WO2018197207A1 - Safety helmet and method for producing a safety helmet - Google Patents

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WO2018197207A1
WO2018197207A1 PCT/EP2018/059220 EP2018059220W WO2018197207A1 WO 2018197207 A1 WO2018197207 A1 WO 2018197207A1 EP 2018059220 W EP2018059220 W EP 2018059220W WO 2018197207 A1 WO2018197207 A1 WO 2018197207A1
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WO
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layer
helmet
protective helmet
force
protective
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PCT/EP2018/059220
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German (de)
French (fr)
Inventor
Istvan Denes
Joachim Strauch
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/0406Accessories for helmets
    • A42B3/0433Detecting, signalling or lighting devices
    • A42B3/046Means for detecting hazards or accidents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/06Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets
    • A42B3/062Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets with reinforcing means
    • A42B3/063Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets with reinforcing means using layered structures
    • A42B3/064Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets with reinforcing means using layered structures with relative movement between layers

Definitions

  • the invention relates to a protective helmet, in particular a motorcycle helmet, and a method for producing a protective helmet.
  • WO 2014/011802 AI a protective helmet is known, which can absorb acting in a collision linear and rotational accelerations.
  • a protective helmet in particular a motorcycle helmet, with a first layer and with a second layer, wherein the first layer and the second layer are arranged one above the other like a shell and wherein the first layer and the second layer are connectable or detachably connected by a frictional connection has Advantage that the safety helmet safety,
  • Connection between the first layer and the second layer in this case acts in such a way that forces acting essentially tangentially to a surface of the protective helmet and forces acting essentially perpendicular to the surface of the protective helmet are at least partially absorbed.
  • a dependency of a situation can be understood to mean that, depending on the traffic situation and / or dangerous situation, the frictional connection between the first layer and the second layer is produced.
  • a traffic situation may be represented by driving parameters such as a speed and / or an acceleration to which a wearer of the safety helmet is exposed on a vehicle. These driving parameters can be over
  • Sensors such as via satellite-based navigation sensors and / or inertial sensors are detected. It may also include traffic, weather conditions and / or a state of
  • Road surface to be understood, which, for example, by sensors such as a camera, a radar sensor, a Lidarsensor and / or a
  • Ultrasonic sensor can be recorded.
  • a protective helmet this can be understood as a motorcycle helmet or a crash helmet.
  • a protective helmet may be a full-face helmet, a flip-up helmet, a motocross helmet, an enduro helmet, a shark helmet, an open face helmet, a multi-helmet, a riding helmet and / or a bicycle helmet.
  • a force of the frictional connection between the first layer and the second layer is adjustable. This makes it possible to set the situation-dependent shift of the first layer relative to the second layer as a function of a measurable variable. It is particularly advantageous if the force of the non-positive connection is variably adjustable, since this situation-dependent displacement of the first layer relative to the second layer can be set even more precisely. Furthermore, it is advantageous if between the first layer and the second
  • a third layer is arranged, wherein the third layer generates the force of the non-positive connection.
  • the third layer comprises an actuator, the frictional
  • Changing a layer thickness of the third layer can be effectively produced. Furthermore, the force of the non-positive connection between the first layer and the second layer can be specifically adjusted and thus also varied, in particular by deliberately adjusting the layer thickness of the third layer.
  • the actuator is designed as an electroactive polymer actuator. This makes it possible to provide an actuator in a simple manner and design that can efficiently change the layer thickness of the third layer at least regionally, so that the non-positive connection can be achieved
  • Control signal is adjustable. This can provide a protective effect of
  • Protective helmets are adapted to the wearer depending on the situation.
  • Control signal can in this case of a built-in helmet
  • Control unit or be generated by an external control unit and forwarded to the actuator or polymer actuator.
  • first layer and / or the second layer contains a foam, in particular a flexible foam and / or a hard foam, preferably of a duroplastic and / or a thermoplastic. Because a force and / or torque-absorbing protective effect of the helmet can be achieved in a simple manner.
  • Rigid foam is composed of polyurethanes or at least contains polyurethanes, in addition to the thermal, acoustic in particular the mechanical Properties of polyurethanes are easily adjustable, inter alia, on the degree of crosslinking and / or the variable EngmaschIER.
  • the hard foam and / or the flexible foam is designed as a matrix material, which
  • Fillers preferably glass fibers and / or plastic fibers may contain.
  • the energy-absorbing properties of the first layer and / or the second layer can be selectively influenced and thereby optimized.
  • closed-pore structure can be realized in the foams.
  • Heat insulation of the first layer and / or the second layer or the protective helmet can be improved.
  • a layer thickness of the first layer may be in a range between 5 mm and 35 mm, preferably in a range between 10 mm and 30 mm, and particularly preferably in a range between 15 mm and 25 mm, and / or a layer thickness of the second layer are in a range between 5 mm and 35 mm, preferably in a range between 10 mm and 30 mm, and particularly preferably in a range between 15 mm and 25 mm.
  • the protective effect for the wearer of the protective helmet can advantageously be tuned to an optimum range.
  • Layer thickness of the second layer is substantially 1 to 1.
  • the outer helmet shell which may be constructed of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), for example, can absorb up to 40% of the energy acting on the protective helmet in an impact.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • the outer helmet shell also protects the first layer from external mechanical influences, in particular from excessive material removal when the protective helmet impacts the surface, thereby making the protective helmet more robust.
  • One under the second layer arranged lining increases on the one hand the comfort of the helmet for the wearer and on the other hand, the inner lining can absorb the energy released in an impact in addition to the first layer and the second layer.
  • the invention furthermore relates to a control unit having a computing unit and to a memory unit, wherein the arithmetic unit is set up to generate a control signal depending on at least one detected measured variable representing a dangerous situation if the at least one measured variable exceeds a threshold stored in the memory unit.
  • the control unit is further configured to set a non-positive connection and / or a force of the frictional connection of a first layer and a second layer of a protective helmet depending on the generated control signal. This has the advantage that a protective effect of the protective helmet can be adapted to the respective situation of the wearer.
  • a system comprising a protective helmet and a control unit described above is the subject of the invention.
  • a situation-dependent adjustable protective effect for a wearer of the protective helmet can be provided in an advantageous manner.
  • Figure 1 is a schematic representation of a cross section of a side view of a protective helmet
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a section of the protective helmet showing a first layer and a second layer with a third layer interposing a frictional connection
  • FIG. 3 shows a further schematic illustration of the section of the protective helmet showing the first layer and the second layer with the third layer between them without adhesion between the first layer and the second layer;
  • FIG. 4 is a schematic representation of a control unit for the protective helmet; such as
  • Figure 5 is a schematic representation of a method for operating the
  • FIG. 1 shows a protective helmet 1 in a side view.
  • the protective helmet 1 can in this case be designed as a motorcycle helmet, in particular as a full-face helmet. It can also be a flip-up helmet, a motocross
  • Helmet an enduro helmet, a shark helmet, a jet helmet, one
  • the protective helmet may have an outer helmet shell 2, for example made of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS). Furthermore, the protective helmet 1 has a first layer 3 of a foam, for example consisting of polyurethanes, which may be at least partially enclosed by the outer helmet shell 2. Furthermore, the protective helmet 1 also has a second layer 4 made of a foam, for example consisting of polyurethanes, which is non-positively connected to the first layer. This can be realized, for example, in that the first layer 3 and the second layer 4 are spatially separated from one another by a third layer 20. The third layer 20 may in this case be used, at least in regions, as polymer actuator 30, i.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • the polymer actuator 30 increases its layer thickness, it pushes the first layer 3 against the outer helmet shell 2 and the second layer 4 in the direction of an interior of the protective helmet 1. Due to, in the broadest sense at least partially spherical or
  • the polymer actuator 30 may, for example, be joined mechanically or adhesively to the first layer 3 and / or the second layer 4.
