DE19516015C1

DE19516015C1 - Safety helmet with annular air bag around wearer's neck

Info

Publication number: DE19516015C1
Application number: DE1995116015
Authority: DE
Inventors: Luigi Dr Ing Brambilla; Heinz Dipl Ing Knoll
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1995-05-02
Filing date: 1995-05-02
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2015-05-03

Abstract

The air bag (3) made of gas permeable textile has at least one inflator (6,7) for starting the at least one ignition device (9). The air bag retains a constant circular cross-sectional shape all round when inflated, and is divided into several equal symmetrical compartments (3a,3b) which are inflated simultaneously, each by its own inflator. The inflators are integrated inside the safety helmet (1). The ignition device has a sensor absorbing delayed action forces from all directions. The air bag's inlet has a check valve or backflow nonreturn valve.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzhelm mit einem einen Halsbereich einer den Schutzhelm tragenden Person schützenden, ringartigen Gaskissen, dem wenigstens eine Aufblasrichtung und wenigstens eine Zündeinrichtung zum Auslösen der wenigstens einen Aufblaseinrichtung zugeordnet ist.The invention relates to a protective helmet with a neck area and a protective helmet wearer protective, ring-like gas cushion, the at least one direction of inflation and at least one ignition device for triggering the at least one inflator assigned.

Aus der JP-2-160 906(A), die im Oberbegriff des Anspruchs 1 berücksichtigt ist, ist ein Schutzhelm mit einem einen Halsbereich einer den Schutzhelm tragenden Person schützenden, ringartigen Gaskissen bekannt, dem wenigstens eine Aufblaseinrichtung und wenigstens eine Zündeinrichtung zum Auslösen der wenigstens einen Aufblaseinrichtung zugeordnet ist, wobei das Gaskissen im aufgeblasenen Zustand über seine gesamte, den Halsbereich umgebende, axiale Länge eine im wesentlichen gleichbleibende Querschnittsform aufweist, deren Höhe im aufgeblasenen Zustand maximal etwa dem Abstand zwischen einer Unterkante des Schutzhelmes und einer Schulterpartie der den Schutzhelm tragenden Person entspricht. Das Gaskissen ist hier durch einen geschlossenen einteiligen und einkammerigen Ring gebildet, wodurch das Gasvolumen von einer Seite auf die andere Seite verschoben werden kann, und damit nicht in jedem Falle eine gleichmäßige Rundumabstützung des Kopfes mit dem Schutzhelm erreichbar ist.From JP-2-160 906 (A), which is considered in the preamble of claim 1, is a Protective helmet with a neck area protecting a person wearing the protective helmet, ring-like gas cushion known, the at least one inflator and at least one Ignition device for triggering the at least one inflator is assigned, wherein the gas cushion in the inflated state over its entire, surrounding the neck area, Axial length has a substantially constant cross-sectional shape, the height in inflated state at most about the distance between a lower edge of the Hard hat and a shoulder section of the person wearing the hard hat. The Gas cushion is formed here by a closed one-piece and single-chamber ring, whereby the gas volume can be shifted from one side to the other, and so that there is not always an even all-round support of the head with the Hard hat is reachable.

Ein Schutzhelm ist ebenfalls aus der DE 31 42 962 A1 bekannt. Der dort beschriebene Schutzhelm weist ein Luftkissen auf, das an einer Unterkante des Schutzhelmes in seinem zusammengefalteten Zustand angeordnet ist. Dem Luftkissen ist ein als Aufblaseinrichtung dienender Gasgenerator sowie eine Zündeinrichtung zugeordnet, die in einem Gefahrenfall das Aufblasen des Luftkissens bewirken. Im aufgeblasenen und befüllten Zustand umschließt das Luftkissen den Hals- und Nackenbereich der den Schutzhelm tragenden Person, wobei die Form des Luftkissens an die entsprechenden Konturen der zu schützenden Körperpartien angepaßt ist.A protective helmet is also known from DE 31 42 962 A1. The one described there Hard hat has an air cushion that is on a lower edge of the hard hat in its folded state is arranged. The air cushion is an inflator serving gas generator and an ignition device assigned to the in a dangerous situation Inflate the air cushion. In the inflated and filled state, this encloses Air cushions the neck and neck area of the person wearing the protective helmet, the Shape the air cushion to the corresponding contours of the body parts to be protected is adjusted.

