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Die Erfindung beschreibt eine Protektoreinrichtung zum Schutz der Halswirbelsäule mit einem kissenartigen Körper, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Protektoreinrichtung und eine Schutzausrüstung mit einer derartigen Protektoreinrichtung. Diese Schutzausrüstung findet bevorzugt Anwendung zum Schutz der Halswirbelsäule bei verschiedensten Sportarten, wie beispielhaft aber nicht beschränkt auf Motorradfahren mit Straßen- oder jeglicher Art von Geländemotorrädern oder Fahrradfahren, insbesondere im Geländebereich, oder Reiten. Bei all diesen Sportarten kann bei einem Unfall, insbesondere bei einem Sturz, eine impulsartige Kraft auf den vorderen Bereich eines Schutzhelms auftreten, die den Schutzhelm samt darin befindlichem Kopf des Trägers nach hinten oder auch schräg hinten beschleunigt. Eine solche Bewegung kann ohne Protektoreinrichtung zu einer erheblichen Schädigung der Halswirbelsäule führen.
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Die
DE 10 2017 010 533 A1 offenbart eine Protektoreinrichtung zum Schutz der Halswirbelsäule mit einer ersten Dämpfungseinrichtung und mit einer Abstützeinrichtung, wobei die Abstützeinrichtung dazu ausgebildet ist, eine durch einen Kontakt eines Schutzhelms mit einer ersten Kontaktfläche der ersten Dämpfungseinrichtung induzierte, impulsartige Krafteinleitung auf diese erste Dämpfungseinrichtung mittelbar oder unmittelbar gegen den Oberkörper einer Person gedämpft abzustützen, und wobei die erste Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist mit einer Umhüllung und einer ersten Kammer, in der ein gasförmiges oder flüssiges oder gelartiges erstes Dämpfungsmedium angeordnet ist. Vorzugsweise ist diese Umhüllung im Rahmen des technisch sinnvoll Möglichen inelastisch oder nur geringfügig elastisch ausgebildet. Die Wirkung der Protektoreinrichtung beruht also im Wesentlichen nicht auf der Elastizität der Umhüllung, sondern auf der Dämpfung durch das erste Dämpfungsmedium.
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In Kenntnis des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schutzausrüstung und eine Protektoreinrichtung sowie ein Herstellungsverfahren hierfür vorzustellen, die im Vergleich zum Stand der Technik kompakter ausgebildet sein kann und deren Position zum Kopf einer Person, die diese Protektoreinrichtung trägt, besser positioniert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine kragenartige Protektoreinrichtung, die dafür ausgebildet und vorgesehen ist, an einem Schutzhelm angeordnet und befestigt zu werden, zum Schutz der Halswirbelsäule mit einem kissenartigen Körper, der eine Mehrzahl von Kammer aufweist, die dafür vorgesehen und ausgebildet sind temporär oder dauerhaft mit einem gasförmigen oder flüssigen oder gelartigen Dämpfungsmedium befüllt zu sein und die dafür ausgebildet und vorgesehen ist mit einer Befestigungseinrichtung im Bereich des unteren Randes des Schutzhelms befestigt zu sein, und die eine Befülleinrichtung zur Befüllung der Kammern mit dem Dämpfungsmedium aufweist.
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Es kann vorteilhaft sein, wenn die Befestigungseinrichtung eine kraft- oder form- oder stoffschlüssige Verbindung oder bevorzugt eine Kombination aus mindestens zwei dieser Verbindungen zwischen dem Schutzhelm und der Protektoreinrichtung, vorzugsweise einer dem Schutzhelm zugewandten Seite des kissenartigen Körpers, ausbildet. Insbesondere kann eine Befestigungseinrichtung ausgebildet sein als ein von dem kissenartigen Körper in Richtung des Schutzhelms wegstehender laschenförmiger, flächiger Körper, der bevorzugt dafür vorgesehen ist, in dem minimal vorhandenen Zwischenraum zwischen einer Helmschale und einer Helminnenpolsterung angeordnet zu werden. Besonders bevorzugt ist grundsätzlich eine Kombination aus einer kraft- und einer stoffschlüssigen Verbindung. Der Kraftschluss kann hierbei entstehen durch die Anordnung zwischen der Helmschale und einer Helminnenpolsterung. Die zusätzliche stoffschlüssige Verbindung kann durch eine Klebeverbindung, bevorzugt mit der Helmschale ausgebildet sein.
