DE4005278A1 - Integral crash helmet with soft crash system - has displaceable chin bar and rough destructible brake discs - Google Patents

Integral crash helmet with soft crash system - has displaceable chin bar and rough destructible brake discs

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DE4005278A1 DE19904005278 DE4005278A DE4005278A1 DE 4005278 A1 DE4005278 A1 DE 4005278A1 DE 19904005278 DE19904005278 DE 19904005278 DE 4005278 A DE4005278 A DE 4005278A DE 4005278 A1 DE4005278 A1 DE 4005278A1
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Abstract

The integral helmet with a soft crash system comprises a helmet shell (1) and a displaceable chin bar (2). Both the helmet shell and the flanks of the chin bar are provided with rough destruction brake discs (5,6) on opposing walls. The flanks of the displaceable chin bar have cutting/break members which act in a given direction for the purpose of destroying the chin strap bolts (11) located in the bores. The helmet shell can have at the side walls front, inner or outer solid guide rails (4) corresponding to the flanks of the chin bar. USE/ADVANTAGE - Safety helmet with improved safety action in the event of a crash.

Description

Der sogenannte Integralhelm (Vollschutzhelm) wird hauptsächlich bei Sportarten benutzt in denen hohe Geschwindigkeiten erreicht werden. Hier bietet der Integralhelm den Vorteil, daß außer dem Schädelbereich auch das Gesicht geschützt wird. Nach den von Dr. Cooter (Australian Craniofacial Unit) durchgeführte Untersuchungen von Motorradunfällen stellt aber der sogenannte Kinnbügel und der in der Helmwand fest verankerte Kinnriemen ein oft zu einem tödliche Ausgang eines Unfalls führendes Konstruktionsmerkmal der z. Zt. gebräuchlichen Integralhelme, dar. Die von Dr. Cooter gemachten Beobachtungen sind dabei einleuchtend. Der steife Kinnbügel des Integralhelmes in Verbindung mit dem in der Helmwand fest verankerten Kinnriemen ist ohne die in der Automobil­ herstellung längst bekannten Knautschzone konstruiert. Hierbei stellt der bis jetzt verwendete Kinnriemen durch seine feste Verankerung eine extra-Gefahr dar.The so-called full-face helmet is mainly used for Sports used in which high speeds are reached. Here the full face helmet offers the advantage that apart from the skull area the face is also protected. According to Dr. Cooter (Australian Craniofacial Unit) carried out investigations of motorcycle accidents but the so-called chin guard and that in the helmet wall anchored chin strap often leads to a fatal outcome of an accident leading design feature of z. Full-face helmets currently in use, by Dr. Observations made by Cooter are obvious. The rigid chin guard of the full face helmet in conjunction with that in the Helmet wall anchored chin strap is without that in the automobile manufacturing constructed well-known crumple zone. This poses the chin strap used until now due to its firm anchoring an extra danger.

Die als Lösung v. Dr. Cooter angebotene Änderung des Helmes, nämlich im Falle eines Unfalls quasi das Gesicht des Helmträgers als Knautsch­ zone zu benutzen dürfte eine sehr mangelhafte Lösung darstellen und dies aus folgenden Gründen:The solution v. Dr. Cooter offered modification of the helmet, namely in the event of an accident, the face of the helmet wearer as a crumple Using zone should be a very poor solution and for the following reasons:

Der Helm ohne Kinnriemen mit einer ähnlichen "Kopfhalterung", wie sie bei den Arbeits-Schutzhelmen verwendet wird, ist schon aufgrund des erheblich größeren Volumens des Integralhelmes gegenüber einem leichten Arbeitshelm nur schlecht realisierbar. Des weiteren würden die von Dr. Cooter erdachten vorderen Halteeinrichtungen das sowieso eingeschränkte Sichtfeld des Helmträgers gefährlich einengen.The chin strap-less helmet with a "headgear" like her is used for work safety helmets, is due to the considerably larger volume of the full face helmet compared to a light one Working helmet is difficult to implement. Furthermore, Dr. Cooters thought up front restraints anyway Field of vision of the helmet wearer is dangerously restricted.

