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Die Erfindung betrifft Protektoren zum Schutz eines Körperteils und zur Detektion eines Sturzes des Trägers.
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Die Druckschrift
DE 196 40 658 A1 offenbart eine Schutzeinrichtung für Zweiradfahrer mit einer Überjacke aus verschleißbeständigem Material. Die Überjacke besitzt einen gasdichten Einsatz, der als Prallkörper dient. Dieser ist mit einem Druckgasbehälter zur Einleitung von Druckgas zum Aufblähen des Einsatzes verbunden. Diese Schutzeinrichtung ist auf die Ausbildung des Prallkörpers bei einem Unfall beschränkt. Weiterhin ist diese insbesondere durch die Jacke mit dem gasdichten Einsatz, der gasdicht und damit nicht atmungsaktiv ausgeführt ist, für Ausdauersportler wenig geeignet.
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Die Druckschrift
DE 601 16 335 T2 beinhaltet eine mehrteilige Sicherheitsbekleidung für Motorradfahrer oder für Athleten in verschiedenen Sportarten in Form einer Jacke mit einer eng anliegenden Weste besteht. Zwischen der Jacke und der Weste ist ein Rückenschutz zum Schützen der Wirbelsäule aus einem Polymermaterial angeordnet. Die Sicherheitsbekleidung ist durch deren Ausführung mit Jacke und Weste für einen Ausdauersportler wenig geeignet. Weiterhin ist diese auf den Rückenschutz beschränkt.
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Durch die Druckschrift
DE 102 10 975 B4 ist ein personenindividuelles Notfallerkennungssystem mit wenigstens einem Sensor in einem Schutzhelm zur Erfassung mindestens eines auf die Person einwirkenden mechanischen oder sonstigen physikalischen Ereignisses und zur Auslösung einer Sicherheitsfunktion bekannt. Der Sensor ist dazu ein Dehnmessstreifen, mit dem plastische Verformungen des Schutzhelms erfasst werden. Zur Übertragung der Daten des Ereignisses wird das herkömmliche Mobilfunksystem genutzt, welches zur Übertragung und Auswertung von Notrufen ausgebildet ist. Dieses System detektiert eine Deformation des Schutzhelms, der hier als Schutzeinrichtung vorhanden ist. Weitere Schutzeinrichtungen sind nicht vorhanden.
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Die Druckschrift
US 2009/0 254 003 A1 zeigt eine aktive Schutzkleidung, wobei bei einer Aktivierung Bereiche der Schutzkleidung aufgeblasen werden, um den Träger eine Polsterung und eine Aufpralldämpfung zu bieten. Die Kleidungsstücke bestehen dazu aus mehreren Materialschichten. Die aktivierten Bereiche werden mittels Druckgas oder Schaum aufgeblasen. Zur Aktivierung weisen die Kleidungsstücke Sensoren zum Erfassen ballistischer Parameter wie Beschleunigung, Drehung und Position auf. Mittels einer Steuerung werden die Sensordaten in Echtzeit überwacht. Gleichzeitig erfolgt ein Vergleich gegenüber Sensordaten aus Ereignissen des täglichen Lebens, so dass nur bei einem ungewollten Vorfall eine Aktivierung erfolgt. Die detektierten Signale können mittels eines Senders weitergeleitet werden.
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Die Druckschrift
WO 2015/044 635 A1 betrifft Hüftschutzvorrichtungen mit einem Hüftprotektor in Form eines Kissens oder Polsters in welchem sich ein elektronisches Sturzerkennungssystem befindet. Der Hüftprotektor ist dazu insbesondere ein Bestandteil einer Hose. Das so realisierte Sturzerfassungssystem kann weiterhin eine Datenprotokollierungs- und Kommunikationsverbindung umfassen, so dass die Sturzdaten beispielsweise an einen Computer übertragbar sind.
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Durch die Druckschrift
DE 10 2009 036 828 A1 ist ein System zur Erkennung einer Unfallsituation und Notrufaktivierung mit einem Schutzhelm und ein Verfahren dazu bekannt. Der Schutzhelm ist mit zumindest einer ersten Sensoreinrichtung zur Erfassung von Unfallkenngrößen und einer Übermittlungseinrichtung ausgestattet. Mit der Übermittlungseinrichtung werden Sensordaten der Sensoreinrichtung oder ein Auslösesignal an eine Steuereinrichtung übermittelt. Mittels der Steuereinrichtung erfolgt bei einer erkannter Unfallsituation eine Notrufaktivierung, wobei über einen Sender ein Notrufsignal gesendet wird. Dieses System und dieses Verfahren sind insbesondere für Schutzhelme und Motorräder vorgesehen.
