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Die
Erfindung betrifft eine individuell anpassbare Vorrichtung für einen
Helm, der mit einer Schutzhaube ausgerüstet ist. Das System ist insbesondere
zum Gebrauch mit an dem Helm angebrachten Vorrichtungen zur Unterstützung von
militärischen
Luft- und Bodenoperationen geeignet.
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Allgemein
werden Helme so ausgelegt, dass sie Tragekomfort, Stabilität und Stoßschutz
während des
Fluges, des Ausstiegs und des Schleudersitzausstiegs bieten und
dass sie für
einen anthropometrischen Bereich von Köpfen passend sind. Mit der Entwicklung
von helmintegrierten Systemen (HMD) entstand ein wachsender Bedarf
an optischer Stabilität,
um die helmintegrierten Systeme in dem Sehfeld des Bedieners zu
halten. Dies führte
zu verschiedenen Entwürfen
von Innenauskleidungen und zu verbesserten Aufhängungssystemen, um die Anforderungen
der zahlreichen helmintegrierten Systeme an Tragekomfort, Stabilität und Tragkraft
zu erfüllen.
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Verbesserungen
im Bereich der Elektrooptik versprachen die Verlagerung von Blickfelddarstellungsgeräten (Head-up-Display,
HUD) und helmintegrierten Anzeigen auf die Innenfläche des
Helmvisiers oder auf andere optische Anzeigevorrichtungen. Mit den
neuen Technologien der Helmet Mounted Display (HMD) geht eine neue
und noch strengere Anforderung nach optischer Stabilität daher.
Der Einsatz aktueller Helme zur Einführung dieser neuen Technologien
war nicht sehr erfolgreich. Das Gewicht und der Schwerpunkt der
neuen HMD-Systeme verschieben den Helm aus dem Augenkasten", wodurch die Einsatzwirksamkeit
der HMDs beeinträchtigt
und Ermüdung
sowie Nackenüberlastung
bei dem Flugpersonal sowie bei Schleudersitzausstieg mögliche Verletzungen
oder Todesfälle
verursacht werden.
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Ein
Beispiel des Standes der Technik wird in dem US-Patent 5,584,073
beschrieben, auf dem der Vorspruch von Anspruch 1 basiert. Dieses
System umfasst einen Helm mit einem Stützrahmen mit daran befestigten
Riemen, über
die der Rahmen einstellbar ist, der mit dem Helm verbunden ist.
Ein ernsthafter Nachteil bei einer solchen Plattform liegt darin, dass
die Aufhängung
derart festgezogen werden muss, um eine hohe Stabilität zu erzielen,
dass der Tragekomfort des Trägers
beeinträchtigt
wird. Wenngleich die Aufhängung
fest war, pendelte sie unter G-Belastung mit HMD-Lasten. Aufgrund
des schmalen Kopfbügels
erzeugten die Lastaufnahmebereiche um den Kopf herum zahlreiche
Bereiche schlechten Tragekomforts, die auch als „heiße Punkte" bekannt sind. Zusätzlich erfordert jedes HMD-System
eine präzise
und wiederholbare Platzierung des Bildes vor den Augen des Trägers, die
während
der gesamten Mission oder über
mehrere Missionen hinweg aufrecht erhalten werden muss. Die Konstrukteure schlussfolgerten,
dass die Einhaltung solcher Kriterien mit vorhandenen Systemen nicht
erzielt werden kann und eine nicht umsetzbare Anzahl von Helmgrößen erfordern
würde,
um einer großen
Palette an anthropometrischen Köpfen
entsprechend zu passen.
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Dementsprechend
wäre es
wünschenswert, eine
innere Helmvorrichtung in wenigen Größen bereitzustellen, die leicht
an militärisches
Personal angepasst und mit verschiedenen äußeren Helmsystemen verwendet
werden kann, um für
eine Palette an modernen Kampfanwendungen geeignet zu sein. Ein solcher
innerer Helm würde
sozusagen an den Kopf des Trägers
angepasst, um hierdurch wiederholbare Ausrichtung des „Augenkastens" an das mögliche helmintegrierte
System (HMD) zu gewährleisten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein System zum Anpassen einer umschlossenen Stützplatte
bereitgestellt, die umfasst: einen Helm mit Helmfutter und ein Anpasssystem,
das die Stützplatte
betriebsfähig
mit dem Helm verbindet, wobei das Anpasssystem betätigt werden
kann, um die relative Position zwischen der Stützplatte und dem Helm einzustellen;
gekennzeichnet durch eine Schutzhaube, die von dem Helmfutter des
Helmes so nach innen angeordnet ist, dass sie in Gebrauch zwischen
dem Helmfutter und dem Benutzer angeordnet ist, wobei die Stützplatte
in der Schutzhaube angeordnet ist und das Anpasssystem die Stützplatte
durch die Haube mit dem Helm verbindet.
