DE19820228A1 - Stoßschutzvorrichtung zur Verwendung an Arbeitskleidung, Sportkleidung und dergleichen - Google Patents

Abstract

Es wird eine Stoßschutzvorrichtung zur Verwendung an Arbeitskleidung, Sportkleidung und dgl., wie Jacken und Overals, bereitgestellt. Der Schutz besteht darin, daß eine Mehrzahl von aufblasbaren Kissen (2) vorgesehen sind, die sich an der äußeren Oberfläche des Kleidungsstücks (1) befinden und entsprechend den am meisten gefährdeten Körperzonen angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft die Bereitstellung einer Schutzvorrichtung an Arbeits- oder Sportkleidung mit dem Zweck, die Schäden zu begrenzen, die sich aus heftigen Stößen ergeben können, denen eine Person während der Arbeit oder der Ausübung einer sportlichen Aktivität ausgesetzt sein kann.

Es ist bekannt, daß Personen bei der Arbeit oder beim Sport infolge von heftigen Stößen schwere oder sogar tödliche Unfälle erleiden.

In der Industrie besteht eine der häufigsten Unglücksursachen in einem Sturz von Gerüsten, Bühnen oder dergl., während bei sportlichen Aktivitäten eine Quelle für schwere Unglücksfälle in Stürzen oder in Stößen bei der Ausübung bestimmter Aktivitäten, wie Motorradsport, Alpinismus oder Reiten, besteht.

In der Industrie begegnet man den durch Stürzen hervorgerufenen Unglücksfällen mit strengen Sicherheitsbestimmungen, während auf dem Gebiet des Sports Schutzeinrichtungen gegen heftige Stöße als Folge von Stürzen, Verlassen der Piste und ähnlichen Unglücksfällen durch Schutzwälle oder durch die bekannten "Airbags", die aus Luftkissen bestehen, die sich unmittelbar nach einem unvorhergesehenen Schlag aufblasen, bereitgestellt werden.

Diese Systeme begrenzen zwar die Folgen eines heftigen Stoßes, weisen aber mindestens zwei Arten von Nachteilen auf.

Der erste Nachteil besteht darin, daß man sich eines äußeren Trägers bedienen muß. Wenn man beispielsweise einen Airbag einsetzt, ist es erforderlich, diesen in einem Kraftfahrzeug in einer in bezug auf den Fahrer optimalen Position zu installieren.

Der zweite Nachteil besteht in der Tatsache, daß dieser Schutz losgelöst von der zu schützenden Person und immer in einer festgelegten Position erfolgt, während die Gefahrensituationen sich in verschiedenen Positionen ergeben, für die die Schutzwirkung nicht immer optimal ist. Beispielsweise bringt die Verwendung eines Airbags zwar einen großen Vorteil in der Kraftfahrzeugindustrie mit sich, hat aber bisher auf dem Gebiet des Motorradsports keine konkrete Anwendung gefunden, da die Anwendungsbedingungen eines derartigen Schutzes unterschiedlich sind.

Tatsächlich besteht bei der Anwendung von Airbags im Kraftfahrzeugsektor der Zweck darin, die durch einen frontalen Stoß hervorgerufenen Schäden zu begrenzen, wobei der Fahrer daran gehindert wird, nach vorne geschleudert zu werden. Somit ist die Richtung des schützenden Eingriffs genau definiert. Das einzige Problem für die korrekte Funktionsweise besteht darin, die optimale Geschwindigkeit der Auffüllung des Luftkissens festzulegen.

Beim Motorradfahren kann dagegen der Fahrer im Fall eines unfallbedingten Stoßes oder Sturzes in alle Richtungen geschleudert werden, während die Schutzwirkung eines Airbags, der am Rahmen des Motorrads befestigt ist, sich nur in eine einzige Richtung entfalten kann, und zwar so, daß der Fahrer nach oben über das Hindernis, auf das das Motorrad aufgetroffen ist, hinausgeschleudert wird. Daher ist die Sicherheitswirkung erheblich beschränkt.

Beim gegenwärtigen Stand der Technik erfolgt der Schutz von Arbeitern, die gefährliche Arbeiten verrichten oder von Athleten, die an sportlichen Wettbewerben beteiligt sind, gegen heftige Stöße mittels sogenannter passiver Schutzvorrichtungen, bei denen es sich insbesondere um Jacken, Overalls und dergl. handelt, die mit besonderen Polsterungen, die im Fall eines Sturzes den Aufprall auf den Boden abmildern, versehen sind.