  • Suitable adhesives are, for example, polyurethane adhesives (PU R adhesives) or epoxy adhesives (epoxy adhesives).
  • the protective helmet 1 can have an inner lining 5, which is attached underneath the second layer 4 and which increases wearing comfort for a wearer of the protective helmet 1, for example in that it consists of soft, skin-friendly materials.
  • FIG. 2 shows a detail of the layer structure of FIG. 1.
  • Layer thicknesses of the first layer 3 and the second layer 4 may each be in a range between 5 mm and 35 mm, preferably in a range between 10 mm and 30 mm and particularly preferably in a range between 15 mm and 25 mm, wherein a sum of Layer thicknesses of the first layer 3 and the layer thickness of the second layer 4 in a range between 10 mm and 70 mm, preferably in a range between 30mm and 50 mm and particularly preferably in a range between 35 mm and 45 mm.
  • Layer thicknesses 40 mm can be a ratio of the two
  • Layer thicknesses preferably 1 to 1.
  • the third layer 20, designed as a polymer actuator 30, is shown between the first layer 3 and the second layer 4.
  • the polymer actuator 30 has a first electrode 31 and a second electrode 32 connected to an external power supply 33.
  • the first electrode 31 adjoins the first layer 3, the second electrode adjoins the second layer 4.
  • associated power electronics can in this case be arranged on the protective helmet 1 or integrated in the protective helmet 1.
  • the foam comprising the first layer 3 and second layer 4 is in this case designed to at least partially absorb the energy which acts perpendicular to the outer layer 2 on the protective helmet 1. This happens because the first layer and / or the second layer 4 at least partially irreversibly deform.
  • FIG. 3 once again shows the detail from FIG. 2, but with an applied external voltage, which is indicated by a plus and minus symbol.
  • the protective helmet 1 can at least partially absorb the tangential force component by relatively parallel displacement of the first layer 3 against the second layer 4.
  • Control unit 40 is provided, as shown schematically in Figure 4.
  • This control unit 40 detects a first measured variable M representing a hazardous situation by at least one sensor element 41.
  • the sensor element 41 can be designed as a global navigation satellite sensor, as an inertial sensor, as a camera, as a radar sensor, as a lidar sensor and / or as an ultrasound sensor.
  • the measured variable M can represent, for example, a speed and / or an acceleration, which is exposed to a wearer of the protective helmet 1 on or in a vehicle.
  • the measured variable may also represent a traffic volume, weather conditions and / or a condition of a road surface.
  • the detected measured variable M can be stored in a memory unit 43 of the control unit 40.
  • an arithmetic unit 44 leads in the
  • Control unit 40 the method 100 described below by and generates depending on the detected measured variable M, an output signal S, which drives, for example, the external power supply 33.
  • the control unit 40, the external power supply 33 and / or a power electronics, not shown, may in this case be arranged on the protective helmet 1 or integrated in the protective helmet 1.
  • a measurement variable M representing a hazardous situation and / or traffic situation is detected by a sensor element 41. After that takes place in one
  • Comparison step 103 is a comparison of the acquired measured variable with a previously in The reference value R stored by the memory unit R by the arithmetic unit 44.
  • the reference variable R can be an acute danger situation and / or
  • a first output step 105 the output signal S is passed on unchanged to the external voltage supply 33 in order to control the polymer actuator 30 in such a way that the
  • the further measured variable D can then be stored in a second comparison step 106 with at least one previously stored in the memory unit 43
  • Reference torque RDi be compared by the arithmetic unit 44.
  • the comparison can be carried out with a plurality of different reference torques RD n previously stored in the memory unit 43. If the second comparison step 106 is negative, ie the measured and / or expected torque D does not reach at least one of the reference torques RD n , then a second output step 107 occurs. In the second output step 107, the polymer actuator 30 in the first
  • a further output signal S n is produced generated and passed to the external power supply 33 to drive the polymer actuator 30 such that between the first layer 3 and second layer 4, a frictional connection with a certain force is produced.
  • the force of the non-positive connection corresponds to a force previously stored in the storage unit 43 and associated with the respectively achieved reference torque RD n . In this way it can be ensured that in the event of a fall of the wearer of the protective helmet 1, the protective effect is optimally adapted to the torque acting from outside on the protective helmet 1.

Abstract

The invention relates to a safety helmet (1), in particular a motorcycle helmet, comprising a first layer (3) and a second layer (4), the first layer (3) and the second layer (4) being arranged one over the other in the shape of a bowl, the first layer (3) and the second layer (4) being connectable by means of a frictional connection.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Schutzhelm und Verfahren zur Herstellung eines Schutzhelms Stand der Technik  Protective helmet and method for producing a protective helmet prior art
Die Erfindung betrifft einen Schutzhelm, insbesondere einen Motorradhelm, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Schutzhelms. The invention relates to a protective helmet, in particular a motorcycle helmet, and a method for producing a protective helmet.
Aus der WO 2014/011802 AI ist ein Schutzhelm bekannt, der bei einem Aufprall wirkende Linear- und Rotationsbeschleunigungen absorbieren kann. From WO 2014/011802 AI a protective helmet is known, which can absorb acting in a collision linear and rotational accelerations.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Ein Schutzhelm, insbesondere ein Motorradhelm, mit einer ersten Schicht und mit einer zweiten Schicht, wobei die erste Schicht und die zweite Schicht schalenförmig übereinander angeordnet sind und wobei die erste Schicht und die zweite Schicht durch eine kraftschlüssige Verbindung verbindbar oder lösbar verbunden sind, hat den Vorteil, dass der Schutzhelm die Sicherheit, A protective helmet, in particular a motorcycle helmet, with a first layer and with a second layer, wherein the first layer and the second layer are arranged one above the other like a shell and wherein the first layer and the second layer are connectable or detachably connected by a frictional connection has Advantage that the safety helmet safety,
insbesondere eines Kopfes, eines Trägers erhöht. Die kraftschlüssige especially a head, a wearer increases. The non-positive
Verbindung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht wirkt hierbei derart, dass im Wesentlichen tangential zu einer Oberfläche des Schutzhelms wirkenden Kräfte sowie im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Schutzhelms wirkenden Kräfte wenigstens teilweise absorbiert werden. Connection between the first layer and the second layer in this case acts in such a way that forces acting essentially tangentially to a surface of the protective helmet and forces acting essentially perpendicular to the surface of the protective helmet are at least partially absorbed.
