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Die Erfindung betrifft einen Schutzhelm zur Kontaktvermeidung mit Krankheitserregern mit einem Schutzhelm-Grundkörper, einem Gesichts-Visier, das derart angeordnet ist, dass zwischen dem Gesicht des Benutzers und dem Gesichts-Visier ein Atemraum gebildet ist, mindestens einem Zuluftkanal mit einer Zulufteinlassöffnung und einer Zuluftauslassöffnung, mindestens einem Abluftkanal mit einer Ablufteinlassöffnung und einer Abluftauslassöffnung, einem Zuluftgebläse, welches einen Zuluftstrom durch den Zuluftkanal in den Atemraum pumpt, einem Zuluftfilterelement, das derart angeordnet ist, dass die durch den Zuluftkanal einströmende Luft durch das Zuluftfilterelement strömt, mindestens einer elektrischen Versorgungseinheit zur Versorgung des Gebläses mit Strom, und einer Steuereinheit zur Steuerung des Gebläsebetriebs.
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Die Erfindung betrifft insbesondere einen Schutzhelm für den Einsatz in Krankenhäusern und Kliniken, der besonders in mit Pathogenen belasteten Umgebungen sowohl von dem Klinikpersonal als auch von den Patienten zum Eigen- und Fremdschutz getragen werden kann.
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Zum Schutz vor dem Einatmen von in der Umgebungsluft befindlichen Krankheitserregern, insbesondere zum Schutz vor Bakterien oder Viren werden üblicherweise verschiedene Arten von Atemschutzmasken eingesetzt, die in erster Linie den Benutzer der Atemschutzmaske schützen sollen. Der Tragekomfort derartiger enganliegender Masken ist häufig relativ gering und kann zu unangenehmen Druckstellen führen. Ferner erschweren die besonders feinen und mehrlagigen Filterelemente herkömmlicher Atemschutzmasken die Atmung des Benutzers erheblich.
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Viele Krankheitserreger können über die Schleimhäute des Menschen in den Körper gelangen, sodass auch die Augen der Personen geschützt werden müssen. Dazu werden insbesondere Schutzbrillen oder Gesichts-Visiere eingesetzt, die zusätzlich zu der Atemschutzmaske getragen werden können. Schutzbrillen bieten gegenüber Gesichts-Visieren einen größeren Schutz gegen Krankheitserreger, da sie eng an dem Gesicht des Benutzers anliegen, können jedoch bei länger andauernder Benutzung zu teils hämatomartigen Druckstellen führen.
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Aus dem Bereich des Arbeitsschutzes sind Schutzhelme bekannt, die auf dem Kopf getragen werden können und sowohl die Augen als auch den Mund-Nasenbereich bedecken. Derartige Schutzhelme, die ursprünglich zum Schutz vor Staub, Chemikalien oder ähnlichen gesundheitsgefährdenden in der Luft schwebenden Teilchen konzipiert wurden, eignen sich auch für den Einsatz in mit Viren oder Bakterien belasteten Umgebungen wie Krankenhäusern oder anderen medizinischen Einrichtungen, in denen ein körpernaher Kontakt erforderlich ist. Häufig sind derartige Schutzhelme mit einem Gebläse ausgestattet, welches die Atmung des Benutzers unterstützt, in dem eine Zwangsströmung der gefilterten Luft generiert wird.
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Die
DE 20 2020 105 716 U1 offenbart einen derartigen Schutzhelm, der auf dem Kopf eines Benutzers getragen werden kann und eine Gesichts-Schutzmaske aufweist, die an dem Gesicht des Benutzers anliegt und teilweise über Dichtungselemente einen vor dem Gesicht gebildeten Atemraum gegenüber der Umgebung abdichtet. Der Schutzhelm weist ein Zuluftgebläse auf, welches die Luft durch ein Filterelement aus der Umgebung ansaugt und in den Atemraum pumpt. Der Benutzer atmet die Frischluft aus dem Atemraum ein und atmet die verbrauchte Luft in den Atemraum aus, von dem die ausgeatmete Luft über Austrittsöffnungen in die Umgebung entweicht. Um ein Eindringen von Luft durch die Austrittsöffnungen zu verhindern, wird in dem Atemraum ein gegenüber dem Umgebungsdruck leichter Überdruck erzeugt, der von Sensoren erfasst und von entsprechenden Druckregelvorrichtungen reguliert und auf dem nötigen Überdruckniveau gehalten wird.
