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Gebiet der Erfindung
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Gegenstand der Erfindung ist ein integraler Lawinen-Atemschutzhelm, insbesondere zur Verwendung für Wintersportler im freien alpinen Gelände. Speziell betrifft die Erfindung einen solchen Helm mit einer Zuführung von frischer Atemluft bzw. Sauerstoff in den Helm und zur Ableitung zumindest eines Teils der verbrauchten Atemluft nach außen.
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Hintergrund der Erfindung, Stand der Technik
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Lawinenverschüttungen mit massiven Verletzungen oder tödlichem Ausgang sind nach wie vor eine große Gefahr für Wintersportler, die im freien alpinen Gelände unterwegs sind. Dabei stellt das Ersticken im Vergleich mit anderen Verletzungen die häufigste Todesursache dar.
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Bekannte Lawinenverschüttetensuchgeräte (LVS) haben zwar die Überlebenschancen erhöht, setzen aber voraus, dass Helfer nach dem Lawinenabgang umgehend einsatzfähig sind und die Suche nach dem oder den Verschütteten kompetent durchführen können. Werden der oder die Verschütteten nicht innerhalb von 15 bis 20 Minuten nach Lawinenabgang gefunden, ist mit dem Tod durch Ersticken zu rechnen.
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Um die Überlebenschancen nach Verschüttung zu erhöhen, müssen drei Voraussetzungen erfüllt sein. Zum Einen muss der Schutz des gesamten Kopfes einschließlich des Gesichts vor Verletzungen gewährleistet sein, zum Anderen müssen die oberen Atemwege (Mund, Nase, Rachen) freigehalten werden, und drittens ist die Bereitstellung einer kleinen Atemhöhle, d.h., eines kleinen Hohlraums vor Mund und Nase des Verschütteten, der frei von Schnee, Erdreich und dgl. ist, notwendig, die eine kontinuierliche Versorgung des Verschütteten mit Luft ermöglicht.
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Die bisher insbesondere für Skiläufer und Snowboarder entwickelten Schutzhelme schützen bei Unfällen zwar den Kopf (d.h., Stirn-, Schläfen-, Scheitel- und Hinterhauptsbein) und können somit meist ein Schädel-Hirntrauma verhindern; Mund, Nase und Rachen bleiben jedoch ungeschützt. Neben Mittelgesichtsfrakturen kann eine Lawinenverschüttung aber auch ein Einpressen von Schnee und Erdmaterial in Mund, Nase und Rachen verursachen und damit einen schnellen Erstickungstod herbeiführen.
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Bisher bekannte Weiterentwicklungen von bzw. Ideen für Lawinenrettungssysteme zielen überwiegend auf den Schutz des Kopfes und/oder auf die Bereitstellung einer Atemluftversorgung für den Verschütteten. So basiert beispielsweise das bereits auf dem Markt befindliche Avalung-Lawinenrucksacksystem (vgl. z.B.
US-Patent 5,490,501 A oder
http://www.powderguide.com/magazin/artikel/das-avalung-system.html) auf einem die Einatmungs- von der Ausatmungsluft trennenden Ventil-Schlauchsystem. Der Schlauch muss allerdings im Notfall von dem Betroffenen aktiv dem Mund zugeführt und bei Lawinenverschüttung stets im Mund behalten und dort mittels Kaumuskelkraft fixiert werden.
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Eine vergleichbare Idee verfolgt der in der
EP 1 998 639 B1 beschriebene Lawinenrettungshelm, der den Kopf des Verschütteten schützen und über in einem festen Kinnbügel geführte Atemschläuche die Luftzufuhr gewährleisten soll. Die Verbindung zum Mund erfolgt dabei über ein bei Bedarf (Lawinenabgang) zu aktivierendes Mundstück, welches ein Ventil zur Trennung von Einatmungs- und Ausatmungsluft aufweist. Die Atemluft gelangt dabei durch Diffusion von sauerstoffhaltiger Luft aus dem Schnee über gittergeschützte Öffnungen im Helm zum Verschütteten. Hierbei tritt das Problem auf, dass zum Einen nicht klar ist, in welchem Ausmaß eine Diffusion von Sauerstoff aus dem lawinenverdichteten Schnee in den Helm stattfinden kann, und zum Anderen die Gefahr besteht, dass in Richtung Mund und Nase eindringender Schnee die Verbindung des Schlauchsystems zum Mund unterbricht, da ein das Gesicht schützendes Visier fehlt.