Derartige Kleidungsstücke sind wegen der Polsterungszonen gelegentlich wenig praktisch, wenn nicht sogar störend, was beispielsweise bei Anwendungen der Fall ist, wo es auf eine äußerste Geschmeidigkeit der Körperbewegungen ankommt, beispielsweise bei einem Motorradfahrer.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stoßschutzvorrichtung bereitzustellen, die nach dem gleichen Prinzip eines durch Luft aufblasbaren Kissens oder Airbags wirkt, und die folgenden Merkmale aufweist:

• - sie wird direkt an der Kleidung von zu schützenden Personen angebracht;
• - sie ist nur an den Körperzonen, die größeren Gefahren ausgesetzt sind, vorhanden;
• - sie verursacht in Ruhestellung eine minimale Behinderung und beschränkt die Beweglichkeit der Person nicht;
• - sie kann außer durch einen mechanischen Eingriff oder durch ein elektronisches Signal auch durch einen stimmlichen Reiz ausgelöst werden, der in geeigneter Weise abgestimmt und gegebenenfalls von der in Gefahr befindlichen Person ausgeübt wird;
• - sie verwendet zum Aufblasen neben inerten Gasen und festen Treibmitteln auch an sich bekannte, mit Treibwirkung versehene textile Werkstoffe.

Konstruktiv besteht die erfindungsgemäße Stoßschutzvorrichtung zur Anwendung an verschiedenen Kleidungsstücken, die nachstehend mit dem Sammelbegriff Overall bezeichnet werden, im wesentlichen aus drei Teilen:

• - einer Mehrzahl von aufblasbaren Hüllen oder Luftkissen, die auf eine äußere Oberfläche des Overalls aufgebracht sind;
• - einem Gasgenerator zum Aufblasen der einzelnen Kissen; und
• - einer Schaltung zur Verbindung sämtlicher Luftkissen und zur Übermittlung des Aufblasimpulses an diese.

Im einzelnen bestehen die Hüllen oder Luftkissen im wesentlichen aus Beuteln aus dem gleichen Material wie der textile Werkstoff (Gewebe) des gesamten Overalls oder aus einem hochwertigeren Material. Dieses Material muß insbesondere eine erhebliche mechanische Festigkeit, eine ausreichende Wärmebeständigkeit und eine erhebliche Abriebfestigkeit aufweisen.

Beispielsweise kommen Gewebe auf Nylon-Basis in Frage, die mit speziellen Fasern, die unter der Bezeichnung "Keflar" vertrieben werden, verstärkt sind.

Ferner muß der Schußfaden dieses Materials so beschaffen sein, daß er eine Transpiration in der Weise ermöglicht, daß das Aufblasgas während der Stoßeinwirkung nach außen entweichen kann, um den Aufprall weniger heftig zu machen.

Der Vorgang des Entleerens des Kissens wird ferner durch die Anwesenheit von Löchern in der Hülle geregelt, die so versiegelt sind, daß unter dem Einfluß einer plötzlichen Druckerhöhung des Aufblasfluids diese Siegelverschlüsse automatisch aufbrechen und die freie Entleerung des unter Druck stehenden Fluids ermöglichen.

Auf dem Overall weisen die verschiedenen Luftkissen im aufgeblasenen Zustand vorteilhafterweise unterschiedliche Abmessungen und Volumina je nach der Intensität des vorhersehbaren Stoßes, dem sie entgegenwirken müssen, auf.

Bei sehr hohen Gefährdungsbedingungen können mehrere Kissen gekoppelt übereinander angeordnet werden, so daß nach dem Aufblasen mindestens zwei übereinandergeordnete Schichten von Abteilen, die voneinander getrennt sind, vorliegen.

Eine derartige doppelte Anordnung gewährleistet einen weniger heftigen Aufprall und bietet darüber hinaus immer noch eine vollständige Sicherheit für den Fall, daß das äußerste Kissen beim Kontakt mit dem Hindernis brechen und sich somit unerwarteterweise entleeren sollte.

Der Gasgenerator zum Aufblasen, der in jedem Kissen vorhanden ist, kann aus einem festen Treibmittel (beispielsweise Natriumazid in Granulatform) bestehen, das durch einen elektrischen Impuls zum Verpuffen gebracht wird, wobei Stickstoffgas erzeugt wird.