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Die ordnungsgemäße Funktionsweise des offenbarten Schutzhelms erfordert abseits der Austrittsöffnungen eine zuverlässige Abdichtung des Atemraums gegenüber der Umgebung, sodass eine relativ hohe Dichtwirkung der Gesichts-Schutzmaske erforderlich ist. Daraus ergibt sich wiederum der Nachteil, dass der Schutzhelm relativ enganliegend sitzen muss, wodurch unangenehme Druckstellen auftreten können, die den Tragekomfort beeinträchtigen. Des Weiteren sind aus dem druckschriftlichen Stand der Technik gemäß der
DE 20 2020 002 532 U1 , der
DE 10 2018 100 473 A1 und der
US 2016 / 0 030 779 A1 Gesichtsmasken mit einem Abluftstrom bekannt. Aber auch diese Gesichtsmasken weisen den Nachteil auf, dass sie eine hohe Dichtwirkung mit den damit verbundenen Nachteilen zur Gewährleistung ihrer Funktionsfähigkeit benötigen.
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Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Schutzhelm zur Kontaktvermeidung mit Krankheitserregern zu schaffen, der sich durch einen hohen Tragekomfort und eine besonders hohe Schutzwirkung hinsichtlich des Schutzes vor Krankheitserregern auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird mit einem erfindungsgemäßen Schutzhelm mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Schutzhelm zur Kontaktvermeidung mit Krankheitserregern umfasst einen Schutzhelm-Grundkörper zum Tragen auf dem Kopf eines Benutzers. Ferner umfasst der Schutzhelm ein transparentes Gesichts-Visier, das vor dem Gesicht des Benutzers angeordnet ist und dadurch einen Atemraum zwischen dem Gesicht des Benutzers und der dem Gesicht des Benutzers zugewandten Innenseite des Gesichts-Visiers bildet. Der Schutzhelm weist einen Zuluftkanal mit einer Zulufteinlassöffnung und einer Zuluftauslassöffnung auf. Der Zuluftkanal verbindet den Atemraum fluidisch mit der Umgebung außerhalb des Schutzhelmes, wobei über die Zulufteinlassöffnung Frischluft aus der Umgebung in den Luftkanal strömen und über die atemraumseitige Luftauslassöffnung aus dem Luftkanal in den Atemraum strömen kann. Die in den Atemraum eingeströmte Frischluft versorgt den Benutzer entsprechend mit der notwendigen Atemluft.
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Zur Unterstützung der Atmung des Benutzers umfasst der Schutzhelm ein Zuluftgebläse, welches die Luft aus der Umgebung ansaugt und in den Zuluftkanal pumpt. Hier können insbesondere Radial- oder Axialgebläse besonders vorteilhaft sein. Das Zuluftgebläse ist dazu vorzugsweise vor der Zulufteinlassöffnung des Zuluftkanals angeordnet und erzeugt eine Zwangsströmung durch den Zuluftkanal in Richtung des Atemraums.
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Weiterhin weist der Schutzhelm einen Abluftkanal mit einer Ablufteinlassöffnung und eine Abluftauslassöffnung auf. Analog zu dem Zuluftkanal verbindet der Abluftkanal den Atemraum fluidisch mit der Umgebung außerhalb des Schutzhelmes. Durch die atemraumseitige Ablufteinlassöffnung strömt die von dem Benutzer ausgeatmete und verbrauchte Luft aus dem Atemraum in den Abluftkanal und von dort aus weiter durch die Abluftauslassöffnung in die Umgebung.
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Der Schutzhelm weist ferner ein Zuluftfilterelement auf welches derart angeordnet ist, dass die aus der Umgebung durch den Zuluftkanal in den Atemraum einströmende Luft zuvor durch das Zuluftfilterelement strömt. Aufgrund der Beschaffenheit des Zuluftfilterelements können die relativ kleinen Luftmoleküle das Luftfilterelement passieren, wohingegen die in der Luft mitgeführten Pathogene von dem Luftfilterelement zurückgehalten werden, sodass diese Pathogene nicht über die einströmende Frischluft in den Atemraum gelangen können. Das Zuluftfilterelement kann in Bezug auf das Zuluftgebläse stromabwärts oder stromaufwärts angeordnet sein, wobei es vorzugsweise stromaufwärts des Zuluftgebläses außerhalb des Zuluftkanals angeordnet ist, wodurch es besonders gut zugänglich und leicht austauschbar ist.
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Zur Versorgung des Gebläses mit Strom umfasst der Schutzhelm eine elektrische Versorgungseinheit, die dazu geeignet ist, elektrischen Strom zu speichern und bei Bedarf an die elektrischen Verbraucher des Schutzhelms, insbesondere an das Gebläse abzugeben. Die Versorgungseinheit ist vorzugsweise als Akkumulator ausgebildet, sodass sie mithilfe eines geeigneten Ladegeräts wieder aufgeladen werden kann. Zur Aufladung der Versorgungseinheit ist es besonders vorteilhaft, wenn die Versorgungseinheit entnehmbar ist.
