DE202007003602U1 - Sport e.g. cycling, helmet, has outer helmet shell with air guiding edges, which extend based on front side via eye region of carrier directly at or in small distance over upper edge of view opening at upper surface of outer shell - Google Patents

Sport e.g. cycling, helmet, has outer helmet shell with air guiding edges, which extend based on front side via eye region of carrier directly at or in small distance over upper edge of view opening at upper surface of outer shell Download PDF

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Abstract

The helmet has an inner helmet shell (2), and an outer helmet shell (1) with air guiding edges (3a, 3b), which extend based on a front side via an eye region of a carrier directly at or in small distance over an upper edge (5) of a view opening at an upper surface of the outer shell in a flow direction. The air guiding edges end at a rear lower region of the helmet, at a neck closure (6) or at small distance that is equal to distance of a front helmet region. The air guiding edges are designed as groove or dome-shape with a specific depth and/or height and with a specific width. An independent claim is also included for a single or multi-part outer shell for a sports helmet, comprising air guiding edges.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sporthelm mit geringem Luftwiderstand.The The invention relates to a sports helmet with low air resistance.

Bei verschiedensten Sportarten, z.B. beim Radsport oder beim Skiabfahrtslauf, ist es angebracht, einen Helm zu tragen bzw. sind diese vorgeschrieben. Insbesondere im Wettkampfbereich und im Hochleistungssport spielt dabei der Luftwiderstand der Helme, neben anderen wichtigen Eigenschaften wie z.B. der Schlagabsorptionsfähigkeit oder dem Gewicht, eine große Rolle. Je nach Anwendungsgebiet sind verschiedene Helmformen bekannt. Alle Formen weisen im Stirnbereich eine Sichtöffnung auf. Insbesondere bei Radfahrern kommen Helme zum Einsatz, welche nur den oberen Kopfbereich überdecken und die Ohren frei bleiben. Bei Ski- und Snowboardfahrern finden Helme Anwendung, welch zusätzlich die Ohren überdecken. Diese Helme schließen im Vergleich zu oben genannten Fahrradhelmen tiefer im Nackenbereich ab. Weiterhin bekannt sind Integralhelme, welche den gesamten Kopf des Trägers inklusive des Kinnbereiches umschließen Im Sport- und Freizeitbereich werden Helme eingesetzt, die eine harte, schlagabweisende Außenschale aufweisen, die mit einer dämpfenden, energievernichtenden Innenschale, verbunden ist. Das Material der schlagresistenten, jedoch elastischen Außenschale ist im allgemeinen mit Kevlar-, Glas- oder Carbonfasern verstärkter Kunststoff. Die Außenschale kann dabei ein- oder mehrteilig gefertigt sein. Die Innenschale besteht aus Hartschaum z.B. aus expandiertem Polystyrol, oder einem vergleichbaren Leichtbauwerkstoff. Die Verbindung von Außen- und Innenschale kann form-, kraft- oder stoffschlüssig erfolgen.at various sports, e.g. in cycling or downhill skiing, it is appropriate to wear a helmet or are these prescribed. Especially in competition and high performance sports while the air resistance of the helmets, among other important properties such as. the impact absorption capacity or the weight, a big one Role. Depending on the field of application, different types of helmets are known. All forms have a viewing opening in the forehead area. Especially at Cyclists use helmets, which only cover the upper head area and keep your ears clear. Find with skiers and snowboarders Helmets application, which in addition Cover the ears. Close these helmets in comparison to the above-mentioned bicycle helmets deeper in the neck area from. Also known are integral helmets, which cover the entire head of the carrier including the chin area in the sports and leisure area helmets are used, which are a hard, impact-resistant outer shell having a damping, energy-dissipating inner shell, is connected. The material of impact-resistant, but elastic outer shell is in general Kevlar, glass or carbon fiber reinforced plastic. The outer shell can be made in one or more parts. The inner shell consists of hard foam e.g. made of expanded polystyrene, or one comparable lightweight material. The connection of foreign and Inner shell can be positive, cohesive or cohesive.

Die DD 253 759 A1 beschreibt einen Helm mit einer Abrisskante im hinteren oberen Bereich der Helmkalotte. Diese Abrisskante reduziert dabei vor allem die Auftriebskräfte des Helmes, und damit die durch den Kinngurt übertragenen Kräfte auf den Halsbereich des Trägers.The DD 253 759 A1 describes a helmet with a tear-off edge in the rear upper area of the helmet shell. This spoiler edge reduces primarily the buoyancy forces of the helmet, and thus the forces transmitted through the chin strap forces on the neck area of the wearer.