Aus der US-PS 5 133 084 ist ein weiterer Schutzhelm bekannt, dessen Unterkante mit einem aufblasbaren, C-förmigen Ringelement versehen ist. Das aufblasbare Ringelement ist mit einer Schaumstoffummantelung versehen. Das Aufblasen des innerhalb der Schaumstoffummantelung vorgesehenen Schlauches erfolgt durch das Auslösen eines CO₂-Speichers, der mittels einer Reißleine zündbar ist. Das Ringelement umschließt sowohl im entleerten als auch im befüllten Zustand den Halsbereich einer den Schutzhelm tragenden Person schützend.Another protective helmet is known from US Pat. No. 5,133,084, the lower edge of which has a inflatable, C-shaped ring element is provided. The inflatable ring element is with a Provide foam coating. Inflating the inside of the foam wrap provided hose is done by triggering a CO₂ storage, which by means of a Rip cord is ignitable. The ring element encloses both in the emptied and in the filled Condition of the neck area of a person wearing the protective helmet.

In der DE 90 12 922 U1 ist ein Motorradschutzhelm beschrieben, dessen Polsterung durch ein Luftkissen ersetzt ist, welches durch eine Gaspatrone befüllt wird. Die Gaspatrone ist in den Schutzhelm integriert.DE 90 12 922 U1 describes a motorcycle protective helmet, the padding of which by Air cushion is replaced, which is filled with a gas cartridge. The gas cartridge is in the Safety helmet integrated.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schutzhelm der eingangs genannten Art zu schaffen, der in einem Gefahrenfall einen schnellen und zuverlässigen Schutz des Halsbereiches gewährleistet.The object of the invention is to provide a protective helmet to create the type mentioned in the event of a hazard quick and reliable protection of the neck area guaranteed.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gaskissen im aufgeblasenen Zustand über seine gesamte, den Halsbereich umgebende axiale Länge eine im wesentlichen gleichbleibende Querschnittsform aufweist, deren Höhe im aufgeblasenen Zustand maximal etwa dem Abstand zwischen einer Unterkante des Schutzhelmes und einer Schulterpartie der den Schutzhelm tragenden Person entspricht. Durch die im wesentlichen gleichbleibende Querschnittsform des Gaskissens wird eine schnelle und gleichmäßige Befüllung des Gaskissens erzielt. Dadurch, daß die Höhe des Gaskissens im aufgeblasenen Zustand auf den Abstand zwischen der Unterkante des Schutzhelmes und der Schulterpartie der den Schutzhelm tragenden Person abgestimmt ist, wird verhindert, daß bei einer Zündung und einem daraus resultierenden blitzschnellen Aufblasen des Gaskissens Zugkräfte auf den Halsbereich und auf die Halswirbelsäule der den Schutzhelm tragenden Person ausgeübt werden. Zudem wird der Halsbereich des Insassen durch das ringartige Gaskissen gegen bei einem Unfall von außen eindringende und am Insassen anprallende Gegenstände geschützt. Das Gaskissen ist in wenigstens zwei symmetrisch ausgebildete, gleich große Kammern unterteilt, die mittels der wenigstens einen Aufblaseinrichtung gleichzeitig befüllbar sind. Durch die Unterteilung des Gaskissens in mehrere Kammern wird eine Verschiebung des Gasvolumens innerhalb des Gaskissens aufgrund einer einseitigen Belastung des Gaskissens, insbesondere durch einen im Verhältnis zu den Schulterpartien schräggestellten Kopf der den Schutzhelm tragenden Person, verhindert. Das Gaskissen weist somit eine relativ gleichmäßige Innendruckverteilung über seinen gesamten Umfang auf. This object is achieved in that the gas cushion in inflated condition all over its neck area surrounding axial length is essentially the same Has cross-sectional shape, the height of which is inflated maximum about the distance between a lower edge of the Hard hat and a shoulder section of the hard hat corresponds to the person carrying it. By essentially constant cross-sectional shape of the gas cushion becomes a achieved fast and even filling of the gas cushion. Because the height of the gas cushion when inflated on the distance between the bottom edge of the safety helmet and the Matched shoulders of the person wearing the protective helmet is prevented from igniting and from one resulting lightning-fast inflation of the gas cushion tensile forces on the neck area and on the cervical spine of the Protective helmet-wearing person. In addition, the Neck area of the occupant against the ring-like gas cushion in the event of an accident entering from outside and on the occupant impacting objects protected. The gas cushion is in at least divided into two symmetrically designed chambers of equal size, which by means of the at least one inflator at the same time can be filled. By dividing the gas cushion into several Chambers will experience a shift in gas volume within the Gas cushion due to one-sided loading of the gas cushion, especially in relation to the shoulders inclined head of the person wearing the protective helmet, prevented. The gas cushion is therefore relatively uniform Internal pressure distribution over its entire circumference.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jede Kammer mit einer eigenen Aufblaseinrichtung versehen, wobei die Aufblaseinrichtungen mittels eines gemeinsamen Zündsignales einer gemeinsamen Zündeinrichtung auslösbar sind. Dadurch ist es möglich, für die jeweilige Kammer eine jeweils abgestimmte Füllgasmenge getrennt zu erzeugen, wodurch auch die Aufblaseinrichtungen, insbesondere Gasgeneratoren oder Druckspeicher, relativ klein und leicht gehalten werden können. Dieses im Vergleich zu einem zentralen, großen Gasgenerator oder Druckspeicher verringerte Gewicht ist insbesondere im Wettbewerbseinsatz des Schutzhelmes bei Sport- oder Rennfahrzeugen von entscheidender Bedeutung, da durch die auftretenden Massenkräfte jedes Mehrgewicht am Schutzhelm auf die Halsmuskulatur der den Schutzhelm tragenden Person übertragen wird.In a further embodiment of the invention, each chamber is included provided its own inflator, the Inflators by means of a common ignition signal a common ignition device can be triggered. That’s it possible, a coordinated for each chamber Generate fill gas quantity separately, which also the Inflation devices, in particular gas generators or Pressure accumulator, can be kept relatively small and light. This in comparison to a central, large gas generator or The pressure accumulator is particularly lightweight Competitive use of the safety helmet in sports or Racing vehicles vital because of the occurring mass forces any additional weight on the protective helmet the neck muscles of the person wearing the protective helmet is transmitted.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die gemeinsame Zündeinrichtung mit einem Verzögerungskräfte aus jeweils der fahrzeugspezifisch festgelegten x-, y- und z-Richtung aufnehmenden Sensor versehen. Diese Ausgestaltung gewährleistet eine zuverlässige Auslösung des Gaskissens in allen Gefahrensituationen.In a further embodiment of the invention is the common Ignition device with a retarding force from each Vehicle-specific x, y and z direction sensor. This configuration ensures reliable triggering of the gas cushion in all Dangerous situations.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Gaskissen aus einem gasdurchlässigen Gewebe, vorzugsweise einem Gassackgewebe (Airbaggewebe) hergestellt. Dadurch erfolgt durch das Gaskissen eine gezielte Energieaufnahme und ein ausreichender, der Auslösung nachfolgender Druckabbau in dem Gaskissen, der eine zuverlässige Entlastung für die den Schutzhelm tragende Person gewährleistet.In a further embodiment of the invention, the gas cushion is made of a gas-permeable fabric, preferably an airbag fabric (Airbag fabric). This is done through the gas cushion a targeted energy intake and sufficient, the Triggering subsequent pressure reduction in the gas cushion, the one Reliable relief for the person wearing the protective helmet guaranteed.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. In der nachfolgenden Beschreibung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen dargestellt.Further advantages and features of the invention result from the Subclaims. In the description below is a preferred embodiment of the invention based on the Drawings shown.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schutzhelmes, dessen Unterkante mit einem ringförmigen, aufblasbaren Gaskissen versehen ist, und Fig. 1 shows schematically a side view of an embodiment of a protective helmet according to the invention, the lower edge of which is provided with an annular, inflatable gas cushion, and