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Insbesondere
stellt die vorliegende Erfindung eine Helm-Anpassvorrichtung in
einer Größe oder
zwei Größen mit
individuell anpassbaren Einsätzen
bereit, die an verschiedene Helme angepasst werden können. Die
Erfindung ermöglicht
die problemlose Positionierung des Helmes mit sicheren Verschlussvorrichtungen.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele
stellen einen Einsatz bereit, der vor Ort geformt oder ausgebildet
wird, um einem Abschnitt des Kopfes des Trägers zu passen. Der bevorzugte
Helm ist mit einer Haube ausgerüstet,
die Schutz gegen chemische Kampfstoffe und gegen biologische Kampfstoffe
bietet, wie sie bei chemischer oder biologischer Kriegführung eingesetzt
werden oder bei Industrieunfällen
auftreten können.
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Diese
und andere verbundene Merkmale werden durch ein halbstarres Aufhängungssystem aus
unabhängigen
Komponenten bereitgestellt, das über
große
Flächen
mit dem Kopf in Berührung
steht. Das System umfasst eine individuell angepasste Komponente
und sichere Verschließkomponenten, die
zusammenwirkend den wiederholten Eingriff der gewünschten
Auslegungsaugenposition ermöglicht.
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Das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
des Systems dreht sich um einen inneren Helm, der eine vordere Stirnkuppel
und Seitenabschnitte umfasst. Eine halbstarre hintere Platte greift
in den Nacken des Trägers
ein und weist Einstellriemen auf, die sich normalerweise nach vorn
erstrecken, um in sichere Verriegelungsklemmen an den inneren Helmabschnitten
einzugreifen. Der innere Helm wird in den Richtungen nach vom und
nach hinten durch die hinteren Platteneinstellriemen positioniert.
Ein konturiertes Kissen trägt
die Stirnkuppel auf der Stirn des Benutzers. Das konturierte Kissen
umfasst eine innere Komfortschicht, eine Hauptschicht, die vor Ort
individuell angepasst wird, und eine äußere Stoßschutzschicht. Da die Hauptschicht
im Wesentlichen aus einer Gießform
von der Stirn des Trägers
besteht, sitzt sie stets in der richtigen Position.
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Eine
halbstarre Kronenplatte weist Einstellriemen auf, die sich normalerweise
nach unten erstrecken, um in sichere Verschlussklemmen einzugreifen,
die an den inneren Helmseitenteilen angeordnet sind. Der Innenhelm
ist an der Kronenplatte über
Riemen aufgehängt,
die eingestellt werden, um den Innenhelm in die gewünschte vertikale
Position zu bringen. Der Innenhelm wird durch einen Kinnriemen oder
eine Atemmaske in seiner Aufwärtsbewegung
begrenzt.
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Die
Komponenten der Helm-Anpassvorrichtung werden entlang der horizontalen
und der vertikalen Achse eingestellt, um die Augen des Trägers in der
richtigen Ausrichtung und Entfernung von dem letztendlichen Display
zu positionieren. In Gebrauch widersteht die Helm-Anpassvorrichtung
weiterhin der Vorwärtsdrehung,
die durch das Gewicht der vor der Stirn des Trägers in dem Helm angeordneten
Anzeigesysteme verursachten Vor wärtsdrehung.
Die Vorwärtsdrehung
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnkuppel nach unten rutscht,
wohingegen der hintere Abschnitt des Helmes nach oben rutscht. Diesen Kräften wird
durch die Stirnplatte entgegengewirkt, die auf einen Teil der Stirn
geformt ist, durch die Nackenplatte und den Kinnriemen oder die
Atemmaske, die einer Tendenz des hinteren Teiles des Helmes entgegenwirkt,
von dem Kinn des Trägers
weg zu schwingen.