In der DE 33 20 301 C1 wird ein Sturzhelm vorgestellt, der auf der Oberfläche eine Vielzahl von Luftverwirbelungen erzeugenden Unebenheiten aufweist. Dadurch wird der Luftwiderstand bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten reduziert. Bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten bewirken die Unebenheiten jedoch eine Erhöhung des Luftwiderstandes.In the DE 33 20 301 C1 is presented a crash helmet, which has on the surface a variety of air turbulence generating bumps. As a result, the air resistance is reduced at high flow velocities. At low flow velocities, however, the bumps cause an increase in air resistance.

In der DE 20 21 5102 U1 wird ein Helm für Zweiradfahrer offenbart, der zur Reduktion des Luftwiderstandes vorspringende Rippen aufweist, welche von der Vorderseite des Helmes annähernd auf die Mitte der Rückseite der Helmkalotte zulaufen. Die Zusammenführung der Rippen im hinteren Bereich des Helmes ähnelt dabei einer Abrisskante.In the DE 20 21 5102 U1 a helmet for cyclists is disclosed, which has the reduction of air resistance projecting ribs, which run from the front of the helmet approximately to the center of the back of the helmet shell. The merging of the ribs in the rear of the helmet resembles a spoiler lip.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Sporthelm vorzuschlagen, der einen besonders geringen Luftwiderstand aufweist.The The object of the present invention is a sports helmet to propose, which has a particularly low air resistance.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Sporthelm mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Varianten des Sporthelmes sind Gegenstand von Unteransprüchen.According to the invention Task by a sports helmet with the features mentioned in claim 1 solved. Advantageous variants of the sports helmet are the subject of dependent claims.

Der erfindungsgemäße Sporthelm weist an der äußeren Helmschale mindestens eine Luftleitkante auf, die sich ausgehend von der Stirnseite des Helmes – direkt an oder in geringer Entfernung über der oberen Kante der Sichtöffnung des Helmes – über die Oberfläche der äußeren Helmschale in Strömungsrichtung (bei gerader Anströmung von vorn) erstreckt, und im hinteren unteren Bereich des Helmes, im Nackenabschluss oder in geringer Entfernung darüber, mit annähernd gleichem Abstand zueinander wie im vorderen Helmbereich, endet. Bei einem Helm mit nur einer Luftleitkante ist diese mittig auf der äußeren Helmschale platziert. Bei Helmen mit mehreren Luftleitkanten sind diese symmetrisch angeordnet.Of the sports helmet according to the invention indicates the outer helmet shell at least one air guide edge extending from the front side of the helmet - directly at or a short distance above the upper edge of the viewing opening of the helmet - about the surface the outer helmet shell in the flow direction (in straight flow from the front), and in the lower rear of the helmet, at the neckline or at a short distance above, with nearly the same distance to each other as in the front helmet area ends. In a helmet with only one air deflector this is centered on the outer helmet shell placed. For helmets with several air guide edges, these are symmetrical arranged.

Vorteilhaft sind zwei Luftleitkanten auf der äußeren Schale angeordnet, die im Stirnbereich des Helmes, über dem Augenbereich des Trägers ansetzen.Advantageous two air guide edges are arranged on the outer shell, the in the forehead area of the helmet, above the eye area of the wearer begin.

Die Luftleitkante/Luftleitkanten können als Nut (Vertiefung) oder als Auswölbung der äußeren Helmschale ausgebildet sein. Für die Nuten bzw. Auswölbungen sind verschiedene Querschnittsgeometrien möglich, beispielhaft werden runde, ellipsenförmige oder viereckige Querschnitte genannt.The Air guide edge / Luftleitkanten can formed as a groove (recess) or as a bulge of the outer helmet shell be. For the grooves or bulges Different cross-sectional geometries are possible, for example round, elliptical or quadrilateral cross sections.

Bei mehrteiligen, insbesondere dreiteiligen, äußeren Helmschalen können die einzelnen Teile so dimensioniert werden, dass sich deren Nahtbereich mit der Luftleitkante deckt. Ein nach oben auskragender Keder aus Gummi oder einem ähnlichen Material zwischen den aufeinandertreffenden Teilen der äußeren Schale fixiert deren die Position und bildet gleichzeitig durch den auskragenden oberen Teil eine Luftleitkante. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Teile der äußeren Helmschale überlappen zu lassen und die Überlappung als Luftleitkante auszubilden. Die sickenartigen Luftleitkanten wirken dabei zugleich als Versteifung und erhöhen die Biege- und Torsionssteifigkeit der Helmschale.at multi-part, in particular three-part, outer helmet shells can individual parts are dimensioned so that their seam area with the air guide edge covers. An upwardly projecting piping made of rubber or a similar one Material between the clashing parts of the outer shell fixes their position and at the same time forms by the projecting upper part of an air guide. Another possibility is the Overlap parts of the outer helmet shell to let and the overlap form as an air guide edge. The bead-like air guide edges At the same time they act as a stiffener and increase the bending and torsional rigidity the helmet shell.