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Einerseits kann es vorteilhaft sein, wenn eine erste Kammer dafür vorgesehen und ausgebildet ist, einen ersten Innendruck aufzuweisen, und die zweite Kammer dafür vorgesehen ist, einen zweiten Innendruck aufzuweisen, wobei vorzugsweise ein weiterer kissenartiger Körper diese zweite Kammer ausbildet. Andererseits kann es vorteilhaft sein, wenn die erste und zweite Kammer in einem Verbindungsbereich derart verbunden sind, dass das Dämpfungsmedium von der zweiten zur ersten Kammer und bevorzugt auch zurück strömen kann, und vorzugsweise die erste und zweite Kammer dafür vorgesehen sind, einen gemeinsamen Innendruck aufzuweisen.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn die jeweiligen Kammern mittels einer Pumpeinrichtung durch die Befülleinrichtung mit einem gasförmigen Dämpfungsmediums individuell oder gemeinsam befüllbar sind und hierzu die Befülleinrichtung an der jeweiligen Kammer oder an einer von mehreren verbundenen Kammern angeordnet ist.
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Einerseits kann es bevorzugt sein, wenn bezogen auf die Lage zum unteren Rand des Schutzhelms zwei erste Kammern seitlich und eine zweite Kammer im hinteren Bereich angeordnet sind, und wobei vorzugsweise die maximale Dicke der zweiten Kammer mindestens dem 1,2- Fachen, vorzugsweise mindestens dem 1,5-Fachen, der maximalen Dicke der ersten Kammern entspricht. Alternativ kann es bevorzugt sein, wenn bezogen auf die Lage zum unteren Rand des Schutzhelms eine zweite Kammer im hinteren Bereich auf einer ersten Kammer umlaufenden angeordnet ist, und wobei vorzugsweise die maximale Dicke der übereinander angeordneten ersten und zweiten Kammer mindestens dem 1,2- Fachen, vorzugsweise mindestens dem 1,5-Fachen, der maximalen Dicke der ersten Kammern entspricht. Hierbei soll die Dicke bevorzugt in Richtung der Körperachse gemessen werden. Zudem wird die Dicke bevorzugt vor der Anordnung an einem Schutzhelm bestimmt, allerdings unbedingt und ohne mechanische Belastung.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer o.g. Protektoreinrichtung, wobei eine erste gasdichte und inelastische Materiallage und eine zweite gasdichte und inelastische Materiallage flächig übereinander angeordnet werden, diese beiden Lagen mittels eines Ultraschallschweißverfahrens und einer dadurch entstehenden ersten Schweißnaht derart miteinander verbunden werden, dass eine Kammer entsteht. Die jeweiligen Lagen sind bevorzugt so angeordnet, dass sie in Verbindung mit dem Schutzhelm und in dessen Anwendung parallel zur Transversalebene des Körpers des Trägers angeordnet sind.
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Die beiden Materiallagen bestehen vorzugsweise aus selbst wieder aus zwei Teilmateriallagen, einer ersten inneren Teilmateriallage aus einer Polyurethanfolie und einer zweiten, äußeren Teilmateriallage aus einem Polyurethan beschichteten Gewebe aus Polyamid, insbesondere Polyhexamethylenadipinsäureamid.