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Der fehlende Schutz des Gesichts vor eindringendem Schnee- bzw. Erdmaterial ist auch der Hauptnachteil des in der
EP 2 311 335 A2 offenbarten Skihelms für Freerider. Dieser Helm ist mit einer Luft/Sauerstoff-Versorgungseinheit sowie einer Absaugvorrichtung für mit CO
2 angereicherter Ausatmungsluft verbunden. Auch hier ist kein Schutz von Mund, Nase und Rachen vor eindringendem Schnee oder Erdmaterial beschrieben. Außerdem gibt es weder für die Atemluft/Sauerstoff führenden Verbindungen zum Helm noch für die vorhandene aktivierbare Reglereinheit ein Schutzsystem, so dass nicht gewährleistet ist, dass in Richtung Mund und Nase eindringender Schnee die Verbindung des Schlauchsystems zum Mund nicht unterbricht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen den Kopf des Trägers einschließlich des Gesichtsbereichs schützenden Lawinen-Atemschutzhelm mit einem mit dem Helm verbundenen, außerhalb des Helms angeordneten Atemluft- bzw. Sauerstoffreservoir zur Verfügung zu stellen, wobei die Freigabe der Zufuhr der Atemluft bzw. des Sauerstoffs auf einfachem Wege möglich ist.
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Diese und weitere Aufgaben werden durch den integralen Lawinenschutzhelm nach Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.
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ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine erste schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen integralen Lawinen-Atemschutzhelms mit einer Kopf-Nacken-Schulter-Schutzvorrichtung im inaktiven Zustand, bspw. einem ungefüllten Luftkissen (Airbag);
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2 zeigt eine zweite schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen integralen Lawinen-Atemschutzhelms mit einer Kopf-Nacken-Schulter-Schutzvorrichtung im aktivierten Zustand, bspw. einem gefüllten Luftkissen (Airbag);
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3A zeigt eine schematische Frontansicht des erfindungsgemäßen integralen Lawinen-Atemschutzhelms von 1 und 2 mit offener Visiereinrichtung; und
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3B zeigt eine schematische Frontansicht des erfindungsgemäßen integralen Lawinen-Atemschutzhelms von 1 und 2 mit geschlossener Visiereinrichtung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung werden Begriffe verwendet, die auch in einschlägigen Publikationen und Schutzrechten Verwendung finden. Es sei jedoch angemerkt, dass die Verwendung dieser Begriffe lediglich dem besseren Verständnis dienen soll. Der erfinderische Gedanke und der Schutzumfang der Schutzansprüche soll durch die spezifische Wahl der Begriffe nicht in der Auslegung eingeschränkt werden. Die Erfindung lässt sich ohne weiteres auf andere Begriffssysteme und/oder Fachgebiete übertragen. In anderen Fachgebieten sind die Begriffe sinngemäß anzuwenden.
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Bei Integralhelmen (Vollvisierhelm) handelt es sich um eine geschlossene Bauart von Helmen. Diese wird unter anderem als Motorradhelm verwendet. Integralhelme besitzen eine feste Kinnpartie und ein verschließbares Visier. Sie bieten konstruktionsbedingt den besten Schutz bei minimalem Gewicht.
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Wie aus der 1 ersichtlich, weist der erfindungsgemäße integrale Lawinen-Atemschutzhelm 2 (im Folgenden kurz ILASH genannt) eine Helmaußen- 4 und eine Helminnenschale 6 auf, zwischen welchen Führungsvorrichtungen 8, 10 zur Zuführung von frischer Atemluft bzw. Sauerstoff von außerhalb über einen hinteren Bereich 14 des Helmes 2 in den Helm und zur Ableitung zumindest eines Teils der verbrauchten Atemluft nach außen aus einem vorderen Bereich 12 des Helmes 2 vorgesehen sind. Die frische Atemluft bzw. der Sauerstoff ist dabei in einem außerhalb des Helmes im Rückenbereich des Trägers angeordneten Atemluft- bzw. Sauerstoffreservoir 16 bevorratet. Der Helm 2 weist weiterhin eine Visiereinrichtung 18, bestehend aus einem Kieferschutzbügel 20 mit einer damit fest verbundenen Visierscheibe 22, auf. Durch Schließen der Visiereinrichtung 18 wird die Freigabe der Zufuhr der in dem Atemluft- oder Sauerstoffreservoir bevorrateten frischen Atemluft bzw. des Sauerstoffs ausgelöst.
