EP1075196A1 - Verfahren und einrichtung zum schutz von personen gegen verletzungen bei stürzen - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum schutz von personen gegen verletzungen bei stürzen

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Publication number
EP1075196A1
EP1075196A1 EP00907337A EP00907337A EP1075196A1 EP 1075196 A1 EP1075196 A1 EP 1075196A1 EP 00907337 A EP00907337 A EP 00907337A EP 00907337 A EP00907337 A EP 00907337A EP 1075196 A1 EP1075196 A1 EP 1075196A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
path
airbag
determined
movement
acceleration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00907337A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Bernsteiner
Eva Ruprechter
Nikolaus KERÖ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Its Implantat-Technologie-Systeme GmbH
Original Assignee
Its Implantat-Technologie-Systeme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Its Implantat-Technologie-Systeme GmbH filed Critical Its Implantat-Technologie-Systeme GmbH
Publication of EP1075196A1 publication Critical patent/EP1075196A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/015—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with shock-absorbing means
    • A41D13/018—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with shock-absorbing means inflatable automatically

Definitions

  • the invention relates to a method for protecting people against injuries and a device for protecting people against injuries in the event of falls.
  • Bone fractures occur particularly in the elderly in the area of the wrist, shoulder and hip, whereby the probability of a fracture increases with the decreasing resilience of the bones, for example due to pathological changes in the bones or joints.
  • Prophylactic protection has already been proposed insofar as, in particular, elderly people at risk of falling are provided with appropriate padded items of clothing in order to correspondingly reduce the vibrations in the event of a fall.
  • implants that can withstand higher loads, but this naturally requires a surgical intervention.
  • a method for the protection of injuries to persons which does not involve the inconvenience of a bulky garment with appropriate padding, therefore contributes to improving the quality of life of such persons at risk.
  • a portable device of the type mentioned at the outset which is intended to ensure protection, in particular of the hips.
  • This device is a belt worn outside the clothing, which contains an airbag and is folded up when not inflated. When triggered, such a belt must first unfold to form a sufficient area for padded protection and can be inflated by a gas cartridge.
  • the triggering takes place by means of an acceleration sensor, triggering taking place at accelerations which are equal to or greater than the gravitational acceleration.
  • a corresponding arrangement is only intended to detect downward movements.
  • the known device is considerably smaller than other devices already proposed, but has the disadvantage that it must be created in addition to the clothing. For reasons of convenience or carelessness, it can often happen that the belt is not put on when it is needed, so that there is no complete protection.
  • an essential prerequisite for acceptance and safety is that the item of clothing carrying the airbag is compulsorily put on and hardly differs from conventional items of clothing when not inflated, so that the wearing comfort is in no way impaired. Furthermore, it is essential for the acceptance of such a device that false triggers are actually avoided with certainty and that the airbag is only inflated if a critical condition, which corresponds to a case, is actually reached.
  • the invention therefore aims to provide a method of the type mentioned at the outset with which the comfort of conventional clothing is maintained and those unsightly padding are dispensed with in those phases of locomotion in which a fall is not to be feared can.
  • the invention further aims to avoid false triggers and to provide a device in which, after safely inflating to cushion a fall, the original state is quickly achieved again, so that the functional reliability of the protection is again ensured again after a relatively short time.
  • the method according to the invention essentially consists in that the acceleration of at least one body point of the person is determined and evaluated in three axes, that the path covered after acceleration begins is monitored and the movement path is determined, and that the triggering is initiated when the Trajectory of one straight line deviates.
  • Acceleration sensors of this type in which multiaxial accelerations are detected, can also provide measured vibration values, whereby in the event of an impact which gives rise to such vibrations, the risk of an injury which has already occurred can no longer be excluded with certainty.
  • statistics have shown that catching a fall after a first collision with a hard object still significantly reduces the risk of injury if the corresponding joint has survived the first impact without damage.
  • the method according to the invention can be further improved by comparing the determined trajectory with stored trajectories that frequently occur in the event of falls and that the airbag is triggered when the determined trajectory follows one of the stored trajectories along a tolerance range.
  • the distance traveled since the start of the movement can also be determined from the sensor signals become. If, for example, a person falls into a chair from a short distance, the distance covered in this connection will be considerably smaller than the path which is much more critical for a risk of injury and which is covered on the floor until a fall. Such short distances, which do not necessarily give rise to injuries, can therefore be used to block the deployment of the airbag.