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Es kann hierbei besonders vorteilhaft sein, wenn die bestehende Kammer mittels des Ultraschallschweißverfahrens und einer dadurch entstehenden zweiten Schweißnaht in eine erste und eine zweite Kammer aufgeteilt werden, wobei vorzugsweise ein Verbindungsbereich zwischen benachbarten Kammer, der von dem Dämpfungsmedium durchströmbar ist, freigespart bleibt. Die beiden Ultraschallschweißverfahren können gleichzeitig oder nacheinander ausgeführt werden.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Schutzausrüstung mit einer o.g. Protektoreinrichtung oder hergestellt mit dem o.g. Verfahren und mit einem Schutzhelm 1, wobei die Befestigungseinrichtung 3 die Protektoreinrichtung 2 am unteren Rand 100 des Schutzhelms 1 befestigt. Dies ist vorteilhaft, weil hiermit die Protektoreinrichtung immer richtig zum Schutzhelm ausgerichtet ist und zudem durch die gebildete Einheit der Schutzausrüstung die Protektoreinrichtung in der gewünschten Lage zum Schutzhelm verbleibt.
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Vorteilhafterweise ist die Protektoreinrichtung ausschließlich im seitlichen und hinteren Bereich des Schutzhelms angeordnet und lässt somit einen völlig ausreichenden Spielraum für die gewollte und notwendig Bewegung des Kopfes mit getragener Schutzausrüstung.
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Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn die Protektoreinrichtung ausgebildet ist, sich gegen eine Widerlagereinrichtung abzustützen ohne mit der Widerlagereinrichtung selbst mechanisch verbunden zu sein.
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Weiterhin kann es einerseits bevorzugt sein, wenn die Widerlagereinrichtung ein erstes Widerlager aufweist, rucksackartig ausgebildet ist und ein Gurtsystem aufweist, das Gurte über die Schulter und / oder um die Taille einer diese Widerlagereinrichtung tragenden Person aufweist. Andererseits kann es bevorzugt sein, wenn die Widerlagereinrichtung ein zweites Widerlager aufweist und als integraler Teil, vorzugsweise ausgebildet als ein Höcker, einer Oberkörperbekleidung ausgebildet ist. Hierbei kann die Oberkörperbekleidung als eine Schutzjacke oder als ein Teil einer Schutzkombination ausgebildet sein.
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Die oben genannten Varianten der Schutzausrüstung mit den genannten Ausgestaltungen der Protektoreinrichtung sind in der Lage eine Überstreckung der Halswirbelsäule zu verringern und somit das Risiko oder die Schwere einer Verletzung der Halswirbelsäule beim einem Sturz signifikant zu verringern.
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Alle hier im Singular genannten Merkmale, insbesondere die jeweiligen Befestigungseinrichtungen, können selbstverständlich, soweit technisch möglich und vorteilhaft, auch mehrfach vorhanden sein. Es versteht sich weiterhin, dass die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung, gleich ob sie im Rahmen der Protektoreinrichtung oder des Herstellungsverfahrens oder der Schutzausrüstung genannt sind, einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein können, um Verbesserungen zu erreichen. Insbesondere sind die vorstehend genannten und erläuterten sich nicht selbstverständlich ausschließenden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere Erläuterung der Erfindung, vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung oder von Teilen hiervon.
- 1 bis 4 zeigen einen Schutzhelm und die Anordnung verschiedener Ansichten und Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Protektoreinrichtung in einem Schnitt senkrecht zu einer Körperlängsachse aus Blickrichtung der Transversalebene (x-y-Ebene) eines menschlichen Körpers.
- 5 bis 7 zeigen verschiedene Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Schutzausrüstung in Blickrichtung auf die Sagittalebene (y-z-Ebene) eines menschlichen Körpers.
- 8 zeigt eine erfindungsgemäße Schutzausrüstung in Blickrichtung von hinten auf die Frontalebene (x-z-Ebene) eines menschlichen Körpers.