Fig. 2 eine Draufsicht auf das an dem Schutzhelm angeordnete Gaskissen nach Fig. 1, aus der die Unterteilung des Gaskissens in zwei Kammern erkennbar ist. Fig. 2 is a plan view of the gas cushion arranged on the protective helmet according to Fig. 1, from which the division of the gas cushion into two chambers can be seen.

Ein Schutzhelm (1) nach Fig. 1 stellt einen Integralhelm dar, der eine durchgehend umlaufende Unterkante (2) aufweist. Der Schutzhelm (1) ist aus einem an sich bekannten stabilen Material, insbesondere Kunststoff, hergestellt und ist auf seiner Innenseite mit einer Polsterung versehen. Der Schutzhelm (1) ist auf einen Kopf einer Person (4) aufgesetzt. An der Unterkante (2) des Schutzhelmes (1) ist ein ringförmiges Gaskissen (3) angeordnet, das in seinem Ruhezustand entsprechend der einen Darstellung in Fig. 1 balgartig und schmal zusammengefaltet ist. Das Gaskissen (3) umschließt einen Halsbereich (5) der Person (4) nahezu vollständig, wie aus Fig. 2 erkennbar ist.A protective helmet ( 1 ) according to FIG. 1 represents an integral helmet which has a continuous lower edge ( 2 ). The protective helmet ( 1 ) is made of a known stable material, in particular plastic, and is padded on the inside. The protective helmet ( 1 ) is placed on a person's head ( 4 ). On the lower edge ( 2 ) of the protective helmet ( 1 ) an annular gas cushion ( 3 ) is arranged, which is folded like a bellows and narrow in its rest state according to the one illustration in Fig. 1. The gas cushion ( 3 ) encloses a neck area ( 5 ) of the person ( 4 ) almost completely, as can be seen in FIG. 2.