Dieses Verfahren, das üblicherweise beim Aufblasen von in Kraftfahrzeugen angebrachten Airbags angewandt wird, erweist sich bei Anwendungen, wo die Aufblaszeit sehr begrenzt ist, als gefährlich.

Tatsächlich befindet sich eine Wand der einzelnen Luftkissen in direktem Kontakt mit dem Körper der Person, so daß bei raschem Aufblasen zusammen mit der Tatsache, daß sich der anfängliche rasche Verpuffungsvorgang auf einen begrenzten Raum beschränkt, auf den Körper Drücke ausgeübt werden, die ebenso gefährlich wie die stoßbedingten Unfalleinwirkungen ohne Schutz sind.

Eine mögliche Lösung zur Beseitigung dieses Nachteils besteht darin, daß man für die Kissen unterschiedliche Aufblaszeiten vorsieht sowie ihre Kontaktoberfläche mit dem Körper möglichst gering hält und gegebenenfalls ihre Anzahl erhöht.

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß man als Element zum Aufblasen der einzelnen Kissen ein spezielles Gewebe mit Treibmittelwirkung auf der Basis von Natriumazid verwendet.

Ein derartiges Gewebe, das im Hohlraum des Kissens befestigt ist, ist so beschaffen, daß es eine allmähliche Verpuffung erfährt, wodurch auch der Aufblasvorgang dieses Kissens allmählich, aber immer noch innerhalb sehr kurzer Zeiten erfolgt.

Im Fall von großen Oberflächen ist es zweckmäßig, zwei mit unterschiedlichen Systemen aufgeblasene Kissen zu koppeln, und zwar ein inneres Kissen mit Inertgas und ein äußeres Kissen mit einem Gewebe mit Treibmittelwirkung.

Um die Verpuffung zu steuern, wird eine elektronische Steuerzentrale vorgesehen, die mit sämtlichen Kissen verbunden ist und auf verschiedenartige Weise betätigt wird, und zwar mechanisch durch Reißen oder Lösen einer damit verbundenen Leine, als Folge einer heftigen Bewegung der Person oder aufgrund von Sendesignalen und schließlich mittels eines in geeigneter Weise identifizierbaren Tonsignals (stimmlichen Signals).

Insbesondere kann das stimmliche Signal auf Merkmale der Stimme der Person, die den Schutzoverall trägt, abgestimmt werden.

Auf diese Weise stellt der schützende Vorgang nicht eine Folge des Unfalls dar, sondern kann von der Person, die sich in einem Gefahrenzustand befindet, vorher ausgelöst werden.

Beispielsweise kann bei Motorradrennen der Fahrer ein bestimmtes Tonsignal (stimmliches Signal) von sich geben und damit in letzter Konsequenz das Aufblasen der am Overall angebrachten Schutzkissen hervorrufen, bevor es zum Aufprall auf dem Boden oder auf anderen Hindernissen kommt.

Das stimmliche Signal kann aus einem Wort oder aus einem besonderen Schrei, der vom Fahrer ausgestoßen wird, bestehen. Dieses Signal wird von einem Mikrofon empfangen, das im Mund, in der Nähe des Mundes oder am Sturzhelm angebracht oder außen an den Stimmbändern mittels eines Pflasters angeklebt oder von einem Halsband gehalten wird.

Das verwendete Mikrofon ist so abgeschirmt, daß nur die aus einer definierten Quelle stammenden Schallwellen erfaßt werden.

Diese Art der Anwendung des Mikrofons erweist sich als entscheidend, da es die einzige Vorrichtung darstellt, die während einer dynamisch angespannten Situation des Körpers betätigt werden kann.

Die elektronische Zentrale von sehr begrenzten Abmessungen kann am Schutzoverall vorzugsweise am Gürtel angebracht oder außerhalb, beispielsweise am Rahmen des Motorrads, befestigt werden.

Schließlich ist es vorteilhafterweise vorgesehen, daß das Oberteil des Overalls mit einem Haken versehen ist, der in geöffnetem Zustand das rasche Ausziehen des Kleidungsstücks ermöglicht.

Das Aushaken erfolgt mittels eines elektronischen Signals, das von der Zentrale automatisch nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne nach dem Aufprall oder mittels direkter Betätigung eines daran angebrachten Druckknopfes ausgelöst wird.