Denn durch die, insbesondere lösbare, kraftschlüssige Verbindung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht kann eine, vorzugsweise Because of the, in particular releasable, frictional connection between the first layer and the second layer can, preferably
situationsabhängige, Parallelverschiebung der ersten Schicht relativ zu der zweiten Schicht gewährleistet werden. Dadurch erhöht sich auch die Fähigkeit des Schutzhelms, rotatorische Energie, wie sie bei einem Aufprall des situation-dependent, parallel displacement of the first layer relative to the second layer can be ensured. This also increases the ability of the helmet to generate rotational energy, as in the event of a collision
Schutzhelms auf eine Oberfläche mit einer Geschwindigkeitskomponente parallel zu der Oberfläche auftritt, zu absorbieren. Dies kann die Wahrscheinlichkeit eines durch eine, bei einem Aufprall induzierte, schnelle Kopfdrehung Protective helmets on a surface with a speed component in parallel to the surface occurs to absorb. This may increase the likelihood of rapid head rotation induced by impact
verursachten Schleudertraumas senken. Unter einer Abhängigkeit einer Situation kann hierbei verstanden werden, dass je nach Verkehrssituation und/oder Gefahrensituation die kraftschlüssige Verbindung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht hergestellt wird. Eine Verkehrssituation kann durch Fahrparameter, wie beispielsweise einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung, denen ein Träger des Schutzhelms auf einem Fahrzeug ausgesetzt ist, repräsentiert werden. Diese Fahrparameter können über lower whiplash caused. In this context, a dependency of a situation can be understood to mean that, depending on the traffic situation and / or dangerous situation, the frictional connection between the first layer and the second layer is produced. A traffic situation may be represented by driving parameters such as a speed and / or an acceleration to which a wearer of the safety helmet is exposed on a vehicle. These driving parameters can be over
Sensoren, wie beispielsweise über satellitengestütze Navigationssensoren und/oder Inertialsensoren erfasst werden. Weiterhin können darunter ein Verkehrsaufkommen, Wetterverhältnisse und/oder ein Zustand einer Sensors, such as via satellite-based navigation sensors and / or inertial sensors are detected. It may also include traffic, weather conditions and / or a state of
Fahrbahnoberfläche verstanden werden, welche beispielsweise durch Sensoren, wie eine Kamera, ein Radarsensor, ein Lidarsensor und/oder ein Road surface to be understood, which, for example, by sensors such as a camera, a radar sensor, a Lidarsensor and / or a
Ultraschallsensor aufgenommen werden können. Ultrasonic sensor can be recorded.
Unter einem Schutzhelm kann hierbei ein Motorradhelm oder auch ein Sturzhelm verstanden werden. Insbesondere kann ein Schutzhelm ein Integralhelm, ein Klapphelm, ein Motocross-Helm, ein Enduro-Helm, ein Haibschalenhelm, ein Jethelm, ein Multihelm, ein Reiterhelm und/oder ein Fahrradhelm sein. Under a protective helmet this can be understood as a motorcycle helmet or a crash helmet. In particular, a protective helmet may be a full-face helmet, a flip-up helmet, a motocross helmet, an enduro helmet, a shark helmet, an open face helmet, a multi-helmet, a riding helmet and / or a bicycle helmet.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen The measures listed in the dependent claims are advantageous developments and improvements in the independent
Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Claim specified device possible.
Es ist zweckmäßig, wenn eine Kraft der kraftschlüssigen Verbindung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht einstellbar ist. Denn hierdurch kann die situationsabhängige Verschiebung der ersten Schicht relativ zu der zweiten Schicht in Abhängigkeit einer messbaren Größe eingestellt werden. Es ist insbesondere von Vorteil, wenn die Kraft der kraftschlüssigen Verbindung variabel einstellbar ist, da hierdurch die situationsabhängige Verschiebung der ersten Schicht relativ zu der zweiten Schicht noch genauer eingestellt werden kann. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn zwischen der ersten Schicht und der zweitenIt is expedient if a force of the frictional connection between the first layer and the second layer is adjustable. This makes it possible to set the situation-dependent shift of the first layer relative to the second layer as a function of a measurable variable. It is particularly advantageous if the force of the non-positive connection is variably adjustable, since this situation-dependent displacement of the first layer relative to the second layer can be set even more precisely. Furthermore, it is advantageous if between the first layer and the second
Schicht wenigstens bereichsweise eine dritte Schicht angeordnet ist, wobei die dritte Schicht die Kraft der kraftschlüssigen Verbindung erzeugt. Hierdurch lässt sich in einfacher Weise die kraftschlüssige Verbindung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht erreichen. Layer at least partially, a third layer is arranged, wherein the third layer generates the force of the non-positive connection. As a result, the non-positive connection between the first layer and the second layer can be achieved in a simple manner.
Indem die dritte Schicht einen Aktor umfasst, kann die kraftschlüssige By the third layer comprises an actuator, the frictional
Verbindung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht durch Connection between the first layer and the second layer by
Verändern einer Schichtdicke der dritten Schicht effektiv hergestellt werden. Ferner kann insbesondere durch gezieltes Einstellen der Schichtdicke der dritten Schicht die Kraft der kraftschlüssigen Verbindung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht gezielt eingestellt und somit auch variiert werden. Changing a layer thickness of the third layer can be effectively produced. Furthermore, the force of the non-positive connection between the first layer and the second layer can be specifically adjusted and thus also varied, in particular by deliberately adjusting the layer thickness of the third layer.
Ferner ist es von Vorteil, wenn der Aktor als elektroaktiver Polymeraktor ausgestaltet ist. Denn hierdurch lässt sich in einfacher Weise und Bauart ein Aktor bereitstellen, der die Schichtdicke der dritten Schicht wenigstens bereichsweise effizient verändern kann, sodass sich die kraftschlüssige Furthermore, it is advantageous if the actuator is designed as an electroactive polymer actuator. This makes it possible to provide an actuator in a simple manner and design that can efficiently change the layer thickness of the third layer at least regionally, so that the non-positive connection can be achieved
Verbindung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht gezielt einstellen lässt. Allows selective adjustment of the connection between the first layer and the second layer.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die kraftschlüssige Verbindung und/oder die Kraft der kraftschlüssigen Verbindung in Abhängigkeit eines eine Furthermore, it is advantageous if the non-positive connection and / or the force of the non-positive connection in dependence of a
Gefahrensituation und/oder eine Verkehrssituation repräsentierenden Hazard situation and / or a traffic situation representing
Steuersignals einstellbar ist. Hierdurch kann eine Schutzwirkung des Control signal is adjustable. This can provide a protective effect of
Schutzhelms für den Träger situationsabhängig angepasst werden. Das Protective helmets are adapted to the wearer depending on the situation. The
Steuersignal kann hierbei von einer in dem Schutzhelm integrierten Control signal can in this case of a built-in helmet
Steuereinheit, oder von einer externen Steuereinheit generiert werden und an den Aktor bzw. Polymeraktor weitergeleitet werden. Control unit, or be generated by an external control unit and forwarded to the actuator or polymer actuator.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die erste Schicht und/oder die zweite Schicht einen Schaum, insbesondere einen Weichschaum und/oder einen Hartschaum, vorzugsweise aus einem Duroplast und/oder einem Thermoplast, enthält. Denn dadurch kann eine Kraft- und/oder Drehmoment-absorbierende Schutzwirkung des Schutzhelms in einfacher Weise erreicht werden. It is furthermore advantageous if the first layer and / or the second layer contains a foam, in particular a flexible foam and / or a hard foam, preferably of a duroplastic and / or a thermoplastic. Because a force and / or torque-absorbing protective effect of the helmet can be achieved in a simple manner.
Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn der Weichschaum und/oder der Furthermore, it is expedient if the flexible foam and / or the
Hartschaum aus Polyurethanen aufgebaut ist oder zumindest Polyurethane enthält, da neben den thermischen, akustischen insbesondere die mechanischen Eigenschaften von Polyurethanen unter anderem über den Vernetzungsgrad und/oder die variierbare Engmaschigkeit leicht einstellbar sind. Rigid foam is composed of polyurethanes or at least contains polyurethanes, in addition to the thermal, acoustic in particular the mechanical Properties of polyurethanes are easily adjustable, inter alia, on the degree of crosslinking and / or the variable Engmaschigkeit.
Gemäß eines weiteren Aspekts kann vorgesehen sein, dass der Hartschaum und/oder der Weichschaum als Matrix- Material ausgestaltet ist, welches According to a further aspect it can be provided that the hard foam and / or the flexible foam is designed as a matrix material, which
Füllstoffe, bevorzugt Glasfasern und/oder Kunststofffasern, enthalten kann. Hierdurch lassen sich die energieabsorbierenden Eigenschaften der ersten Schicht und/oder der zweiten Schicht gezielt beeinflussen und dadurch optimieren. Hierbei kann beispielsweise eine offenporige oder eine  Fillers, preferably glass fibers and / or plastic fibers may contain. In this way, the energy-absorbing properties of the first layer and / or the second layer can be selectively influenced and thereby optimized. Here, for example, an open-pore or a
geschlossenporige Struktur in den Schäumen realisiert werden. Neben den mechanischen Eigenschaften kann über die Beimengung von Füllstoffen und/oder den Vernetzungsgrad auch die Geräuschreduktion und die closed-pore structure can be realized in the foams. In addition to the mechanical properties of the addition of fillers and / or the degree of crosslinking, the noise reduction and the
Wärmeisolierung der ersten Schicht und/oder der zweiten Schicht bzw. des Schutzhelms verbessert werden. Heat insulation of the first layer and / or the second layer or the protective helmet can be improved.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine Schichtdicke der ersten Schicht in einem Bereich zwischen 5 mm und 35 mm liegen, bevorzugt in einem Bereich zwischen 10 mm und 30 mm liegen und besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 15 mm und 25 mm liegen, und/oder eine Schichtdicke der zweiten Schicht in einem Bereich zwischen 5 mm und 35 mm liegen, bevorzugt in einem Bereich zwischen 10 mm und 30 mm liegen und besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 15 mm und 25 mm liegen. Hierdurch kann vorteilhafterweise die Schutzwirkung für den Träger des Schutzhelms auf einen optimalen Bereich abgestimmt werden. Ferner kann es von Vorteil sein, wenn ein Schichtdickenverhältnis zwischen der Schichtdicke der ersten Schicht und derIn a further embodiment of the invention, a layer thickness of the first layer may be in a range between 5 mm and 35 mm, preferably in a range between 10 mm and 30 mm, and particularly preferably in a range between 15 mm and 25 mm, and / or a layer thickness of the second layer are in a range between 5 mm and 35 mm, preferably in a range between 10 mm and 30 mm, and particularly preferably in a range between 15 mm and 25 mm. As a result, the protective effect for the wearer of the protective helmet can advantageously be tuned to an optimum range. Furthermore, it may be advantageous if a layer thickness ratio between the layer thickness of the first layer and the
Schichtdicke der zweiten Schicht im Wesentlichen 1 zu 1 beträgt. Layer thickness of the second layer is substantially 1 to 1.
Indem die erste Schicht und die zweite Schicht zwischen einer äußeren By the first layer and the second layer between an outer
Helmschale und einem Innenfutter eingebettet sind, kann vorteilhafterweise die Schutzwirkung für den Träger des Schutzhelms weiter erhöht werden. Die äußere Helmschale, die beispielsweise aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) aufgebaut sein kann, kann bis zu 40% der bei einem Aufprall auf den Schutzhelm wirkenden Energie aufnehmen. Die äußere Helmschale schützt ferner die erste Schicht vor äußeren mechanischen Einflüssen, insbesondere vor einem zu starken Materialabtrag bei einem Aufprall des Schutzhelms auf die Oberfläche, und macht dadurch den Schutzhelm robuster. Ein unter der zweiten Schicht angeordnetes Innenfutter erhöht einerseits den Tragekomfort des Schutzhelms für den Träger und andererseits kann das Innenfutter bei einem Aufprall zusätzlich zu der ersten Schicht und der zweiten Schicht die dabei frei werdende Energie absorbieren. Helmet shell and a lining are embedded, advantageously, the protective effect for the wearer of the protective helmet can be further increased. The outer helmet shell, which may be constructed of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), for example, can absorb up to 40% of the energy acting on the protective helmet in an impact. The outer helmet shell also protects the first layer from external mechanical influences, in particular from excessive material removal when the protective helmet impacts the surface, thereby making the protective helmet more robust. One under the second layer arranged lining increases on the one hand the comfort of the helmet for the wearer and on the other hand, the inner lining can absorb the energy released in an impact in addition to the first layer and the second layer.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Steuereinheit mit einer Recheneinheit und mit einer Speichereinheit, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, abhängig von wenigstens einer erfassten, eine Gefahrensituation repräsentierenden Messgröße ein Steuersignal zu erzeugen, wenn die wenigstens eine Messgröße einen in der Speichereinheit abgespeicherten Schwellwert überschreitet. Die Steuereinheit ist weiterhin dazu eingerichtet, in Abhängigkeit des erzeugten Steuersignals eine kraftschlüssige Verbindung und/oder eine Kraft der kraftschlüssigen Verbindung einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht eines Schutzhelmes einzustellen. Dies hat den Vorteil, dass eine Schutzwirkung des Schutzhelms auf die jeweilige Situation des Trägers angepasst werden kann. The invention furthermore relates to a control unit having a computing unit and to a memory unit, wherein the arithmetic unit is set up to generate a control signal depending on at least one detected measured variable representing a dangerous situation if the at least one measured variable exceeds a threshold stored in the memory unit. The control unit is further configured to set a non-positive connection and / or a force of the frictional connection of a first layer and a second layer of a protective helmet depending on the generated control signal. This has the advantage that a protective effect of the protective helmet can be adapted to the respective situation of the wearer.
Weiterhin ist ein System aus einem zuvor beschriebenen Schutzhelm und einer zuvor beschriebenen Steuereinheit Gegenstand der Erfindung. Durch ein solches System kann eine situationsabhängig einstellbare Schutzwirkung für einen Träger des Schutzhelms in vorteilhafter Weise bereitgestellt werden. Furthermore, a system comprising a protective helmet and a control unit described above is the subject of the invention. By such a system, a situation-dependent adjustable protective effect for a wearer of the protective helmet can be provided in an advantageous manner.