  • limit values for the distance covered is particularly important for people who like to drop into an armchair or armchair for convenience, since in these cases the distance covered in such a free fall is below the limit value for the release and therefore false triggering. airbag prevented.
  • the definition of a path center naturally requires a one-time adjustment to the size of the person to be protected, since the radius of a critical path that is characteristic of a free fall changes depending on the body size.
  • the device according to the invention for protecting persons against injuries in the event of falls with an airbag which triggers as a function of sensor signals is essentially characterized in that at least one inflatable airbag chamber is arranged on or in an item of clothing which surrounds the body, such as trousers or a shirt, that at least one sensor is provided for the three-axis determination of the acceleration and that an evaluation circuit is provided in which is calculated from the sensor signals the path of an accelerated movement and compared with a straight or stored movement path, the rapid readiness for operation can be ensured by the fact that the airbag is equipped with air-permeable walls or at least one throttle valve for controlled pressure reduction after triggering .
  • the inflatable airbag chamber is arranged directly on or in a shirt or underpants ensures that it cannot be forgotten to put on the device for protection, it being of course essential for the acceptance of such a piece of clothing that flat pads Made of appropriately flexible material, which offer the same wearing comfort after putting on and before the release process as conventional undergarments.
  • a relatively small, correctly positioned cushion is sufficient for efficient protection, the cross-sectional height of which, when inflated, can be less than 1 cm in order to ensure effective protection.
  • the design according to the invention is advantageously made such that the acceleration sensor generates a signal from an acceleration of 0.8 g, which actuates the triggering mechanism as a function of the measured angular position and / or the distance traveled. Accelerations whose measured value is sufficiently far from the acceleration due to gravity are not critical for the risk of injury insofar as. it is obviously not a fall or free fall. If, in addition, the angular position and / or the distance covered are detected together with such a exceeding of the permissible acceleration, the triggering mechanism can be adapted exactly to the respective needs, and false tripping can be prevented to a great extent. The calculation of the trajectory is essential in any case, since this evaluation ensures the highest reliability against false triggering.
  • the safety clothing item can be designed in a simple manner so that the airbags are arranged in the region of the shoulder and / or the buttocks.
  • a further improvement in the tripping characteristic and reduction in the risk of false tripping can be achieved by arranging at least two multi-axis acceleration sensors at different distances from the lower end of the item of clothing, the measured values of which are evaluated separately and compared with one another.
  • vibrations for example, which have different effects on the upper body and lower body, as is the case, for example, when traveling by bus or driving a car, can be filtered out by an appropriate algorithm, so that misfires in such uncritical states are avoided.
  • the design is particularly advantageously such that the airbags protect the joints to be protected, e.g. Grip your hips, shoulders or the like symmetrically.
  • Such a symmetrical loading of problem areas leads to a corresponding stabilization and reduction of the risk of injury.
  • a further improvement in the precision of the release can be achieved in that at least one pressure sensor is additionally arranged in the sole area of a shoe. In this way, a loss of contact with the ground and thus the danger of a fall can be quickly recognized and at the same time an additional reference point can be obtained for the center point of the calculated trajectory.
  • the sensors, the evaluation logic and the release valves for inflating the airbag or airbags are advantageously connected to one another via radio contact, so that overall a device is created to protect people whose wearing comfort differs conventional clothing in no way different, which significantly increases the acceptance and the actual safety.
  • the airbag, the sensors and the components required for the deployment and inflation of the airbags in a common, flat construction, pocket or sack-like part are integrated, which is detachably connected to an item of clothing.
  • the arrangement of all the components in a common pocket-like or sack-like part, which is detachably connected to an item of clothing, enables rapid and uncomplicated attachment to items of clothing.
  • the detachable part can be connected to underpants in the manner of back pockets via Velcro fasteners or snap fasteners.
  • the device according to the invention is developed so that the item of clothing prepared for connection to the detachable part carries contacts, magnets, coils or metal plates which cooperate with correspondingly arranged, in particular magnetically or inductively, actuatable switches when the detachable part is correctly positioned. If the detachable part is correctly positioned on the item of clothing, ie if the switches of the detachable part which can be actuated in particular magnetically or inductively are brought into register with the contacts arranged on the item of clothing, the switches are actuated, which can be communicated to the user, for example, by means of control lamps .
  • FIG. 1 shows the device according to the invention on a body of a patient
  • FIG. 2 shows a piece of clothing prepared for the attachment of the device according to the invention
  • FIG. 3 shows an undergarment to which the device according to the invention is attached.
  • the patient to be protected is designated by 1 in FIG. 1, the pelvic bone 3 to be protected or the thigh necks 4 to be protected being visible in the area of the undergarment 2.