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Es
ist zu erkennen, dass wir die verschiedenen Ziele der Erfindung
erfüllt
haben, indem wir einen individuell angepassten Einsatz bereitstehen,
der die sicheren Verriegelungskomponenten, die für die Ausrichtung verwendet
werden, ergänzt.
Die halbstarre Kronenplatte und Nackenplatte sind stark, leicht
und für
individuelle Größen und
Formen komfortabel. Alle Einsätze
sind so ausgelegt, dass sie Gewicht und Beanspruchungen über große Oberflächen verteilen, wobei
empfindliche Bereiche des Kopfes vermieden werden. Die Einsätze funktionieren
in Verbindung mit dem Kinnriemen oder der Atemmaske und dem Nackenriemen,
um Drehkräften
entgegenzuwirken, wodurch der Helm in seiner gewünschten Position arretiert
wird.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel derselben beispielhaft
und unter Bezugnahme auf die anhängenden
Zeichnungen beschrieben werden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen:
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1 ist
eine Explosionszeichnung des bevorzugten Ausführungsbeispieles und zeigt
einen äußeren Helm
getrennt von einem Ausführungsbeispiel eines
Innenhelmes, der die Anpassvorrichtung gemäß der Erfindung umfasst.
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2A ist
eine Schnittdarstellung des Innenhelmes entlang der Linie 2-2 von 1.
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2B ist
eine Schnittdarstellung ähnlich wie 2A und
zeigt die erfindungsgemäße Schutzhaube.
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3A ist
eine vergrößerte Ansicht
der vorderen Stirnplatte aus 2A.
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3B ist
eine Vorderansicht der Stirnplatte und veranschaulicht einen Verschäumungsvorgang zur
individuellen Anpassung der Stirnplatte an die Stirn des Trägers.
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3C ist
eine vergrößerte Ansicht ähnlich wie 3A und
zeigt die Schutzhaube in Bezug auf die Stirnplatte.
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4A ist
eine vergrößerte Ansicht
des Nackenriemens aus 2A.
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4B ist
eine Vorderansicht des Nackenriemens.
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4C ist
eine vergrößerte Ansicht ähnlich wie 4A und
zeigt die Schutzhaube in Bezug auf die schwenkbare Verbindung der
Stützplatte.
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5 ist
eine Draufsicht der Kronenplatte entlang der Linie 5-5 aus 2A.
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6A ist
eine Schnittdarstellung einer Halteklammer, die in einen Riemen
eingreift, entlang der Linie 6a-6a aus 2;
und
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6B ist
eine weitere Schnittdarstellung der Halteklammer entlang der Linie
6B-6B aus 6A.
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Unter
detaillierter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 wird
ein äußerer Helm 10 getrennt
von einem Innenhelm 20 gezeigt. Der äußere Helm 10 kann
zum Beispiel aus ballistischem Material einer beliebigen bekannten
Art gebildet werden, um den Träger
gegen Verletzungen durch fliegende Bruchstücke und ähnliches zu schützen. Der äußere Helm 10 kann
aus einem elementaren Schutzhelm für die Infanterie, einem Standardhelm
für Flugpersonal
mit Visier oder einem weiterentwickelten Helm für Flugpersonal, ausgerüstet mit der
HMD-Technologie, bestehen. Der Innenhelm 20 kann dauerhaft
mit dem äußeren Helm 10 verbunden sein,
zum Beispiel mittels Schrauben oder Klebstoff. Alternativ dazu kann
der Innenhelm 20 in einem äußeren Helm 10 mit
Klammem, Schnäppern
oder auf andere Weise entfernbar gesichert sein, zum Beispiel durch
einen auswechselbaren Schnäpper,
der in dem ebenfalls auf den Inhaber dieser Patentschrift erteilten
Parallelanmeldung US-A-6292953 beschrieben wird. Das Gesamtgewicht
des Innenhelmes und eines äußeren Helmes,
der mit HMD-Systemen
ausgerüstet
ist, liegt in der Größenordnung
von 2 kg (4 1/2 englische Pfund).
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Der
Innenhelm 20 hat einen biegesteifen Rahmen aus festem und
dennoch leichtem Material, wie zum Beispiel Graphit oder Glasfaser.
