EP2088879B1 - Körpergetragene aktive belüftungsvorrichtung - Google Patents

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EP2088879B1
EP2088879B1 EP07821245A EP07821245A EP2088879B1 EP 2088879 B1 EP2088879 B1 EP 2088879B1 EP 07821245 A EP07821245 A EP 07821245A EP 07821245 A EP07821245 A EP 07821245A EP 2088879 B1 EP2088879 B1 EP 2088879B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air flow
ventilation device
active ventilation
producing
air
Prior art date
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Active
Application number
EP07821245A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2088879A1 (de
Inventor
Gerd Hexels
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.)
Hexonia GmbH
Original Assignee
Hexonia 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.)
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Publication date
Application filed by Hexonia GmbH filed Critical Hexonia GmbH
Publication of EP2088879A1 publication Critical patent/EP2088879A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2088879B1 publication Critical patent/EP2088879B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • A41D13/002—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with controlled internal environment
    • A41D13/0025—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with controlled internal environment by means of forced air circulation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A45—HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45F—TRAVELLING OR CAMP EQUIPMENT: SACKS OR PACKS CARRIED ON THE BODY
    • A45F3/00—Travelling or camp articles; Sacks or packs carried on the body
    • A45F3/04—Sacks or packs carried on the body by means of two straps passing over the two shoulders
    • A45F3/047—Sacks or packs carried on the body by means of two straps passing over the two shoulders with adjustable fastenings for the shoulder straps or waist belts

Definitions

  • the invention relates to a body-worn, active ventilation device.
  • the invention relates to the solution of the problem of heat development under the worn on the body clothing.
  • the development of heat and the associated formation of perspiration are particularly problematic in situations in which the clothing can not be stored for reasons of endangerment. This is the case, for example, with protective suits in the military sector or clothing for civilian rescue operations.
  • the heat build-up occurring in this clothing for example, because of the physical effort and extreme perspiration under the clothes can not only endanger the use because of the impairment of the physiological performance of the wearer, but in extreme cases lead to the death of the wearer.
  • the swinging suspension of the load at the reversal points of the oscillation movement ensures a comparatively high load during wear, which impairs the wearing comfort. Due to the comparatively complex structure of the backpack is susceptible to interference, endangered in the wet and only a small extent suitable for outdoor use. The system also requires a close match to the load to be carried. If the load is a vibratory structure, such as a partially filled water bottle, the vibration will be chaotic and affect airflow generation. The swinging suspension is also not suitable for sensitive loads or for those loads that are as little as possible to move with respect to the body, as is the case for example with ballistic protective plates. In addition, the equipment occupies comparatively much space and thus there is only a limited possibility to carry more loads on the back.
  • an object of the present invention to provide an active ventilation device for arrangement on the body of a user that is more reliable, more compact, and more universally usable.
  • a body worn garment or equipment such as a backpack support frame or ballistic protection support frame
  • a second attachment means attached to the body or is supported, for example by means of a belt.
  • means for generating an air flow directed towards or away from the body In the simplest case, an outlet opening with a nozzle for the air flow is provided, which is directed to the naked skin of the user.
  • the clothing may be provided in the region of the nozzle with a mesh.
  • the ventilation device is characterized in that a motion-related, ie caused by a movement, change in distance between the first and second fastening means mechanically drives the means for generating an air flow.
  • the device according to the invention thus utilizes the different courses of motion that exist between the body-worn garment or piece of equipment and the corresponding body portion due to differences in weight and inertial behavior, resulting in relative approximation or removal of the respective portions.
  • a manual or electrical actuation of the air flow generating means is thus not required.
  • the air flow can be generated comparatively easily and almost continuously during movement. Since heat build-up under clothing is essentially a problem that arises when the wearer moves, there is no need for ventilation through the device during breaks in movement.
  • the present in movement breaks inactivity and thus lack of noise development of the device especially in military use or hunting is beneficial.
  • no complex, trouble-prone pendulum swing mechanism is required.
  • all can Vibration degrees of freedom of the garment or the equipment can be used, since it depends only on a change in distance between the attachment points according to the invention.
  • the device can effectively provide ventilation with the smallest change in distance, which is particularly advantageous in the case of delicate loads applied to the equipment.
  • the device Since there is generally relative movement of the garment against the body in all modes of user movement, the device is also useful in crawling, sitting, climbing, and sealing.
  • the power generated in the air flow depends inter alia on the weight of the garment or the item of equipment and its freedom of movement and on the attachment of the device. This can be determined and selected by the skilled person with the aid of a few experiments.