  • Two detachable pockets or sack-like parts 5 are now attached to the undergarment 2, in which an airbag, the sensors and the components required for the deployment and inflation of the airbags are integrated. If the patient falls, the airbags contained in the bag-like or bag-like parts 5 are inflated, which is indicated by the dashed lines 6 in FIG. 3.
  • the carrier 7 are made of a fabric or a correspondingly flexible material that does not affect the comfort of the undergarment. Furthermore, the carriers 7 have magnets 9, which are aligned with, in particular, magnetically or inductively actuated switches of the pocket-like or bag-like parts 5.

Landscapes

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Schutz von Personen gegen Verletzungen bei Stürzen, bei welchem in Abhängigkeit von Sensorsignalen die Auslösung eines am Körper der Person angebrachten Airbags bewirkt wird, wird die Beschleunigung wenigstens eines Körperpunktes der Person dreiachsig bestimmt und ausgewertet, der jeweils nach Beginn einer Beschleunigung zurückgelegte Weg überwacht und die Bewegungsbahn ermittelt und die Auslösung eingeleitet, wenn die Bewegungsbahn von einer geraden Linie abweicht. Die Einrichtung zum Schutz von Personen gegen Verletzungen bei Stürzen mit einem in Abhängigkeit von Sensorsignalen auslösenden Airbag ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine aufblassbare Airbagkammer in einem den Körper umschliessenden Unterbekleidungsstück, wie z.B. einer Hose oder einem Shirt, angeordnet ist, dass wenigstens ein Sensor für die dreiachsige Ermittlung der Beschleunigung vorgesehen ist und dass eine Auserkeschaltung vorgesehen ist, in welcher aus den Sensorsignalen die Bahn einer beschleunigten Bewegung errechnet wird und mit einer geradlinigen oder einer gespeicherten Bewegungsbahn verglichen wird.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Schutz von Personen gegen Verletzungen bei Stürzen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schutz von Per- sonen gegen Verletzungen sowie eine Einrichtung zum Schutz von Personen gegen Verletzungen bei Stürzen.
Knochenfrakturen treten insbesondere bei älteren Menschen vermehrt im Bereich Handgelenk, Schulter und Hüfte auf, wobei die Wahrscheinlichkeit einer Fraktur mit der abnehmenden Belastbarkeit der Knochen, beispielsweise aufgrund von pathologischen Veränderungen der Knochen oder Gelenke zunimmt. Ein prophylaktischer Schutz wurde insofern bereits vorgeschlagen, als insbesondere ältere sturzgefährdete Personen entsprechende gepolsterte Kleidungsstücke zur Verfügung gestellt bekommen, um die Erschütterungen bei einem Sturz entsprechend zu verringern. Alternativ besteht lediglich die Möglichkeit entsprechend höher belastbare Implantate einzusetzen, was jedoch naturgemäß einen chirurgischen Eingriff voraussetzt.
Ein Verfahren zum Verletzungsschutz von Personen, welches ohne die Unannehmlichkeiten eines unförmigen Kleidungsstückes mit entsprechenden Polsterungen auskommt, trägt daher zur Verbesserung der Lebensqualität derartig gefährdeter Personen bei.
Aus der WO 96/13181 ist bereits eine tragbare Einrichtung der eingangs genannten Art bekanntgeworden, welche einen Schutz, insbesondere der Hüften, gewährleisten soll. Bei dieser Einrichtung handelt es sich um einen außerhalb der Bekleidung getrage- nen Gürtel, welcher einen Airbag enthält und in nicht aufgeblasenem Zustand zusammengefaltet angelegt wird. Bei der Auslösung muß sich ein derartiger Gürtel zunächst entfalten, um eine hinreichende Fläche für einen gepolsterten Schutz auszubilden und kann durch eine Gaspatrone aufgeblasen werden. Die Auslösung erfolgt bei dieser bekannten Ausbildung durch einen Beschleunigungssensor, wobei bei Beschleunigungen, welche gleich oder größer der Fallbeschleunigung sind, eine Auslösung erfolgt. Durch eine entsprechende Anordnung sollen lediglich abwärts gerichtete Bewegungen erfaßt werden.
Die bekannte Einrichtung ist zwar wesentlich kleiner als andere bereits vorgeschlagene Einrichtungen, hat jedoch den Nachteil, daß sie zusätzlich zu den Bekleidungsstücken angelegt werden muß. Aus Bequemlichkeit oder Unachtsamkeit kann daher häufig der Fall eintreten, daß der Gürtel dann, wenn er gebraucht würde, nicht angelegt wurde, sodaß ein vollständiger Schutz nicht gege- ben ist.