Der Innenhelm 20 ist durch eine breite Stirnkuppel 21,
Seitenabschnitte 22a und 22b, eine hintere Platte 25 und eine
Kopföffnung 26 gekennzeichnet.
Der Seitenabschnitt 22a umfasst ein erstes Paar von Halteklammern 23a und 23b und
ein zweites Paar von Halteklammern 23c und 23d.
Ein ähnliches
Set von Halteklammern ist an der Seitenplatte 22b befestigt.
Ein Kinnriemen 19 erstreckt sich zwischen den unteren Abschnitten
der Seitenplatten 22a und 22b.
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Unter
Bezugnahme auf 2A wird die Seitenplatte 23b mit
einem ersten Paar von Seitenplattenschlitzen 24a und 24b gezeigt,
die unmittelbar hinter dem ersten Paar von Halteklammern angeordnet sind,
und weiterhin ein zweites Paar von Seitenplattenschlitzen 24c und 24d,
die unmittelbar oberhalb des zweiten Paares von Halteklammern angeordnet sind.
Eine Kronenplatte 50, die weiter unten detaillierter beschrieben
werden wird, umfasst Einstellriemen, die sich durch die Schlitze 24c und 24d und
in die jeweiligen Halteklammern hinein erstrecken. Diese Einstellriemen
ermöglichen
die vertikale Positionierung des Innenhelmes 20 in Bezug
auf die Kopfkrone (Corona capitis) des Trägers. Eine Atemmaske kann an
den Seitenplatten 22a und 22b über in der Länge einstellbare
Riemen 27a befestigt sein. Wenngleich dies der besseren Übersichtlichkeit
wegen nicht gezeigt wird, kann der Mittelabschnitt einer jeden Seitenplatte
eine Vertiefung zur Aufnahme von Ohrhörern aufweisen.
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Neben
dem Helmfutter der Stirnkuppel 21 befindet sich eine Stirnplatte 30,
die weiter unten in Verbindung mit den 3A und 3B detaillierter beschrieben
werden wird. Eine hintere Platte 25a aus stoßdämpfendem
Material ist an dem Helmfutter der hinteren Platte 25 befestigt.
Das Helmfutter der hinteren Platte 25a ist eine Nackenplatte 40,
die in Verbindung mit den 4A und 4B ausführlicher
beschrieben werden wird. In Gebrauch werden die Einstellriemen der
Nackenplatte 40 verwendet, um die vordere und hintere Position
des Innenhelmes 20 in Bezug auf den Nacken des Trägers einzustellen.
Die Stirnplatte 30 wird danach an die Konturen der Stirn des
Trägers
angepasst. Punkte in der Stirnplatte 30, der Nackenplatte 40 und
dem Kinnriemen 19 oder der Atemmaske 27 bilden
die Scheitelpunkte eines imaginären
Dreiecks 28. Bei dem Einbau der Stirnplatte 30 nimmt
der Schenkel 28a des Dreiecks 20 eine feststehende
Länge an.
Beim Festziehen legt der Kinnriemen 19 oder die Atemmaske 27 im
Wesentlichen den Abstand der Schenkel 28b und 28c fest.
Die Bedeutung der Geometrie des festen Dreiecks ist wie folgt.
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Die
Riemen der Nackenplatte 40 und der Kronenplatte 50 können eingestellt
werden, um einen konkreten Austrittspupillenabstand für ein in
dem äußeren Helm
integriertes Display (HMD) einzurichten. Die Position wird durch
die Stirnplatte 30 gehalten, die den gesamten Raum zwischen
der Stirnkuppel 21 und der Stirn des Trägers ausfüllt. Ein in dem äußeren Helm
integriertes Display fügt
normalerweise ein beachtliches Gewicht zu dem vorderen Abschnitt
des Helmes hinzu. Ein solches Gewicht wird über die Stirnplatte 30 und
die Kronenplatte 50 gleichmäßig über große Flächen verteilt. Das Moment dieses nach
vorn gerichteten Gewichtes drückt
die Stirnkuppel 21 normalerweise über die Augen des Trägers nach
unten. Da der Schenkel 28a eine feststehende Länge aufweist,
würde eine
solche Bewegung erfordern, dass die Nackenplatte 40 links
herum schwenkt. Da der Schenkel 28b jedoch von feststehender
Länge ist,
wirkt der Kinnriemen 19 dem von der Nackenplatte 40 aufgebrachten
Drehmoment entgegen.
