werden weitere Einzelheiten, Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachfolgend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 eine schematische Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels eines vorschlagsgemäßen Schutzhelms und
2 eine schematische Seitenansicht des Schutzhelms der 1.

Bei dem in der 1 gezeigten Schutzhelm handelt es sich um einen Motorradschutzhelm. Er weist eine Außenschale 1 auf, welche speziell in einer Explosionsansicht in der 1 dargestellt ist. Ebenso weist der Schutzhelm eine Antenne 2 auf, welche hier für eine Bluetooth-Kommunikation eingerichtet ist und speziell dazu mittels einer Übertragungsleitung 3 mit einer Kontaktanordnung eines Steckplatzes 4 zur Aufnahme einer - hier nicht gesondert dargestellten - Kommunikationsvorrichtung verbunden ist. Die Kommunikationsvorrichtung sendet und empfängt mittels der Antenne 2 Funksignale.
In einem Hauptbereich 5 besteht die Außenschale 1 aus einem Hauptmaterial, bei welchem es sich um einen Faserverbundwerkstoff mit Carbonfasern als Fasermaterial und Vinylesterharz als Matrixmaterial handelt. Dieses Hauptmaterial kann auch als Hauptfaserverbundwerkstoff bezeichnet werden. In einem von dem Hauptbereich 5 verschiedenen Ausschnittsbereich 6 besteht die Außenschale 1 aus einem Ausschnittsmaterial, welches hier aus einem weiteren Faserverbundwerkstoff besteht, welcher Glasfasern als Fasermaterial und ebenfalls Vinylesterharz als Matrixmaterial umfasst. Dieser weitere Faserverbundwerkstoff kann auch als Nebenfaserverbundwerkstoff bezeichnet werden. Die Verwendung der Glasfasern führt dazu, dass die Dämpfungswirkung des Nebenfaserverbundwerkstoffs auf die Funksignale geringer ist als die Dämpfungswirkung des Hauptfaserverbundwerkstoffs. Daher ist die Dämpfungswirkung des Ausschnittsbereichs 6 geringer als die des Hauptbereichs 5. Für den Hauptbereich 5 und den Ausschnittsbereich 6 ist das Vinylesterharz gleich.
Bei der Herstellung speziell der Außenschale 1 wurden die Carbonfasern und die Glasfasern entsprechend der gewünschten Anordnung des Ausschnittsbereichs 6 jeweils als Gelege in die entsprechende Formvorrichtung eingebracht. Anschließend fand ein gemeinsames Tränken mit dem Vinylesterharz und dann ein Aushärten des Vinylesterharzes statt. Auf diese Weise entstand eine ausschließlich stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Ausschnittsbereich 6 und dem Hauptbereich 5 mittels des Vinylesterharzes entlang der Grenze 7 zwischen dem Ausschnittsbereich 6 und dem Hauptbereich 5. Wie aus der 1 zu erkennen ist, umschließt der Hauptbereich 5 den Ausschnittsbereich 6 vollständig. Alternativ könnte sich der Ausschnittsbereich 6 bis an den unteren Rand 8 der Außenschale 1 erstrecken.
Die Antenne 2 ist länglich ausgeformt und erstreckt sich der Länge nach an dem Ausschnittsbereich 6. Eine entsprechenden Längsrichtung 16 sowie eine quer zu der Längsrichtung 16 verlaufende Querrichtung 17 sind in der 1 dargestellt. Die entsprechende Berührungsfläche der Antenne 2 definiert einen in der 1 angedeuteten Erstreckungsbereich 9, welcher vollständig innerhalb des Ausschnittsbereichs 6 liegt und einen Abstand zu dem Hauptbereich 5 aufweist. Die vorliegende Anordnung der Antenne 2 führt zu einer im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung, wenn der Schutzhelm getragen wird.
Die Strahlungscharakteristik der Antenne 2 ist derart, dass eine erste Hauptrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Außenschale 1 durch den Ausschnittsbereich 6 tritt. Die zweite Hauptrichtung der Antenne 2 verläuft genau entgegengesetzt. Dieser Sachverhalt ist in der 2 genauer dargestellt.