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Die Druckschrift
US 2016/0 183 607 A1 offenbart einen Schutzkleidungsartikel mit einem tragbaren Element, welches über dem Oberkörper eines Benutzers platzierbar ist. Es besitzt einen oberen Abschnitt im Bereich einer Schulter und einen unteren Abschnitt mit Airbags, die dem Becken des Benutzers ähnlich sind. Das Kleidungsstück besitzt mindestens zwei Sensoren, die Informationen in Bezug auf die Richtung und die Geschwindigkeit der Bewegung des Benutzers erfassen können. Mittels einer Steuerung wird bei einem unmittelbar bevorstehenden Sturzereignis eine Druckluftquelle aktiviert und die Airbags aufgeblasen. Darüber hinaus können die Daten des Sturzereignisses an einen externen Computer übertragen werden.
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Durch die Druckschrift
US 2014/0 245 529 A1 ist ein Exotect mit Schwenk- und Gleitelementen bekannt, die sich der Rotationsmittellinie der Wirbelsäule eines Benutzers annähern. Die Schwenk- und Gleitelemente sind dazu beispielsweise in einer Jacke integriert. Über mit einer Steuerung verbundenen Sensoren können die Schwenk- und Gleitelemente bewegt werden, so dass bei einem Sturz eine Stabilisierung insbesondere der Wirbelsäule erfolgen kann. Darin kann weiterhin ein Schutzhelm für den Kopf eingebunden sein.
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Die Druckschrift
DE 10 2005 060 624 A1 beinhaltet einen Sturz- und Körperschutzprotektor sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sturz- und Körperprotektors. Dieser ist als ein anatomisch geformter Verbund aus einem stoß- und schlagabsorbierenden festen atmungsaktiven Schaumstoff und/oder einem ein dilatantes Fluid enthaltenen Füllkörper in Verbindung mit einem mindestens auf der zum Körper weisenden Innenseite des Verbundes aufgebrachten luftdurchlässigen und atmungsaktiven Abstandsgewirke ausgebildet.
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Durch die Druckschrift
WO 2010 004 538 A1 ist ein tragbares System und ein Verfahren zum Überwachen und Schützen vor Stürzen mit automatischem Alarm bekannt. Das tragbare System besteht aus einem Kleidungsstück aus einem Gewebe. Das Kleidungsstück besitzt eingebaute Abschnitte aus stoßfestem Gewebe, um die Schulterknochen des Benutzers zu schützen. Weiterhin weist das Kleidungsstück eine kleine abnehmbare Tasche mit einer Überwachungsvorrichtung und die Sensorstreifen auf. Die Abschnitte aus stoßfestem Gewebe und die abnehmbare Tasche sind getrennt voneinander angeordnet. Das stoßfeste Gewebe ist nur als Schutz der Schulterknochen vorgesehen.
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Die Druckschrift
DE 20 2010 004 520 U1 beinhaltet ein elektronisches Erfassungsgerät mit Funk für den Kampfsport mit Trefferauswertung, auf Basis eines piezoelektrischen Kabelsensors. Das Erfassungsgerät ist innerhalb einer Schutzweste oder eines Sportbekleidungsstückes untergebracht, in die weiterhin ein großflächiger piezoelektrischer Kabelsensor eingebracht ist. Bei Aufbringen eines gegnerischen Schlages oder Tritts wird der mechanische Impuls direkt durch den piezoelektrischen Kabelsensor in eine schlagproportionale elektrische Spannung umgewandelt und über eine Verstärkerstufe, einen Mikroprozessor und einer Senderstufe an einen Empfänger gesandt. Eine Schutzfunktion ist nicht vorgesehen.
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Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Nutzer einen leicht zu tragenden Protektor zum Schutz eines Körperteils in Verbindung mit der Detektion eines Sturzes und dessen Signalisierung zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Die Protektoren zum Schutz eines Körperteils und zur Detektion eines Sturzes des Trägers zeichnen sich durch eine leichte Tragbarkeit und sichere Signalisierung eines Sturzes des Nutzers aus.
