-
GEGENSTAND DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzkleidungsstück, das dazu bestimmt ist, den Kopf eines Sportlers zu schützen und den Impuls beim Köpfen eines Balls zu erhöhen, und das in den Bereich der Schutzkleidung für Sportler fällt, insbesondere in Kontaktsportarten, die auch das Köpfen eines Balls mit häufigen Stößen auf den Schädel erfordern. Insbesondere der Schutzanzug, den die vorliegende Erfindung beschreibt, schützt den Sportler nicht nur vor diesen potenziellen Stößen und Kollisionen mit anderen Spielern, sondern ermöglicht durch einen vorderen Teil, der eine mit einem elastischen oder viskoelastischen Material ausgestattete Außenschicht umfasst, die elastische Verformung dieser Außenschicht, wodurch die Energie des Aufpralls auf den Ball wiederhergestellt wird, so dass der Impuls des Balls nicht verringert wird oder sich sogar erhöht, wenn er vom Sportler geköpft wird. Ebenso kann die Schutzkleidung Mittel zur Aufzeichnung dessen, was der Sportler zu einem bestimmten Zeitpunkt aus erster Hand sieht, sowie Mittel zur Erfassung von Gesundheitsparametern aufweisen, wobei diese Mittel operativ mit externen Vorrichtungen verbunden sind und daher für den Einsatz in jeder Sportart geeignet sind.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Bei Sportarten mit Körperkontakt und ständigen Kopfstößen, wie z.B. Fußball, ist es wissenschaftlich erwiesen, dass Sportler Gedächtnisverlust, kognitive oder sogar Hirnschäden aufweisen.
-
Diese häufigen Schläge eines Balls auf den Kopf tragen außerdem zu neurodegenerativen Problemen wie chronisch traumatischer Enzephalopathie und Gehirnerschütterung bei und scheinen auch die kognitiven Funktionen zumindest vorübergehend zu verändern.
-
Im Stand der Technik sind einige Helme oder Schutzanzüge für den Schädel bekannt, die Masken zum Schutz der Wangenknochen und der Nase enthalten.
-
Die im Stand der Technik bekannten Schutzanzüge ermöglichen jedoch keine Interaktion mit dem Impuls und/oder die Kontrolle über den Ball beim Köpfen des Balls.
-
Die im Stand der Technik bekannten Kleidungsstücke wirken sich entweder nicht auf die Kontrolle und den Impuls des Balls aus oder vermindern diesen Impuls, da sie eine übermäßige Verformung des Balls bewirken, wodurch die Beschleunigung und Geschwindigkeit des Balls nach dem Aufprall verringert und die Leistung des Sportlers beim Kopfball beeinträchtigt wird.
-
Ebenso ermöglichen die im Stand der Technik bekannten Kleidungsstücke zum Schutz des Schädels, der Nase und der Wangenknochen des Spielers weder die Messung des physiologischen und/oder gesundheitlichen Zustands des Sportlers noch die Aufzeichnung dessen, was der Sportler zu jeder Zeit sieht.
-
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einige der im Stand der Technik genannten Probleme zu lösen. Konkret beschreibt die vorliegende Erfindung ein Schutzkleidungsstück zum Schutz des Kopfes eines Sportlers, das ein ringförmiges Band umfasst, das so gestaltet ist, dass es den Kopf des Sportlers von einem vorderen Teil, der die Stirn des Sportlers bedeckt, bis zu einem hinteren Teil, der einen hinteren Teil des Schädels bedeckt, umgibt, wobei der vordere Teil mindestens eine äußere Schicht oder eine innere Schicht umfasst, die mit einem elastischen oder viskoelastischen Material ausgestattet ist, das sich beim Aufprall eines Balls verformen kann, wodurch die Verformung des Balls bei einem Kopfball reduziert werden kann.
-
Auf diese Weise verringert das Schutzkleidungsstück nicht den Impuls, der dem Ball beim Kopfball zugeführt wird, sondern kann ihn sogar erhöhen, da sich das Schutzkleidungsstück beim Aufprall verformt, wodurch die Verformung des Balls beim Aufprall verringert und die Energie des Aufpralls dem Ball zurückgegeben wird.
