Technisches Gebiet
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Diese Erfindung betrifft einen Aufprallhelm eines Typs mit
einem aufblasbaren stoßdämpfenden Kissen.
Stand der Technik
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Aufprallhelme, in die unterschiedliche aufblasbare Kissen
eingegliedert sind, sind bekannt. Als Beispiel offenbart das
US-Patent 3761959 einen Aufprallhelm mit einem Kissen, das
über ein mit einer externen Aufpumpvorrichtung verbindbares
spezielles Ventil aufgeblasen werden kann. Nach dem Aufsetzen
des Helms im völlig entleerten Zustand wird der Helm auf
einen bestimmten Druck aufgeblasen, der vom Benutzer beim
Aufblasen direkt "fühlbar" ist.
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Ein solcher Aufprallhelm leistet bei Sportveranstaltungen von
relativ kurzer Dauer gute Dienste. In diesem Fall stellt der
Benutzer den Helm vor dem Start eines Rennens ein, gewöhnlich
mit Unterstützung von speziell dazu abgestelltem Personal.
Bei gewöhnlichen Anwendungen jedoch ist ein solcher
Aufprallhelm nicht zufriedenstellend, sowohl wegen der praktischen
Unmöglichkeit der Einstellung während der Benutzung als auch
weil der Druckeinstellvorgang bei jedem Mal recht kompliziert
ist, es sei denn, daß ein Helfer verfügbar ist, der die
Aufpumpvorrichtung betätigt.
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Ein anderer Aufprallhelm mit aufblasbarem Kissen ist im US-
Patent 4035846 offenbart. Bei diesem wird der Innendruck
durch ein Ventil automatisch auf einem voreingestellten Wert
gehalten. Das Ventil entlüftet nach außen, wenn der Druck
übergroß ist, und stellt bei zu niedrigem Druck eine
Verbindung mit einer externen Druckluftguelle her, mit welcher der
Helm ständig verbunden ist. Dieser herkömmliche Helm wurde
zur Verwendung durch Flugzeugpiloten entwickelt und erfüllt
die (in diesem Falle grundsätzliche) Forderung eines festen
Sitzes des Helms in einer in bezug auf den Kopf festgelegten
Position. Andere Anwendungen sind von der Verfügbarkeit einer
externen Druckluftguelle abhängig, mit welcher der Helm bei
Benutzung verbunden bleiben sollte.
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Ein anderer aufblasbarer Aufprallhelm ist aus DE-U-7729063
bekannt. Bei diesem Helm wurde versucht, ihn von einer
externen Aufpumpvorrichtung dadurch unabhängig zu machen, daß in
den Helm ein Gebläse eingebaut wurde. Jedoch ist das
Aufblasen mit einem Gebläse zu langsam und kompliziert, für eine
praktische und sichere Benutzung durch einen Motorradfahrer
während des Fahrens nicht geeignet.
Offenbarung der Erfindung
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Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Aufprallhelm mit einem aufblasbaren Kissen zu schaffen, der
unmittelbar und mit Vorteil benutzt werden kann, ohne eine Verbindung
mit einer externen Vorrichtung zu erfordern, und der es dem
Benutzer ermöglicht, auch während des Fahrens auf einem
Motorrad o.dgl. den Druck auf einfache und sichere Weise
einzustellen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Aufprallhelm
gelöst, der eine starre Schale, ein stoßschützendes Kissen mit
mindestens einem verformbaren, aufblasbaren Balg, und an der
Schale angebrachte Pumpmittel zum Speisen von Luft in das
Innere des Balges über Ventilmittel aufweist, und der dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Pumpmittel eine Pumpe und einen
diese antreibenden Elektromotor aufweist, daß der Helm ferner
eine elektrische Speicherbatterie zur Stromversorgung des
Motors aufweist, wobei die Pumpe, der Motor, die Ventilmittel
und die Batterie sämtlich innerhalb des Helmes untergebracht
sind.
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Weitere Merkmale und Vorteile eines erfindungsgemäßen
Aufprallhelms werden anhand der nachstehenden detaillierten
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Aufprallhelms;
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Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer
Einzelheit des in Fig. 1 dargestellten Helms;
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Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer
Schaltungsanordnung, die in den in Fig. 1 dargestellten Helm
eingegliedert ist.
Beste Art der Durchführung der Erfindung
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In den Zeichnungsfiguren ist insgesamt mit 1 ein Aufprallhelm
des sogenannten Panorama-Typs bezeichnet, der mit einer
starren Schale 2 versehen ist, auf deren Vorderseite eine Öffnung
3 ausgebildet ist, die mit einem Visier 4 geschützt ist.