  • the means for generating an air flow are designed so that the air flow is generated according to the air pump principle.
  • the means comprise a cylinder and a piston movable therein.
  • the piston closes to the cylinder inner wall with a seal.
  • On one side of the piston is connected to a piston rod, which is led out of the cylinder.
  • an opening for the suction and the discharge of air from the cylinder is provided.
  • separate suction and discharge ports may be provided.
  • the change in distance causes a displacement of the piston via the piston rod.
  • a check valve and a spatially separate from the outlet opening suction port is provided to ensure that sucked outside of clothing in the area of the cylinder outside air becomes.
  • the cylinder has an outlet opening which has a reduced cross-sectional area for the air flow relative to the cylinder cross-section.
  • a channeling connected to the outlet opening also has a reduced relative to the cylinder cross-section Cross-section on.
  • the air pump principle By the air pump principle, a comparatively low-maintenance, quiet and compact device can be realized, which is also particularly suitable for outdoor use.
  • the air pumping principle in a comparatively heavy garment by the friction of the piston, the flow resistance and the based on the compressibility of the air in the cylinder damping effect provides for an improvement in wearing comfort in terms of the garment or the equipment item.
  • This damping effect can i.a. be preset by the passage capacity (the diameter) of the air inlet or outlet opening.
  • the piece of equipment is a support frame and / or a backpack. It has been found that the ventilation device according to the invention cooperates in a particularly effective manner with a support frame or a backpack.
  • the carrying system commonly used in rucksacks or carrying racks, which is realized by guided over the shoulders strap, is particularly suitable for combination with the inventive Device, as a particularly high relative displacement and thus change in distance can be realized, especially when the backpack or the support frame is loaded with high or additional weight.
  • a further advantageous embodiment provides that ballistic protection plates are mounted on the support frame. It has been found that the comparatively heavy plates move very easily relative to the body due to their high moment of inertia. In combination with the very high efficiency of the device according to the invention, in particular when using the air-pump principle, the smallest changes in distance are sufficient to provide ventilation in an effective manner. This means that the movement of the ballistic protective plates on the one hand can be limited to a degree so as not to jeopardize the protection of the wearer, but at the same time this movement is still sufficient to effectively generate the air flow.
  • the means for generating an air flow comprise an adjustable throttle valve. This can advantageously be regulated the strength of the air flow. At the same time so that the damping effect described above can be adjusted.
  • the means for generating an airflow are advantageously connected to at least one airflow channel integrated into the clothing to direct the flow of air to the body. As a result, cooling is achieved particularly effectively.
  • a plurality of air channels are provided by a spacer fabric integrated in the clothing. This can u.a. due to the low flow resistance, a particularly effective large-area distribution of the air flow can be provided.
  • the second attachment means are preferably mounted or supported in the region of the hip and / or the spine of the body. It has been shown that in combination with a heavily loaded support frame or backpack such attachment improves the comfort significantly, since due to the damping effect and thus support over this range, the load in the area of the shoulder strap guided carrier is considerably minimized.
  • means for generating an electric current from the change in distance are also provided.
  • the moving piston rod causes an induction current, which is used for example for supplying electrical components or for charging an accumulator.
  • the airflow may drive a turbine generator.
  • At least one of the attachment means comprises a pivotable mounting, preferably a Achsgelenklagerung, more preferably a ball joint mounting by means of ball and pan. This pivotability does not restrict the relative movement between garment and equipment and any relative distance or approach can be effectively utilized for air flow generation.
  • the device it is further provided to use in the air flow a filter, for example an activated carbon filter or a filter for filtering chemical and / or biological warfare agents, so that it flows through the filter for the purification of contamination.
  • a filter for example an activated carbon filter or a filter for filtering chemical and / or biological warfare agents, so that it flows through the filter for the purification of contamination.
  • the filter is disposed in the air intake region of the air flow generation direction to prevent contamination of the device.
  • FIG. 1 shows an active ventilation device according to the invention, which is worn on the body 1 of a user.
  • the user carries on his back a backpack 10a which is suspended on a support frame 10b and a not shown for reasons of clarity belt system on the shoulder of the user.
  • a backpack forming the load receiving area 10 a and ballistic plates is provided.
  • the ventilation device according to the invention has a first attachment means 2, for example a ball joint, with which it is connected to the support frame 10b of the backpack.
  • the device further comprises a piston 4b, which is arranged to be displaced back and forth in a cylinder 5a.
  • the cylinder 5a is in turn supported by a ball joint 3a and the lap belt 3b, which constitute the second fastening means, on the body 1 in the region of the hip.