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Ferner umfasst der Schutzhelm eine Steuereinheit, die den Betrieb des Gebläses steuert, d.h. die dazu geeignet ist, die Drehzahl des Gebläses in Abhängigkeit zuvor definierter Parameter zu regeln oder das Gebläse bei Bedarf aus- bzw. einzuschalten.
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Zusätzlich weist der Schutzhelm ein Abluftgebläse auf, welches einen Abluftstrom durch den Abluftkanal aus dem Atemraum pumpt. Dazu ist das Abluftgebläse vorzugsweise außerhalb des Abluftkanals vor der Abluftauslassöffnung angeordnet. Alternativ kann das Abluftgebläse auch innerhalb des Abluftkanals angeordnet sein. Als Abluftgebläse eignen sich insbesondere Radial- oder Axialgebläse, wobei das Abluftgebläse nicht auf diese beiden Bauarten beschränkt sein muss. Das Abluftgebläse erzeugt einen Abluftstrom, der die von dem Benutzer ausgeatmete und verbrauchte CO2-haltige Luft sowie die überschüssige durch den Zuluftkanal einströmende Frischluft aus dem Atemraum durch den Abluftkanal saugt und in die Umgebung entweichen lässt.
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Durch das zusätzliche Abluftgebläse ist es möglich, dass der Atemraum zur Umgebung hin nicht vollständig abgedichtet ist, d.h. dass zusätzlich zu den beiden fluidischen Verbindungen, die durch den Zuluftkanal und den Abluftkanal gebildet sind, der Schutzhelm zum Gesicht des Benutzers nicht vollständig abgedichtet sein muss. Folglich kann der Schutzhelm beispielsweise im Kinnbereich beabstandet zu dem Gesicht des Benutzers angeordnet sein und somit eine Öffnung zur Umgebung hin aufweisen, ohne dass durch diese Öffnung ungefilterte Umgebungsluft in den Atemraum eindringen kann. Jegliche durch diese Öffnung eindringende Luft wird sofort von dem Abluftgebläse aus dem Atemraum abgesaugt, bevor die Luft von dem Benutzer eingeatmet werden kann.
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Hierbei wirken das Zuluftgebläse und das Abluftgebläse derart zusammen, dass innerhalb des Atemraums ein kontinuierlicher Luftstrom strömt, der den Benutzer mit Atemluft versorgt. Dabei steuert die Steuereinheit das Zuluftgebläse und das Abluftgebläse abhängig von der Atmung des Benutzers. Entsprechend wird beim Einatmen, wenn der Benutzer einen Teilluftstrom des Zuluftstroms für die Atmung entnimmt, beispielsweise das Abluftgebläse herunter geregelt und damit der Abluftstrom in korrespondierender Weise reduziert, sodass kein Unterdruck in dem Atemraum entsteht. Beim Ausatmen hingegen, wenn der Benutzer dem Abluftstrom durch die ausgeatmete Luft einen Teilluftstrom hinzufügt, wird das Abluftgebläse beispielsweise entsprechend herunter geregelt. Alternativ kann auch das Zuluftgebläse in korrespondierender Weise geregelt werden. Entscheidend ist, dass der Zuluftstrom zu jedem Zeitpunkt dem Abluftstrom entspricht und die Regelung entsprechend auf die sich verändernde Atmung des Benutzers reagiert und die Gebläse entsprechend ansteuert. Das Steuergerät ist dazu derart ausgebildet, dass die Gebläse bei einer Veränderung der Atemfrequenz mit äußerst geringem Zeitversatz angesteuert werden, sodass die Gebläsedrehzahl von der Regelung auch bei vergleichsweise großvolumigen und plötzlich auftretenden Atemereignissen wie Husten oder Niesen relativ schnell angepasst wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Schutzhelm ein Abluftfilterelement auf. Das Abluftfilterelement ist derart angeordnet, dass die durch den Abluftkanal ausströmende Luft durch das Abluftfilterelement strömt, d.h. das Abluftfilterelement kann innerhalb oder außerhalb des Abluftkanals angeordnet sein. Vorzugsweise ist das Abluftfilterelement außerhalb des Abluftkanals vor der Abluftauslassöffnung angeordnet, sodass die durch den Abluftkanal strömende Abluft vollständig durch das Abluftfilterelement geleitet wird. Das Abluftfilterelement weist eine ähnliche oder die gleiche Beschaffenheit wie das Zuluftfilterelement auf, sodass die Luftmoleküle das Abluftfilterelement relativ leicht passieren können, wohingegen die in der ausgeatmeten und verbrauchten Luft mitgeführten Pathogene von dem Filterelement zurückgehalten werden und somit nicht in die Umgebung entweichen können. Folglich ermöglicht ein Schutzhelm mit einem derartigen Abluftfilterelement nicht nur einen Eigenschutz des Benutzers vor Pathogenen wie Bakterien oder Viren, sondern auch einen Fremdschutz von in der Umgebung befindlichen Personen, die vor den von dem Benutzer des Schutzhelms ausgehenden und mit der Atemluft ausgestoßenen Pathogenen geschützt werden. In Verbindung mit einem Abluftgebläse kann das Abluftfilterelement stromaufwärts oder stromabwärts in Bezug auf das Abluftgebläse angeordnet sein, wobei es vorzugsweise stromaufwärts angeordnet ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Schutzhelm ein Rahmenteil mit einem ersten U-förmigen Rahmenteilstück und einem zweiten sich daran anschließenden halbkreisförmigen Rahmenteilstück auf, d.h. das Rahmenteil ist bevorzugt einstückig ausgebildet. Zusammen mit dem Schutzhelm-Grundkörper und dem Gesichtsvisier bildet das Rahmenteil einen mehrteiligen Schutzhelm.