-
Die äußere Schicht kann so strukturiert sein, dass die Reibung mit dem Ball erhöht wird, so dass der Ball nicht über die Oberfläche rutscht und mit mehr Geschwindigkeit und Kontrolle zurückgespielt werden kann.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Schutzkleidungsstück ferner einen oberen Teil, der an dem ringförmigen Band befestigt ist, wobei der obere Teil mit einer Vielzahl von Riemen versehen ist, die zum Schutz des Scheitelbereichs des Schädels geeignet sind.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Schutzkleidung aus einer einzigen Schicht aus elastischem oder viskoelastischem Material, das den Aufprall absorbieren kann.
-
Alternativ kann der Schutzanzug drei oder mehr Schichten aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlicher Elastizität und Steifigkeit aufweisen.
-
Vorteilhafterweise besteht der obere Teil aus einem Netz oder einer „wabenartigen“ Konfiguration mit einer Vielzahl von Zellen, die an der Vielzahl von Riemen befestigt sind, so dass der Aufprall beim Aufprall des Balls durch die Zellen verteilt wird.
-
Das ringförmige Band kann mit einer Vielzahl von Vorsprüngen versehen sein, die so gestaltet sind, dass sie den Kontakt mit dem Ball verstärken und dem Ball nach dem Köpfen einen zusätzlichen Effet verleihen. Diese Vorsprünge ermöglichen es, die Kontaktzeit mit dem Ball zu verlängern, was zu einer größeren Präzision beim Kopfball führt. Vorzugsweise befinden sich die Vorsprünge im vorderen Teil und in den seitlichen Teilen, da dies die häufigsten Kontaktbereiche des Sportlers mit dem Ball sind.
-
Ebenso kann in einer bevorzugten Ausführungsform das ringförmige Band mit einer Vielzahl von Löchern ausgestattet sein, um die Transpiration des Sportlers zu fördern. Alternativ kann das ringförmige Band aus einem Gewebe bestehen, das den Schweiß absorbiert, so dass er nicht auf die Augen oder das Gesicht fällt, ohne dass die Vielzahl von Öffnungen erforderlich ist.
-
Vorteilhafterweise ist das Band so dimensioniert, dass es eine relative Flexibilität aufweist, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich der des Balls im Moment des Aufpralls ist, so dass in der Schutzkleidung eine umlaufende Biegemodalform angeregt wird, die die elastische Verformung des Materials der äußeren Schicht ermöglicht, wodurch die Energie des Aufpralls auf den Ball zurückgeführt wird. Diese Verformung kann in einer äußeren Schicht oder einer inneren Schicht des Schutzanzugs erfolgen.
-
Auf diese Weise wird erreicht, dass die Aufprallbelastung eine lokale modale Form anregt, die die elastische Verformung des Materials in der Aufprallzone ermöglicht, so dass es die Energie des Aufpralls wie ein Trampolin an den Ball zurückgeben kann.
-
Diese lokale Frequenz des Schutzanzugs wird in der Bemessungsphase durch eine Modalanalyse ermittelt, bei der die Umfangsbiegemoden in der Aufprallzone bestimmt werden. Diese werden als „Hoop“-Moden bezeichnet. Diese Erregungsmoden werden durch die Steifigkeit oder Elastizität der in den verschiedenen Teilen und Innen- und Außenschichten des Schutzanzugs verwendeten Materialien sowie durch die geometrische Konfiguration des Schutzanzugs, die Dicke und andere Parameter bestimmt und können mit Hilfe einer Modalanalyse dimensioniert werden, so dass die relativen Biegungen des Balls mit denen des Schutzanzugs im Moment des Aufpralls übereinstimmen.
-
Zusätzlich kann das Schutzkleidungsstück im oberen Bereich mit einer größeren Außenfläche als im hinteren Bereich versehen werden, wodurch die Kontaktfläche mit dem Ball beim Anflug vergrößert werden kann.
-
Vorteilhafterweise kann das Band eine Innenschicht aufweisen, die mit einem Material ausgestattet ist, das eine größere Steifigkeit aufweist als das elastische oder viskoelastische Material der zur Außenfläche hin angeordneten Außenschicht, wodurch die Steifigkeit und der Schutz des an den Schädel angepassten Schutzanzugs erhöht werden und gleichzeitig die Verformung der Kontaktzone - Außenschicht - durch ein Material mit größerer Elastizität als das in der Innenschicht verwendete ermöglicht wird.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der vordere Teil des Bandes ein offenes Gehäuse mit einer Kammer und das ringförmige Band ein zweites Gehäuse, das seinerseits eine Batterie umfasst, die mit der Kammer verbunden ist und diese mit Strom versorgt.