Die Zentrale wird durch einen Schalter zum Ein/Ausschalten und durch ein Leuchtsignal, das den An/Aus- Zustand anzeigt, vervollständigt.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden nachstehend anhand einer Beschreibung einer beispielhaften, aber nicht beschränkenden möglichen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen mit einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung versehenen Overall;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 des aufblasbaren Kissens, bei dem zum Aufblasen eines Beutels ein als Treibmittel dienendes Gewebe und zum Aufblasen eines weiteren Beutels Inertgas oder ein festes Treibmittel verwendet werden; und

Fig. 3 ein Funktionsschema der elektronischen Steuerzentrale der Anlage.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind an der äußeren Oberfläche des Kleidungsstücks 1, bei dem es sich beispielsweise um einen Overall für einen Motorradfahrer handeln kann, Stoßschutzvorrichtungen 2 vorhanden, die entsprechend den am stärksten schutzbedürftigen Körperzonen angebracht sind.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht jede Schutzvorrichtung 2 aus zwei Beuteln 3 und 4, die als aufblasbare Kissen dienen.

Im Hohlraum des Beutels 3 befindet sich ein Stück eines als Treibmittel dienenden Gewebes 5, das Gas zum Aufblasen erzeugt, während der Beutel 4 mittels eines Inertgases oder durch Explosion eines festen Treibmittels aufgeblasen wird.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Stoßschutzvorrichtung wird von einer elektronischen Zentrale 6 gesteuert, die vorteilhafterweise am Gürtel des Overalls angebracht ist. Die Zentrale empfängt die Signale eines Aufpralls und schickt Aufblasimpulse zu den einzelnen Kissen.

Wie aus dem Schema von Fig. 3 ersichtlich, ist können die Aufprallsignale der Zentrale mittels einer mechanischen Reißverbindung 7, eines Sensors 8 für elektromagnetische Wellen oder eines Mikrofons 9 übermittelt werden.

Die von der Zentrale ausgesandten Ausgangssignale bewirken die Auslösung der verschiedenen Aufblasvorrichtungen, die dargestellt werden durch: Beutel 10 mit einem Gehalt an dem als Treibmittel wirkenden Gewebe 11, das durch die Detonationsvorrichtung 12 zum Verpuffen gebracht wird; Beutel 13, die festes, granulatförmiges Treibmittel enthalten, das durch die Detonationsvorrichtung 14 zum Verpuffen gebracht wird; Beutel 15, die durch Inertgas aufgeblasen werden, das in der externen kleinen Bombe 16 enthalten ist, die durch ein Elektroventil 17 reguliert wird; und mit einer Doppelschicht versehene Beutel 18, die durch Kombination eines Beutels vom Typ 10 mit einem Beutel der übrigen Typen 13 bis 15 erhalten worden sind.

Die Zentrale bewirkt ferner das Aussenden eines Signals zum Aushaken des Verschlußhakens 19 der Overalljacke, wobei dieser Vorgang automatisch nach Ablauf einer bestimmten, programmierten Zeitspanne oder manuell mittels eines an der Zentrale selbst vorhandenen Druckknopfes 20 erfolgen kann.

Die Zentrale 6 wird vervollständigt durch einen manuellen An/Aus-Schalter 21 zum Ein/Ausschalten und eine Leuchtfunktionsanzeige 22 sowie eine Antenne 23 zum Empfangen eventueller externer Signale unterschiedlicher Natur, beispielsweise zum Einschalten/Ausschalten der Zentrale selbst. Die Stromversorgung erfolgt über eine interne Batterie 24.

Claims (20)

1. Stoßschutzvorrichtung zur Verwendung an Arbeitskleidung, Sportkleidung und dergl., wie Jacken, Overalls und dergl., die aus einer Mehrzahl von aufblasbaren Kissen (2) besteht, die an der äußeren Oberfläche dieser Kleidungsstücke (1) vorgesehen sind und entsprechend der am meisten schutzbedürftigen Zonen des Körpers angeordnet sind, wobei die Kissen (2) gleichzeitig mit dem Eintritt eines Unfalls aufgeblasen werden, um im Fall eines Sturzes, beim Auftreffen auf Hindernisse oder bei anderen Unfallereignissen eine Schadensbegrenzung herbeizuführen, wobei jedes Kissen (2) mit einem Gasgenerator zum raschen Aufblasen versehen ist, wobei die Schutzvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß eine elektronische Schaltung zur Verbindung sämtlicher Luftkissen (2) und eine Zentrale (6) zur Betätigung des Aufblasimpulses für die einzelnen Kissen (2) vorgesehen sind.

2. Stoßschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Luftkissen so beschaffen sind, daß sich Beutel aus einem Material von erheblicher mechanischer und thermischer Beständigkeit und Abriebbeständigkeit ergeben, wobei das Material eine durchlässige Struktur insofern aufweist, als es die Entleerung des Aufblasgases während der Stoßeinwirkung ermöglicht, wobei dieses Material vorzugsweise aus einem Materialtyp auf der Basis von Nylon mit Verstärkungsfasern aus "Keflar" besteht.

3. Stoßschutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem aufblasbaren Kissen ein Siegel vorhanden ist, das während des Stoßvorgangs brechen kann, um die Entleerung des Aufblasgases aus dem Kissen selbst zu erleichtern.

4. Stoßschutzvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufblasbaren Kissen unterschiedliche Aufblasvolumina je nach dem zu schützenden Körperteil und je nach der Stoßintensität, der sie entgegenwirken müssen, aufweisen.

5. Stoßschutzvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bereich der Stoßschutzvorrichtung (2) aus mindestens zwei übereinander angeordneten Beuteln besteht, so daß nach dem Aufblasen zwei Schichten aus übereinandergeordneten, voneinander getrennten Abteilen entstehen.

6. Stoßschutzvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufblasgas des Beutels (10) mittels Verpuffung eines als Treibmittel dienenden Gewebes (11), das sich im Hohlraum des aufzublasenden Kissens (3) befindet, bereitgestellt wird, wobei das Gewebe eine durch eine Detonationsvorrichtung (12) ausgelöste allmähliche Verpuffung ergibt, so daß es zu einem allmählichen Aufblasvorgang kommt, wobei das als Treibmittel dienende Gewebe aus einer Natriumazid-Grundlage gebildet wird,

7. Stoßschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufblasgas des Beutels (13) mittels Verpuffung eines festen Treibmittels in granulierter oder pulverförmiger Form unter Einwirkung einer Detonationsvorrichtung (14) bereitgestellt wird.

8. Stoßschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufblasen des Beutels (15) mittels eines inerten Gases erreicht wird, das aus einer externen kleinen Bombe (16), die von einem Elektroventil (17) gesteuert wird, stammt.

9. Stoßschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufblasen der nebeneinander liegenden oder übereinander angeordneten Beutel mit unterschiedlichen Aufblassystemen erreicht wird, wobei vorzugsweise der äußere Beutel von dem als Treibmittel dienen Gewebe aufgeblasen werden kann.

10. Stoßschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der Steuerzentrale (6) zum Auslösen des Aufblasens der Mehrzahl von Kissen mechanisch, mittels einer mechanischen Verbindung (7) zum Aufreißen oder Aushaken einer in geeigneter Weise gespannten Leine als Folge einer heftigen Bewegung der zu schützenden Person erfolgt.

11. Stoßschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der Steuerzentrale (6) zum Auslösen des Aufblasens der Mehrzahl von Kissen durch Emission eines Tonsignals (stimmlichen Signals), das von einem Mikrofon (9) empfangen wird, erfolgt.

12. Stoßschutzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Tonsignal zur Betätigung der Zentrale von der Person, die die Schutzkleidung trägt, ausgegeben wird.

13. Stoßschutzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Tonsignal von einem Mikrofon erfaßt wird, das sich in der Nähe des Mundes der zu schützenden Person befindet.

14. Stoßschutzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Mikrofon im Innern des Mundes der zu schützenden Person befindet.

15. Stoßschutzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrofon außen in der Nähe der Stimmbänder der zu schützenden Person mittels eines Klebstoffträgers oder mechanisch angebracht ist, wobei das Mikrofon so abgeschirmt ist, daß es nur die von den Stimmbändern selbst kommenden Schallwellen erfaßt.

16. Stoßschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrale (6) das Aushaken des Hakens (19) zum Verschließen der Overalljacke steuert.

17. Stoßschutzvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Aushaken des Hakens (19) automatisch nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Stoß mittels eines elektronischen Signals erfolgt.

18. Stoßschutzvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Aushaken des Hakens (19) manuell durch Betätigung des an der Zentrale (6) vorhandenen Druckknopfes (20) erfolgt.

19. Stoßschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufblassteuerzentrale am Kleidungsstück der zu schützenden Person vorzugsweise im Bereich des Gürtels der Kleidung angebracht ist.

20. Stoßschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein/Ausschalten der Zentrale (6) durch wellenförmige Signale, die von der Antenne (23) empfangen werden, vorgenommen wird.