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2B ist
eine weitere Schnittdarstellung und zeigt eine Schutzhaube 70,
die vollständig
in die Komponenten der individuell angepassten Anpassvorrichtung
integriert ist. Die Haube bildet eine Schutzblase um den Kopf herum
aus. Mit der Zuführung
von chemisch und biologisch gefilterter Atem- und Belüftungsluft
in die Haube kann das Flugpersonal sicher operieren und das Fluggerät in feindlichen Umgebungen
verlassen.
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2B veranschaulicht
die Positionierung der Schutzhaube 70 in Bezug auf die
Nackenplatte 40 und die Kronenplatte 50, die beide
mit dem Oberbegriff Stützplatte
bezeichnet werden. Die Stirnplatte 30 wird zuerst angepasst
und danach in die Haube 70 eingesetzt. Die Nackenplatte 40 und
die Kronenplatte 50 werden ebenfalls in die Haube 70 eingesetzt,
wobei ihre Riemen außerhalb
der Haube 70 angeordnet sind. Die Haube 70 wird
um die drehbare Verbindung zwischen der Stützplatte und ihren Riemen herum
abgedichtet, was weiter unten ausführlicher beschrieben werden
wird. Die Riemen werden mit einer punktierten Linie dargestellt,
was andeutet, dass sie sich in der Ansicht von 2B hinter
der Haube 70 befinden.
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Um
die offene Vorderseite des Helmes abzudichten, wird ein Visier 74 mit
einem Visierumfang 74a bereitgestellt. Ein Visierkanal 74b wird
in dem Umfang 74a bereitgestellt und durch die Vorderseite oder
die Seite des Visiers, zum Beispiel an dem Punkt 74c außerhalb
der Haube, mit Belüftungsluft versorgt.
Unterhalb des Visiers befindet sich ein Atmungssystem 76,
das die folgenden herkömmlichen Komponenten
aufweist: eine steife äußere Hülle 76a; ein
Gummi-Gesichtsteil 76b; einen Atmungsluft-Zuführschlauch 76c;
ein Ausatmungsventil 76d; ein Mikrofonkabel 76e;
ein Trinkrohr 76f; und in der Länge einstellbare Riemen 27a und 27b,
die die äußere Hülle 76a entfernbar
mit den Helm-Seitenabschnitten 22a und 22b verbinden.
Die Haube ist zwischen der äußeren Hülle 76a und
dem inneren Gesichtsteil 76b angeordnet. Die Komponenten 76c, 76d, 76e und 76f gehen
durch Löcher
in der Haube hindurch und werden an dem inneren Gesichtsteil 76b befestigt,
wodurch die Haube wirksam zwischen dem Gesichtsteil 76b und
der äußeren Hülle 76a festgeklemmt
wird. Der Schlauch 76c und der röhrenförmige Abschnitt des Ventils 76d können zum
Beispiel mit Gewindemuttern 76g und 76h an dem
Gesichtsteil 76b befestigt werden. Alle Öffnungen
zwischen den Löchern und
den Komponenten werden mit einem geeigneten Dichtungsmittel abgedichtet.
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Ein
Paar Ohrhörer 78 wird
in der Haube platziert, wodurch die Haube erhöhte Dämpfung von äußeren Umgebungsgeräuschen bereitstellt
und somit verbesserte Kommunikation ermöglicht. Die Ohrhörer haben
ein Kommunikationskabel 78a, das durch ein Loch in der
Haube hindurchgeht. Alle Öffnungen zwischen
dem Loch und dem Kabel 78a werden mit einem geeigneten
Dichtungsmittel abgedichtet. Weiter unten weist die Haube 70 einen
unteren Rand 70a auf, in dessen Nähe ein Nackenkissen 70b befestigt ist.
Wahlweise kann ein Schulterpolster 70c an dem unteren Rand 70a befestigt
werden. Das Nackenkissen 70b ist eine Luftsperre und verhindert
den Luftaustausch zwischen dem Kopfhohlraum und der Außenluft
oder dem unteren Abschnitt eines Fluganzuges oder eines anderen
Bekleidungsstückes.