  • the movement of the support frame 10b caused by walking, running, climbing and creeping in which Fig. 1 indicated by the double arrow, ensures a nearly continuous and due to the continuous movement sequence for a periodic change in distance between the first fastening means 2 and second fastening means 3a, 3b.
  • the direction of movement is indicated by the double arrow as linear or one-dimensional, it comes according to the invention for air flow generation only on a change in distance between the first and second fastening means 2, 3a, 3b, whereby the efficiency in the Air production is particularly high.
  • This change in distance is transmitted via the fixed or only slightly flexible piston rod 4a on the piston 4b, in the sub-cylinder volume 5b, as in the detailed view of Fig. 2 can be seen better, depending on the direction of movement of the piston 4b air displaced or sucks.
  • the opening into the air flow channel 6a opening it comes in the reduction in distance to an overpressure and displacement of the air in the sub-cylinder volume 5b and in the distance reduction to a negative pressure and a suction of air in the sub-cylinder volume through the filter.
  • the overpressure or the negative pressure provides for a damping and thus, for example, the comfort when wearing the backpack 10 a can be improved, since the commuting of the backpack in particular is damped in the resonance range.
  • the air displacement ensures an air flow which is directed to the skin of the body 1 via the air duct section 6a guided over the back and further the spacer fabric integrated into the clothing, which is schematically indicated by the distance 6b.
  • the air in the sub-cylinder volume 5b is displaced, which leads to an air flow in the form of an air ejection directed toward the body via the air flow channel 6a and the spacer fabric 6b.
  • the check valve 8 in the air flow channel 6a ensures that the air is not sucked in through this channel 6a and out of the clothing.
  • an adjustable throttle valve 7 with which the passage capacity of the opening into the air flow passage 6a outlet opening is adjustable in order to adjust the damping as needed.
  • the outlet opening into the air flow channel 6a and this channel 6a have a reduced cross-section with respect to the cylinder cross-section in order to provide a comparatively high flow velocity when the air flow exits therefrom.
  • FIG. 3 shows a front view of the body with two ventilation devices according to the invention, each supported on the hip of the body 1 of the user. Due to this double design, a particularly effective ventilation is achieved.
  • a ballistic plate 11 is further mounted for the protection of the body 1, which also contributes to the air flow generation due to their inertia.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine körpergetragene, aktive Belüftungsvorrichtung. Die Erfindung betrifft die Lösung des Problems der Wärmeentwicklung unter der am Körper getragenen Kleidung. Die Wärmeentwicklung und damit verbundene Schweißbildung sind insbesondere in solchen Situationen problematisch, bei denen die Kleidung aus Gefährdungsgründen nicht abgelegt werden kann. Dies ist beispielsweise bei Schutzanzügen im militärischen Bereich oder Bekleidungen für den zivilen Rettungseinsatz der Fall. Der bei dieser Kleidung beispielsweise wegen der Körperanstrengung auftretende Hitzstau und die extreme Schweißbildung unter der Kleidung können so wegen der Beeinträchtigung der physiologischen Leistung des Trägers nicht nur den Einsatz gefährden, sondern im Extremfall zum Tod des Trägers führen. Die derzeit bekannte Bekleidung versucht das Problem der Kühlung einerseits durch hochentwickelte Textilien, wie atmungsaktive Membranen usw., andererseits durch gezielt angebrachte, mit Filtern versehene Öffnungen in der Kleidung zu lösen. Diese passiven Prinzipien erweisen sich in der praktischen Anwendung und insbesondere unter extremen Temperaturbedingungen als unzureichend, da Sie lediglich auf einer Konvektionsströmung, beispielsweise aufgrund eines Temperatur- oder Wasserdampfkonzentrationsgefälles, beruhen.
  • Zur Verbesserung schlägt beispielsweise die US 5 564 124 eine aktive Belüftung einer Kleidung mit einem batteriebetriebenen Lüfter vor. Da die Energieversorgung somit nur begrenzt zur Verfügung steht, sind damit dem jeweiligen Einsatz zeitliche Grenzen gesetzt. Zudem ist eine derartige Vorrichtung empfindlich und der Einsatz im Militärbereich wegen der Geräuschentwicklung problematisch. Aus der US 5 515 543 ist ferner eine Bekleidung mit Belüftungskanalisation und damit verbundener händisch zu bedienender Pumpe bekannt. Dies weist den Nachteil auf, dass dabei die Belüftung nur auf Betätigung erfolgt und dabei die Bewegungsfreiheit eingeschränkt ist. Ferner wird u.a. in der WO 2005/110299 A2 eine durch eine Brennstoffzelle betriebene Kühlvorrichtung beschrieben. Diese Vorrichtung ist vergleichsweise aufwendig, schwer und bedarf einer aufwendigen Steuerelektronik, was die Vorrichtung für den Outdoor-Einsatz und insbesondere den militärischen Einsatz ungeeignet macht.