- 9 zeigt eine erfindungsgemäße Schutzausrüstung in dreidimensionaler Ansicht.
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1 zeigt schematisch eine Schnittansicht der Halswirbelsäule 5 mit einem Halswirbel einer Person samt schematisch dargestelltem umgebenden Gewebe und eine Schnittansicht eines Schutzhelms 1, der auf einem Kopf dieser Person angeordnet ist. Der im Grund fachübliche Schutzhelm 1 weist eine Helmschale 10 und eine hierin angeordnete Helminnenpolsterung 14 auf. Fachüblich liegt die Helminnenpolsterung 14 an der Helmschale 10 an und kann mit dieser zumindest punktuell stoffschlüssig verbunden sein. Dennoch ergibt sich insbesondere im Bereich des unteren Randes 100 des Schutzhelms 1 ein geringfügiger Spalt 12 zwischen der Helminnenpolsterung 14 und der Helmschale 10.
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2 zeigt die Lage der erfindungsgemäßen kragenartigen, hier U-förmigen, Protektoreinrichtung 2 am unteren Rand 100 des Schutzhelms 1. Die Oberseite dieser Protektoreinrichtung 2, genauer deren kissenartiger Körper 20, liegt an einem unteren Ende der Helminnenpolsterung 14 an. Die Protektoreinrichtung 2 ist ausschließlich im seitlichen und hinteren Bereich des Schutzhelms 1 und damit der diesen tragenden Person angeordnet und überragt die Helmschale 10 dabei radial sowohl an deren seitlichem wie auch deren hinterem Bereich. Die Protektoreinrichtung 2 erstreckt somit explizit nicht bis an die Vorderseite des Schutzhelms 1, also zu dessen Kinnschutz hin und umschießt somit auch nicht den Hals des Trägers der Schutzausrüstung und damit der Protektoreinrichtung 2 im vorderen Bereich des Halses.
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Die Protektoreinrichtung 2 selbst ist hier ausgebildet aus einem kissenartigen Körper 20, der eine Mehrzahl von Kammer 200,202,210, vgl. 4, aufweist, die dafür vorgesehen und ausgebildet sind, temporär oder dauerhaft, mit einem, hier gasförmigen, Dämpfungsmedium befüllt zu sein. Der kissenartige Körper 20 ist hier ausgebildet aus einer ersten gasdichten und inelastischen Materiallage 22, die hier dargestellt ist und einer zweiten gasdichten und inelastischen Materiallage 24, vgl. 8. Beide Materiallagen 22,24 liegen, solange sie nicht mit einem Dämpfungsmedium befüllt sind, flächig übereinander und parallel, oder zumindest annährend parallel, zueinander und zur Transversalebene der Person, die die Schutzausrüstung aus Schutzhelm 1 und Protektoreinrichtung 2 trägt.
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Die beiden Materiallagen 22,24 sind hier jeweils ausgebildet aus einer ersten inneren Teilmateriallage aus einer Polyurethanfolie und einer zweiten, äußeren Teilmateriallage aus einem Polyurethan beschichteten Gewebe aus Polyhexamethylenadipinsäureamid. Unter dem Begriff inelastisch soll hier verstanden werden, dass durch Anlegen eines ersten oder zweiten Innendrucks, also eines Verwendungsdruck, die Materiallagen keine signifikante Dehnung erfahren.
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3 zeigt eine erfindungsgemäße kragenartige, hier U-förmige, Protektoreinrichtung 2, wobei der kissenförmige Körper 20 an seinen beiden Enden etwas stärker eingezogen, also dünner ausgestaltet ist als derjenige gemäß 2. Somit ergibt sich eine Dämpfungsfähigkeit, die im hinteren Bereich stärker ausgebildet ist als im seitlichen Bereich. Dies gestattet eine verbesserte Bewegungsfreiheit des Kopfes bei gleichzeitig bestmöglichem Schutz insbesondere bei in der Sagittalebene verlaufenden impulsartigen Krafteinwirkung auf den Kopf des Trägers der Schutzausrüstung.