Das Gaskissen (3) weist zwei gleich große, symmetrisch zu einer vertikalen Mittellängsebene des Gaskissens (3) angeordnete Kammern (3a, 3b) auf, die durch eine in der Mittellängsebene ausgerichtete Trennwand (10) voneinander getrennt sind. Jede der beiden Kammern (3a, 3b) ist mit einer eigenen Aufblaseinrichtung (6, 7) versehen, die vorzugsweise einen Gasgenerator oder einen Druckspeicher darstellt. Da beim dargestellten Ausführungsbeispiel beide Aufblaseinrichtungen (6, 7) im Schutzhelm (1) integriert sind, ist aus Gewichtsgründen das Vorsehen von Gasgeneratoren vorteilhaft. Ein Gasgenerator (6) ist der Kammer (3a) und der andere Gasgenerator (7) der Kammer (3b) zugeordnet. Der als Aufblaseinrichtung dienende Gasgenerator (6) ist mittels eines Rückschlagventiles (11a) an die Kammer (3a), der Gasgenerator (7) mittels eines Rückschlagventiles (11b) an die Kammer (3b) angeschlossen. Bei der Verwendung eines Druckspeichers ist anstelle eines Rückschlagventiles eine Rückströmklappe vorgesehen. Diese verhindern einen vorzeitigen Druckabfall in den Gaskissen (3a bzw. 3b). Falls die Aufblaseinrichtungen, d. h. Gasgeneratoren oder Druckspeicher, nicht am Schutzhelm selbst angeordnet, sondern gemäß anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen von diesen getrennt fahrzeugfest oder personenfest angeordnet sind, sind Rückschlagventile und Rückströmklappen besonders vorteilhaft.Two gas cushions (3) has the same size, symmetrically about a vertical longitudinal center plane of the gas cushion (3) arranged chambers (3 a, 3 b) which are separated from each other by an aligned in the central longitudinal plane partition (10). Each of the two chambers (3 a, 3 b) is provided with a separate inflator (6, 7), which is preferably a gas generator or an accumulator. Since both inflators ( 6 , 7 ) are integrated in the protective helmet ( 1 ) in the illustrated embodiment, the provision of gas generators is advantageous for weight reasons. A gas generator ( 6 ) is assigned to the chamber ( 3 a) and the other gas generator ( 7 ) to the chamber ( 3 b). Serving as the inflator gas generator (6), (a 11) to the chamber (3 a), the gas generator (7) by means of a check valve (11 b) to the chamber (3 b) connected by means of a check valve. When using a pressure accumulator, a non-return valve is provided instead of a check valve. These prevent premature pressure drops in the gas cushions ( 3 a or 3 b). If the inflators, ie gas generators or pressure accumulators, are not arranged on the protective helmet itself, but are arranged separately from them in a vehicle-fixed or person-fixed manner according to other exemplary embodiments according to the invention, check valves and backflow flaps are particularly advantageous.