Die Luftleitkanten sind bei allen Helmtypen mit einer glatten, geschlossenen, ellipsoidähnlichen äußeren Helmschale ohne Abrisskante anwendbar.The Air guide edges are on all types of helmets with a smooth, closed, ellipsoidal outer helmet shell applicable without tear-off edge.

Die Auswölbungen bzw. die Nuten haben eine Tiefe bzw. Höhe zwischen 2 mm und 8 mm und eine Breite zwischen 2 mm und 14 mm. Vorteilhaft sind Tiefen bzw. Höhen im Bereich zwischen 3 mm und 5 mm und eine Breiten zwischen 5 mm und 10 mm.The bulges or grooves have a depth or height between 2 mm and 8 mm and a width between 2 mm and 14 mm. Depths or heights in the range between 3 mm are advantageous and 5 mm and a width between 5 mm and 10 mm.

Überraschenderweise zeigte sich bei Versuchen im Windkanal, dass Sporthelme mit den erfindungsgemäßen Luftleitkanten einen deutlich verminderten cw- Wert aufwiesen. So erreichte ein Helm mit einer Auswölbung mit halbkreisförmigen Querschnitt mit einer Höhe von 5 mm als Luftleitkante einen Wert von cw = 0,19-0,21 bei einem Anströmwinkel α = 43°. Demgegenüber wiesen Helme ohne die erfindungsgemäßen Luftleitkanten einen Wert von cw = 0,26-0,31 auf.Surprisingly, tests in the wind tunnel showed that sports helmets with the inventive air guiding edges had a markedly reduced c w value. Thus, a helmet with a bulge with a semicircular cross section with a height of 5 mm as the air guide edge reached a value of c w = 0.19-0.21 at an angle of attack α = 43 °. In contrast, helmets without the inventive air guide edges had a value of c w = 0.26-0.31.

Nachfolgend werden zwei bevorzugte Ausführungsformen anhand von Figuren erläutert. Dabei zeigen:following become two preferred embodiments explained with reference to figures. Showing:

1 eine Vorderansicht des Sporthelmes, 1 a front view of the sports helmet,

2 eine Draufsicht des Sporthelmes, 2 a top view of the sports helmet,

3 eine Seitenansicht des Sporthelmes, 3 a side view of the sports helmet,

4 eine Schnittdarstellung einer Luftleitkante mit Keder und 4 a sectional view of an air guide edge with piping and

5 eine Schnittdarstellung einer Luftleitkante ohne Keder. 5 a sectional view of an air guide edge without piping.

Der in 1 gezeigte Sporthelm hat eine äußere Helmschale 1 aus Carbon- Monocoque und eine innere Helmschale 2 aus einem dämpfenden energievernichtenden Material. Die Sichtöffnung des Helmes hat eine obere Kante 5. In dem Bereich des Helmes, der die Ohren des Benutzers abdeckt befinden sich Schallöffnungen 4. Hinten schließt der Helm mit dem Nackenabschluss 6 ab. Über der oberen Kante 5 der Sichtöffnung hat der Helm zwei Luftleitkanten 3a, 3b. Die Luftleitkanten 3a, 3b beginnen nahe der oberen Kante 5 des Sichtbereiches, ungefähr über den Augen des Benutzers und verlaufen von vorn nach hinten bis kurz über den Nackenabschluss 6 des Helmes.The in 1 shown sports helmet has an outer helmet shell 1 made of carbon monocoque and an inner helmet shell 2 from a damping energy-dissipating material. The viewing opening of the helmet has an upper edge 5 , In the area of the helmet covering the ears of the user there are sound openings 4 , Behind the helmet closes with the neck close 6 from. Over the top edge 5 The sight has the helmet two Luftleitkanten 3a . 3b , The air guide edges 3a . 3b start near the top edge 5 of the field of vision, approximately over the eyes of the user and run from the front to the back just above the neckline 6 of the helmet.

2 zeigt eine Draufsicht des Helmes und verdeutlicht den Verlauf der Luftleitkanten 3a, 3b. 2 shows a plan view of the helmet and illustrates the course of the Luftleitkanten 3a . 3b ,

3 zeigt eine Seitenansicht des Helmes. In dieser Ansicht ist der Verlauf der Luftleitkanten 3a, 3b im hinteren Bereich des Helmes sichtbar. 3 shows a side view of the helmet. In this view, the course of the air guide edges 3a . 3b visible in the back of the helmet.

In 4 ist eine Nut als Luftleitkante mit einem Keder 7 im Schnitt dargestellt. Der Keder 7 hat eine Lasche 8, mit der er in der äußeren Helmschale verankert ist. Der äußere kreisrunde Querschnitt des Keders hat einen Durchmesser von 3 mm.In 4 is a groove as an air guide edge with a piping 7 shown in section. The piping 7 has a tab 8th with which he is anchored in the outer helmet shell. The outer circular cross-section of the piping has a diameter of 3 mm.