Wesentliche Voraussetzung für die Akzeptanz und die Sicherheit ist aber nun, daß das den Airbag tragende Kleidungsstück zwingend angelegt wird und sich in nicht aufgeblasenem Zustand kaum von üblichen Bekleidungsstücken unterscheidet, sodaß der Tragekomfort in keiner Weise beeinträchtigt wird. Weiters ist für die Akzeptanz einer derartigen Einrichtung wesentlich, daß tatsächlich Fehlauslösungen mit Sicherheit vermieden werden und ein Aufblasvorgang des Airbags nur dann eintritt, wenn tatsächlich ein kritischer Zustand, welcher einem Fall entspricht, erreicht wird. Die Erfindung zielt daher darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem in denjenigen Phasen .der Fortbewegung einer Person, in welcher ein Sturz nicht zu befürchten ist, der Tragekomfort konventioneller Kleidungs- stücke erhalten bleibt und auf unsansehnliche Polsterung verzichtet werden kann. Die Erfindung zielt weiters darauf ab, Fehlauslösungen zu vermeiden und eine Einrichtung bereitzustellen, bei welcher nach dem sicheren Aufblasen zur Abfederung eines Sturzes rasch der ursprüngliche Zustand wiederum erzielt wird, sodaß ohne weiteres nach relativ kurzer Zeit neuerlich die Funktionssicherheit des Schutzes wiederum gewährleistet ist. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß die Beschleunigung wenigstens eines Körperpunktes der Person dreiachsig bestimmt und ausgewertet wird, daß der jeweils nach Beginn einer Beschleunigung zurückgelegte Weg überwacht und die Bewegungsbahn ermittelt wird und daß die Auslösung eingeleitet wird, wenn die Bewegungsbahn von einer geraden Linie abweicht. Dadurch, daß die Beschleunigung wenigstens eines Körperpunktes der Person dreiachsig bestimmt und ausgewertet wird, wird die Möglichkeit geschaffen Fehlauslösun- gen, wie sie beispielsweise beim Abbremsen eines Kraftfahrzeuges aufgrund der gemessenen Verzögerung möglich wären, zu vermeiden, da in diesen Fällen eine lediglich einachsige Verzögerung bestimmt werden kann. Dadurch, daß nun die Bewegungsbahn ermittelt wird und die Auslösung lediglich dann eingeleitet wird, wenn die Bewegungsbahn von einer geraden Linie abweicht, wird sicherge- stellt, daß beispielsweise dann, wenn sich eine Person lediglich in einen gepolsterten Sessel fallen läßt, eine Auslösung vermieden wird, da auch in diesen Fällen eine im wesentlichen geradlinige Bewegungsbahn zusätzlich zu einem einachsigen Beschleuni- gungsmeßwert detektiert wird. Es kann somit eindeutig erkannt werden, wann ein Körper in den Zustand eines unkontrollierten freien Falles übergeht, da in diesem Fall die Beschleunigung im wesentlichen gleich der Erdbeschleunigung wird und weiters sich die Bewegungsbahn von einer geradlinigen Bahn unterscheidet. Derartige Beschleunigungssensoren, bei welchen mehrachsige Beschleunigungen erfaßt werden, können auch Erschütterungsmeßwerte liefern, wobei naturgemäß im Falle eines Aufpralles, welcher zu derartigen Erschütterungen Anlaß gibt, die Gefahr einer bereits erfolgten Verletzung nicht mehr mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann. Immerhin haben aber Statistiken ergeben, daß ein Abfangen eines Sturzes nach einer erstmaligen Kollision mit einem harten Gegenstand immer noch die Verletzungsgefahr wesentlich herabsetzt, wenn das entsprechende Gelenk den ersten Aufprall noch ohne Schaden überstanden hat.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann noch dadurch weiter verbessert werden, daß die ermittelte Bewegungsbahn mit gespeicherten, bei Stürzen häufig auftretenden Bewegungsbahnen verglichen wird und daß die Auslösung des Airbags eingeleitet wird, wenn die ermittelte Bewegungsbahn einer der gespeicherten Bewegungs- bahnen entlang eines Toleranzbereiches folgt. Um Eehlauslösungen eines Airbags zu verhindern, kann zusätzlich aus den Sensorsignalen der seit Beginn der Bewegung zurückgelegte Weg ermittelt werden. Wenn sich eine Person beispielsweise aus geringem Abstand in einen Sessel fallen läßt, wird der in diesem Zusammenhang zurückgelegte Weg wesentlich kleiner sein, als der für eine Verletzungsgefahr wesentlich kritischere Weg, welcher bis zu einem Sturz auf den Boden zurückgelegt wird. Derartige kurze Wege, welche noch nicht notwendigerweise zu Verletzungen Anlaß geben, können daher zur Blockade der Auslösung des Airbags herangezogen werden.