-
Alternativ können das Gehäuse der Kamera und der Batterie das gleiche Gehäuse sein.
-
In einer alternativen Ausführungsform kann die Kammer im oberen Teil in einem offenen Gehäuse angeordnet sein, das eine Kammer umfasst, wobei das ringförmige Band seinerseits ein zweites Gehäuse umfasst, das eine Batterie enthält, die mit der Kammer verbunden ist und diese mit Energie versorgt.
-
Ebenso kann das ringförmige Band einen Herzfrequenzmesser, ein GPS, ein Mikrofon, einen Beschleunigungsmesser und/oder eine beliebige Messvorrichtung für Vitaldaten in einem oder mehreren Gehäusen des ringförmigen Bandes aufweisen. Auf diese Weise können die besagten technischen Elemente operativ mit einer Steuerplatte oder einem Element kommunizieren, das außerdem mit 4G- oder 5G-Verbindungsantennen sowie anderen bekannten Verbindungstypen wie WIFI, BLUETOOTH, ausgestattet ist, um den Sportler zu überwachen, die Herzfrequenz und den Blutdruck zu messen sowie die Bewegungen in Echtzeit aus erster Hand zu visualisieren und diese Daten an externe Geräte zu übermitteln.
-
Die Kamera kann eine 180°- oder 360°-Kamera sein, um z. B. Fußballspiele aufzuzeichnen oder über das mit 4G-, 5G-Verbindungsantennen und/oder anderen bekannten Verbindungsmitteln verbundene Steuerelement live an andere Geräte zu übertragen.
-
Darüber hinaus ermöglicht die Schutzkleidung mit Hilfe der oben beschriebenen Sensoren, die mit einem Steuerelement verbunden sind, die Berechnung der zurückgelegten Strecken, der erreichten Höchstgeschwindigkeit, der Durchschnittsgeschwindigkeit und der Körpertemperatur, und der Pulsmesser kann Gesundheitsprobleme, wie z. B. Herzversagen, erkennen.
-
Ebenso kann das ringförmige Band mit einem Notrufknopf versehen sein, der mit dem Steuerelement in Verbindung steht, so dass beim Drücken des Steuerelements der Alarm an ein externes Gerät übermittelt wird, das die Gesundheitsdienste über den Notfall informiert.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das ringförmige Band Heiz- oder Kühlelemente aufweisen, die in einem Gehäuse entlang des ringförmigen Bandes angeordnet sind, wobei die Heizelemente mit der Batterie und dem Steuerelement verbunden sind, so dass sie die Schutzkleidung in Abhängigkeit von den Wetterbedingungen und den thermischen Kontrollparametern, die der Sportler mittels des mit den Sensoren operativ verbundenen Steuerelements konfigurieren kann, aufheizen. Diese Wärme-/Kälteelemente können vom Gurt aus mit Hilfe von Knöpfen gesteuert werden, die zu diesem Zweck an der Schutzkleidung angebracht sind.
-
Ebenso kann das ringförmige Band der Schutzkleidung mit Ohrenschützern zur Bekämpfung der Kälte versehen werden, wobei diese Ohrenschützer mittels eines Reißverschlusses, Klettverschlusses usw. vom zentralen Band abgenommen werden können.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Schutzkleidung außerdem eine Frontschutzmaske, die auf dem Gesicht des Sportlers angeordnet ist und die Nase und die Wangenknochen vor möglichen Stößen oder Zusammenstößen schützt.
-
Das ringförmige Band kann in verschiedenen Größen und mit verschiedenen Verstellmöglichkeiten versehen werden, z. B. durch Klettverschluss oder einen Textilverschluss, Reißverschluss, Automatikverschluss, Spange, Knöpfe, Schleife, Sicherheitsnadel usw.
-
Figurenliste
-
Zur Ergänzung der vorliegenden Beschreibung und um die Merkmale der Erfindung gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform verständlicher zu machen, wird die Beschreibung von einer Reihe von Zeichnungen begleitet, die einen integralen Bestandteil derselben bilden und zur Veranschaulichung und ohne Einschränkung das Folgende darstellen:
- 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Schutzanzugs, in der das mit Vorsprüngen versehene ringförmige Band sowie der mit Zellen und Streifen versehene obere Maschenabschnitt, der an dem ringförmigen Band befestigt ist, dargestellt sind.