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Der Kieferschutzbügel 20 und die Visierscheibe 22 sind fest miteinander verbunden, so dass sie beim Öffnen oder Schließen der Visiereinrichtung synchrone Bewegungen ausführen. Die Visiereinrichtung ist auf beiden Seiten der Helmaußenschale 4 drehbar angekoppelt, bspw. mittels eines Drehgelenks 26. Für den Fachmann sind natürlich auch andere Ankoppelungsmechanismen denkbar. Im Ruhemodus, d.h., wenn keine Gefahr durch einen Lawinenabgang droht, befindet sich der Kieferschutzbügel 20 zusammen mit der Visierscheibe 22 über dem Helm 2 (vgl. 3A). Bei Gefahr eines Lawinenabgangs wird dann der Helm 2 durch Herunterklappen der Visiereinrichtung 18 (also Kieferschutzbügel 20 und Visierscheibe 22) geschlossen. Dadurch wird die Atemluft- oder Sauerstoffzufuhr aus einem im Rückenbereich des Helmträgers angeordneten Atemluft- oder Sauerstoffreservoirs 16 aktiviert. In geschlossenem Zustand (vgl. 3B) zieht sich der Kieferschutzbügel bis unter das Kinn des Helmträgers, so dass kein Schnee, Erdreich oder dgl. in den Helm eindringen kann.
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Durch Herunterklappen der Visiereinrichtung wird vor Nase und Mund des Helmträgers eine kleine Atemhöhle ausgebildet, die eine kontinuierliche Versorgung des Verschütteten mit Atemluft bzw. Sauerstoff ermöglicht. Diese unbehinderte Luftversorgung ist auch im Falle der Bewusstlosigkeit gewährleistet.
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Natürlich funktioniert das System auch in dem Fall, dass der Helmträger nicht vollständig verschüttet, sondern lediglich teilweise von Schnee und Erdmaterial bedeckt ist. Im Folgenden wird der Einfachkeit halber jedoch stets von dem "Verschütteten" gesprochen.
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Der Transport der Atemluft bzw. des Sauerstoffs wird durch Führungseinrichtungen 8, 10 zwischen der Helmaußen- 4 und der Helminnenschale 6 sichergestellt, wobei diese Führungseinrichtungen in einer ersten Ausführungsform aus Schläuchen 8, 10 (Zufuhr- bzw. Abführschlauch) bestehen. In einer zweiten Ausführungsform werden die Führungseinrichtungen durch zwischen der Helmaußen- 4 und der Helminnenschale 6 angeordnete Kanäle (nicht gezeigt) gebildet. Es ist vorteilhaft, die Luftzufuhr seitlich an Mund und Nase des Verschütteten heranzuführen, während der Abstrom der verbrauchten Luft eher über den Schädel nach hinten erfolgt, so dass gewährleistet ist, dass immer eine große Menge an sauerstoffreicher Luft vor Mund und Nase des Verschütteten vorhanden ist.
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Das Atemluft- oder Sauerstoffreservoir kann bspw. eine Druckluftflasche 16, gegebenenfalls in Kombination mit einem Luftkissen (Airbag) 24A, 24B sein, welches neben einer Schutzfunktion ein sekundäres nachgeschaltetes Luftreservoir darstellt.
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Beim erfindungsgemäßen ILASH sind vom hinteren Helmbereich 14 aus mindestens zwei von außerhalb des Helms in das innere vordere Helmteil führende Schläuche 8, 10 bzw. Kanäle vorgesehen. So strömt von einem Atemluft- bzw. Sauerstoffreservoir 16, 24 außerhalb des Helms Atemluft bzw. Sauerstoff nach vorne in die Atemhöhle zu Nase und Mund des Verschütteten, wodurch dieser frei atmen kann.