Ein Entleerventil 70d befindet sich oberhalb des Nackenkissens 70b,
um Überschussdruck
aus dem Kopfhohlraum zu entspannen. Das Polster 70e kann
an dem Fluganzug oder einem anderen Bekleidungsstück mittels
eines Schiebebefestigungselementes befestigt werden oder einfach
nach innen eingesteckt werden. Die Haube 70 besteht aus
chemikalienbeständigem
und biologisch beständigem
Material, wie zum Beispiel Gummi oder Butylkautschuk. Die Haube
ist auf die Konturen des Helmfutters geformt.
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Unter
Bezugnahme auf die 3A und 3B wird
die Stirnplatte 30 als eine äußere Tasche 31 umfassend
gezeigt, ausgerüstet
mit einer schließbaren
Klappe 31a. Die Tasche 31 ist entfernbar an der
Innenfläche
der Stirnkuppel 21 befestigt, zum Beispiel durch eine Schnürbefestigung
oder durch andere geeignete Mittel oder Vorrichtungen. Die Tasche 31 besteht
aus einem Material, das die Eigenschaften von Langlebigkeit und
Tragekomfort aufweist, wenn es mit der Haut des Trägers in
Berührung
kommt, wie zum Beispiel aus Leder oder aus anderen geeigneten Materialien.
In der Tasche befindet sich eine äußere Auskleidung 32,
die aus stoßdämpfendem
Material besteht, wie zum Beispiel aus Polystyrol, das sich dem
Helmfutter der Stirnkuppel 21 anpasst. Weiterhin ist eine
innere Schicht 34 aus zusammendrückbarem, komfortablem Material,
wie zum Beispiel Schaumgummi, vorhanden. Nachdem die Nackenplatte 40 und
die Kronenplatte 50 auf die richtige Austrittspupille eingestellt
worden sind, wird das Innere der Tasche 31 mit einem flüssigen Treibmittel
gefüllt,
das sich ausdehnt und verfestigt, um sich an die Stirn des Trägers und
die äußere Auskleidung
anzupassen. Wie aus 3B ersichtlich ist, kann ein
ausdehnbarer Schaum verwendet werden, wobei das Treibmittel in flüssiger Form 33 in
das Innere der Tasche 31 eingespritzt oder eingegossen wird
und sich ausdehnt, um den Hohlraum auszufüllen. Ein minimal exothermer
Polyurethanschaum, der eine relativ kurze Anstiegszeit hat, kann
verwendet werden, wie zum Beispiel Schäume aus Polyetherpolyolharz
in Kombination mit vorreagiertem Diphenylmethandiisozyanat.
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In 3C wird
die Schutzhaube 70 zwischen der Stirnkuppel 21 und
der Stirnplatte 30 gezeigt. Die Stirnplatte 30 wird
zuerst, wie oben beschrieben, ohne die Haube 70 angepasst.
Danach wird die Stirnplatte 30 in der Haube 70 platziert
und mit der Verschnürungsbefestigung
an der Haube 70 anstelle der Stirnkuppel 21 befestigt.
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In 4A wird
die Nackenplatte 40 als einen halbstarren Rahmen 41 umfassend
gezeigt, der zum Beispiel aus einem Verbundharz besteht. Sehr dünne, flexible
Verbundharzschichten werden laminiert und bilden leichte, nachgebende
Platten. Das Innere des Rahmens 41 ist eine Komfortschicht 42,
die aus einem zusammendrückbaren
Material besteht, wie zum Beispiel aus Gummi. Die Deckschicht 43 sichert die
Komfortschicht 42, indem sie sich durch Öffnungen 44 oder
um den Außenumfang
erstreckt, wo ihre Ränder
an der Außenseite
des Rahmens 41 befestigt werden. 4B zeigt Öffnungen 44 zusammen
mit Riemen 46a, 46b, 46c und 46d,
die jeweils über schwenkbare
Verbin dungspunkte 47a, 47b, 47c und 47d an
vier Quadranten der Nackenplatte 40 befestigt sind.