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Weiterhin dargestellt ist als eine Variante einer Befestigungseinrichtung 3 zur Befestigung der Protektoreinrichtung 2 am unteren Rand des Schutzhelms 1, eine Mehrzahl von einzelnen laschenförmigen, flächigen Körpern 30, die von dem kissenartigen Körper 20 in Richtung des Schutzhelms 1 wegstehen und in dem Zwischenraum 12 zwischen der Helmschale 10 und der Helminnenpolsterung 14 angeordnet sind. Durch diese Anordnung alleine und aufgrund des minimalen Abstands zwischen der Helminnenpolsterung 14 und der Helmschale 10 ergibt sich eine gemischt form- und kraftschlüssige Befestigung der Protektoreinrichtung 2 am Schutzhelm 1. Die Befestigung kann hier weiter verbessert werden, indem, bevorzugt alle, laschenförmigen, flächigen Körper 30 stoffschlüssig mittels einer Klebeverbindung mit der Helmschale 14 oder alternativ mit der Helminnenpolsterung 10, genauer einem der Helmschale 14 zugewandten Abschnitt der Helminnenpolsterung 10, verbunden werden.
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Alternativ hierzu kann eine weitere kraftschlüssige Verbindung insbesondere in Form einer Klettverbindung zwischen den laschenförmigen, flächigen Körpern 30 und der Helminnenpolsterung 14 oder der Helmschale 10 ausgebildet sein. Bei der Klettverbindung zur Helmschale 10 kann einer der beiden Verbindungspartner der Klettverbindung klebetechnisch mit der Helmschale 10 verbunden sein. Somit ergibt sich insbesondere eine vollständig reversible Befestigung der Protektoreinrichtung 2 an dem Schutzhelm 1. Die einzelnen laschenförmigen, flächigen Körper 30 können auch miteinander verbunden sein und somit einen einzigen Körper, vorteilhafterweise mit einigen Einschnürungen, ausbilden.
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4 zeigt drei Kammern der Protektoreinrichtung 2. Diese sind hier beispielhaft entstanden, indem die erste gasdichte und inelastische Materiallage 22 und die zweite gasdichte und inelastische Materiallage 24 flächig übereinander angeordnet wurden und diese beiden Lagen 22,24 mittels eines Ultraschallschweißverfahrens und einer dadurch entstehenden ersten Schweißnaht 260 miteinander verbunden wurden.
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Weiterhin wurde die so entstandene Kammer in zwei erste und eine zweite Kammer 200,202,210 unterteilt indem mittels des Ultraschallschweißverfahrens und einer dadurch entstehenden zweiten und dritten Schweißnaht 262 Inseln erzeugt wurden. Somit entstehen jeweils zwei Verbindungsbereiche 212 mittels derer das Dämpfungsmedium zwischen der zweiten und der jeweiligen ersten Kammern 200,202,210 in beide Richtungen strömen kann. Dies ist maßgeblich für die Funktion der Dämpfung im oben beschriebenen Anwendungsfall.
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Weiterhin dargestellt ist eine Befülleinrichtung 4 zur gemeinsamen Befüllung aller Kammern 200,202,210 mittels einer Pumpeinrichtung mit einem gasförmigen Dämpfungsmediums. Die Pumpeinrichtung kann hier als eine manuelle Hand-Luft-Pumpeinrichtung ausgebildet sein, weil bereits damit ein ausreichender erster Innendruck in allen Kammern 200,202,210 erreicht werden kann. Dieser erste, wie grundsätzlich auch der zweite, Innendruck liegt im Bereich von 1,1 hPa bis 1,4 hPa, bevorzugt zwischen 1,15 hPa und 1,2 hPa.