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Dazu besitzt der Protektor eine Schale in Form des zu schützenden Körperteils aus einem geformten und ausgehärtetem Kunststoff mit einer Leiterplatte mit Bauelementen einer elektronischen Schaltung. Darauf befindet sich ein Schichtverbund mit einer ersten Schicht mit in einem Raster angeordneten Sensoren zur Detektion des Sturzes, einer zweiten Schicht aus einem Abstandsgewirke mit wenigstens einem Metalldraht, einer dritten Schicht aus einem Abstandsgewirke und einer vierten Schicht aus einem Abstandsgewirke mit integrierten Kupfer-Nickel-Drähten als Antenne zur Abstrahlung elektromagnetischer Wellen. Weiterhin sind elektrische Leiter an wenigstens einer der Kanten der Schichten zu elektrischen Verbindungen der Leiterplatte mit den Sensoren zur Detektion des Sturzes, der Antenne und des Metalldrahts vorhanden. Die elektronische Schaltung umfasst eine Steuereinrichtung in Verbindungen mit wenigstens einem Beschleunigungssensor und einer Einrichtung zum Erzeugen elektromagnetischer Wellen.
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Vorteilhafterweise ist der Protektor ergonomisch dem Körper angepasst. Die integrierte Sensorik erkennt einen Sturz selbständig und gibt die daraus resultierende Information unabhängig von der betreffenden Person an Hilfskräfte weiter. Die Schale ist dem zu schützenden Körperteil als Träger der Schichten angepasst, so dass die Schichten gleichfalls dem zu schützenden Körperteil angepasst sind. Das kann natürlich entsprechend der Größe und dem Geschlecht der Person als Nutzer sein, so dass unterschiedliche Größen bereitstellbar sind. Der Protektor besitzt damit einen sehr hohen Tragekomfort. Die Schale ist gleichzeitig der Träger der Leiterplatte mit der elektronischen Schaltung. Vorteilhafterweise kann insbesondere die Leiterplatte mit der elektronischen Schaltung in diese integriert sein, so dass die Schale ein Funktionsbauteil des Protektors ist. Vorteilhafterweise kann die Schale gleichzeitig das Gehäuse für die elektronische Schaltung sein. Die Schale ist dazu aus einem formgebenden Verguss ausgebildet, der die mechanische Funktion und Form gewährleistet. Um einen maximalen Tragkomfort zu erzielen, ist dabei je nach Größe und zu schützendem Bereich die ergonomische Form des jeweiligen zu schützenden Bereiches nachempfunden. Die Schale ist gleichzeitig wasserdicht und wenigstens abwaschbar oder waschbar.
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Der Protektor weist neben der Schutzfunktion ein hohes Maß an Funktionalität und Flexibilität auf. Das wird mit den funktionellen Materialkomponenten und den Stoffkombinationen aus Abstandsgewirken erreicht. Abstandsgewirke sind doppelflächige Textilien, bei denen abstandshaltende Verbindungsfäden zwei textile Flächen auf Distanz halten und so eine dimensionierte Materialstärke erzeugen, aber gleichzeitig auch ein bestimmtes Maß an Flexibilität ermöglichen. Es sind dadurch eine individuelle Anpassbarkeit und hoher Tragekomfort möglich. Der Protektor umfasst somit Stoffkombinationen aus Abstandsgewirken, welche mehrere Funktionen abbilden. Die einzelnen Funktionsschichten bilden in Verbindung mit der Schale den Protektor aus. Die erste Schicht ist ein Abstandsgewirke, in dessen Oberfläche ein Metalldraht eingewirkt ist. Dieser kann die elektronische Schaltung vor ungewollten elektrischen und elektromagnetischen Beeinflussungen schützen und/oder ein Bezugspotential sein. Zum Erreichen dieser Funktion ist mit Hilfe einer Franse eine Netzstruktur gelegt, die eine Art EMV-Schutzzone erzeugt. Zur Bildung der Netzstruktur ist die Franse mit einer Schusslegung oder einer weiteren Maschenlegung kombiniert. Die zweite Schicht beinhaltet die notwendige Polsterschicht. Diese Schicht ermöglicht gleichzeitig einen Schutz gegen dumpfe Schläge und kann je nach Anforderung individuell ausgestaltet werden, in Abhängigkeit welche Anwendung betrachtet wird. In der dritten Schicht ist eine weitere technische Funktionalität integriert. In dieses Abstandsgewirke ist eine Antenne zum Senden eines Signals, zum Empfang eines Signals und/oder zur induktiven Ladung eines elektrischen Energiespeichers integriert. Zur Verbindung der einzelnen elektrischen und elektronischen Komponenten sind elektrische Leiter in horizontaler und vertikaler Richtung vorgesehen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 11 angegeben.