Das Einbringen der Keder erfolgt bei der Montage der äußeren Helmschale vor der Verbindung von äußerer und innerer Helmschale, so dass die Keder durch die Verbindung äußerer und innerer Helmschale mit fixiert werden.The The piping is inserted during the assembly of the outer helmet shell before the connection of outer and Inner helmet shell, so that the piping through the connection outer and Inner helmet shell to be fixed with.

5 zeigt als alternative Ausführungsform eine Nut von 3 mm als Luftleitkante ohne Keder. 5 shows as an alternative embodiment, a groove of 3 mm as the air guide edge without piping.

11
äußere Helmschaleouter helmet shell
22
innere Helmschaleinner shell
3, 3a, 3b3, 3a, 3b
Luftleitkanteair conduct
44
Schallöffnungensound holes
55
obere Kante der Sichtöffnungupper Edge of the sight opening
66
Nackenabschlussneck completion
77
Kederpiping
88th
Lascheflap
99
Strömungsrichtungflow direction
αα
Anströmwinkelangle of attack

Claims (6)

Sporthelm mit einer äußeren (1) und einer inneren Helmschale (2), mit mindestens einer Luftleitkante (3, 3a, 3b), die sich ausgehend von der Stirnseite, über dem Augenbereich des Trägers direkt an oder in geringer Entfernung über der oberen Kante (5) der Sichtöffnung über die Oberfläche der äußeren Schale (1) in Strömungsrichtung (9) erstrecken, und im hinteren unteren Bereich des Helmes, im Nackenabschluss (6) oder in geringer Entfernung darüber mit annähernd gleichem Abstand zueinander wie im vorderen Helmbereich enden.Sports helmet with an outer (1) and an inner helmet shell ( 2 ), with at least one air guide edge ( 3 . 3a . 3b ) extending from the front, over the eye area of the wearer, directly at or a short distance above the upper edge ( 5 ) of the viewing opening over the surface of the outer shell ( 1 ) in the flow direction ( 9 ), and in the lower back of the helmet, in the neck 6 ) or at a short distance above it with approximately the same distance to each other as in the front helmet area. Sporthelm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitkanten (3, 3a, 3b) als Nut oder Auswölbung mit einer Tiefe bzw. Höhe zwischen 3 mm bis 5 mm und mit einer Breite von 5 mm bis 10 mm ausgebildet sind.Sports helmet according to claim 1, characterized in that the air guide edges ( 3 . 3a . 3b ) are formed as a groove or bulge with a depth or height between 3 mm to 5 mm and with a width of 5 mm to 10 mm. Sporthelm nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitkanten (3, 3a, 3b) eine runde, ellipsenförmige, drei- oder viereckige Querschnittsgeometrie aufweisen.Sports helmet according to one of the preceding claims, characterized in that the air guide edges ( 3 . 3a . 3b ) have a round, elliptical, triangular or quadrangular cross-sectional geometry. Sporthelm nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitkanten (3, 3a, 3b) einen Keder (7) aufweisen.Sports helmet according to one of the preceding claims, characterized in that the air guide edges ( 3 . 3a . 3b ) a piping ( 7 ) exhibit. Sporthelm nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Luftleitkanten (3, 3a, 3b) bei einer mehrteiligen äußeren Schale (1) an den Verbindungsstellen der einzelnen Teile der äußeren Schale (1) gebildet werden.Sports helmet according to one of the preceding claims, characterized in that the air guide edges ( 3 . 3a . 3b ) in a multi-part outer shell ( 1 ) at the joints of the individual parts of the outer shell ( 1 ) are formed. Ein- oder mehrteilige äußere Schale (1) eines Sporthelmes, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schale (1) Luftleitkanten (3, 3a, 3b) aufweist, die sich ausgehend von der Stirnseite, über dem Augenbereich des Trägers direkt an oder in geringer Entfernung über der oberen Kante (5) der Sichtöffnung über die Oberfläche der äußeren Schale (1) in Strömungsrichtung (9) erstrecken, und im hinteren unteren Bereich des Helmes, im Nackenabschluss (6) oder in geringer Entfernung darüber mit annähernd gleichem Abstand zueinander wie im vorderen Helmbereich enden.Single or multi-part outer shell ( 1 ) of a sports helmet, characterized in that the outer shell ( 1 ) Air guide edges ( 3 . 3a . 3b ), which extends from the front side, over the eye area of the wearer directly at or in less Distance above the upper edge ( 5 ) of the viewing opening over the surface of the outer shell ( 1 ) in the flow direction ( 9 ), and in the lower back of the helmet, in the neck 6 ) or at a short distance above it with approximately the same distance to each other as in the front helmet area.
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