Die zuvor genannten Vorteile gelten in entsprechender Weise auch für ein Verfahren zum Betrieb eines Schutzhelms. The aforementioned advantages also apply in a corresponding manner to a method for operating a protective helmet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Seitenansicht eines Schutzhelms; Figure 1 is a schematic representation of a cross section of a side view of a protective helmet;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines eine erste Schicht und eine zweite Schicht zeigenden Ausschnitts des Schutzhelms mit einer einen Kraftschluss herstellenden dazwischenliegenden dritten Schicht; Figur 3 eine weitere schematische Darstellung des die erste Schicht und die zweite Schicht zeigenden Ausschnitts des Schutzhelms mit der dazwischenliegenden dritten Schicht ohne Kraftschluss zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht; FIG. 2 shows a schematic representation of a section of the protective helmet showing a first layer and a second layer with a third layer interposing a frictional connection; FIG. 3 shows a further schematic illustration of the section of the protective helmet showing the first layer and the second layer with the third layer between them without adhesion between the first layer and the second layer;
Figur 4 eine schematische Darstellung einer Steuereinheit für den Schutzhelm; sowie Figure 4 is a schematic representation of a control unit for the protective helmet; such as
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betrieb des Figure 5 is a schematic representation of a method for operating the
Schutzhelms.  Protective helmet.
Figur 1 zeigt einen Schutzhelm 1 in einer Seitenansicht. Der Schutzhelm 1 kann hierbei als Motorradhelm, insbesondere als Integralhelm, ausgestaltet sein. Es kann sich bei dem Schutzhelm auch um einen Klapphelm, einen Motocross-FIG. 1 shows a protective helmet 1 in a side view. The protective helmet 1 can in this case be designed as a motorcycle helmet, in particular as a full-face helmet. It can also be a flip-up helmet, a motocross
Helm, einen Enduro-Helm, einen Haibschalenhelm, einen Jethelm, einen Helmet, an enduro helmet, a shark helmet, a jet helmet, one
Multihelm, einen Reithelm und/oder einen Fahrradhelm handeln. Der Schutzhelm kann eine äußere Helmschale 2 beispielsweise aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) aufweisen. Weiterhin weist der Schutzhelm 1 eine erste Schicht 3 aus einem Schaum, beispielsweise bestehend aus Polyurethane, auf, welche von der äußeren Helmschale 2 wenigstens teilweise umschlossen sein kann. Ferner weist der Schutzhelm 1 eine zweite Schicht 4 ebenfalls aus einem Schaum auf, beispielsweise bestehend aus Polyurethane, die mit der ersten Schicht kraftschlüssig verbunden ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass die erste Schicht 3 und die zweite Schicht 4 durch eine dritte Schicht 20 räumlich voneinander getrennt sind. Die dritte Schicht 20 kann hierbei wenigstens bereichsweise als Polymeraktor 30, d.h. als ein elektroaktives Polymermaterial aufweisenden Aktor, ausgestaltet sein, welcher in seiner Schichtdicke variierbar ist. Indem der Polymeraktor 30 seine Schichtdicke vergrößert, drückt er die erste Schicht 3 gegen die äußere Helmschale 2 und die zweite Schicht 4 in Richtung eines Inneren des Schutzhelms 1. Bedingt durch die, im weitesten Sinne wenigstens teilweise kugelförmig bzw. Multihelm, a riding helmet and / or a bicycle helmet. The protective helmet may have an outer helmet shell 2, for example made of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS). Furthermore, the protective helmet 1 has a first layer 3 of a foam, for example consisting of polyurethanes, which may be at least partially enclosed by the outer helmet shell 2. Furthermore, the protective helmet 1 also has a second layer 4 made of a foam, for example consisting of polyurethanes, which is non-positively connected to the first layer. This can be realized, for example, in that the first layer 3 and the second layer 4 are spatially separated from one another by a third layer 20. The third layer 20 may in this case be used, at least in regions, as polymer actuator 30, i. be designed as an electroactive polymer material having actuator, which is variable in its layer thickness. By the polymer actuator 30 increases its layer thickness, it pushes the first layer 3 against the outer helmet shell 2 and the second layer 4 in the direction of an interior of the protective helmet 1. Due to, in the broadest sense at least partially spherical or
kugelschalenförmig angeordneten Schichten, wirkt auch auf die zweite Schicht 4 ein mechanischer Widerstand. Hierdurch wirken Reibungskräfte zwischen der ersten Schicht 3 und dem Polymeraktor 30 sowie der zweiten Schicht 4 und dem Polymeraktor 30, wodurch die kraftschlüssige Verbindung zwischen der ersten Schicht 3 und der zweiten Schicht 4 erzeugt werden kann. spherical shell arranged layers, also acts on the second layer 4, a mechanical resistance. As a result, frictional forces between the first layer 3 and the polymer actuator 30 and the second layer 4 and Polymer actuator 30, whereby the frictional connection between the first layer 3 and the second layer 4 can be generated.
Der Polymeraktor 30 kann beispielsweise mechanisch oder durch Verkleben mit der ersten Schicht 3 und/oder der zweiten Schicht 4 verbunden werden. Als Klebstoffe eignen sich beispielsweise Polyurethan- Klebstoffe (PU R- Klebstoffe) oder Epoxidharz- Klebstoffe (Epoxi- Klebstoffe). The polymer actuator 30 may, for example, be joined mechanically or adhesively to the first layer 3 and / or the second layer 4. Suitable adhesives are, for example, polyurethane adhesives (PU R adhesives) or epoxy adhesives (epoxy adhesives).
Ferner kann der Schutzhelm 1 ein Innenfutter 5 aufweisen, welches unterhalb der zweiten Schicht 4 angebracht ist und welches einen Tragekomfort für einen Träger des Schutzhelm 1 erhöht, beispielsweise dadurch, dass es aus weichen, hautfreundlichen Materialien besteht. Furthermore, the protective helmet 1 can have an inner lining 5, which is attached underneath the second layer 4 and which increases wearing comfort for a wearer of the protective helmet 1, for example in that it consists of soft, skin-friendly materials.