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Das erste U-förmige Rahmenteilstück ist vorzugsweise am unteren Ende des Gesichts-Visiers angeordnet und verläuft im Wesentlichen entlang der Kinnpartie des Benutzers, wobei das U-förmige Rahmenteilstück beispielsweise eine an die Gesichtsanatomie des Menschen angelehnte Form aufweisen kann.
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Besonders bevorzugt ist das erste U-förmige Rahmenteilstück beabstandet zu dem Gesicht des Benutzers angeordnet. Folglich wird zwischen dem Gesicht des Benutzers und dem kugelförmigen Rahmenteilstück eine Öffnung im Kinnbereich gebildet, sodass der Atemraum im Kinnbereich zur Umgebung hin offen ist und der Atemraum somit über diese Öffnung fluidisch mit der Umgebung verbunden ist. Dementsprechend liegt das U-förmige Rahmenteilstück und somit der Schutzhelm im Gesichtsbereich des Benutzers nicht an dem Gesicht an, sodass der Atemraum nicht durch eine Kontaktdichtung zur Umgebung hin abgedichtet ist, sondern durch eine entsprechende Gebläseansteuerung die durch die Öffnung im Kinnbereich eindringende ungefilterte Umgebungsluft unmittelbar nach dem Eindringen absaugt, sodass der Benutzer die eindringende ungefilterte Umgebungsluft nicht einatmen kann.
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Das sich an das erste U-förmige Rahmenteilstück anschließende zweite halbkreisförmige Rahmenteilstück umschließt im Wesentlichen den Hinterkopf des Benutzers und schließt sich vorzugsweise an den Schutzhelm-Grundkörper an. Somit umschließt das Rahmenteil den Kopf des Benutzers vollständig und bildet eine Öffnung, durch die der Benutzer den Helm aufsetzen kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Schutzhelms verläuft der Zuluftkanal in dem Schutzhelm-Grundkörper. Der Zuluftkanal erstreckt sich dazu bevorzugt vom oberen Hinterkopf des Benutzers über den Scheitel in Richtung Stirnbereich. Die Zulufteinlassöffnung des Zuluftkanals ist somit im Bereich des oberen Hinterkopfes und die Zuluftauslassöffnung ist entsprechend im Stirnbereich des Benutzers angeordnet.