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4C zeigt
die Drehverbindung zwischen der Stützplatte und ihren Riemen im
Detail. Ein Abschnitt der Komfortschicht 42 wird entfernt
und ein Loch wird in dem Rahmen 41 ausgebildet, um eine Innengewindespindel 80 aufzunehmen,
die an ihrer linken Seite in einer Halteplatte 80a endet.
Das Haubenmaterial 70 wird um die Spindel 80 herum
angepasst, wobei alle Öffnungen
mit einem geeigneten Dichtungsmittel abgedichtet werden. Der Riemen 46 ist über eine
Schraube 46e drehend mit der Spindel 80 verbunden.
Somit werden die Drehverbindungen für beide Stützplatten mit dem Haubenmaterial
vollständig
die Stützplatten
dann abdichtend vorgehalten. Der Vorteil dieser Anordnung besteht
darin, dass die Stützplatten
sowie die Stirnplatte dazu dienen, das Haubenmaterial von dem Kopf
des Trägers
anzuheben, wodurch größerer Tragekomfort
bereitgestellt wird. Diese Anordnung hält ebenso die Kontaktflächen zwischen
der Stirnplatte und dem Träger
sowie zwischen den Stützplatten
und dem Träger
aufrecht. Daher kann der Kopf des Trägers vollkommen gegen die Umgebung
abgedichtet werden, während gleichzeitig
die reproduzierbare Ausrichtung des Augenkastens aufrechterhalten
wird, was für
HMD-Systeme sehr wichtig ist.
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Unter
Bezugnahme auf 2B führt das Anheben der Haube zu
einem Spalt 50c zwischen den Gurtbandstreifen 50a und 50b der
Stützplatte
beziehungsweise zu einem Raum 50d neben der Stützplatte.
Ein Kanal 90 mit einer Entlüftungsöffnung 90a, die auf
den Spalt 50c oder den Raum 50d ausgerichtet ist,
wird bereitgestellt. Der Kanal 90 erstreckt sich durch
ein Loch in der Haube. Alle Räume
um das Loch herum werden mit einem geeigneten Dichtungsmittel ausgefüllt. Belüftungsluft
wird zu dem Kanal 90 zugeführt, um den Kopf des Trägers zu
kühlen.
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Wie
in 5 zu sehen ist, weist die Kronenplatte 50 eine ähnliche
Ausführung
auf wie die Nackenplatte 40, einschließlich eines halbstarren Rahmens 51,
einer Komfortschicht ähnlich
wie 42 und eine Deckschicht ähnlich wie 43. Wie
aus dieser Draufsicht zu erkennen ist, weist die Deckschicht Ränder 53a und 53b auf,
die sich durch Öffnungen 54 erstrecken,
bevor sie an der Außenfläche des Rahmens 51 befestigt
sind. Jeder der Quadranten 55a, 55b, 55c und 55d umfasst
einen Riemen 56a, 56b, 56c und 56d,
die über
Schrauben 57a, 57b, 57c und 57d drehbar
mit dem Rahmen 51 verbunden sind.
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Die Öffnungen
erzeugen stegartige Streifen in der Platte 40 und der Platte 50,
die sich von den benachbarten Quadranten aus zu den Riemenverbindungspunkten
erstrecken. Diese stegartige Anordnung ermöglicht es, dass ein jeder Quadrat
an die Kopfkrone und den Nacken des Trägers angepasst wird, wenn sich
die Riemen biegen, um durch die Seitenplattenschlitze in dem Innenhelm
hindurchzugehen. Mit anderen Worten weisen die Riemen und die Verbindungspunkte
aus den 4B und 5 ein weiteres
unabhängiges
Maß an
Flexibilität
in die und aus der Seite heraus auf.
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6A zeigt
einen beispielhaften biegbaren Kunststoffriemen, der sich anfangs
durch einen Seitenplattenschlitz 24 erstreckt, der in der
Seitenplatte 22a bzw. 22b ausgebildet ist, und
der sich weiter durch einen Klammerrahmen 60 erstreckt,
der aus robustem Kunststoff gefertigt ist. Befestigungsschrauben 61 sichern
den Klammerrahmen 60 an der Außenseite der Seitenplatte 22.
Ein freitragender Haltearm 62, der ein feststehendes Ende 62b und
ein freies Ende 62c mit sich nach unten erstreckenden Keilen 62a dazwischen
aufweist, erstreckt sich von dem Klammerrahmen 60 nach
außen.