In Figur 2 ist ein Ausschnitt aus dem Schichtaufbau aus Figur 1 gezeigt. Hierbei sind die erste Schicht 3 und die zweite Schicht 4 zwischen der äußeren FIG. 2 shows a detail of the layer structure of FIG. 1. Here, the first layer 3 and the second layer 4 between the outer
Helmschale 2 und dem Innenfutter 5 eingebettet, wobei die erste Schicht 3 an die äußere Helmschale 2 angrenzen kann und die zweite Schicht 4 an das Helm shell 2 and the inner lining 5 embedded, wherein the first layer 3 may adjoin the outer helmet shell 2 and the second layer 4 to the
Innenfutter 5 angrenzen kann. Schichtdicken der ersten Schicht 3 und der zweiten Schicht 4 können jeweils in einem Bereich zwischen 5 mm und 35 mm, bevorzugt in einem Bereich zwischen 10 mm und 30 mm und besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 15 mm und 25 mm liegen, wobei eine Summe der Schichtdicken der ersten Schicht 3 und der Schichtdicke der zweiten Schicht 4 in einem Bereich zwischen 10 mm und 70 mm, bevorzugt in einem Bereich zwischen 30mm und 50 mm und besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 35 mm und 45 mm liegt. Insbesondere kann die Summe der Lining 5 can adjoin. Layer thicknesses of the first layer 3 and the second layer 4 may each be in a range between 5 mm and 35 mm, preferably in a range between 10 mm and 30 mm and particularly preferably in a range between 15 mm and 25 mm, wherein a sum of Layer thicknesses of the first layer 3 and the layer thickness of the second layer 4 in a range between 10 mm and 70 mm, preferably in a range between 30mm and 50 mm and particularly preferably in a range between 35 mm and 45 mm. In particular, the sum of the
Schichtdicken 40 mm betragen. Hierbei kann ein Verhältnis der beiden Layer thicknesses 40 mm. Here can be a ratio of the two
Schichtdicken vorzugsweise 1 zu 1 betragen. Ferner ist die dritte Schicht 20, als Polymeraktor 30 ausgestaltet, zwischen der ersten Schicht 3 und der zweiten Schicht 4 dargestellt. Der Polymeraktor 30 weist eine erste Elektrode 31 und eine zweite Elektrode 32 auf, die an eine äußere Spannungsversorgung 33 angeschlossen ist. Die erste Elektrode 31 grenzt an die erste Schicht 3 an, die zweite Elektrode grenzt an die zweite Schicht 4 an. In einem ersten Layer thicknesses preferably 1 to 1. Furthermore, the third layer 20, designed as a polymer actuator 30, is shown between the first layer 3 and the second layer 4. The polymer actuator 30 has a first electrode 31 and a second electrode 32 connected to an external power supply 33. The first electrode 31 adjoins the first layer 3, the second electrode adjoins the second layer 4. In a first
Betriebszustand ohne Anlegen einer Spannung zwischen der ersten Elektrode 31 und der zweiten Elektrode 32 weist der Polymeraktor 30 seine größte Operating state without application of a voltage between the first electrode 31 and the second electrode 32, the polymer actuator 30 has its largest
Schichtdicke auf, durch welche er die erste Schicht 3 und die zweite Schicht 4 auseinander drückt. Die hieraus entstehende Gegenkraft, d.h. die Kraft 7a, mit welcher die erste Schicht 3 und die zweite Schicht 4 gegeneinander gedrückt werden, ist durch zwei in entgegengesetzte Richtung auf den Schichtaufbau zeigende Pfeile angedeutet. Weiterhin sind die daraus entstehenden Reibkräfte 8a als zwei parallel entgegengesetzte Pfeile innerhalb des Schichtaufbaus dargestellt. Die äußere Spannungsversorgung 33 und/oder eine nicht Layer thickness, through which he the first layer 3 and the second layer. 4 pushes apart. The resulting opposing force, ie the force 7a, with which the first layer 3 and the second layer 4 are pressed against each other, is indicated by two arrows pointing in the opposite direction to the layer structure. Furthermore, the resulting friction forces 8a are shown as two parallel opposite arrows within the layer structure. The external power supply 33 and / or not one
dargestellte, zugehörige Leistungselektronik kann hierbei an dem Schutzhelm 1 angeordnet oder in dem Schutzhelm 1 integriert sein. Die den Schaum aufweisenden erste Schicht 3 und zweite Schicht 4 ist hierbei dazu ausgebildet, die Energie wenigstens teilweise zu absorbieren, die senkrecht zu der äußeren Schicht 2 auf den Schutzhelm 1 wirkt. Dies geschieht dadurch, dass sich der die erste Schicht und/oder die zweite Schicht 4 wenigstens teilweise irreversibel verformen. shown, associated power electronics can in this case be arranged on the protective helmet 1 or integrated in the protective helmet 1. The foam comprising the first layer 3 and second layer 4 is in this case designed to at least partially absorb the energy which acts perpendicular to the outer layer 2 on the protective helmet 1. This happens because the first layer and / or the second layer 4 at least partially irreversibly deform.
In Figur 3 ist nochmals der Ausschnitt aus Figur 2 gezeigt, jedoch mit angelegter äußerer Spannung, welche durch ein Plus- und Minus-Symbol gekennzeichnet ist. Durch Anleger einer äußeren Spannung an die erste Elektrode 31 und die zweite Elektrode 32 wirkt zwischen den Elektroden 31, 32 in einem zweiten Betriebszustand eine elektrostatische Anziehungskraft, welche das FIG. 3 once again shows the detail from FIG. 2, but with an applied external voltage, which is indicated by a plus and minus symbol. By applying an external voltage to the first electrode 31 and the second electrode 32, between the electrodes 31, 32, in a second operating state, an electrostatic attractive force acts, which is the
dazwischenliegende Polymer zusammen drückt. Hierdurch verringert sich auch die Kraft 7b, mit welcher die erste Schicht 3 und die zweite Schicht 4 intermediate polymer presses together. This also reduces the force 7b with which the first layer 3 and the second layer 4
zusammengedrückt werden. Dies ist bildlich als verkleinerte Pfeile 7b dargestellt. Als Konsequenz verringern sich auch die Reibkräfte 8b, ebenfalls als be compressed. This is illustrated graphically as reduced arrows 7b. As a consequence, also reduce the friction forces 8b, also as
verkleinerte, parallel entgegengesetzte Pfeile innerhalb des Schichtaufbaus dargestellt, wodurch sich die erste Schicht 3 und die zweite Schicht 4 leichter relativ zueinander parallel verschieben lassen. Dieser Effekt schützt den Träger des Schutzhelms 1, insbesondere einen Kopf bzw. eine Kopfpartie des Trägers vor Verletzungen oder minimiert diese wenigstens bei eine Aufprall auf eine Fahrbahn oder eine Straße. Da ein solcher Aufprall in der Regel nicht nur aus einem Stand des Trägers erfolgt, sondern eher aus einer Fahrt heraus, beispielsweise während eines Motorradunfalls auf einer Fahrt auf der Straße, wirkt auf den Schutzhelm 1 und damit auch auf den Kopf der Trägers nicht nur eine Kraftkomponente senkrecht zu einer Oberfläche des Schutzhelms 1 sondern auch eine Kraftkomponente tangential zu der Oberfläche des Schutzhelms 1. Daher ist es vorteilhaft, wenn der Schutzhelm 1 durch relatives Parallel- Verschieben der ersten Schicht 3 gegen die zweite Schicht 4 auch die tangentiale Kraftkomponente wenigstens teilweise absorbieren kann. Zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb des Schutzhelms 1 ist eineshown reduced, parallel opposite arrows within the layer structure, whereby the first layer 3 and the second layer 4 can be moved easily relative to each other in parallel. This effect protects the wearer of the protective helmet 1, in particular a head or a head part of the wearer from injuries or minimizes them at least in the case of an impact on a roadway or a road. Since such an impact is usually not only from a stand of the wearer, but rather from a ride out, for example, during a motorcycle accident on a ride on the road, not only affects the protective helmet 1 and thus on the wearer's head Force component perpendicular to a surface of the protective helmet 1 but also a force component tangential to the surface of the protective helmet first Therefore, it is advantageous if the protective helmet 1 can at least partially absorb the tangential force component by relatively parallel displacement of the first layer 3 against the second layer 4. To carry out a method for operating the protective helmet 1 is a
Steuereinheit 40 vorgesehen, wie es in Figur 4 schematisch dargestellt ist. Diese Steuereinheit 40 erfasst eine eine Gefahrensituation repräsentierende erste Messgröße M durch wenigstens ein Sensorelement 41. Das Sensorelement 41 kann hierbei als globaler Navigationssatellitensensor, als Inertialsensor, als Kamera, als Radarsensor, als Lidarsensor und/oder als Ultraschallsensor ausgestaltet sein. Die Messgröße M kann beispielsweise eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung, welcher ein Träger des Schutzhelms 1 auf bzw. in einem Fahrzeug ausgesetzt ist, darstellen. Weiterhin kann die Messgröße auch ein Verkehrsaufkommen, Wetterverhältnisse und/oder ein Zustand einer Fahrbahnoberfläche repräsentieren. Control unit 40 is provided, as shown schematically in Figure 4. This control unit 40 detects a first measured variable M representing a hazardous situation by at least one sensor element 41. The sensor element 41 can be designed as a global navigation satellite sensor, as an inertial sensor, as a camera, as a radar sensor, as a lidar sensor and / or as an ultrasound sensor. The measured variable M can represent, for example, a speed and / or an acceleration, which is exposed to a wearer of the protective helmet 1 on or in a vehicle. Furthermore, the measured variable may also represent a traffic volume, weather conditions and / or a condition of a road surface.