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Besonders bevorzugt verläuft der Abluftkanal innerhalb des Rahmenteils des Schutzhelms. Die Ablufteinlassöffnung ist bevorzugt in dem ersten U-förmigen Rahmenteilstück derart angeordnet, dass sie sich im Kinnbereich unterhalb des Mundes des Benutzers befindet. Dadurch kann die von dem Benutzer ausgeatmete und verbrauchte Luft unmittelbar nach dem Ausatmen von dem Abluftgebläse durch die Ablufteinlassöffnung in den Abluftkanal gesaugt werden. Folglich gewährleistet eine derartig angeordnete Ablufteinlassöffnung, dass der Benutzer nur die durch den Zuluftkanal einströmende Frischluft und nicht die ausgeatmete und bereits verbrauchte Luft einatmet. Gleichwohl verhindert die derart angeordnete Ablufteinlassöffnung, dass die durch die Öffnung zwischen dem U-förmigen Rahmenteilstück und dem Gesicht einströmende ungefilterte Umgebungsluft vor den Mund des Benutzers gelangt, da die unterhalb des Mundes angeordnete Ablufteinlassöffnung die einströmende Umgebungsluft sofort absaugt und durch den Abluftkanal in die Umgebung leitet. Folglich wird ein Einatmen der ungefilterten Umgebungsluft verhindert.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Zuluftauslassöffnung und die Ablufteinlassöffnung derart ausgebildet und derart angeordnet, dass ein vertikal abwärts gerichteter Luftstrom im Sichtfeld des Benutzers entlang der Innenseite des Gesichts-Visiers strömt. Dazu ist die Zuluftauslassöffnung oberhalb der Stirn des Benutzers angeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen lateral über die gesamte Breite des Gesichts-Visiers zwischen den Schläfen des Benutzers bzw. über die gesamte Breite der Stirn des Benutzers. Dadurch strömt die durch den Zuluftkanal aus der Umgebung einströmende Luft über die gesamte Visierbreite in den Atemraum ein und bildet eine Art Luftvorhang, der sich über die gesamte Breite des Gesichts des Benutzers von der Stirnpartie in Richtung Kinnpartie bewegt. Die Ablufteinlassöffnung ist in korrespondierender Weise unterhalb des Mundes im Kinnbereich des Benutzers angeordnet, wobei die laterale Breite der Ablufteinlassöffnung der lateralen Breite der Zuluftauslassöffnung entspricht. Der Luftvorhang verhindert, dass die in der ausgestoßenen Atemluft mitgeführte Feuchtigkeit an der Innenseite des Gesichtsvisiers kondensiert, sodass das Gesichtsvisier nicht beschlagen kann und zu jeder Zeit eine klare Sicht durch das Gesichts-Visier gewährleistet ist.
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Die Abluftauslassöffnung ist vorzugsweise an der Rückseite im Bereich des Hinterkopfes des Benutzers angeordnet. Infolgedessen strömt die verbrauchte Luft im Bereich des Hinterkopfes aus, sodass insbesondere in Gesprächssituationen ein gegenüberstehender Gesprächspartner nicht direkt dem durch die Abluftauslassöffnung ausgestoßenen Luftstrom ausgesetzt ist.
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Der Schutzhelm weist vorzugsweise einen Luftfeuchtigkeitssensor auf. Der Luftfeuchtigkeitssensor ist derart angeordnet, dass er anhand der Veränderung der Luftfeuchtigkeit innerhalb des Atemraums erkennt, ob und wann der Benutzer ausatmet, sodass mithilfe des Luftfeuchtigkeitssensors die Atemfrequenz des Benutzers detektiert werden kann. Zusätzlich zu dem Luftfeuchtigkeitssensor kann der Schutzhelm weitere Sensoren aufweisen, die die Detektion der Atemfrequenz unterstützen. Beispielsweise können Sensoren zur Überwachung von Druck und Temperatur innerhalb des Atemraums, innerhalb des Zuluftkanals und/oder bevorzugt innerhalb des Abluftkanals angeordnet sein, sodass mehrere von der Atmung beeinflusste Parameter überwacht werden, die eine noch präzisere Regelung der Gebläse ermöglichen.
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Der Schutzhelm weist an der Innenseite des Schutzhelm-Grundkörpers vorzugsweise einen gepolsterten Helmeinsatz auf. Der gepolsterte Heimeinsatz sitzt beim Tragen des Schutzhelms auf dem Kopf des Benutzers, sodass kein unangenehmes Tragegefühl entsteht.
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Besonders bevorzugt ist der Helmeinsatz größenverstellbar. Durch seine Größenverstellbarkeit kann der Helmeinsatz an verschiedene Kopfformen angepasst werden, sodass eine individuelle Anpassung an jeden beliebigen Benutzer gegeben ist und der Schutzhelm unabhängig von der Kopfform sicher und fest auf dem Kopf sitzt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Schutzhelm ein Anzeigemittel auf. Auf dem Anzeigemittel sind Statusinformationen anzeigbar, beispielsweise können Informationen über den Ladezustand eines Akkumulators oder über die verbleibende Filterkapazität der Filterelemente angezeigt werden. Ein derartiges Anzeigemittel kann beispielsweise eine LED-Anzeige oder ein Display sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gesichtsvisier als Head-Up Display genutzt wird, sodass Informationen direkt in den Sichtbereich des Benutzers auf das Gesichts-Visier projiziert werden können.