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Der Helm 1 umfaßt ein stoßdämpfendes Kissen 6 mit einem
verformbaren Balg 7, der vorzugsweise aus Polyethylen
hergestellt ist und sich auf der Innenseite der Schale 2
erstreckt, z.B. baumförmig mit Zweigen 8 ausgebildet ist. An
den Zweigen 8 sind im Querschnitt verkleinerte Abschnitte 9
ausgebildet. Im Balg 7 ist Luft zusammen mit einer
luftdurchlässigen, schwammförmigen Matrix 12 enthalten.
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Der Helm 1 weist ferner eine Druckeinstellvorrichtung 15 auf,
die mit dem Balg 7 verbunden ist, derart, daß der Luftdruck
im Balg veränderbar ist.
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Diese Druckeinstellvorrichtung 15 umfaßt eine
Kleinstanordnung mit einer Membranpumpe 16, die von einem Dauermagnet-
Gleichstrom-Elektromotor 17 angetrieben wird. Der Motor 17
ist für den Antrieb der Pumpe 16 zum Einpumpen von Luft in
den Balg 7 bestimmt.
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Die Pumpe 16 ist mit dem Balg 7 über ein
Solenoid-Einwegventil 18, ebenfalls in Kleinstausführung, verbunden. In seinem
Ruhezustand ermöglicht das Solenoidventil 18 das Strömen von
Luft von der Pumpe 16 in den Balg 7, aber nicht in
umgekehrter Richtung. Im erregten Zustand stellt das Solenoidventil
18 über einen Entlüftungsauslaß 20 eine Verbindung zwischen
dem Balg 7 und der Außenumgebung her. Die Kleinstbaugruppe
mit der Pumpe 16 und dem Motor 17 ist von einem an sich
bekannten Typ, z.B. dem Modell NMP 085 (6 V Gleichstrom) des
deutschen Herstellers KNF NEUBERGER. An sich bekannt ist das
Solenoidventil 18.
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Der Balg 7 ist vorteilhafterweise mit einem Entlastungsventil
23 versehen, das den Helm nach außen entleert.
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Der Aufprallhelm umfaßt ferner eine
Stromversorgungseinrichtung 19. Diese Einrichtung umfaßt eine Leitung 29, die zu
einer Batterie 22 führt, welche in einer speziellen Kammer 24
im Helm 1 untergebracht ist. Die Batterie 22 vermag die
verschiedenen Bauteile des Helms 1 über einen elektrischen
Schaltkasten 30 zu speisen, der seitlich am Helm 1 befestigt
ist. Die Batterie 22 umfaßt im allgemeinen einen Satz
Batterien, die wiederaufladbar sein können. Es kann auch eine
Verbindung mit einer Solarbatterie vorgesehen sein, die auf der
Außenfläche des Helms 1 zu montieren ist.
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Der Schaltkasten 30 enthält eine Speichereinheit 31, die über
die Leitung 29 mit Strom versorgt wird. In die
Speichereinheit 31 kann mittels einer Drucktaste M ein Bezugsdruckwert
eingegeben werden. Durch mit "+" und "-" bezeichnete weitere
Drucktasten lassen sich stufenweise Zu- oder Abnahmen des
Bezugsdruckwertes in den Speicher einschreiben. Mittels einer
Drucktaste T kann ein Mindestdruckwert gespeichert werden,
bei dem der Balg 7 in den Zustand gebracht wird, in dem das
bequeme Abnehmen des Helms möglich ist.
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Der Luftdruck im Balg 7 wird durch einen Druckwandler 33
abgetastet, der dem Balg 7 zugewandt angeordnet ist.
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Der Schaltkasten 30 enthält ferner einen Vergleicherknoten
34, der über eine Leitung 35 von der Speichereinheit 31 den
Bezugsdruckwert und über eine Leitung 36 vom Druckwandler 33
den abgetasteten Ist-Druckwert empfängt und ein
Differenzsignal abgibt. Dieses Signal wird über eine Leitung 38 einer
Steuereinrichtung 37 zugeleitet. Diese Steuereinrichtung ist
zwischen der Leitung 29, einerseits, und dem Motor 17 und dem
Solenoidventil 18, andererseits, aktiv. Wenn der
Vergleicherknoten 34 eine annähernde Gleichheit zwischen dem Ist-Druck
und dem eingestellten Druckwert feststellt, schaltet die
Steuereinrichtung 37 sowohl den Motor 17 als auch das
Solenoidventil 18 ab. Im umgekehrten Falle, wenn der
Vergleicherknoten 34 einen den eingestellten Druck übersteigenden Ist-
Druck feststellt, schaltet die Steuereinrichtung 37 das
Solenoidventil 18 ein, derart, daß Luft aus dem Balg 7 nach
außen abgeführt wird. Stellt dagegen der Vergleicherknoten 34
einen den eingestellten Druck unterschreitenden Ist-Druck
fest, schaltet die Steuereinrichtung 37 den Motor 17 ein,
derart, daß die Pumpe 16 Luft in den Balg 7 pumpt.