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Auf den Abstandsgewirken befindet sich in einer Ausführungsform jeweils eine Deckschicht.
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Das Abstandsgewirke ist in einer Ausführungsform eine doppelflächige Textilie, bei denen abstandshaltende Verbindungsfäden zwei textile Flächen auf Distanz halten und so eine dimensionierte Materialstärke erzeugen, aber gleichzeitig auch flexibel sind.
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In das Abstandsgewirke der zweiten Schicht ist der Metalldraht als Kupferdraht eingewirkt, wobei mittels einer Franse eine Netzstruktur gelegt wird.
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Das Abstandsgewirke der dritten Schicht ist eine Polsterschicht.
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Die Sensoren zur Detektion des Sturzes können resistive, induktive und/oder kapazitive Drucksensoren sein.
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Die Steuereinrichtung ist optional ein Datenverarbeitungssystem, welches ein aus den Daten des Beschleunigungssensors und der Sensoren zur Detektion des Sturzes den Sturz und die Intensität des Sturzes ermittelt und daraus wenigstens ein Signal generiert.
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Die Einrichtung zum Erzeugen elektromagnetischer Wellen und die Antenne können insbesondere ein Sender sein. Die Steuereinrichtung ist dazu ein Datenverarbeitungssystem, welches bei einem durch einen Sturz generiertem Signal mit einem Mobilgerät mit einer Anwendungssoftware und/oder über ein integriertes GSM-Modul mit einem Datennetz verbunden ist. GSM steht dabei für Global System for Mobile Communications, unter anderem zur Datenübertragung sowie zur Übertragung von Kurzmitteilungen. Die Übertragung kann auf Grundlage einer App erfolgen, die im Mobilgerät und/oder im Datenverarbeitungssystem implementiert ist.
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Das Mobilgerät und/oder das Datenverarbeitungssystem kann oder können ein globales Navigationssystem und einen Datenspeicher mit wenigstens einem Namen aufweisen, so dass bei generiertem Signal mittels dem Mobilgerät mit der Anwendungssoftware und/oder dem GSM-Modul der Name und die Position des Mobilgeräts und/oder GSM-Moduls an wenigstens einen Empfänger gesendet wird. Das Mobilgerät kann beispielsweise ein Mobiltelefon sein.
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Der Protektor kann ein das Schlüsselbein schützender Frontprotektor sein.
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Der Protektor ist optional wenigstens ein die Wirbelsäule schützender Rückenprotektor.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 ein Ausschnitt eines Protektor zum Schutz eines Körperteils und zur Detektion eines Sturzes des Trägers in einer Schnittdarstellung und
- 2 Protektoren zum Schutz eines Körperteils und zur Detektion eines Sturzes des Trägers.
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Ein Protektor zum Schutz eines Körperteils und zur Detektion eines Sturzes des Trägers besteht im Wesentlichen aus einer Schale 1 mit einer Leiterplatte mit Bauelementen, einer ersten Schicht 2 mit Sensoren, einer zweiten Schicht 4 aus einem Abstandsgewirke mit wenigstens einem Kupferdraht als Metalldraht, einer dritten Schicht 6 aus einem Abstandsgewirke, einer vierten Schicht 8 aus einem Abstandsgewirke mit integrierten Kupfer-Nickel-Drähten und elektrischen Leitern 9 an wenigstens einer der Kanten der Schichten.
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Die 1 zeigt einen Ausschnitt eines Protektor zum Schutz eines Körperteils und zur Detektion eines Sturzes des Trägers in einer prinzipiellen Schnittdarstellung.
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Der Protektor besitzt einen Sandwichaufbau mit der Schale 1 und den damit nacheinander angeordneten Schichten 2, 4, 6, 8. Die Schale 1 weist die Form des zu schützenden Körperteils auf und besteht aus einem geformten und ausgehärtetem Kunststoff mit der Leiterplatte mit Bauelementen einer elektronischen Schaltung.
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Die erste Schicht 2 auf der Schale 1 besteht aus in einem Raster angeordneter Sensoren zur Detektion des Sturzes. Das sind insbesondere resistive, induktive und/oder kapazitive Drucksensoren.