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In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Schutzhelm ein Telekommunikationsmodul auf. Über das Telekommunikationsmodul können Daten versendet oder empfangen werden und über ein entsprechendes Datenverarbeitungssystem verarbeitet werden. Beispielsweise können Informationen über anstehende Wartungen, wie über einen unmittelbar bevorstehenden Filteraustausch, beispielsweise an ein Warenwirtschaftssystem gesendet werden, sodass die benötigten Filter vor dem Erreichen der maximalen Filterkapazität rechtzeitig bestellt werden können, sodass sie bei Bedarf auf Lager liegen. Zusätzlich können Daten empfangen und über ein geeignetes Anzeigemittel dem Benutzer angezeigt werden. In einem Krankenhaus kann beispielsweise ein behandelnder Arzt, der den Schutzhelm trägt, mithilfe des Schutzhelms über anstehende Termine oder Patientendaten informiert werden, indem diese beispielsweise mithilfe eines Head-Up Displays auf dem Gesichts-Visier angezeigt werden.
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Grundsätzlich zeichnet sich der erfindungsgemäße Schutzhelm aufgrund der kontaktlosen Abdichtung durch einen besonders hohen Tragekomfort aus und bietet im Vergleich zu herkömmlichen Atemschutzmasken einen deutlich höheren Schutz vor Pathogenen. Die beiden Gebläse ermöglichen zudem trotz der hohen Filterleistung ein nahezu widerstandsfreies Atmen und die besondere Luftführung in dem Atemraum verhindert, dass das Gesichts-Visier von innen beschlägt. Ferner ist der Schutzhelm wiederverwendbar und relativ wartungsarm, da lediglich die Filterelemente bei Erreichen der maximalen Kapazität getauscht werden müssen.
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Im Folgenden wird ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen erfindungsgemäßen Schutzhelm in einer schematischen perspektivischen Darstellung,
- 2 den erfindungsgemäßen Schutzhelm der 1 in einer schematischen Seitenansicht,
- 3 den erfindungsgemäßen Schutzhelm der 1 in einer schematischen Draufsicht, und
- 4 den erfindungsgemäßen Schutzhelm der 1 in einer schematischen Schnittdarstellung entlang einer anatomischen Sagittalebene.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schutzhelm 10 zur Kontaktvermeidung mit Krankheitserregern, insbesondere für den Einsatz in einem Krankenhaus. Der Schutzhelm 10 umfasst einen schalenförmigen Schutzhelm-Grundkörper 11, der in Bezug auf eine transversale Benutzer-Kopfebene an seiner Unterkante mit einem sich daran anschließenden Rahmenteil 12 verbunden ist, welches den Kopf des Benutzers im Wesentlichen in Umfangsrichtung umschließt, wie auch 3 zeigt. Das Rahmenteil 12 weist ein erstes U-förmiges Rahmenteilstück 121 und ein zweites sich daran anschließendes halbkreisförmiges Rahmenteilstück 122 auf. Die beiden seitlich des Kopfes angeordneten gerade verlaufenden Teilabschnitte des U-förmigen Rahmenteilstücks 121 erstrecken sich beidseitig des Kopfes parallel zueinander von dem Bereich der Ohren des Benutzers aus Sicht des Benutzers schräg nach unten bis auf Kinnhöhe. Dort verbindet ein bogenförmiger Teilabschnitt des U-förmigen ersten Rahmenteilstücks 121 die beiden gerade verlaufenden Teilabschnitte und verläuft beabstandet zu dem Gesicht des Benutzers entlang der Kinnpartie, sodass das U-förmige Rahmenteilstück 121 nicht an dem Gesicht des Benutzers anliegt. Ein im Stirnbereich des Benutzers angeordneter bogenförmiger und sich bis über die Schläfen des Benutzers hinaus erstreckender Abschnitt des Schutzhelm-Grundkörpers 11 bildet folglich mit dem U-förmigen Rahmenteilstück 121 einen um das Gesicht des Benutzers herumlaufenden Rahmen, in dem ein transparentes Gesichts-Visier 15 sitzt. Das Gesichts-Visier 15 ist gewölbt und folgt mit seiner gewölbten Form im Wesentlichen der Kopfform des Benutzers bzw. der Kontur des bogenförmigen Abschnitts des Schutzhelm-Grundkörpers 11. Ferner entspricht die Wölbung des Gesichts-Visiers 15 der Form des bogenförmigen Abschnitts des U-förmigen ersten Rahmenteilstücks 121, sodass das Gesichts-Visier 15 zwischen dem Schutzhelm-Grundkörper 11 und dem U-förmigen ersten Rahmenteilstück 121 schildartig vor dem Gesicht des Benutzers angeordnet ist. Dadurch wird zwischen Gesichts-Visier 15 und dem Gesicht des Benutzers ein Atemraum 18 gebildet, der durch die in Bezug auf das Gesicht des Benutzers beabstandete Anordnung des Gesichts-Visiers 15 und des U-förmigen ersten Rahmenteils 121 im Bereich des Kinns des Benutzers nach unten zur Umgebung hin offen ist.