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Der der Abführung von verbrauchter Atemluft dienende Abführschlauch 10 ist dabei größer dimensioniert als der Zufuhrschlauch 8. Er stellt auf diese Weise ein weiteres Luftreservoir dar und ermöglicht, dass zumindest ein Teil der verbrauchten Atemluft außerhalb des Helms in den Rückenbereich des Verschütteten geleitet wird, bspw. in einen sich in einem Rucksack (nicht gezeigt) befindlichen Auffangbehälter. Die verbrauchte Atemluft ist sauerstoffarm, kohlendioxidangereichert und feucht. Der im Helm verbliebene Anteil der verbrauchten Atemluft wird durch Frischluftzufuhr mit Sauerstoff angereichert.
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Innerhalb des Helms, bspw. in Aussparungen oder Vertiefungen der Innenschale, können in einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen ILASH ein oder mehrere CO2-Absorber (bspw. Kalkdepots – nicht gezeigt) angeordnet sein. Diese Kalkdepots absorbieren einen Teil des vorhandenen Kohlendioxids und verringern auf diese Weise das Ansteigen der CO2-Konzentration im Helminneren. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil sich ein hoher CO2-Gehalt negativ auf Schädel-Hirnverletzungen auswirkt und den eigenen Atemantrieb des Verschütteten stört. Zusätzlich nehmen die Absorber Luftfeuchtigkeit auf, was die Atmung des Verschütteten erleichtert, da stark angefeuchtete Luft das Atmen im Sinne einer subjektiven Missempfindung deutlich erschwert. Dem Fachmann ist allerdings klar, dass diese Depots auch an anderer Stelle im Helm als in den genannten Aussparungen oder Vertiefungen angeordnet sein können. So ist es z.B. möglich, die Helminnenschale nicht vollständig durchgängig auszubilden, so dass hier Platz für die Befestigung der Absorber bleibt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der erfindungsgemäße ILASH mit einer Kopf-Nacken-Schulter-Schutzvorrichtung 24A, 24B verbunden, die der Helmträger bspw. an oder in seinem Rucksack mit sich führt. Es kann sich bei der Kopf-Nacken-Schulter-Schutzvorrichtung 24A, 24B bspw. um einen Airbag oder ein anderes Schutzsystem handeln, wie z.B. eine Manschette zwischen Helm und Rucksack. Im aktivierten Zustand (vgl. 2) umschließt der Teil 24B der Kopf-Nacken-Schulter-Schutzvorrichtung zumindest teilweise den Kopf und den Nacken des Helmträgers und schützt auf diese Weise auch die Führungsvorrichtungen 8, 10 in diesem Bereich.
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Im Falle eines Lawinenabgangs verschließt der Helmträger den Helm durch Herunterklappen der Visiereinrichtung 18 (vgl. 3A, 3B). Dieser Vorgang löst über eine mechanisch kontinuierliche Verbindung 28 (Bowdenzug) oder ein elektromagnetisches Signal die Öffnung einer im Rucksack mitgeführten Druckluftflasche 16 aus, deren Luftinhalt in einer ersten Ausführungsform schlagartig ein Luftkissen (Airbag) ausfüllt. Der Bowdenzug 28 ist über Befestigungspunkte 30, 32 einerseits an der Visiereinrichtung 28, andererseits am Ventil der Druckluftflasche 16 befestigt. Das elektromagnetische Signal wird vorzugsweise durch einen Reed-Kontakt (nicht gezeigt) ausgelöst. Die Füllung des Luftkissens 24A, 24B hat den primären Effekt, dass der Teil 24B des Luftkissens den Kopf des Helmträgers zumindest teilweise umschließt und auf diese Weise auch die Führungsvorrichtungen 8, 10 (Zuführ- und Abführschlauch) vom Rucksack über den hinteren Helmbereich 14 bis zum vorderen Helmbereich 12 schützt.