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Die zweite, dritte und vierte Schicht 4, 6, 8 sind nacheinander auf der Schale 1 angeordnet und weisen Abstandsgewirke in Form einer doppelflächigen Textilie auf, bei denen abstandshaltende Verbindungsfäden zwei textile Flächen auf Distanz halten und so eine dimensionierte Materialstärke erzeugen, aber gleichzeitig auch flexibel sind. Auf den Abstandsgewirken als zweite, dritte und vierte Schicht 4, 6, 8 befinden sich jeweils Deckschichten 3, 5, 7.
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Die zweite Schicht 4 besteht aus dem Abstandsgewirke mit wenigstens dem Kupferdraht als Abschirmung elektrischer und/oder magnetischer Felder. Darüber hinaus kann der Kupferdraht entweder oder gleichzeitig ein Bezugspotential sein. Der Kupferdraht ist in das Abstandsgewirke der zweiten Schicht 4 eingewirkt, wobei mittels einer Franse eine Netzstruktur gelegt wird.
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Die dritte Schicht 6 aus dem Abstandsgewirke ist eine Polsterschicht.
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In die vierte Schicht 8 aus dem Abstandsgewirke sind Kupfer-Nickel-Drähten als Antenne zur Abstrahlung elektromagnetischer Wellen integriert.
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Der Protektor weist weiterhin elektrische Leiter 9 an wenigstens einer der Kanten der Schichten zur elektrischen Verbindung der Leiterplatte mit den Sensoren zur Detektion des Sturzes, der Antenne und der Abschirmung oder des Potentials auf.
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Die Einrichtung zum Erzeugen elektromagnetischer Wellen und die Antenne sind ein Sender. Die Antenne kann aber auch als Empfänger elektromagnetischer Wellen dienen. Damit können Daten zur Weiterleitung und Verarbeitung im Datenverarbeitungssystem empfangen werden. Mittels der elektromagnetischen Wellen kann auch ein Akkumulator geladen werden.
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Die 2 zeigt Protektoren zum Schutz eines Körperteils und zur Detektion eines Sturzes des Trägers in einer prinzipiellen Darstellung.
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Die Leiterplatte mit Bauelementen der elektronischen Schaltung ist auf der Schale 1 angeordnet oder in diese integriert. Die elektronische Schaltung umfasst eine Steuereinrichtung 10 in Form eines Datenverarbeitungssystems in Verbindungen mit wenigstens einem Beschleunigungssensor und einer Einrichtung zum Erzeugen elektromagnetischer Wellen. Das Datenverarbeitungssystem generiert ein aus den Daten des Beschleunigungssensors und der Sensoren zur Detektion des Sturzes den Sturz und die Intensität des Sturzes und ermittelt daraus wenigstens ein Signal, welches bei einem durch einen Sturz generiertem Signal mit einem Mobilgerät 11 und/oder einem integrierten GSM-Modul jeweils mit einer Anwendungssoftware als App 12 verbunden ist. Mittels einem globalen Navigationssystem und einem Datenspeicher mit wenigstens einem Namen wird bei generiertem Signal der Name und die Position des Mobilgeräts und/oder das GSM-Modul an wenigstens einen Empfänger gesendet.
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In einer Ausführungsform kann eine elektrische Batterie auf der Leiterplatte oder in der Schale angeordnet sein. Diese ist über einen Schalter mit der elektronischen Schaltung verbunden, der bei dem Sturz beispielsweise mit dem Signal des Beschleunigungssensors betätigt wird und den elektrischen Stromkreis mit der elektronischen Schaltung schließt und somit die elektronische Schaltung betrieben wird.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die elektronische Schaltung mit einem Akkumulator als Spannungsquelle verbunden sein, wobei der Akkumulator insbesondere auch auf der Leiterplatte platziert sein kann. Der Akkumulator kann weiterhin über elektrische Leitungen mit von außen zugänglichen Kontakten verbunden sein. Die Kontakte können lösbar mit einem Ladegerät verbunden werden. Der Akkumulator kann über einen Schalter mit der elektronischen Schaltung verbunden sein, der bei dem Sturz beispielsweise mit dem Signal des Beschleunigungssensors betätigt wird und den elektrischen Stromkreis mit der elektronischen Schaltung schließt und somit die elektronische Schaltung betrieben wird.
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Mehrere Protektoren können das Schlüsselbein schützende Frontprotektoren 13 und wenigstens ein die Wirbelsäule schützender Rückenprotektor 14 sein.