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Das zweite Rahmenteilstück 122 schließt an die beiden im Bereich der Ohren angeordneten Enden des ersten Rahmenteilstücks 121 an und umschließt den Hinterkopf des Benutzers.
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4 zeigt, dass innerhalb des Schutzhelm-Grundkörpers 11 ein Zuluftkanal 20 mit einer Zulufteinlassöffnung 21 und einer Zuluftauslassöffnung 22 angeordnet ist, der von der oberhalb des Hinterkopfes angeordneten Zulufteinlassöffnung 21 über den Scheitel des Benutzers in Richtung Stirn führt und über die Zuluftauslassöffnung 22 mit dem Atemraum 18 fluidisch verbunden ist. Der Zuluftkanal 20 weitet sich in Richtung der Zuluftauslassöffnung 22 auf, wie in 3 gezeigt ist, wobei die Zuluftauslassöffnung 22 aus Sicht des Benutzers nach unten gerichtet ist und sich über die gesamte Stirnbreite beidseitig des Gesichtes bis auf Höhe der Schläfen des Benutzers erstreckt.
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4 zeigt, dass in dem Rahmenteil 12 ein Abluftkanal 25 angeordnet ist, dessen Ablufteinlassöffnung 26 in dem bogenförmigen Abschnitt des U-förmigen Rahmenteilstücks 121 angeordnet ist. Die Ablufteinlassöffnung 26 verläuft im Wesentlichen über die gesamte Länge des bogenförmigen Rahmenteilstücks 121 und mündet beidseitig des Gesichts in dem Abluftkanal 25, wobei der Abluftkanal 25, wie in 3 gezeigt, ausgehend von der Ablufteinlassöffnung 26 in zwei Teilsträngen beidseitig des Kopfes zunächst durch die beiden gerade verlaufenden Teilabschnitte des U-förmigen ersten Rahmenteilstücks 121 weiter durch das halbkreisförmige zweite Rahmenteilstück 122 verläuft und die Teilstränge im Bereich des Hinterkopfes in dem halbkreisförmigen zweiten Rahmenteil 122 zu einem einsträngigen Abschnitt des Abluftkanals 25 zusammengeführt sind. An seinem Ende ist der einsträngige Abschnitt des Abluftkanals 25 fluidisch mit der Umgebung verbunden, wie 4 zeigt.
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Folglich sind sowohl der Zuluftkanal 20 als auch der Abluftkanal 25 jeweils an ihrem atemraumseitigen Ende fluidisch mit dem Atemraum 18 verbunden und an dem anderen hinterkopfseitigen Ende jeweils fluidisch mit der Umgebung verbunden.
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Die 2, 3 und 4 zeigen, dass außerhalb des Zuluftkanals 20 an dem Schutzhelm-Grundkörper 11 ein axiales Zuluftgebläse 30 vor der Zulufteinlassöffnung 21 befestigt ist. Ferner ist auf der dem Zuluftkanal 20 abgewandten Seite des Zuluftgebläses 30 ein Zuluftfilterelement 32 angeordnet. Dadurch saugt das Zuluftgebläse 30 Luft aus der Umgebung durch das Zuluftfilterelement 32 und durch die Zulufteinlassöffnung 21 in den Zuluftkanal 20 und pumpt diese angesaugte und gefilterte Zuluft Z durch die im Stirnbereich des Benutzers angeordnete und aus Sicht des Benutzers nach unten weisende Zuluftauslassöffnung 22 in den Atemraum 18. Das Zuluftfilterelement 32 filtert dabei die aus der Umgebung in den Zuluftkanal 30 einströmende Luft, sodass in der Luft befindliche Pathogene beim Durchströmen des Zuluftfilterelements 32 zurückgehalten werden. Durch die nach unten weisende Zuluftauslassöffnung 22 wird ein aus Sicht des Benutzers vertikal abwärts gerichteter Luftstrom L entlang der Innenseite des Gesichts Visier-15 in Richtung der unterhalb des Kinns angeordneten Ablufteinlassöffnung 26 gebildet. Dieser als Luftvorhang ausgebildete Luftstrom L versorgt den Benutzer des Schutzhelms 10 mit Frischluft, die der Benutzer durch Einatmen dem Luftstrom L entnimmt.