Der erfindungsgemäße Schutzhelm ist ein Integralhelm mit einem sog. "Soft-Crash-System" (SC-System). Der Integralhelm mit SC-System stellt sich die Aufgabe sowohl die oben beschriebenen Nachteile des Kinnbü­ gels und des Kinnriemens zu beheben und gleichzeitig auch, die ohne Zweifel vorhandenen Vorteile, des bisherigen Integralhelmkonzeptes zu erhalten.The protective helmet according to the invention is an integral helmet with a so-called. "Soft crash system" (SC system). The full face helmet with SC system provides the task addresses both the disadvantages of the chin arch described above Fix the gels and chin strap and at the same time, those without There are doubts about the advantages of the previous full-face helmet concept receive.

Die Konstruktionsmerkmale des sog. Integralhelm mit SC-System sind wie folgt zu nennen:The design features of the so-called full-face helmet with SC system are like to name:

  • a) Die Helmschale soll aus zwei Teilen bestehen. Hierbei stellt der eigent­ liche Helm (1) den Hauptteil dar. Dieser wird praktisch wie ein Jet- Helm, nur mit etwas geänderter Form, gebaut. Der Kinnbügel (2) wird dagegen passend zu der Helmschale (1) separat produziert. Die Helm­ schale (1) erhält an ihrer Innen- oder Außenseite je zwei Leitschienen (4), die mit dem hinteren Teil des Kinnbügels (2) korrespondieren. Die Helmschale (1), wie auch der Kinnbügel (2), werden auf ihren mit­ einander korrespondierenden Wandflächen (5 u. 6) rauhe, gegenseitig zerstörbar strukturierte Oberflächen erhalten. Der Oberflächenstruktur wird nach dem noch festzustellenden Verzögerungsbedarf entsprechend gestaltet.
    Der beim Aufprall des Helmes auf ein Hindernis zu erzielende Verzö­ gerungseffekt wird durch den Grad der Zusammenpressung die bei­ den Reibungsflächen (5 u. 6) reguliert. Bei Bedarf können weitere Schlagkraftabsorbierende Maßnahmen, wie eine nach hinten zeigende Verengung der Führungsschienen (4) oder dessen teilweise Zerstörung durch die in Richtung (A) sich verschiebenden hinteren Enden des Kinnbügels (2) vorgenommen werden.
    Der so aufgesetzte Kinnbügel (2) der eine zu berechnende Stabilität besitzt, wird bei einem größeren Aufschlag (nicht bei einem einfachen Herunterfallen des Helmes) auf Grund der in Richtung (A) wirkenden Aufschlagskraft ebenfalls in Richtung (A) verschoben. Dabei wirken die Reibungsflächen (5 u. 6) als Bremse und absorbieren einen guten Teil der Aufschlagsenergie. Die dabei freigesetzte Wärmeenergie dürf­ te durch die Wand der Kinnbügelflanken sowie durch das in diesem Bereich vorhandene Styropor-Stoßdämpfungsteil absorbiert werden. Der Helmträger dürfte auf diese Art keine Verbrennungen erleiden.
    Es ist meines Erachtens offensichtlich, daß der bei dieser Bauart er­ zeugte Knautschzoneneffekt weit größerer und weniger schmerzhaft ist als bei dem von Dr. Cooter vorgeschlagenen, auf der eventuellen Teilzeitstörung der Gesichtsknochen basierenden, Knautschzoneneffekt.    a) The helmet shell should consist of two parts. The actual helmet ( 1 ) is the main part. It is built practically like a jet helmet, but with a slightly different shape. The chin guard ( 2 ), on the other hand, is produced separately to match the helmet shell ( 1 ). The helmet shell ( 1 ) receives two guide rails ( 4 ) on its inside or outside, which correspond to the rear part of the chin guard ( 2 ). The helmet shell ( 1 ), as well as the chin guard ( 2 ), have rough, mutually destructible structured surfaces on their mutually corresponding wall surfaces ( 5 and 6 ). The surface structure is designed according to the need for deceleration to be determined.
    The delay effect to be achieved when the helmet collides with an obstacle is regulated by the degree of compression that occurs with the friction surfaces ( 5 and 6 ). If necessary, further impact-absorbing measures can be taken, such as a narrowing of the guide rails ( 4 ) pointing backwards or its partial destruction by the rear ends of the chin guard ( 2 ) shifting in direction (A).
    The chin guard ( 2 ), which is placed in this way and has a stability to be calculated, is also displaced in direction (A) in the event of a larger impact (not by simply dropping the helmet) due to the impact force acting in direction (A). The friction surfaces ( 5 and 6 ) act as a brake and absorb a good part of the impact energy. The heat energy released should be absorbed by the wall of the chin guard flanks and by the styrofoam shock absorption part in this area. The helmet wearer should not suffer any burns in this way.
    In my opinion, it is obvious that the crumple zone effect created with this type of construction is far greater and less painful than that of Dr. Cooter proposed a crumple zone effect based on the possible part-time disorder of the facial bones.
  • b) In der Studie von Dr. Cooter wurde ebenfalls glaubhaft dargestellt, daß die bisherige Methode einen Helm auf den Kopf der Trägers zu fixieren bei einer bestimmten Aufschlagsart eine nicht zu überse­ hende Gefahr für das Leben und Gesundheit der stürzenden Person darstellt. Hier bietet Dr. Cooter an auf den Kinnriemen ganz zu ver­ zichten und statt dessen eine sog. "Kopfhalterung" zu benutzen. Diese Lösung dürfte mindestens aus zwei Gründen bei den hier behandel­ ten Integralhelmen in der Praxis zu Schwierigkeiten führen:
    • 1. So hat ein Integralhelm die mehrfache Masse eines Arbeitsschutz­ helmes. Außerdem ist der Helm entsprechend seines Verwendungs­ zweckes häufig hohen Geschwindigkeiten ausgesetzt. Es würde daher die Gefahr bestehen, selbst bei den üblichen Geschwindigkeiten v. bis zu 200 km/h, der dabei entstehende Fahrtwind den der bei be­ stimmten Kopfbewegungen des Helmträgers während der Fahrt even­ tuell auch unter den Helm greifen kann, diesen vom Kopf des Trä­ gers reißt. Dies allein dürfte schon eine Unfallursache darstellen.
      Es ist weiterhin zu befürchten, daß selbst bei kleineren Stürzen der Helm schon nach dem ersten Aufschlag vom Kopf fällt. Ein sich nach einem Sturz meistens abrollender Motorradfahrer schlägt mit seinem Kopf häufig mit erheblicher Wucht mehrmals auf, wobei er, inzwischen helmlos geworden, weitere schwere Kopfverletzungen er­ leiden kann.
    • 2. Außerdem verjüngt sich die Kopf- und Gesichtspartie bei jedem Men­ schen nach unten. Auf dieser von der Natur vorgesehenen Kopfform beruht ebenfalls die Funktionsart der oben erwähnte "Kopfhalter" für Schutzhelme von Dr. Cooter. Diese funktioniert bei Halbschalen- Arbeitsschutzhelmen, da das Aufsetzen und Abnehmen des Helmes aufgrund seiner Gesamtkonzeption keine Probleme aufweist.
      Ein Integralhelm der aber in seinem ganzen Innenbereich fest am Kopf sitzen muß, bietet selbst ohne der von Dr. Cooter vorgeschla­ genen Kopfhalter Probleme - nämlich beim Abnehmen des Helmes nach einem Sturz durch einen Unfallhelfer (das Abnehmen des Helmes nach einem Unfall mit Nackenwirbelsäuleverletzungen kann im schlimm­ sten Fall sogar zum Tode führen). Heutzutage sägen Unfallärzte den Helm meistens mit einer Knochensäge durch und nehmen ihn dann ab. Dieses Problem ist bisher lediglich bei dem sog. pneumatischen Integralhelm ausreichend gelöst worden. Da aber eine sog. "Kopfhal­ terung" verständlicherweise noch enger am Nacken- und Wangen­ bereich anliegen muß als die bereits bei konventionellen Integral­ helmen verwendete innere Polsterung, dürfte diese beim Aufsetzen und Abnehmen des Integralhelmes praktisch unüberwindliche Schwie­ rigkeiten verursachen. Es sei denn, daß wie beim pneumatischen In­ tegralhelm der Helminnenraum vor dem Aufsetzen des Helmes durch ein Herauslassen von Luft aus den vorhandenen Luftkammern ver­ größert wird. Allerdings dürfte auch diese Lösung im Zusammenhang mit der von Dr. Cooter vorgeschlagenen "Kopfhalterung" kaum in der Praxis umzusetzen sein.
    b) In the study by Dr. Cooter was also credibly shown that the previous method of fixing a helmet on the head of the wearer is a not to be overlooked danger to the life and health of the falling person with a certain type of impact. Here Dr. Do not put the scooter on the chin strap and use a so-called "headgear" instead. This solution should lead to difficulties in practice for the full-face helmets discussed here at least for two reasons:
    • 1. An integral helmet has the multiple dimensions of an industrial safety helmet. In addition, the helmet is often exposed to high speeds according to its intended use. There would therefore be a risk of v even at the usual speeds. up to 200 km / h, the resulting wind which can sometimes reach under the helmet if the head of the helmet is moved while driving, tearing it off the wearer's head. This alone is likely to be the cause of an accident.
      It is also to be feared that even with smaller falls the helmet will fall off the head after the first impact. A motorcyclist who mostly rolls off after a fall often hits his head several times with considerable force, whereby he has become helpless and can suffer further serious head injuries.
    • 2. In addition, the head and face area tapers downwards for every person. The nature of the "head holder" for protective helmets from Dr. Cooter. This works with half-shell work safety helmets, because putting on and taking off the helmet presents no problems due to its overall design.
      A full-face helmet that has to sit firmly on the head in its entire interior offers even without that from Dr. Cooter proposed headrest problems - namely when removing the helmet after a fall by an accident helper (removing the helmet after an accident with injuries to the neck spine can even lead to death in the worst case). Nowadays, accident doctors usually saw the helmet through with a bone saw and then remove it. So far, this problem has only been sufficiently solved with the so-called pneumatic integral helmet. But since a so-called "head restraint" understandably has to be even closer to the neck and cheek area than the inner padding already used in conventional full-face helmets, this should cause practically insurmountable difficulties when putting on and taking off the full-face helmet. Unless that, as with the pneumatic integral helmet, the helmet interior is enlarged before the helmet is put on by letting air out of the existing air chambers. However, this solution should also be used in connection with the Cooter proposed "head mount" can hardly be put into practice.