Die erfasste Messgröße M kann bedarfsweise in einer Speichereinheit 43 der Steuereinheit 40 abgespeichert werden. Ausgehend von der erfassten Messgröße M, führt eine Recheneinheit 44 in derIf required, the detected measured variable M can be stored in a memory unit 43 of the control unit 40. Starting from the acquired measured variable M, an arithmetic unit 44 leads in the
Steuereinheit 40 das nachfolgend beschriebene Verfahren 100 durch und erzeugt in Abhängigkeit der erfasste Messgröße M ein Ausgabesignal S, welches beispielsweise die äußere Spannungsversorgung 33 ansteuert. Die Steuereinheit 40, die äußere Spannungsversorgung 33 und/oder eine nicht dargestellte, zugehörige Leistungselektronik können hierbei an dem Schutzhelm 1 angeordnet oder in dem Schutzhelm 1 integriert sein. Control unit 40, the method 100 described below by and generates depending on the detected measured variable M, an output signal S, which drives, for example, the external power supply 33. The control unit 40, the external power supply 33 and / or a power electronics, not shown, may in this case be arranged on the protective helmet 1 or integrated in the protective helmet 1.
Anhand des Flussdiagramms der Figur 5 wird das Verfahren 100 in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben. Zunächst wird in einem ersten Ansteuerschritt 101 ein Ausgabesignal S für die äußere SpannungsversorgungThe method 100 in a preferred embodiment will be described with reference to the flow chart of FIG. First, in a first driving step 101, an output signal S for the external power supply
33 erzeugt, um den Polymeraktor 30 in einem ersten Betriebszustand derart anzusteuern, dass der Kraftschluss zwischen der ersten Schicht 3 und der zweiten Schicht 4 aufgehoben wird. Nun wird in einem Erfassungsschritt 102 eine eine Gefahrensituation und/oder Verkehrssituation repräsentierende Messgröße M durch ein Sensorelement 41 erfasst. Danach erfolgt in einem33 is generated to drive the polymer actuator 30 in a first operating state such that the frictional connection between the first layer 3 and the second layer 4 is released. Now, in a detection step 102, a measurement variable M representing a hazardous situation and / or traffic situation is detected by a sensor element 41. After that takes place in one
Vergleichsschritt 103 ein Vergleich der erfassten Messgröße mit einer zuvor in der Speichereinheit abgespeicherten Referenzgröße R durch die Recheneinheit 44. Die Referenzgröße R kann eine akute Gefahrensituation und/oder Comparison step 103 is a comparison of the acquired measured variable with a previously in The reference value R stored by the memory unit R by the arithmetic unit 44. The reference variable R can be an acute danger situation and / or
Verkehrssituation repräsentieren, bei welcher angenommen wird, dass ein Sturz und/oder ein Aufprall des Trägers des Schutzhelms 1 bevorsteht, wobei ein auf den Schutzhelm 1 und somit auf den Kopf des Trägers wirkendes Drehmoment zu erwarten ist. Fällt der Vergleichsschritt 102 negativ aus, so wiederholt sich der Erfassungsschritt 101. Traffic situation in which it is assumed that a fall and / or impact of the wearer of the protective helmet 1 is imminent, with a force acting on the helmet 1 and thus on the head of the wearer torque is expected. If the comparison step 102 is negative, then the detection step 101 is repeated.
Fällt der Vergleichsschritt 103 positiv aus, d.h. ist ein akute Gefahrensituation und/oder Verkehrssituation zu erwarten, so wird in einem ersten Ausgabeschritt 105 das Ausgabesignal S unverändert an die äußere Spannungsversorgung 33 weitergegeben, um den Polymeraktor 30 derart anzusteuern, dass der If the comparison step 103 is positive, i. If an acute dangerous situation and / or traffic situation is to be expected, then in a first output step 105 the output signal S is passed on unchanged to the external voltage supply 33 in order to control the polymer actuator 30 in such a way that the
Kraftschluss zwischen der ersten Schicht 3 und der zweiten Schicht 4 Adhesion between the first layer 3 and the second layer 4
aufgehoben bleibt. remains suspended.
Optional kann in einem zweiten Erfassungsschritt 104, der zwischen dem Optionally, in a second detection step 104, which is between the
Vergleichsschritt 103 und vor dem ersten Ausgabeschritt 105 erfolgt, eine weitere, ein gemessenes und/oder erwartetes, auf den Kopf des Trägers wirkendes Drehmoment repräsentierende Messgröße D erfasst werden. Die weitere Messgröße D kann dann in einem zweiten Vergleichsschritt 106 mit wenigstens einem zuvor in der Speichereinheit 43 abgespeicherten Comparison step 103 and before the first output step 105, a further, a measured and / or expected, acting on the head of the wearer torque measuring variable D are detected. The further measured variable D can then be stored in a second comparison step 106 with at least one previously stored in the memory unit 43
Referenzdrehmoment RDi durch die Recheneinheit 44 verglichen werden. Reference torque RDi be compared by the arithmetic unit 44.
Insbesondere kann der Vergleich mit mehreren unterschiedlichen, zuvor in der Speichereinheit 43 abgespeicherten Referenzdrehmomenten RDn durchgeführt werden. Fällt der zweite Vergleichsschritt 106 negativ aus, d.h. erreicht das gemessene und/oder erwartete Drehmoment D nicht wenigstens eines der Referenzdrehmomente RDn, so erfolgt ein zweiter Ausgabeschritt 107. In dem zweiten Ausgabeschritt 107 wird der Polymeraktor 30 in dem ersten In particular, the comparison can be carried out with a plurality of different reference torques RD n previously stored in the memory unit 43. If the second comparison step 106 is negative, ie the measured and / or expected torque D does not reach at least one of the reference torques RD n , then a second output step 107 occurs. In the second output step 107, the polymer actuator 30 in the first
Betriebszustand derart angesteuert, dass die erste Elektrode 31 und die zweite Elektrode 32 spannungsfrei geschaltet werden. Dadurch nimmt die Schichtdicke des Polymeraktors 30 zu und die kraftschlüssige Verbindung zwischen der ersten Schicht 3 und der zweiten Schicht 4 wird hergestellt. Operating state controlled such that the first electrode 31 and the second electrode 32 are switched off. As a result, the layer thickness of the polymer actuator 30 increases and the frictional connection between the first layer 3 and the second layer 4 is produced.