Aus der schematischen Darstellung der 2 ist erkennbar, dass die Außenschale 1 einen Mittelpunkt 10 gemäß der Mitte des Kopfes eines Schutzhelmträgers definiert. Ein - hier nur in der Seitenansicht gezeigter - Spiegelbereich 11 ist durch eine Punktspiegelung des Ausschnittsbereichs 6 definiert. Eine Funkstrecke des Funksignals ausgehend von der Antenne 2 und durch diesen Spiegelbereich 11 führend definiert eine Spiegelbereichs-Funkstrecke 12. Diese weist eine geringere Dämpfung des Funksignals auf als die ebenfalls in der 2 dargestellt Hauptbereichs-Funkstrecke 13, welche von der Antenne 2 ausgehend durch den Hauptbereich 5 führt. Die geringere Dämpfung begründet sich im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 darin, dass der Spiegelbereich 11 in der Visieröffnung angeordnet ist und wegen dieser Öffnung keine Dämpfung durch die Außenschale 1 entlang der Spiegelbereichs-Funkstrecke 12 stattfindet. Die Dämpfung durch das Visier 19 ist wesentlich geringer. Der Spiegelbereich 11 überlappt also mit einem durch die Visieröffnung gebildeten Öffnungsbereich 14. Denkbar wäre allerdings auch, dass der Spiegelbereich 11 zwar in der Außenschale 1 liegt, die Außenschale 1 im Spiegelbereich 11 aber ebenfalls aus einem Material besteht, welches gegenüber dem Hauptmaterial des Hauptbereichs 5 eine geringere Dämpfungswirkung aufweist. Somit würde der Spiegelbereich 11 ebenfalls in dem Ausschnittsbereich 6 liegen, wobei der Ausschnittsbereich 6 auch aus einer Vielzahl von ggf. untereinander nicht verbundenen Teilbereichen bestehen kann.
Neben der Außenschale 1 weist der in den 1 und 2 gezeigte Schutzhelm auch eine Innenschicht 15 zur Dämpfung von Aufprallkräften auf, welche vorliegend aus expandiertem Polystyrol (EPS) besteht. Die durch die linke und rechte Seitenrichtung eines Schutzhelmträgers definierte Außenschalen-Querrichtung 18, welche grundsätzlich von der obigen, auf die Antenne 2 bezogenen Querrichtung 17 zu unterscheiden ist, entspricht bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen der Querrichtung 17.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/148519 A1 [0005]

Claims

Schutzhelm, insbesondere Motorradschutzhelm, mit einer Außenschale (1) zur Verteilung von Aufprallkräften und mit einer zumindest teilweise innenseitig zur Außenschale (1) angeordneten Antenne (2) zur Übertragung eines Funksignals, wobei die Außenschale (1) in einem Hauptbereich (5) aus einem Hauptmaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale (1) in einem Ausschnittsbereich (6) aus einem Ausschnittsmaterial besteht, welches gegenüber dem Hauptmaterial eine geringere Dämpfungswirkung auf das Funksignal hat.
Schutzhelm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptmaterial ein Hauptfaserverbundwerkstoff mit einem Hauptfasermaterial ist, vorzugsweise, dass das Ausschnittsmaterial aus einem Nebenfaserverbundwerkstoff besteht, weiter vorzugsweise, dass der Nebenfaserverbundwerkstoff ein von dem Hauptfasermaterial verschiedenes Nebenfasermaterial aufweist, insbesondere, dass das Nebenfasermaterial Glasfasern, Aramidfasern und/oder Polyethylenfasern aufweist.
Schutzhelm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptfaserverbundwerkstoff ein Hauptmatrixmaterial zum Einbetten des Hauptfasermaterials aufweist, insbesondere, dass der Nebenfaserverbundwerkstoff ein Nebenmatrixmaterial zum Einbetten des Nebenfasermaterials aufweist.
Schutzhelm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptfasermaterial Carbonfasern aufweist, vorzugsweise im Wesentlichen aus Carbonfasern besteht, insbesondere, dass das Hauptmatrixmaterial in seiner Zusammensetzung im Wesentlichen dem Nebenmatrixmaterial entspricht.