  • Aus der US 6 982 497 B2 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Pendelbewegung einer am Rucksack elastisch aufgehängten Last dazu verwendet wird, u.a. mittels Kolbenbewegung eine Luftströmung zu erzeugen, die neben der Stromerzeugung zur Kühlung eingesetzt wird. Die Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass die Pendelbewegung durch eine vergleichsweise aufwendige Mechanik erreicht werden muss. Die Pendelbewegung muss, um bei einsetzender Resonanz die Fortbewegung nicht zu stören, aufwändig gedämpft werden. Da die Schwingung im Wesentlichen auf einen Freiheitsgrad eingeschränkt ist, ist die Luftströmungserzeugung nicht bei allen Fortbewegungsarten, beispielsweise nicht beim Kriechen, nicht bei sitzender Bewegung und nicht beim Klettern gegeben. Zudem sorgt die schwingende Aufhängung der Last an den Umkehrpunkten der Schwingungsbewegung für eine vergleichsweise hohe Belastung beim Tragen, welches den Tragekomfort beeinträchtigt. Durch den vergleichsweise komplexen Aufbau ist der Rucksack störanfällig, bei Nässe gefährdet und nur in geringem Maße Outdoor-tauglich. Das System erfordert ferner eine genaue Abstimmung auf die zu tragende Last. Handelt es sich bei der Last um ein schwingungsfähiges Gebilde, beispielsweise eine teilgefüllte Trinkflasche, läuft die Schwingung chaotisch ab und beeinträchtigt die Luftströmungserzeugung. Die schwingende Aufhängung eignet sich zudem nicht für empfindliche Lasten oder für solche Lasten, die möglichst wenig bezüglich des Körpers zu verschieben sind, wie es beispielsweise bei ballistischen Schutzplatten der Fall ist. Zudem nimmt die Ausrüstung vergleichsweise viel Platz ein und somit besteht nur eine eingeschränkte Möglichkeit, weitere Lasten auf dem Rücken zu tragen.
  • Vor dem Hintergrund der zuvor beschriebenen Nachteile des Standes der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aktive Belüftungsvorrichtung zur Anordnung am Körper eines Benutzers bereitzustellen, die zuverlässiger, kompakter und universeller verwendbar ist, bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Vorrichtung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäße, aktive Belüftungsvorrichtung zur Anordnung am Körper eines Benutzers umfasst ein erstes Befestigungsmittel, das an einem am Körper getragenen Kleidungsstück oder Ausrüstungsgegenstand, beispielsweise an einem Traggestell eines Rucksacks oder einem Traggestell für ballistische Schutzplatten angebracht ist und ein zweites Befestigungsmittel, das am Körper angebracht oder abgestützt ist, beispielsweise mittels eines Gurtes. Es sind ferner Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung, die auf den Körper oder von diesem weg gerichtet ist, vorgesehen. Im einfachsten Fall ist eine Austrittsöffnung mit Düse für die Luftströmung vorgesehen, der auf die nackte Haut des Benutzers gerichtet ist. Dazu kann beispielsweise die Kleidung im Bereich der Düse mit einem Netzgewebe versehen sein.