Ein Verriegelungselement 63 ist, wie in 6B deutlicher
zu erkennen ist, verschiebbar mit dem Klammerrahmen 60 verbunden.
Das Verriegelungselement 63 ist verschiebbar in der Richtung 62d von
einer Position neben dem hinteren Anschlag 62e, über eine
Arretierung 62f zu einer Position neben dem vorderen Anschlag 62g.
Normalerweise kann sich das freie Ende 62c des freitragenden
Armes 62 frei nach oben bewegen, wenn sich Keile 62a über entsprechende
Keile 58 auf dem Riemen einklinken. Nachdem die endgültige Einstellposition
erreicht worden ist, gleitet das Verriegelungselement 63 in
seine am weitesten linke Verriegelungsposition, wobei das freie
Ende 62c gehindert, nach oben zu rutschen, um den Riemen
in seiner Position zu verriegeln. In einem praktischen Ausführungsbeispiel
waren die Keile 56 auf dem Riemen und dem Arm um 2 mm beabstandet.
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2 zeigt eine Positionierungsvorrichtung 29 mit
einem Bezugspunkt 29a. Die Positionierungsvorrichtung 29 ist
dimensioniert und konfiguriert, um den Bezugspunkt 29a auf
die genaue Gesichtslinie des fertigen Displays auszurichten. Die
Kronenplattenriemen und die Nackenplattenriemen werden in Schritten
von 2 mm eingestellt, um den Bezugspunkt 29a direkt vor
den Augen des Trägers
in einem vorgegebenen Abstand zu platzieren. Wenn ein Riemen zu
weit durch die Klammer 60 eingeführt wird, wird das freie Ende 62c angehoben
und der Riemen wird zurückgezogen.
Nach erfolgter Ausrich tung werden die Verriegelungselemente 63 über freie
Enden 62c zu ihren Verriegelungspositionen bewegt. Während die
ausgerichtete Position auf dem Kopf des Trägers aufrechterhalten wird,
wird die Stirnplatte 30 mit der richtigen Menge Treibmittel
gefüllt.
Der entstehende Schaum 33 dehnt sich aus, um den Spalt
zu füllen und
den Kopf fest an die Nackenplatte 40 anzudrücken. Dementsprechend
kann der Innenhalm leicht übergezogen
und abgelegt werden, während
gleichzeitig jedes Mal die genaue Augenkastenausrichtung hergestellt
wird. Beim Festziehen des Kinnriemens 19 wird der Innenhelm
auf dem Kopf in Position verriegelt. Zentrifugenerprobung wurde
mit Kopfbewegungen von bis zu 4G und nach vorn gerichteter stationärer Kopfpositionierung
von bis zu 9G durchgeführt.
Insgesamt wurde der etwa 2 kg (4½ englische Pfund) schwere
komplette innere/äußere Helm höchstens
um 4 mm verschoben, wobei der Durchschnitt für ein Flugpersonal von zehn
zwischen 1,5 und 3 mm betrug.
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Es
wird zu erkennen sein, dass wir einen leichten Innenhelm mit komfortablen
Platten und einer zusätzlichen
konturierten Platte bereitgestellt haben, der problemlos individuell
an eine große
Population angepasst werden kann. Die Helm-Anpassvorrichtung verteilt
das Gewicht effektiv und widersteht Verschiebungskräften, indem
die Helmvorrichtung über
große
Oberflächenbereiche
an dem Kopf arretiert wird. Das sichere Verriegelungssystem und
die geformte Stirnplatte gewährleisten
reproduzierbare Ausrichtung auf den Augenkasten, wodurch die wichtigen
Anforderungen für
den Einsatz von HMD erfüllt werden.
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Es
wird erkennbar sein, dass bestimmte Merkmale und Teilkombinationen
von Nutzen sind und ohne Bezug auf andere Merkmale und Teilkombinationen
verwendet werden können.
Dies liegt innerhalb des Erfindungsbereiches der Patentansprüche. Weiterhin
ist offensichtlich, dass verschiedene Änderungen im Detail innerhalb
des Erfindungsbereiches der Ansprüche vorgenommen werden können, ohne
dass von der Erfindung gemäß Definition
in den anhängenden
Patentansprüchen
abgewichen würde.