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5 zeigt eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Protektoreinrichtung 2 in Anwendung und seitlicher Ansicht in Blickrichtung auf die Sagittalebene eines menschlichen Körpers. Dargestellt sind der Oberkörper 8 einer Person sowie ein Schutzhelm 1. Am unteren Rand des Schutzhelms 1 ist, wie unter 2 bis 4 grundsätzlich beschrieben, die Protektoreinrichtung 2 angeordnet. Die Protektoreinrichtung 2 ist mit dem unteren Rand der Helminnenpolsterung 14 mit einer Klettverbindung 32 als Befestigungseinrichtung 3 kraftschlüssig verbunden. Zudem dargestellt sind eine erste und die zweite Kammer 202,210 des kissenartigen Körpers 20 der Protektoreinrichtung 2, wie unter 4 bereits beschrieben.
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Bei dieser Ausgestaltung der Protektoreinrichtung 2 weist die zweite Kammer 210 einen ersten Innendruck auf, bei dem sie eine maximale Dicke, also eine Dicke an ihrer dicksten Stelle, aufweist, die dem 1,3- Fachen der maximalen Dicke der ersten Kammern 200,202 entspricht. Die jeweiligen Werte für den ersten Innendruck der verbundenen ersten und zweiten Kammern werden ohne externe Druckbelastung, also im unbelasteten Ruhezustand, bestimmt.
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6 zeigt eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Protektoreinrichtung 2 in gleicher Ansicht wie 5. Im Gegensatz hierzu ist die Befestigungseinrichtung 3 ausgebildet mit einer Mehrzahl von einzelnen laschenförmigen, flächigen Körpern 30, wie unter 3 bereits beschrieben.
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7 zeigt die erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Protektoreinrichtung 2 erfindungsgemäß angeordnet an einem Schutzhelm 1. Zudem dargestellt ist eine Widerlagereinrichtung 6, die ein zweites Widerlager 62 aufweist, das als integraler Teil, hier ausgebildet als ein Höcker, einer Oberkörperbekleidung 64 also einer Schutzjacke ausgebildet ist. Verschiedene Ausgestaltungen derartiger Höcker sind bereits fachüblich.
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8 zeigt eine erfindungsgemäße Schutzausrüstung in Blickrichtung von links auf die Frontalebene eines menschlichen Körpers. Dargestellt ist wiederum der Schutzhelm 1 und eine daran angeordnete Protektoreinrichtung 2. Im rechten Bildteil ist diese nicht mit dem Dämpfungsmedium, hier Luft, befüllt, während sie im linken Bildteil mit Luft unter einem ersten Innendruck befüllt ist.
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Weiterhin dargestellt ist eine zur 7 alternative Widerlagereinrichtung 6 mit einem ersten Widerlager 60. Diese Widerlagereinrichtung 6 ist hier rucksackartig ausgebildet und weist ein Gurtsystem 600 auf, das Gurte über die Schulter und, nicht dargestellt, um die Taille einer diese Widerlagereinrichtung 6 tragenden Person aufweist.
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9 zeigt zur weiteren Verdeutlichung eine erfindungsgemäße Schutzausrüstung, gebildet aus einem Schutzhelm 1 und einer Protektoreinrichtung 2 in dreidimensionaler Ansicht.
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Obwohl im Rahmen der Ausführungsbeispiele die Schutzausrüstung immer mit einem Helm 1 mit Kinnschutz dargestellt ist, ist die Protektoreinrichtung 2 und die Schutzausrüstung nicht auf diesen bevorzugten Fall eingeschränkt. Grundsätzlich kann die Protektoreinrichtung mit verschiedensten Schutzhelmen kombiniert werden, solange ein ausreichender unterer Rand vorhanden ist und der hintere Bereich des Kopfes ausreichend von der Helmschale bedeckt ist. Unter einer ausreichenden Bedeckung wird verstanden, dass die Rückseite zumindest zu zwei Dritteln bedeckt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017010533 A1 [0002]