  • Die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine bewegungsbedingte, d.h durch eine Bewegung verursachte, Abstandsänderung zwischen dem ersten und zweiten Befestigungsmittel die Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung mechanisch antreibt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung nutzt somit die unterschiedlichen Bewegungsabläufe, die aufgrund von Gewichtsunterschieden und unterschiedlichem Trägheitsverhalten zwischen dem am Körper getragenen Kleidungsstück oder Ausrüstungsgegenstand und dem entsprechenden Körperabschnitt vorliegen und zu einer relativen Annäherung bzw. Entfernung der entsprechenden Abschnitte führen. Einer händischen oder elektrischen Betätigung der Luftströmungserzeugungsmittel bedarf es somit nicht. Damit kann vergleichsweise einfach und bei Bewegung nahezu kontinuierlich die Luftströmung erzeugt werden. Da ein Hitzestau unter einer Kleidung im Wesentlichen ein Problem ist, dass sich bei Bewegung des Trägers einstellt, bedarf es zudem keiner Belüftung durch die Vorrichtung in Bewegungspausen. Vielmehr ist die in Bewegungspausen vorliegende Inaktivität und damit nicht vorhandene Geräuschsentwicklung der Vorrichtung insbesondere beim militärischen Einsatz oder bei der Jagd von Vorteil. Zudem ist keine aufwendige, störungsanfällige Pendelschwingmechanik erforderlich. Zudem können sämtliche Schwingungsfreiheitsgrade des Kleidungsstücks bzw. des Ausrüstungsgegenstands genutzt werden, da es erfindungsgemäß lediglich auf eine Abstandsänderung zwischen den Befestigungspunkten ankommt. Dadurch kann die Vorrichtung bei kleinster Abstandsänderung auf effektive Weise für eine Belüftung sorgen, was insbesondere bei empfindlichen, am Ausrüstungsgegenstand angebrachten Lasten von Vorteil ist. Da es in allen Fortbewegungsarten des Benutzers im Allgemeinen zu einer relativen Bewegung des Kleidungsstücks bzw. des Ausrüstungsgegenstands gegenüber dem Körper kommt, ist die Vorrichtung auch beim Kriechen, sitzender Bewegung, Klettern und Robben verwendbar. Die bei der Luftströmung erzeugte Leistung hängt u.a. von dem Gewicht des Kleidungsstücks bzw. des Ausrüstungsgegenstandes und dessen Bewegungsfreiheit sowie von der Anbringung der Vorrichtung ab. Dies kann vom Fachmann mithilfe weniger Versuche entsprechend ermittelt und gewählt werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung so ausgelegt, dass die Luftströmung nach dem Luftpumpen-Prinzip erzeugt wird. Die Mittel umfassen einen Zylinder und einen darin beweglichen Kolben. Der Kolben schließt zur Zylinderinnenwandung mit einer Dichtung ab. An einer Seite ist der Kolben mit einer Kolbenstange verbunden, die aus dem Zylinder hinausgeführt ist. Zum Ein- und Austritt von Luft in den Zylinder ist eine Öffnung für die Ansaugung und den Ausstoß von Luft aus dem Zylinder vorgesehen. Alternativ können getrennte Ansaug- und Ausstoßöffnungen vorgesehen sein. Die Abstandsänderung bewirkt über die Kolbenstange eine Verschiebung des Kolbens. Je nach Anordnung einer Austrittsöffnung bzw. der Bewegungsrichtung des Kolbens wird dabei Luft aus dem Zylinder verdrängt bzw. Luft angesaugt. Um nur lediglich eine der beiden Möglichkeiten zuzulassen und um somit für einen besonders umfangreichen Luftaustausch zu sorgen, ist in einer Ausführungsform ein Rückschlagventil und eine von der Austrittsöffnung räumlich getrennte Ansaugöffnung vorgesehen, um dafür zu sorgen, dass außerhalb der Kleidung im Bereich des Zylinders Außenluft angesaugt wird.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Zylinder eine Austrittsöffnung auf, die eine gegenüber dem Zylinderquerschnitt verringerte Querschnittsfläche für die Luftströmung aufweist. Gegebenenfalls weist eine mit der Austrittsöffnung verbundene Kanalisierung auch einen gegenüber dem Zylinderquerschnitt verringerten Querschnitt auf. Durch diese Querschnittsverringerung im Austrittsbereich wird für einen Austritt der Luft mit einer vergleichsweise hohen Strömungsgeschwindigkeit (Venturi-Effekt) gesorgt, so dass Strömungsverluste, beispielsweise aufgrund von Reibung, auf dem Weg der Luft zum Körper des Benutzers kompensiert werden können und zudem die am Körper des Benutzers vorbeiströmende Luft für einen Kühlungseffekt sorgt.
  • Durch das Luftpumpenprinzip kann eine vergleichsweise wartungsarme, leise und kompakte Vorrichtung realisiert werden, die zudem besonders outdoor-tauglich ist. Zudem sorgt das Luftpumpenprinzip bei einem vergleichsweise schweren Kleidungsstück bzw. Ausrüstungsgegenstand durch die Reibung des Kolbens, den Strömungswiderstand und durch die auf der Komprimierbarkeit der Luft im Zylinder beruhende Dämpfungswirkung, für eine Verbesserung des Tragekomforts hinsichtlich des Kleidungsstücks bzw. des Ausrüstungsgegenstandes. Diese Dämpfungswirkung kann u.a. durch das Durchlassvermögen (den Durchmesser) der Lufteintritts- bzw. Austrittsöffnung voreingestellt werden.
  • Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Kolbenstange mit den ersten Befestigungsmitteln zu verbinden und den mit dem Kolben zusammenwirkenden Zylinder mit den zweiten Befestigungsmitteln zu verbinden. Dadurch kann der die Strömung erzeugende Zylinder nahezu in unmittelbarer Körpernähe angebracht werden und seine relative Position gegenüber dem Körper bleibt nahezu konstant, wodurch die Belüftung aufgrund der geringen Strömungsverluste durch den vergleichsweise kurzen und gleich bleibenden Abstand besonders effektiv ausfallen kann. Eine Kanalisierung der Luftströmung, sofern überhaupt erforderlich, kann vergleichsweise kurz ausfallen und benötigt keine flexible Anpassung bezüglich des sich ändernden Abstands zwischen Zylinder und Körper.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Ausrüstungsgegenstand ein Traggestell und/ oder ein Rucksack. Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung auf besonders effektive Weise mit einem Traggestell oder einem Rucksack zusammenwirkt. Das üblicherweise bei Rucksäcken oder Traggestellen verwendete Tragesystem, das durch über die Schultern geführte Trageriemen realisiert ist, eignet sich in besonderem Maße zur Kombination mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, da dadurch eine besonders hohe relative Verschiebung und damit Abstandsänderung verwirklicht werden kann, insbesondere wenn der Rucksack bzw. das Traggestell mit hohem oder zusätzlichem Gewicht belastet ist.
  • Eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass ballistische Schutzplatten am Traggestell angebracht sind. Es hat sich gezeigt, dass die vergleichsweise schweren Platten aufgrund ihres hohen Trägheitsmoments sehr leicht sich relativ zum Körper bewegen. In Kombination mit dem sehr hohen Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere bei der Verwendung des Luft-Pumpen-Prinzips reichen kleinste Abstandsänderungen aus, um auf effektive Weise für eine Belüftung zu sorgen. Dies bedeutet, dass die Bewegung der ballistischen Schutzplatten einerseits auf ein Maß beschränkt werden kann, um den Schutz des Trägers nicht zu gefährden, gleichzeitig aber immer noch diese Bewegung ausreicht, um effektiv die Luftströmung zu erzeugen.
  • Bei einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform umfassen die Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung ein einstellbares Drosselventil. Dadurch kann vorteilhaft die Stärke der Luftströmung reguliert werden. Gleichzeitig kann damit die zuvor beschriebene Dämpfungswirkung eingestellt werden.
  • Die Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung sind vorteilhaft mit wenigstens einem in die Kleidung integrierten Luftströmungskanal verbunden, um die Luftströmung auf den Körper zu richten. Dadurch wird besonders effektiv eine Kühlung erreicht.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden mehrere Luftkanäle durch ein in die Kleidung integriertes Abstandsgewirk bereitgestellt. Dadurch kann u.a. aufgrund des geringen Strömungswiderstands eine besonders effektive großflächige Verteilung der Luftströmung bereitgestellt werden.
  • Die zweiten Befestigungsmittel sind vorzugsweise im Bereich der Hüfte und /oder der Wirbelsäule des Körpers angebracht oder abgestützt. Es hat sich gezeigt, dass in Kombination mit einem stark belasteten Traggestell oder Rucksack eine derartige Anbringung den Tragekomfort erheblich verbessert, da aufgrund der Dämpfungswirkung und damit Abstützung über diesen Bereich die Belastung im Bereich der über die Schultern geführten Trageriemen erheblich minimiert ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind ferner Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Stroms aus der Abstandsänderung vorgesehen. Beispielsweise bewirkt die bewegte Kolbenstange einen Induktionsstrom, der beispielsweise zur Speisung elektrischer Komponenten oder zum Laden eines Akkumulators verwendet wird. Alternativ kann der Luftstrom einen Turbinengenerator antreiben.
  • Bei der erfindungsgemäßen, aktiven Belüftungsvorrichtung umfasst vorteilhaft wenigstens eines der Befestigungsmittel eine verschwenkbare Lagerung, bevorzugt eine Achsgelenklagerung, bevorzugter eine Kugelgelenklagerung mittels Kugel und Pfanne. Durch diese Verschwenkbarkeit wird die relative Bewegung zwischen Kleidungsstück bzw. Ausrüstungsgegenstand nicht eingeschränkt und jegliche relative Entfernung bzw. Annäherung kann effektiv zur Luftströmungserzeugung genutzt werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ferner vorgesehen, in die Luftströmung einen Filter, beispielsweise einen Aktivkohlefilter oder einen Filter zur Ausfilterung chemischer und/oder biologischer Kampfstoffe, einzusetzen, damit dieser den Filter zur Reinigung von Kontamination durchströmt. Bevorzugt ist der Filter im Luftansaugbereich der Luftströmungserzeugungsrichtung angeordnet, um eine Kontamination der Vorrichtung zu verhindern.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen aktiven Belüftungsvorrichtung bei der Anordnung am Körper dargestellt ist, ohne jedoch die Erfindung auf die gezeigte Ausführungsform einzuschränken. Es zeigen:
    • Fig. 1
    in Seitenansicht die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung, die von einem Benutzer am Körper 1 getragen wird;
    Fig. 2
    eine Detailvergrößerung der Vorrichtung aus Fig. 1.