Von wesentlicher Bedeutung ist aber auch, ob eine Person beispielsweise im Falle einer raschen Abwärtsbewegung, wie sie für einen Sturz charakteristisch ist, Ausgleichsbewegungen ausführt, welche die Gefahr einer Verletzung verringern. Zu diesen Ausgleichsbewegungen zählt beispielsweise eine rasche Abwinkelung von Gelenken, welche in der Folge zu einem Abrollen führen kann. Ein derartiges Abrollen vermindert naturgemäß die Verletzungsgefahr und eine rasche Abwinkelung von einzelnen relevanten Gelenken, kann dann, wenn die entsprechenden Meßwerte erfaßt werden, dazu herangezogen werden, die vorzeitige oder nicht not- wendige Auslösung eines Airbags zu verhindern. Von wesentlicher Bedeutung für die Betriebssicherheit und die Verhinderung unerwünschter Auslösungen eines Airbags ist hiebei in erster Linie aber auch zusätzlich oder gesondert die Erfassung der Abwinke- lungsgeschwindigkeit von Gelenken, wobei die kumulierte Auswer- tung einzelner oder aller dieser Meßwerte eine hinreichende Genauigkeit für die Auslösung eines Airbags ergibt, sodaß der •Airbag tatsächlich nur dann zündet bzw. auslöst, wenn ein hohes Ausmaß an Verletzungsgefahr registriert wird.
Eine derartige rasche Abwinkelung der Gelenke geht aber unmittelbar in die errechnete Bewegungsbahn ein, welche in solchen Fällen von einer geraden Linie abweicht, sodaß gesonderte Sensoren für die Abwinkelung von Gelenken nicht erforderlich sind. Mit Vorteil wird daher das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß aus den Sensorsignalen der seit Beginn der Bewegung zurückgelegte Weg ermittelt wird und bei Unterschreiten eines Grenzwertes für diesen Weg die Auslösung des bzw. der Airbags verhindert wird, wobei vorzugsweise für die Auswertung der Bewegungsbahn eine Kurve ermittelt wird, deren Mittelpunkt im Bereich der Ferse oder Sohle der zu schützenden Person angenommen wird und daß im Falle einer ermittelten Kreisbahn die Auslösung der Airbags vorgenommen wird. Die Berücksichtigung von Grenzwerten für den zurückgelegten Weg ist insbesondere bei Personen von Bedeutung, welche sich aus Bequemlichkeit gerne in einen Lehnstuhl oder Fauteuil fallenlassen, da in diesen Fällen der bei einem derartigen freien Fall zurückgelegte Weg unterhalb des Grenzwertes für die Auslösung liegt und daher Fehlauslösun- gen des Airbags verhindert. Die Definition eines Bahnmittelpunktes erfordert naturgemäß eine einmalige Justierung auf die Größe der jeweiligen zu schützenden Person, da sich der Radius einer kritischen für einen freien Fall charakteristischen Bahn in Abhängigkeit von der Körpergröße verändert.