Fällt der zweite Vergleichsschritt 106 positiv aus, d.h. erreicht das gemessene und/oder erwartete Drehmoment D wenigstens eines der Referenzdrehmomente RDn, so wird in einem dritten Ausgabeschritt 108 ein weiteres Ausgabesignal Sn erzeugt und an die äußere Spannungsversorgung 33 weitergegeben, um den Polymeraktor 30 derart anzusteuern, dass zwischen der ersten Schicht 3 und zweiten Schicht 4 eine kraftschlüssige Verbindung mit einer bestimmten Kraft hergestellt wird. Die Kraft der kraftschlüssigen Verbindung entspricht hierbei einer zuvor in der Speichereinheit 43 abgespeicherten und der dem jeweils erreichten Referenzdrehmoment RDn zugeordneten Kraft. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass sich im Fall eines Sturzes des Trägers des Schutzhelms 1 die Schutzwirkung optimal auf das von außen auf den Schutzhelm 1 wirkende Drehmoment angepasst wird. If the second comparison step 106 is positive, ie if the measured and / or expected torque D reaches at least one of the reference torques RD n , then in a third output step 108 a further output signal S n is produced generated and passed to the external power supply 33 to drive the polymer actuator 30 such that between the first layer 3 and second layer 4, a frictional connection with a certain force is produced. In this case, the force of the non-positive connection corresponds to a force previously stored in the storage unit 43 and associated with the respectively achieved reference torque RD n . In this way it can be ensured that in the event of a fall of the wearer of the protective helmet 1, the protective effect is optimally adapted to the torque acting from outside on the protective helmet 1.

Claims

Schutzhelm (1), insbesondere Motorradhelm, mit einer ersten Schicht (3) und mit einer zweiten Schicht (4), wobei die erste Schicht (3) und die zweite Schicht (4) schalenförmig übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (3) und die zweite Schicht (4) durch eine kraftschlüssige Verbindung verbindbar sind. Protective helmet (1), in particular motorcycle helmet, with a first layer (3) and with a second layer (4), wherein the first layer (3) and the second layer (4) are arranged one above the other like a shell, characterized in that the first layer (3) and the second layer (4) are connectable by a non-positive connection.
Schutzhelm (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraft (7a, 7b, 8a, 8b) der kraftschlüssigen Verbindung zwischen der ersten Schicht (3) und der zweiten Schicht (4) einstellbar ist. Protective helmet (1) according to claim 1, characterized in that a force (7a, 7b, 8a, 8b) of the frictional connection between the first layer (3) and the second layer (4) is adjustable.
Schutzhelm (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Schicht (3) und der zweiten Schicht (4) wenigstens bereichsweise eine dritte Schicht (20) angeordnet ist, wobei die dritte Schicht (20) die Kraft (7a, 7b, 8a, 8b) der kraftschlüssigen Verbindung erzeugt. Protective helmet (1) according to claim 1 or 2, characterized in that between the first layer (3) and the second layer (4) at least partially a third layer (20) is arranged, wherein the third layer (20) the force (7a 7b, 8a, 8b) of the frictional connection.
Schutzhelm (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht (20) einen Aktor umfasst. Protective helmet (1) according to claim 3, characterized in that the third layer (20) comprises an actuator.
Schutzhelm (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor als elektroaktiver Polymeraktor (30) ausgestaltet ist. Protective helmet (1) according to claim 4, characterized in that the actuator is designed as an electroactive polymer actuator (30).
Schutzhelm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbindung und/oder die Kraft (7a, 7b, 8a, 8b) der kraftschlüssigen Verbindung in Abhängigkeit eines eine Gefahrensituation repräsentierenden Steuersignals (S, Sn) einstellbar ist. Protective helmet (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the non-positive connection and / or the force (7a, 7b, 8a, 8b) of the non-positive connection in dependence of a dangerous situation representing control signal (S, S n ) is adjustable.
Verfahren (100) zum Betrieb eines Schutzhelms (1), insbesondere eines Motorradhelms, wobei eine erste Schicht (3) und eine zweite Schicht (4) des Schutzhelms (1) schalenförmig übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (3) und die zweite Schicht (4) in einem ersten Betriebszustand durch eine kraftschlüssige Verbindung kraftschlüssig verbunden ist. Verfahren (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft (7a, 7b, 8a, 8b) der kraftschlüssigen Verbindung zwischen der ersten Schicht (3) und der zweiten Schicht (4) eingestellt wird. Method (100) for operating a protective helmet (1), in particular a motorcycle helmet, wherein a first layer (3) and a second layer (4) of the protective helmet (1) are arranged one above the other like a shell, characterized in that the first layer (3) and the second layer (4) is non-positively connected in a first operating state by a non-positive connection. Method (100) according to claim 7, characterized in that the force (7a, 7b, 8a, 8b) of the frictional connection between the first layer (3) and the second layer (4) is adjusted.
Verfahren (100) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Schicht (3) und der zweiten Schicht (4) wenigstens bereichsweise eine dritte Schicht (20) angeordnet ist, wobei die dritte Schicht (20) die Kraft (7a, 7b, 8a, 8b) der kraftschlüssigen Verbindung erzeugt. Method (100) according to claim 7 or 8, characterized in that between the first layer (3) and the second layer (4) at least partially a third layer (20) is arranged, wherein the third layer (20) the force (7a 7b, 8a, 8b) of the frictional connection.
Verfahren (100) nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbindung und/oder die Kraft (7a, 7b, 8a, 8b) der kraftschlüssigen Verbindung in Abhängigkeit eines eine Method (100) according to claim 7 to 9, characterized in that the non-positive connection and / or the force (7a, 7b, 8a, 8b) of the frictional connection in dependence of a
Gefahrensituation repräsentierenden Steuersignals (S, Sn) eingestellt wird. Hazardous situation representing control signal (S, S n ) is set.
Steuereinheit (40) mit einer Recheneinheit (44) und mit einer Control unit (40) with a computing unit (44) and with a
Speichereinheit (43), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Recheneinheit (44) eingerichtet ist, abhängig von wenigstens einer erfassten, eine Gefahrensituation repräsentierenden Messgröße (M, D) ein Steuersignal (S, Sn) zu erzeugen, wenn die wenigstens eine Messgröße (M, D) einen in der Speichereinheit (43) abgespeicherten Schwellenwert (RDn) überschreitet, und in Abhängigkeit des erzeugten Steuersignals (S, Sn) eine kraftschlüssige Verbindung und/oder eine Kraft (7a, 7b, 8a, 8b) der kraftschlüssigen Verbindung einer ersten Schicht (3) und einer zweiten Schicht (4) eines Schutzhelmes (1) einzustellen. Memory unit (43), in particular for carrying out the method (100) according to one of Claims 7 to 10, wherein the arithmetic unit (44) is set up a control signal (S, S) depending on at least one detected measured variable (M, D) representing a dangerous situation. S n ) when the at least one measured variable (M, D) exceeds a threshold value (RD n ) stored in the memory unit (43), and a force-locking connection and / or a function of the generated control signal (S, S n ) Force (7a, 7b, 8a, 8b) of the non-positive connection of a first layer (3) and a second layer (4) of a protective helmet (1) adjust.
System bestehend aus einem Schutzhelm (1) nach einem der System consisting of a protective helmet (1) according to one of
Ansprüche 1 bis 6 und einer Steuereinheit (40) nach Anspruch 11. Claims 1 to 6 and a control unit (40) according to claim 11.
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