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Mittig des Hinterkopfes ist an dem halbkreisförmigen Rahmenteilstück 122 ein axiales Abluftgebläse 35 befestigt, dass außerhalb des Abluftkanals 25 vor der dort angeordneten Abluftauslassöffnung 27 angeordnet ist. Auf der dem Abluftkanal 25 abgewandten Seite des Abluftgebläses 35 ist ein Abluftfilterelement 37 vor dem Abluftgebläse 35 angeordnet. Das Abluftgebläse 35 saugt Luft aus dem Atemraum 18 durch die Abluftauslassöffnung 27 in den Abluftkanal 25 und pumpt diese Abluft A durch das Abluftfilterelement 37 in die Umgebung. Dadurch wird die von dem Benutzer ausgeatmete Luft direkt von dem abwärts gerichteten Luftstrom L in dem Atemraum 18 erfasst und von dem Abluftgebläse 35 als Abluft A durch die Abluftauslassöffnung 27 und den Abluftkanal 25 in die Umgebung gepumpt, wobei die Abluft A mithilfe des Abluftfilterelements 37 gefiltert wird, sodass die von dem Benutzer ausgeatmeten und in der Abluft A mitgeführten Pathogene von dem Abluftfilterelement 37 zurückgehalten werden. Somit können die in der Abluft A mitgeführten Pathogene nicht in die Umgebung entweichen, wodurch in der Umgebung befindliche Personen vor dem Einatmen von pathogenhaltiger Luft geschützt sind.
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Der Schutzhelm 10 weist ferner eine als Akkumulator ausgebildete und in dem Rahmenteil 12 angeordnete entnehmbare Versorgungseinheit 40 auf, die sowohl das Zuluftgebläse 30 als auch das Abluftgebläse 35 mit Strom versorgt. Durch ihre Entnehmbarkeit kann die Versorgungseinheit 40 relativ einfach in einer korrespondierenden externen Ladestation geladen werden.
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Weiterhin umfasst der Schutzhelm 10 eine Steuereinheit 50, die den Gebläsebetrieb sowohl des Zuluftgebläses 30 als auch des Abluftgebläses 35 steuert. Mittels eines Luftfeuchtigkeitssensors 55, der seitlich des Mundes des Benutzers innerhalb des Atemraums 18 in dem U-förmigen Rahmenteilstück 121 angeordnet ist und die Atemfrequenz des Benutzers detektiert, wird mithilfe der Steuereinheit 50 der Gebläsebetrieb in Abhängigkeit der Atmung des Benutzers gesteuert. Dazu wirken das Zuluftgebläse 30 und das Abluftgebläse 35 derart zusammen, dass der von dem Abluftgebläse 35 aus dem Atemraum 18 abgesaugte Abluftstrom A dem von dem Zuluftgebläse 30 zugeführten Zuluftstrom Z entspricht. Aufgrund dessen, dass der Benutzer durch seine Atmung während des Einatmens Luft aus dem Atemraum 18 entnimmt und während des Ausatmens Luft in den Atemraum 18 abgibt, muss eine permanente Anpassung der Gebläsedrehzahlen erfolgen, damit ein konstanter Luftstrom mit konstantem Druck innerhalb des Atemraums 18 gehalten wird. Durch die stetige Luftführung durch den Atemraum 18 und die Absaugung der Luft unterhalb des Kinns durch die Ablufteinlassöffnung 26 kann trotz des nach unten hin geöffneten Atemraums 18 keine ungefilterte Umgebungsluft von unten in den Atemraum 18 gelangen. Dadurch wird eine kontaktfreie Dichtung gebildet, sodass der Benutzer ausschließlich mit gefilterter Frischluft durch den Zuluftkanal 20 versorgt wird.
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Der Schutzhelm 10 weist des Weiteren einen gepolsterten Helmeinsatz 17 auf, der aus mehreren Polsterelementen gebildet ist. Die Polsterelemente sind an der Innenseite des Schutzhelm-Grundkörpers 11 angeordnet und sitzen beim Tragen des Schutzhelms 10 auf dem Kopf des Benutzers. Mithilfe von Polsterelementen unterschiedlicher Dicke kann der Helmeinsatz 17 an unterschiedliche Kopfgrößen und Kopfformen angepasst werden, sodass der Schutzhelm 10 sicher auf dem Kopf jedes beliebigen Benutzers sitzt.
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An dem Schutzhelm-Grundkörper 11 ist seitlich neben der Zuluftauslassöffnung 22 ein Head-Up Display Projektor 61 angeordnet, der die Statusinformationen des Schutzhelms 10 wie den Akkuladestand und die Filterkapazität als Head-Up Display 60 in den Sichtbereich des Benutzers auf das Gesichts-Visier 15 projiziert, wodurch der Benutzer jederzeit über den Status des Schutzhelms 10 informiert ist. Die dazu notwendigen Informationen werden von der Steuereinheit 50 überwacht und über eine geeignete Schnittstelle an den Head-Up Display Projektor 61 weitergegeben.