Um nun sicherzustellen, daß der kurzfristig ausgelöste Airbag innerhalb einer gewissen Zeit wiederum in seine Ausgangsposition zurückkehrt, genügt es den im Airbag aufgebauten Druck über ein Drosselventil oder durch poröse Wandungen des Airbags wiederum abzubauen, sodaß nach einer vorbestimmten Zeit neuerlich die volle Betriebsbereitschaft und Funktionsfähigkeit sichergestellt ist. Dabei ist es naturgemäß notwendig, daß die das Treibmedium für den Airbag in komprimierter Form speichernde Patrone ausge- wechselt wird. Alternativ kann der Patrone auch ein gesteuertes Ventil nachgeschaltet werden, welche die Entleerung der Patrone unterbricht, sodaß eine Patrone für mehrere Aufblaszyklen verwendet werden kann.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Schutz von Personen gegen Verletzungen bei Stürzen mit einem in Abhängigkeit von Sensorsignalen auslösenden Airbag ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine aufblasbare Airbagkammer an oder in einem den Körper umschließenden Bekleidungsstück, wie z.B. einer Hose oder einem Shirt, angeordnet ist, daß wenigstens ein Sensor für die dreiachsige Ermittlung der Beschleunigung vorgesehen ist und daß eine Auswerteschaltung vorgesehen ist, in welcher aus den Sensorsignalen die Bahn einer beschleunigten Bewegung errechnet wird und mit einer geradlinigen oder gespeicherten Bewegungsbahn verglichen wird, wobei die rasche neuerliche Betriebsbereitschaft dadurch sichergestellt werden kann, daß der Airbag mit luftdurchlässigen Wänden oder wenigstens einem Drosselventil für den kontrollierten Druckabbau nach einer Auslösung ausgestattet ist. Dadurch, daß die aufblasbare Airbag- kammer unmittelbar an oder in einem Shirt oder einer Unterhose angeordnet ist, wird sichergestellt, daß auf das Anlegen der Einrichtung zum Schutz nicht vergessen werden kann, wobei naturgemäß für die Akzeptanz eines derartigen Kleidungsstückes wesentlich ist, daß flächige Polster aus entsprechend flexiblem Material zum Einsatz gelangen, welche nach dem Anlegen und vor dem Auslösevorgang den gleichen Tragekomfort wie konventionelle Unterbekleidungsstücke bieten. Prinzipiell ist für einen effizienten Schutz ein relativ kleiner korrekt positionierter Polster ausreichend, dessen Querschnitthöhe in aufgeblasenem Zustand weniger als 1 cm betragen kann, um einen wirksamen Schutz bereits zu gewährleisten.
Mit Vorteil ist die Ausbildung erfindungsgemäß so getroffen, daß der Beschleunigungssensor ab einer Beschleunigung von 0,8 g ein Signal generiert, welches in Abhängigkeit von der gemessenen Winkelstellung und/oder des zurückgelegten Weges den Auslöse- mechanismus betätigt. Beschleunigungen, deren Meßwert hinreichend weit von der Erdbeschleunigung entfernt ist, sind für die Verletzungsgefahr insofern unkritisch, als. es sich offensichtlich nicht um einen Sturz oder freien Fall handelt. Wenn zusätzlich gemeinsam mit einer derartigen Überschreitung der zulässi- gen Beschleunigung die Winkelstellung und/oder der zurückgelegte Weg erfaßt wird, läßt sich der Auslösemechanismus exakt auf die jeweiligen Bedürfnisse anpassen, wobei Fehlauslösungen in hohem Maße verhindert werden können. Wesentlich ist in jedem Fall die Errechnung der Bewegungsbahn, da diese Auswertung die höchste Zuverlässigkeit gegen Fehlauslösungen -gewährleistet. Das Sicherheitsbekleidungsstück kann in einfacher Weise so ausgebildet sein, daß die Airbags im Bereich der Schulter und/ oder des Gesäßes angeordnet sind.
Eine weitere Verbesserung der Auslösecharakteristik und Verringerung der Gefahr von Fehlauslösungen läßt sich dadurch realisieren, daß wenigstens zwei mehrachsige Beschleunigungssensoren in unterschiedlichem Abstand vom unteren Ende des Kleidungsstückes angeordnet sind, deren Meßwerte gesondert ausgewertet und miteinander verglichen werden. Mit einer derartigen Ausbildung können beispielsweise Erschütterungen, welche sich unterschiedlich auf Oberkörper und Unterkörper auswirken, wie dies beispielsweise bei Busfahrten oder Autofahrten der Fall ist, durch einen entsprechenden Algorithmus ausgefiltert werden, sodaß Fehlzündungen bei derartigen unkritischen Zuständen vermieden werden.
Um nun zu verhindern, daß der Airbag bei seinem Auslösen selbst zu Verletzungen Anlaß gibt, ist mit besonderem Vorteil die Aus- bildung so getroffen, daß die Airbags die zu schützenden Gelenke, wie z.B. Hüfte, Schulter od.dgl., symmetrisch umgreifen. Eine derartige symmetrische Belastung von Problemzonen führt zu einer entsprechenden Stabilisierung und Verringerung der Verletzungsgefahr.
Eine weitere Verbesserung der Präzision der Auslösung läßt sich dadurch erzielen, daß zusätzlich wenigstens ein Drucksensor im Sohlenbereich eines Schuhes angeordnet ist . Auf diese Weise kann ein Verlust des Bodenkontaktes und damit die Gefahr eines Falles rasch erkannt werden und gleichzeitig ein zusätzlicher Anhaltspunkt für den Mittelpunkt der errechneten Bewegungsbahn gewonnen werden.