Schutzhelm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbereich (5) und der Ausschnittsbereich (6) stoffschlüssig miteinander verbunden sind, insbesondere, dass der Hauptbereich (5) und der Ausschnittsbereich (6) durch das Hauptmatrixmaterial und das Nebenmatrixmaterial stoffschlüssig miteinander verbunden sind, vorzugsweise, dass der Hauptbereich (5) und der Ausschnittsbereich (6) entlang ihrer Grenze (7) im Wesentlichen ausschließlich stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Schutzhelm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausschnittsbereich (6) in mindestens drei Richtungen auf der Außenschale (1) an den Hauptbereich (5) angrenzt, vorzugsweise, dass der Ausschnittsbereich (6) vollständig von dem Hauptbereich (5) umschlossen ist.
Schutzhelm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (2) die Außenschale (1) berührt, vorzugsweise den Ausschnittsbereich (6) berührt, insbesondere, dass die Antenne (2) in einer sackartigen Tasche der Außenschale (1) angeordnet ist.
Schutzhelm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (2) sich im Wesentlichen vollständig an einem Erstreckungsbereich (9) der Außenschale (1) erstreckt, vorzugsweise, dass der Erstreckungsbereich (9) im Wesentlichen vollständig von dem Ausschnittsbereich (6) umfasst ist, insbesondere, dass der Erstreckungsbereich (9) einen Mindestabstand zu dem Hauptbereich (5) einhält, welcher weiter vorzugsweise mindestens 10mm beträgt.
Schutzhelm nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale (1) konkav zur teilweisen Umschließung eines Kopfes eines Schutzhelmträgers ausgestaltet ist, sodass sie einen Mittelpunkt (10) gemäß einer Mitte des Kopfes definiert, dass eine Punktspiegelung zumindest eines Teils des Ausschnittsbereichs (6) an dem Mittelpunkt (10) einen Spiegelbereich (11) definiert und dass eine von der Antenne (2) ausgehende und durch den Spiegelbereich (11) führende Spiegelbereichs-Funkstrecke (12) des Funksignals eine geringere Dämpfung aufweist als eine durch den Hauptbereich (5) führende Hauptbereichs-Funkstrecke (13) des Funksignals.
Schutzhelm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegelbereich (11) einen Öffnungsbereich (14) der Außenschale (1) überlappt.
Schutzhelm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausschnittsbereich (6) mit dem Spiegelbereich (11) überlappt, vorzugsweise, dass der Ausschnittsbereich (6) mehrteilig ist, dass ein erster zusammenhängender Ausschnittsteilbereich den Erstreckungsbereich (9) umfasst, dass ein zweiter zusammenhängender Ausschnittsteilbereich den Spiegelbereich (11) umfasst und dass der Hauptbereich (5) den ersten und den zweiten zusammenhängenden Ausschnittsteilbereich voneinander trennt.
Schutzhelm nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzhelm eine von der Außenschale (1) aufgenommene Innenschicht (15) zur Dämpfung von Aufprallkräften aufweist, vorzugsweise, dass zumindest ein Teil der Außenschale (1) zwischen der Antenne (2) und der Innenschicht (15) angeordnet ist.
Schutzhelm nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (2) entlang einer Längsrichtung (16) eine größere Ausdehnung aufweist als entlang einer zu der Längsrichtung (16) quer verlaufenden Querrichtung (17), vorzugsweise, dass die Antenne (2) so angeordnet ist, dass die Längsrichtung (16) im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.
Schutzhelm nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (2) an der Außenschale (1) im Wesentlichen mittig bezogen auf eine Außenschalen-Querrichtung (18) angeordnet ist, welche Außenschalen-Querrichtung (18) durch eine linke und eine rechte Seitenrichtung eines Schutzhelmträgers definiert ist.
Verfahren zur Herstellung eines Schutzhelms mit einer Außenschale (1) zur Verteilung von Aufprallkräften, wobei ein Hauptfasermaterial zum Bilden eines Hauptfaserverbundwerkstoffs in einem Hauptbereich (5) der Außenschale (1) in eine Formvorrichtung zum Formen der Außenschale (1) angeordnet wird und ein das Hauptfasermaterial umgebendes Hauptmatrixmaterial zum Einbetten des Hauptfasermaterials ausgehärtet wird, wobei ein Ausschnittsbereich (6) der Außenschale (1) aus einem Ausschnittsmaterial gebildet wird, wobei eine Antenne (2) zur Übertragung eines Funksignals zumindest teilweise innenseitig zur Außenschale (1) angeordnet wird und wobei das Ausschnittsmaterial gegenüber dem Hauptfaserverbundwerkstoff eine geringere Dämpfungswirkung auf das Funksignal hat.