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Nach Füllung des Luftkissens (Airbag) 24A, 24B wird die darin befindliche Luft von hinten ins Innere des Helms 2 geleitet und dort durch die zwischen der Helminnen- 4 und der Helmaußenschale 6 geführte angeordnete Führungsvorrichtungen 8, 10 zur Atemhöhle vor Mund und Nase des Verschütteten geführt. Die Fließrichtung der Luft folgt dabei dem Druckgradienten zwischen Luftkisseninnenraum und der Atemhöhle. Damit ist ein kontinuierlicher Strom unverbrauchter Luft in Richtung Atembereich des Verschütteten gewährleistet, wodurch ausreichend Sauerstoff transportiert wird, zumindest so lange, bis das Luftkissen (Airbag) völlig entleert ist. Eine Rückatmung der verbrauchten Atemluft des Verschütteten in den Zuführschlauch ist infolge dieses kontinuierlichen Flows der Luft aus dem Luftkissen ausgeschlossen. Durch eine entsprechende Dimensionierung des Volumens der Druckluftflasche kann eine bestimmte Zuführungszeit gewährleistet werden (vgl. weiter unten).
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Zuführung unverbrauchter Atemluft auch von einer zusätzlichen, im Rucksack mitgeführten Druckluftflasche (nicht gezeigt) ausgehen. Diese wird in gleicher Weise wie oben beschrieben beim Schließen des Helms geöffnet und liefert dann über einen integrierten Druckminderer, der fest auf eine bestimmte Flow-Menge eingestellt sein kann, ebenfalls einen kontinuierlichen Luftflow in Richtung der Atemhöhle des Verschütteten. Auch bei dieser Ausführungsform wird die Luft über die Schlauchverbindung mittels des Atemluftschlauchs zur Atemhöhle des Verschütteten geführt.
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Im obigen Fall hat die Kopf-Nacken-Schulter-Schutzvorrichtung, bspw. das Luftkissen (Airbag) 24A, 24B ausschließlich eine Schutzfunktion sowohl für den Verschütteten als auch für die Führungsvorrichtungen 8, 10 zwischen Helm 2 und Rucksack, die Luftfüllung des Luftkissens bleibt somit unverändert.
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Die Zuführung von frischer Atemluft bzw. Sauerstoff in der vorliegenden Erfindung kann somit in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen realisiert werden – entweder direkt über eine Druckluftflasche mit integriertem Druckminderer oder sekundär über die Luftfüllung eines Luftkissens (Airbag).
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Geht man von einer 45minütigen Verschüttungszeit aus, dann kann die Druckluftflasche zur Luftzufuhr mit 0,5 l Volumen bei einem Flaschendruck von 300 bar dimensioniert sein, was einem kontinuierlichen Luftflow von 3 lmin–1 über 50 Minuten entspricht. Die gleiche Versorgungsdauer mit Sauerstoff gewährleistet ein Airbag mit 150 Liter Fassungsvermögen.
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Gängige Luftkissenrettungssysteme (Airbags) haben ein Volumen von 150 bis 170 Liter und sind mit einer entsprechend dimensionierten Druckluftflasche ausgestattet, so dass diese Systeme problemlos in das System der vorliegenden Erfindung integriert werden können.
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Der erfindungsgemäße ILASH schützt den gesamten Kopf des Helmträgers einschließlich des Gesichtsbereichs. Er verhindert somit das Eindringen von Schnee oder Fremdmaterial (z.B. Erdreich) in Nase und Mundhöhle. Zudem gewährleistet er im Helminnern vor Nase und Mund des Helmträgers eine kleine Atemhöhle, über die die freie Zufuhr von Atemluft möglich ist.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen ILASH ist die einfache Freigabe der Zufuhr von Atemluft bzw. Sauerstoff.
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Der erfindungsgemäße ILASH kann sowohl mit als auch ohne zusätzliches Luftkissensystem (Airbag) verwendet werden. Bezugszeichenliste
| 2 | Integraler Lawinen-Atemschutzhelm (ILASH) |
| 4 | Helmaußenschale |
| 6 | Helminnenschale |
| 8, 10 | Führungseinrichtungen |
| 12 | vorderer Helmbereich |
| 14 | hinterer Helmbereich |
| 16 | Atemluft- bzw. Sauerstoffreservoir |
| 18 | Visiereinrichtung |
| 20 | Kieferschutzbügel |
| 22 | Visierscheibe |
| 24A, 24B | Kopf-Nacken-Schulter-Schutzvorrichtung |
| 26 | Drehgelenk |
| 28 | mechanisch kontinuierliche Verbindung |
| 30, 32 | Befestigungspunkte |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5490501 A [0006]
- EP 1998639 B1 [0007]
- EP 2311335 A2 [0008]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.powderguide.com/magazin/artikel/das-avalung-system.html [0006]