Mit Vorteil sind die Sensoren, die Auswertelogik und die Aus- löseventile für das Aufblasen des oder der Airbags über Funkkontakt miteinander verbunden, sodaß insgesamt eine Einrichtung zum Schutz von Personen geschaffen wird, deren Tragekomfort sich von konventionellen Kleidungsstücken in keiner Weise unterscheidet, wodurch die Akzeptanz und die tatsächliche Sicherheit wesentlich erhöht wird.
Um die Handhabbarkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung weiter zu verbessern und um insbesondere älteren Personen den Umgang mit der Schutzeinrichtung zu erleichtern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Airbag, die Sensoren und die für die Auslösung und das Aufblasen der Airbags erforderlichen Bauteile in einem gemeinsamen, flachbauenden, taschen- oder sackartigen Teil integriert sind, der lösbar mit einem Bekleidungsstück verbunden ist. Durch die Anordnung sämtlicher Bauteile in einem gemeinsamen taschen- oder sackartigen Teil, welcher lösbar mit einem Bekleidungsstück verbunden ist, ist eine rasche und unkompli- zierte Anbringung an Bekleidungsstücken möglich. In besonders vorteilhafter Weise ist daher der lösbare Teil nach Art von Gesäßtaschen über Klettverschlüsse oder Druckknöpfe mit einer Unterhose verbindbar. Zur Anbringung des taschen- oder sackartigen Teiles ist es somit lediglich notwendig Unterbekleidungs- stücke und insbesondere Unterhosen mit Klettverschlüssen oder Druckknöpfen zu versehen, sodaß diese einmalige Vorbereitung des Kleidungsstückes in der Folge immer eine unkomplizierte und lösbare Verbindung mit den Gesäßtaschen gewährleistet.
Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Einrichtung so weitergebildet, daß das für die Verbindung mit dem lösbaren Teil vorbereitete Bekleidungsstück Kontakte, Magnete, Spulen oder Metallplatten trägt, die mit entsprechend fluchtend angeordneten, insbesondere magnetisch oder induktiv, betätigbaren Schaltern bei korrekter Positionierung des lösbaren Teiles zusammenwirken. Bei einer korrekten Positionierung des lösbaren Teiles auf dem Bekleidungsstück, d.h. wenn die insbesondere magnetisch oder induktiv betätigbaren Schalter des lösbaren Teiles in Deckung mit den am Bekleidungsstück angeordneten Kontakten gebracht werden, wird eine Betätigung der Schalter ausgelöst, was dem Benutzer beispielsweise über Kontrolllampen mitgeteilt werden kann. Die erfindungsgemäße Einrichtung wird nun anhand von einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 die erfindungsgemäße Einrichtung an einem Körper eines Patienten, Fig. 2 ein für die Anbringung der erfindungsgemäßen Einrichtung vorbereitetes Bekleidungsstück sowie Fig. 3 ein Unterbekleidungsstück, an welchem die erfindungsgemäße Einrichtung angebracht ist.
In Fig. 1 ist mit 1 der zu schützende Patient bezeichnet, wobei im Bereich des Unterbekleidungsstückes 2 der zu schützende Beckenknochen 3 bzw. die zu schützenden Oberschenkelhälse 4 ersichtlich sind. Auf dem Unterbekleidungsstück 2 sind nun zwei lösbare Taschen oder sackartige Teile 5 befestigt, in denen ein Airbag, die Sensoren und die für die Auslösung und das Aufblasen der Airbags erforderlichen Bauteile integriert sind. Bei einem Sturz des Patienten werden die in den taschen- oder sackartigen Teilen 5 enthaltenen Airbags aufgeblasen, was durch die strich- lierten Linien 6 in Fig. 3 angedeutet ist.
In Fig. 2 ist wiederum das Unterbekleidungsstück 2 dargestellt, auf welches zwei Träger 7 für die Klettverschlüsse 8 aufgenäht sind. Die Träger 7 sind hierbei aus einem Stoff oder einem entsprechend flexiblen Material, welches den Tragekomfort des Unterbekleidungsstückes nicht beeinträchtigt. Weiters weisen die Träger 7 Magnete 9 auf, welche mit insbesondere magnetisch oder induktiv betätigbaren Schaltern der taschen- oder sackartigen Teile 5 fluchten.