Im aufgeblasenen Zustand weisen beide Kammern (3a, 3b) und damit auch das Gaskissen (3) einen nahezu kreisförmigen Querschnitt auf (Fig. 1). Der Durchmesser dieses Querschnitts, d. h. die Höhe des aufgeblasenen Gaskissens (3), entspricht etwa dem Abstand zwischen der Unterkante (2) des Schutzhelmes (1) und den entsprechenden Schulterpartien der Person (4), so daß bei einem schlagartigen Aufblasen des Gaskissens (3) keine Zugkräfte auf den Halsbereich (5) und auf eine Halswirbelsäule der Person (4) auftreten können. Beide Kammern (3a, 3b) und damit auch das Gaskissen (3) weisen über ihren gesamten Umfang einen gleichbleibenden Querschnitt auf, d. h. der kreisförmige Querschnitt des Gaskissens (3) behält über den gesamten Umfang des Gaskissens (3) den gleichen Durchmesser. Dadurch wird eine gleichmäßige und schnelle Befüllung der Kammern (3a, 3b) gewährleistet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 werden beide Gasgeneratoren (6 und 7) durch ein gemeinsames Zündsignal einer gemeinsamen Zündeinrichtung (9) ausgelöst. Dazu ist die Zündeinrichtung (9) mittels einer einzelnen Zündleitung (8) an die beiden Gasgeneratoren (6, 7) angeschlossen, die sich im Bereich der voneinander getrennten Gasgeneratoren (6, 7) verzweigt. Beide Gasgeneratoren (6, 7) erhalten daher in einem Gefahrenfall gleichzeitig ein gemeinsames Zündsignal von der Zündeinrichtung (9), das wiederum durch einen Sensor ausgelöst wurde, der entsprechende Verzögerungskräfte aus allen Richtungen aufnimmt. Das Gaskissen (3) und damit sowohl die Kammer (3a) als auch die Kammer (3b) sind aus einem gasdurchlässigen Gewebe, vorzugsweise einem Gassackgewebe (Airbaggewebe) hergestellt, das nach einem schlagartigen Aufblasen des Gaskissens (3) einen nachfolgenden, gesteuerten Druckabbau gewährleistet.In the inflated state, both chambers ( 3 a, 3 b) and thus also the gas cushion ( 3 ) have an almost circular cross section ( FIG. 1). The diameter of this cross-section, ie the height of the inflated gas cushion ( 3 ), corresponds approximately to the distance between the lower edge ( 2 ) of the protective helmet ( 1 ) and the corresponding shoulder parts of the person ( 4 ), so that when the gas cushion ( 3 ) no tensile forces can occur on the neck area ( 5 ) and on a cervical spine of the person ( 4 ). Both chambers (3 a, 3 b) and thus also the gas cushion (3) have over their entire circumference to a constant cross-section, ie, the circular cross section of the gas bag (3) remains over the entire circumference of the gas cushion (3) of the same diameter. This ensures that the chambers ( 3 a, 3 b) are filled evenly and quickly. In the illustrated embodiment according to FIGS. 1 and 2, both gas generators ( 6 and 7 ) are triggered by a common ignition signal from a common ignition device ( 9 ). For this purpose, the ignition device ( 9 ) is connected to the two gas generators ( 6 , 7 ) by means of a single ignition line ( 8 ), which branches in the area of the gas generators ( 6 , 7 ) which are separate from one another. In the event of danger, both gas generators ( 6 , 7 ) therefore receive a common ignition signal from the ignition device ( 9 ), which in turn was triggered by a sensor that absorbs the corresponding deceleration forces from all directions. The gas cushion ( 3 ) and thus both the chamber ( 3 a) and the chamber ( 3 b) are made of a gas-permeable fabric, preferably a gas bag fabric (airbag fabric), which, following an abrupt inflation of the gas cushion ( 3 ), controlled a subsequent one Pressure reduction guaranteed.

Claims

1. Protective helmet with an annular gas cushion protecting a neck area of a person wearing the protective helmet, to which at least one inflator and at least one ignition device for triggering the at least one inflator is assigned, the gas cushion being inflated over its entire axial length surrounding the neck area has essentially the same cross-sectional shape, the height of which in the inflated state corresponds at most to the distance between a lower edge of the protective helmet and a shoulder area of the person wearing the protective helmet, characterized in that the gas cushion ( 3 ) is divided into several chambers ( 3 a, 3 b) is.

2. Safety helmet according to claim 1, characterized in that the gas cushion ( 3 ) has a round cross section in the inflated state.

3. Safety helmet according to claim 1, characterized in that the gas cushion ( 3 ) is divided into at least two symmetrically designed, equally large chambers ( 3 a, 3 b) which can be filled simultaneously by means of the at least one inflator ( 6 , 7 ).

4. Protective helmet according to claim 3, characterized in that each chamber ( 3 ) is provided with its own inflator ( 6 , 7 ), wherein the inflators ( 6 , 7 ) can be triggered by means of a common ignition signal of a common ignition device ( 9 ).

5. Protective helmet according to claim 4, characterized in that the inflators ( 6 , 7 ) are integrated in the protective helmet ( 1 ).

6. Protective helmet according to claim 4, characterized in that the common ignition device ( 9 ) is provided with a decelerating force sensor from all directions.

7. Protective helmet according to claim 1, characterized in that the gas cushion ( 3 ) is made of a gas-permeable fabric.

8. Safety helmet according to claim 1, characterized in that a check valve ( 11 a, 11 b) or a backflow flap is provided in the gas access of the gas cushion ( 3 ).