Bei dem erfindungsgemäßen Integralhelm mit SC-System wird der oben beschriebene Mangel des fest verankerten Kinnriemens gelöst, ohne daß auf den Kinnriemen mit dessen positiven Funktionen verzichtet werden muß.In the full face helmet with SC system according to the invention, the above described deficiency of the firmly anchored chin strap solved without the chin strap with its positive functions can be dispensed with got to.

Bei herkömmlichen Helmen (Integral- wie Jethelmen) wird der Kinnriemen (8) an beiden Seiten des Helmes fest verankert. Diese Verankerung soll nun durch eine Verankerung ersetzt werden, die sich durch eine pro­ grammierte Selbstzerstörung auszeichnet und sich bei einem Unfall de­ finiert ablöst. Die Kinnriemenverankerung (11) läuft durch die Seiten­ wand des Helmes und ebenfalls durch die Seitenwand des nunmehr ver­ schiebbar konstruierten Kinnbügels (2). Als Verankerungsstift (11) wird ein vornehmlich aus Kunststoff hergestelltes Teil verwendet. In der Wand des verschiebbaren Kinnbügels (2) wird eine Schneide/Brech-Einrichtung (7) unmittelbar vor der Stiftbohrung eingebaut. Der Verankerungsstift (11) wird aus einem halbharten (schneidbaren) oder aus einem sehr steifen (brechbaren) Kunststoffmaterial hergestellt. Bei einem auf den Kinnbügel (2) wirkenden Schlag bestimmter Stärke gleitet der Kinnbü­ gel nach hinten in Richtung (A), wobei die eingebaute Schneide/Bruch- Einrichtung (7) dabei die Verankerungsstifte (11) des Kinnriemens (10) zerstört. Der konstruktionsbedingte Funktions- und Zeitablauf bewirkt jetzt folgendes:With conventional helmets (full-face and open face helmets), the chin strap ( 8 ) is firmly anchored on both sides of the helmet. This anchoring is now to be replaced by an anchoring, which is characterized by a programmed self-destruction and is defined in an accident. The chin strap anchoring ( 11 ) runs through the side wall of the helmet and also through the side wall of the chin strap ( 2 ), which is now slidably constructed. A part made primarily of plastic is used as the anchoring pin ( 11 ). A cutting / breaking device ( 7 ) is installed directly in front of the pin hole in the wall of the movable chin guard ( 2 ). The anchoring pin ( 11 ) is made from a semi-hard (cutable) or from a very rigid (breakable) plastic material. In the event of a certain force acting on the chin guard ( 2 ), the chin guard slides backwards in direction (A), the built-in cutting / breaking device ( 7 ) thereby destroying the anchoring pins ( 11 ) of the chin strap ( 10 ). The design-related function and timing now do the following:

  • a) Die auf den Kinnbügel (2) wirkende Schlagkraft wird nicht wie bis­ her ungemindert und direkt über den Kinnriemen (10) und Kiefern­ knochen an die Schädelbasis weitergeleitet, da die Zerstörung der Verankerungen (11) praktisch gleichzeitig mit der Schlagkrafteinwir­ kung erfolgt. Der Kinnriemen (10) wird bei diesem Vorgang von seinen Verankerungen gelöst -, es kann also keine Übertragung der Kräfte über den Bereich Kinnriemen (10) - Kieferknochen zu Schädelbasis mehr er­ folgen!a) The impact force acting on the chin guard ( 2 ) is not reduced as before and passed on directly via the chin strap ( 10 ) and jawbones to the skull base, since the destruction of the anchors ( 11 ) occurs practically simultaneously with the impact force. The chin strap ( 10 ) is released from its anchors during this process - so there can no longer be any transmission of forces over the area of the chin strap ( 10 ) - jawbone to the skull base!
  • b) Die in der Helmwand und den Flanken des Kinnbügels (2) eingebau­ ten "Bremsscheiben" (5 u. 6) sowie der Schneide/Bruch-Mechanismus (7) absorbieren einen guten Teil der Schlagenergie und verlängern gleichzeitig die Zeitspanne zwischen der maximalen Beschleunigung, die der Helm durch den Aufschlag erfährt und dessen Stillstand. Dies aber bewirkt, daß die auf die Schädelbasis und damit auch auf die Gehirnmasse einwirkenden Verzögerungskräfte entsprechend gemindert werden und langsamer wirken.b) The built in the helmet wall and the flanks of the chin guard ( 2 ) th "brake discs" ( 5 u. 6 ) and the cutting / breaking mechanism ( 7 ) absorb a good part of the impact energy and at the same time extend the time between the maximum acceleration The helmet experiences through the impact and its standstill. However, this has the effect that the retarding forces acting on the skull base and thus also on the brain mass are reduced accordingly and act more slowly.

Es ist nochmals anzumerken, daß die Kinnriemenhaltebolzen (11) unmittel­ bar nach dem Aufschlag zerstört werden. Durch diese Reihenfolge bleibt der Helm mindestens bis zum wahrscheinlich erfolgenden zweiten Auf­ schlag noch auf dem Kopf des Trägers. Erst nach diesem erfolgten zwei­ ten Aufschlag kann sich der Helm vom Kopf lösen, wobei die dadurch eventuell entstehenden Folgen naturgemäß geringer sind, da die Auf­ schläge mit ständig abnehmender Körpergeschwindigkeit des Helmträ­ gers ihre Intensität verlieren. Mit einem, bspw. an der Schläfenpartie des Helmes unzerstörbar verankerten, elastischen zweiten Kinnriemen (8), der erst nach Abtrennung des Primärkinnriemens (10) in Funktion tritt, bleibt der Helm beim Abrollen des verunglückten Motorradfahrers auf dessen Kopf fixiert, so daß weitere Gesichtsverletzungen verhindert werden können.It should be noted again that the chin strap retaining bolts ( 11 ) are destroyed immediately after the impact. This order means that the helmet remains on the wearer's head at least until the second impact that is likely to occur. Only after this two th impact has occurred can the helmet be detached from the head, the consequences of which are naturally less, since the impacts lose their intensity with the body speed of the helmet wearer constantly decreasing. With, for example, an indestructible anchor on the temple area of the helmet, elastic second chin strap ( 8 ), which only comes into operation after the primary chin strap ( 10 ) has been removed, the helmet remains fixed on the head of the unsuccessful motorcyclist, causing further facial injuries can be prevented.