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Der Aufprallhelm 1 umfaßt ferner einen Mikroschalter 39, der
so angeordnet ist, daß er vom Kopf des Benutzers beim
Aufsetzen
des Helms 1 betätigt wird. Der Mikroschalter 39 setzt
die Leitung 29 unter Spannung.
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Es wird nun die Benutzung des Aufprallhelms unter Bezugnahme
auf eine Ausgangssituation beschrieben, in der der Helm
aufgesetzt werden soll und in der Speichereinheit 31 ein
Ausgangsdruckwert gespeichert ist. Das Kissen 6 im Helm 1 steht
unter Umgebungsdruck.
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Beim Aufsetzen des Aufprallhelms 1 wird der Mikroschalter 39
durch den Kopf des Benutzers sofort betätigt und schaltet die
Stromversorgung 19 ein. Mit Steuerung durch die
Steuereinrichtung 37, die durch die Differenz zwischen dem in der
Speichereinheit 31 gespeicherten Druck und dem vom Wandler 33
abgetasteten Ist-Innendruck des Balgs 7 betätigt wird, speist
der elektrische Strom den Motor 17 der Pumpe 16, bis der Ist-
Druck im Balg 7 mit dem gespeicherten Druckniveau gleich ist.
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Wünscht der Benutzer einen höheren oder niedrigeren Druck,
kann er/sie die "+"- oder "-"-Tasten betätigen und dadurch
den Wert der gespeicherten Druckeinstellung ändern.
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Bei Benutzung des Helms 1 können äußere Faktoren, z.B.
Veränderungen der Umgebungstemperatur, zu einer Verringerung
oder Erhöhung des Balgdruckes führen. Diese Änderung wird vom
Wandler 33 sofort erfaßt und an den Vergleicherknoten 34
weitergeleitet; wie bereits erwähnt, wird die Steuereinrichtung
37 durch die vom Vergleicherknoten festgestellte Differenz
aktiviert.
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Es wird darauf hingewiesen, daß die Ansprechzeit, d.h. die
Zeitspanne zwischen dem Auftreten einer Druckänderung im Balg
7 und ihrer Korrektur, in der Praxis in der Größenordnung von
einigen Sekunden liegt. Wenn im Falle eines Zusammenstoßes
Kräfte auf den Helm einwirken und der Balg 7 als Folge davon
einen Druckanstieg erfährt, wird ein solcher Druckanstieg
folglich nicht korrigiert, weil er nahezu augenblicklich mit
einer Dauer in der Größenordnung von wenigen Millisekunden
stattfindet, das heißt, mit einer weit kürzeren dauer, als
die Ansprechzeit für die Korrektur beträgt. Folglich wird der
sich aus dem Zusammenstoß ergebende Druckanstieg im Helm
während einer ausreichenden Zeit gehalten, um
sicherzustellen, daß die gewünschte stoßdämpfende Wirkung eintritt.
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Wenn der Druck im Balg 7 infolge eines Versagens eine
unkontrollierte übermäßige Erhöhung erfährt, führt das
Entlastungsventil 23 Luft ab.
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Wenn der Benutzer den Helm abnehmen möchte, drückt er/sie die
Drucktaste T, derart, daß in der Speichereinheit 31 ein
Mindestdruck eingestellt wird und folglich der Balg 7 rasch
entlüftet wird. Somit kann der Helm ohne weiteres vom Kopf des
Benutzers abgenommen werden.
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Ein Hauptvorteil eines erfindungsgemäßen Aufprallhelms liegt
in der neuartigen Möglichkeit, daß er auf dem Kopf des
Benutzers ringsum auf höchst bequeme Weise sitzt. Tatsächlich kann
der Helm am Kopf mit einem optimalen, vom Benutzer zu
wählenden Druck sitzen.
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Ein weiterer Vorteil ist, daß der bequeme Sitz auch bei
Änderungen der Umgebungs- und Klimabedingungen, unter denen der
Helm benutzt wird, erhalten bleibt. Tatsächlich wird das
Druckniveau kontinuierlich überwacht und nachgestellt, um es
auf gleicher Höhe mit dem optimalen Wert zu halten.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Aufprallhelms ist,
daß er sich völlig selbst versorgt, also keine Verbindungen
zu externen Vorrichtungen erfordert.
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Außerdem kann ein erfindungsgemäßer Aufprallhelm auf einfache
Weise an verschiedene Kopfgrößen angepaßt werden, daher als
Einheitsgröße mit den daraus sich ergebenden praktischen
Vorteilen vertrieben werden.
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Ein noch anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Aufprallhelms
besteht darin, daß er bei normaler Benutzung vom Benutzer
selber oder, wenn der Benutzer verletzt ist, von einem
möglichen Rettungstrupp rasch abgenommen werden kann.