    Fig. 3
    eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen am Köper 1 des Benutzers getragenen Belüftungsvorrichtung aus Fig. 1 und 2 mit einer Detailver- größerung.
  • Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße, aktive Belüftungsvorrichtung, die am Körper 1 eines Benutzers getragen wird. Der Benutzer trägt auf seinem Rücken einen Rucksack 10a der über ein Traggestell 10b und ein aus Anschaulichkeitsgründen nicht dargestelltes Gurtsystem an der Schulter des Benutzers aufgehängt ist. Am Traggestell 10b ist ein den Rucksack bildender Lastaufnahmebereich 10 a und ballistische Platten vorgesehen. Die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung weist ein erstes Befestigungsmittel 2, beispielsweise ein Kugelgelenk, auf, mit dem es am Traggestell 10b des Rucksacks verbunden ist. Die Vorrichtung weist ferner einen Kolben 4b auf, der hin- und herverschiebbar in einem Zylinder 5a angeordnet ist. Der Zylinder 5a ist seinerseits über ein Kugelgelenk 3a und den Beckengurt 3b, die die zweiten Befestigungsmittel darstellen, am Körper 1 im Bereich der Hüfte abgestützt. Die beim Gehen, Laufen, Klettern und Kriechen hervorgerufene Bewegung des Traggestells 10b, in der Fig. 1 durch den Doppelpfeil angedeutet, sorgt für eine nahezu fortlaufende und aufgrund des fortlaufenden Bewegungsablaufs für eine periodische Abstandsänderung zwischen dem ersten Befestigungsmittel 2 und zweiten Befestigungsmittel 3a, 3b. Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass obwohl hier die Bewegungsrichtung durch den Doppelpfeil als linear bzw. eindimensional angedeutet ist, kommt es erfindungsgemäß für die Luftströmungserzeugung nur auf eine Abstandsänderung zwischen dem ersten und zweiten Befestigungsmittel 2, 3a, 3b an, wodurch der Wirkungsgrad bei der Lufterzeugung besonders hoch ist. Diese Abstandsänderung wird über die feste oder lediglich wenig flexible Kolbenstange 4a auf den Kolben 4b übertragen, der im Teilzylindervolumen 5b, wie in der Detailansicht der Fig. 2 besser zu erkennen ist, je nach Bewegungsrichtung des Kolbens 4b Luft verdrängt oder ansaugt. In Abhängigkeit des eingestellten Durchlassvermögens der in den Luftströmungskanal 6a mündenden Öffnung, kommt es bei der Abstandsverminderung zu einem Überdruck und einer Verdrängung der im Teilzylindervolumen 5b befindlichen Luft und bei der Abstandsverminderung zu einem Unterdruck und einem Ansaugen von Luft in das Teilzylindervolumen über den Filter 9. Der Überdruck bzw. der Unterdruck sorgt für eine Dämpfung und somit kann beispielsweise der Komfort beim Tragen des Rucksacks 10a verbessert werden, da das Pendeln des Rucksacks insbesondere im Resonanzbereich abgedämpft wird. Die Luftverdrängung sorgt für eine Luftströmung die über den über den Rücken geführten Luftkanalabschnitt 6a und weiter den das in die Kleidung integrierten Abstandsgewirk, welches schematisch durch den Abstand 6b angedeutet ist, auf die Haut des Körpers 1 gerichtet.
  • Bei einer Verkleinerung des Abstands zwischen erstem und zweitem Befestigungsmittel kommt es zu einer Verdrängung der Luft im Teilzylindervolumen 5b, was zu einer Luftströmung in Form eines auf den Körper gerichteten Luftausstoßes über den Luftströmungskanal 6a und das Abstandsgewirk 6b führt. Bei einer Vergrößerung des Abstandes sorgt das Rückschlagventil 8 in dem Luftströmungskanal 6a dafür, dass die Luft nicht über diesen Kanal 6a und aus der Kleidung angesaugt wird. Es ist ferner ein einstellbares Drosselventil 7 vorgesehen, mit dem das Durchlassvermögen der in den Luftströmungskanal 6a mündenden Austrittsöffnung regulierbar ist, um die Dämpfung je nach Bedarf einstellen zu können. Die in den Luftströmungskanal 6a mündende Austrittsöffnung und dieser Kanal 6a weisen einen gegenüber dem Zylinderquerschnitt verkleinerten Querschnitt auf, um bei Austritt der Luftströmung daraus für eine vergleichsweise hohe.Strömungsgeschwindigkeit zu sorgen.