Claims (5)

1. Integralhelm mit SC-System, dadurch gekennzeichnet, daß der Helm aus einer Helmschale (1) und einem verschiebbaren Kinnbügel (2) besteht, wobei sowohl die Helmschale (1), wie auch die Flanken des Kinnbügels (2), mit sich zerstörenden, groben Bremsscheiben (5 u. 6) an dessen gegenüberliegenden Wänden versehen sind. Weiterhin weisen die Flan­ ken des verschiebbaren Kinnbügels (2) Schneide/Bruch-Einrichtun­ gen auf, die zwecks der Zerstörung der in den vorgesehenen Bohrungen befindlichen Kinnriemenbolzen (11) in Richtung (A) wirken.1. Full-face helmet with SC system, characterized in that the helmet consists of a helmet shell ( 1 ) and a displaceable chin guard ( 2 ), both the helmet shell ( 1 ) and the flanks of the chin guard ( 2 ) being destructive , coarse brake discs ( 5 and 6 ) are provided on the opposite walls. Furthermore, the flanks of the movable chin strap ( 2 ) have cutting / breaking devices which act in the direction (A) for the purpose of destroying the chin strap bolts ( 11 ) located in the holes provided. 2. Integralhelm mit SC-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Helmschale (1) an ihren Seitenwänden vorne, innen oder außen, feste mit den Flanken des Kinnbügels (2) korrespondierende, Führungs­ schienen (4) besitzt.2. Full-face helmet with SC system according to claim 1, characterized in that the helmet shell ( 1 ) on its side walls in front, inside or outside, fixed with the flanks of the chin guard ( 2 ) corresponding guide rails ( 4 ). 3. Integralhelm mit SC-System nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kinnriemen-Haltebolzen (11) aus einem entweder durch Bruch oder durch Schnitt zerstörbaren Material hergestellt sind.3. Full face helmet with SC system according to claim 1-2, characterized in that the chin strap retaining bolts ( 11 ) are made of a material which can be destroyed either by breakage or by cutting. 4. Integralhelm mit SC-System nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Helm mit einem aus elastischen Material hergestellten Sekun­ därriemen (8) versehen ist, der außerhalb des Bereichs des verschieb­ baren Kinnbügels (2) durch unzerstörbare Bolzen (9) verankert ist.4. Full-face helmet with SC system according to claims 1-3, characterized in that the helmet is provided with a secondary belt made of elastic material ( 8 ) which is outside the region of the movable chin strap ( 2 ) by indestructible bolts ( 9 ). is anchored. 5. Integralhelm mit SC-System nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der separate Kinnbügel (2) in/an der Helmschale (1) mittels der Führungsschienen (4) in Richtung (A) bei Wirkung einer Schlagkraft (X) mit seinem Kinnbügelvorderteil in Richtung (A) verschiebbar ist, wobei durch die Zerstörung der Kinnriemenhaltebolzen (11) und durch die Selbstzerstörung der Kinnbügelflanken bzw. der Leitschienen sowie der Reibung der Bremsscheiben (5 u. 6) die Schlagenergie absorbiert wird.5. Full-face helmet with SC system according to claims 1-4, characterized in that the separate chin guard ( 2 ) in / on the helmet shell ( 1 ) by means of the guide rails ( 4 ) in the direction (A) with the action of an impact force (X) his chin guard front part is displaceable in direction (A), the impact energy being absorbed by the destruction of the chin strap retaining bolts ( 11 ) and by the self-destruction of the chin guard flanks or the guide rails and the friction of the brake discs ( 5 and 6 ).
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