In Fig. 3 sind nun die taschen- oder sackartigen Teile 5 über die Klettstreifen 8 mit dem Unterbekleidungsstück 2 verbunden und bei entsprechend korrekter Positionierung, d.h. dann, wenn die Schalter der lösbaren Teile 5 mit den Magneten 9 in Deckung gebracht werden, signalisieren Kontrolllampen 10 die Betriebsbe- reitschaft des Airbags.

Claims

Patentansprüche :
1 . Verfahren zum Schutz von Personen gegen Verletzungen bei Stürzen, bei welchem in Abhängigkeit von Sensors ignalen die Aus- lösung eines am Körper der Person angebrachten Airbags bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Beschleunigung wenigstens eines Körperpunktes der Person dreiachsig bestimmt und ausgewertet wird, daß der j eweils nach Beginn einer Beschleunigung zurückgelegte Weg überwacht und die Bewegungsbahn ermittelt wird und daß die Auslösung eingeleitet wird, wenn die Bewegungsbahn von einer geraden Linie abweicht .
2 . Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die ermittelte Bewegungsbahn mit gespeicherten, bei Stürzen häuf ig auftretenden Bewegungsbahnen verglichen wird und daß die Auslösung des Airbags eingeleitet wird, wenn die ermittelte Bewegungsbahn einer der gespeicherten Bewegungsbahnen entlang eines Toleranzbereiches folgt .
3 . Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , daß aus den Sensors ignalen der seit Beginn der Bewegung zurückgelegte Weg ermittelt wird und bei Unterschreiten eines Grenzwertes für diesen Weg die Auslösung des bzw . der Airbags verhindert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Auswertung der Bewegungsbahn eine Kurve ermittelt wird, deren Mittelpunkt im Bereich der Ferse oder Sohle der zu schützenden Person angenommen wird und daß im Falle einer er- mittelten Kreisbahn die Auslösung der Airbags vorgenommen wird.
5. Einrichtung zum Schutz von Personen gegen Verletzungen bei Stürzen mit einem in Abhängigkeit von Sensorsignalen auslösenden Airbag, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine aufblasbare Airbagkammer an oder in einem den Körper umschließenden Bekleidungsstück, wie z.B. einer Hose oder einem Shirt, angeordnet ist, daß wenigstens ein Sensor für die dreiachsige Ermittlung der Beschleunigung vorgesehen ist und daß eine Auswerteschaltung vorgesehen ist, in welcher aus den Sensorsignalen die Bahn einer beschleunigten Bewegung errechnet wird und mit einer geradlinigen oder einer gespeicherten Bewegungsbahn verglichen wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Airbag mit luftdurchlässigen Wänden oder wenigstens einem Drosselventil für den kontrollierten Druckabbau nach einer Auslösung ausgestattet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungssensor ab einer Beschleunigung von 0,8 g ein Signal generiert, welches in Abhängigkeit von der gemessenen Winkelstellung und/oder des zurückgelegten Weges den Auslöse- mechanismus betätigt.
8. Einrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Airbags im Bereich der Schulter und/oder des Gesäßes angeordnet sind.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Beschleunigungssensoren in unterschiedlichem Abstand vom unteren Ende des Kleidungsstückes angeordnet sind, deren Meßwerte gesondert ausgewertet und itein- ander verglichen werden.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Airbags die zu schützenden Gelenke, wie z.B. Hüfte, Schulter od.dgl., symmetrisch umgreifen.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich wenigstens ein Drucksensor im Sohlenbereich eines Schuhes angeordnet ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren, die Auswertelogik und die Auslöseventile über Funkkontakt miteinander verbunden sind.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Airbag, die Sensoren und die für die Auslösung und das Aufblasen der Airbags erforderlichen Bauteile in einen gemeinsamen, flachbauenden, taschen- oder sackartigen Teil integriert sind, der lösbar mit einem Bekleidungsstück verbunden ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der lösbare Teil nach Art von Gesäßtaschen über Klettverschlüsse oder Druckknöpfe mit einer Unterhose verbindbar ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Verbindung mit dem lösbaren Teil vorbereitete Bekleidungsstück Kontakte, Magnete, Spulen oder Metallplatten trägt, die mit entsprechend fluchtend angeordneten, insbesondere magnetisch oder induktiv, betätigbaren Schaltern bei korrekter Positionierung des lösbaren Teiles zusammenwirken .
16 . Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15 , dadurch gekennzeichnet , daß die korrekte Positionierung des lösbaren Teiles durch eine Anzeige , beispielsweise ein Lichtsignal , anzeigbar ist .
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