  • Figur 3 zeigt eine Vorderansicht des Körpers mit zwei erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtungen, die sich jeweils an der Hüfte des Körpers 1 des Benutzers abstützen. Durch diese doppelte Auslegung wird eine besonders effektive Belüftung erreicht. An dem Tragegestell 10b ist ferner eine ballistische Platte 11 zum Schutz des Köpers 1 angebracht, die aufgrund ihrer Massenträgheit auch zur Luftströmungserzeugung beiträgt.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1 -
    Körper des Benutzers
    2 -
    erstes Befestigungsmittel
    3a -
    Beckengurt (Hüftgurt) des zweiten Befestigungsmittels
    3b -
    Kugelgelenklagerung des zweiten Befestigungsmittels
    4a -
    Kolbenstange
    4b -
    Kolben
    5a -
    Zylinder
    5b -
    Teilzylindervolumen
    6a -
    Luftströmungskanal im Rückenbereich
    6b -
    Fortsetzung des Luftströmungskanal 6a im Brustbereich
    7 -
    Drosselventil
    8 -
    Rückschlagventil
    9 -
    Filter
    10a -
    Lastaufnahmebereich des Rucksacks
    10b -
    Traggestell
    11 -
    ballistische Platte

Claims (13)

  1. Aktive Belüftungsvorrichtung zur Anordnung am Körper (1) eines Benutzers mit einem ersten Befestigungsmittel (2), das an einem am Körper getragenen Kleidungsstück oder Ausrüstungsgegenstand (10b) angebracht ist und einem zweiten Befestigungsmittel (3a, 3b), das am Körper angebracht oder abgestützt ist, mit Mitteln zur Erzeugung einer Luftströmung (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b), die auf den Körper oder vom Körper weg gerichtet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass durch eine bewegungsbedingte Abstandsänderung zwischen dem ersten und zweiten Befestigungsmittel (2; 3a, 3b) die Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b) mechanisch angetrieben werden.
  2. Aktive Belüftungsvorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b) die Luftströmung nach dem Luftpumpen-Prinzip erzeugen.
  3. Aktive Belüftungsvorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b) einen Kolben (4b), der über eine Kolbenstange (4a) mit dem ersten Befestigungsmittel (2) verbunden ist und einen mit dem Kolben zusammenwirkenden Zylinder (5a, 5b) umfassen, der mit den zweiten Befestigungsmitteln (3a, 3b) verbunden ist.
  4. Aktive Belüftungsvorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Zylinder (5a, 5b) eine Austrittsöffnung aufweist, die eine gegenüber dem Zylinderquerschnitt verringerte Querschnittsfläche für die Luftströmung aufweist.
  5. Aktive Belüftungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Ausrüstungsgegenstand ein Traggestell (10b) und / oder ein Rucksack (10a, 10b) ist.
  6. Aktive Belüftungsvorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens eine ballistische Schutzplatte (11) am Traggestell angebracht ist.
  7. Aktive Belüftungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b) ein einstellbares Drosselventil (7) umfassen.
  8. Aktive Belüftungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b) mit wenigstens einem in die Kleidung integrierten Luftströmungskanal (6a, 6b) verbunden sind, um die Luftströmung auf den Körper zu richten.
  9. Aktive Belüftungsvorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mehrere Luftkanäle durch ein Abstandsgewirk bereitgestellt werden.
  10. Aktive Belüftungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zweiten Befestigungsmittel (3a, 3b) im Bereich der Hüfte und /oder der Wirbelsäule des Körpers angebracht oder abgestützt sind.
  11. Aktive Belüftungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ferner Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Stroms aufgrund der Abstandsänderung vorgesehen sind.
  12. Aktive Belüftungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens eines der Befestigungsmittel (2; 3a, 3b) eine verschwenkbare Lagerung (3a) umfasst.
  13. Aktive Belüftungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ferner die Luftströmung einen Filter (9), beispielsweise einen Aktivkohlefilter oder einen Filter zur Ausfilterung chemischer und/oder biologischer Kampfstoffe, durchströmt.
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