- 2 zeigt eine schematische Vorderansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Schutzanzugs, in der das mit Vorsprüngen versehene ringförmige Band dargestellt ist, wobei das Schutzband mittels eines Knotens am Kopf befestigt werden kann.
- 3A zeigt eine Draufsicht auf eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Schutzkleidung, bei der das ringförmige Band an einem oberen Teil befestigt ist, der mit Streifen zum Schutz des Scheitelbereichs des Schädels des Sportlers versehen ist.
- 3B zeigt eine perspektivische Ansicht einer vierten bevorzugten Ausführungsform des Schutzanzugs, bei der das ringförmige Band starr an einer Frontmaske befestigt ist, die die Nase und die Wangenknochen des Sportlers schützt.
-
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
-
Nachfolgend werden anhand der 1 bis 3 vier bevorzugte Ausführungsformen eines Schutzanzugs beschrieben, der dazu bestimmt ist, den Kopf eines Sportlers zu schützen und den Impuls beim Köpfen eines Balls zu erhöhen, gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Insbesondere zeigt 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Schutzkleidungsstücks (1), wobei gezeigt wird, dass das Schutzkleidungsstück (1) ein ringförmiges Band (2) umfasst, das so gestaltet ist, dass es den Kopf des Sportlers von einem vorderen Abschnitt (3), der die Stirn des Sportlers bedeckt, bis zu einem hinteren Abschnitt (4), der einen hinteren Teil des Schädels bedeckt, umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Teil (3) eine äußere Schicht (9) umfasst, die mit einem elastischen oder viskoelastischen Material versehen ist, das dazu geeignet ist, sich unter dem Aufprall des Balls zu verformen und so den Impuls zu erhöhen, der dem Ball zugeführt wird, wenn der Sportler ihn köpft.
-
1 zeigt, dass der Schutzanzug (1) außerdem eine innere Schicht (10) umfasst, die aus einem Material besteht, das eine größere Steifigkeit aufweist als das elastische oder viskoelastische Material der äußeren Schicht (9).
-
Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform ist ein oberer Teil (5) an dem ringförmigen Band (2) befestigt, wobei der obere Teil (5) mit drei Riemen (6) versehen ist, die zum Schutz des Scheitelbereichs des Schädels dienen.
-
Die Riemen (6) sind ebenfalls mit Zellen (7) verbunden, die eine wabenartige Maschenstruktur aufweisen, so dass beim Aufprall des Balls der Aufprall über die Zellen (7) verteilt wird.
-
1 zeigt ferner, dass das ringförmige Band (2) mit einer Vielzahl von Vorsprüngen (8) ausgestattet ist, die so gestaltet sind, dass sie die Rauheit und die Kontaktzeit mit dem Ball erhöhen und dem Ball nach dem Köpfen einen zusätzlichen Effet verleihen. Die äußere Schicht (9) ist mit einer Oberfläche mit einer bestimmten Rauheit versehen, die es ermöglicht, die Reibung mit dem Ball zu erhöhen.
-
Wie in 1 dargestellt, kann die Schutzkleidung (1) auch Ohrenschützer (12) zum Schutz vor Kälte umfassen, wobei die Ohrenschützer (12) beispielsweise mittels Klettverschluss abnehmbar sind.
-
2 zeigt eine schematische Vorderansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Schutzanzugs (1), bei der der obere Teil (2) fehlt und die aus einem ringförmigen Band (2) besteht, das mit Vorsprüngen (8) versehen ist.
-
In Bezug auf 3A ist eine Draufsicht auf eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Schutzkleidung (1) gezeigt, die ein ringförmiges Band (2) umfasst, das an einem oberen Teil (5) befestigt ist, der mit Riemen (6) versehen ist, um den parietalen Bereich des Schädels des Sportlers zu schützen.
-
Insbesondere zeigt 3A deutlich, dass der Schutzanzug (1) gemäß der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform mit einem offenen Gehäuse (11), das eine Videokamera enthält, ausgestattet ist und dass das ringförmige Band (2) ein zweites Gehäuse (13) umfasst, das wiederum eine Batterie enthält, die mit der Videokamera verbunden ist und diese versorgt.
-
3B zeigt eine perspektivische Ansicht einer vierten bevorzugten Ausführungsform des Schutzanzugs (1), in der dargestellt ist, dass das ringförmige Band (2) starr an einer Frontmaske (12) befestigt werden kann, die die Nase und die Wangenknochen des Sportlers schützt.
