Beschreibung:

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Kopfschutz zum Schutz des Kopfs einer Person mit einem Kopftrageteil und mindestens einem aufblasbaren Airbag.

Airbags als Bestandteil eines Kopfschutzes sind beispielsweise aus der US 2020/0154813 Al und der WO 2022/171870 Al bekannt. Diese Systeme benötigen eine kostspielige Kartusche. Eine Kontrolle des Kartuschendrucks ist nicht möglich. Kartuschen sind schwer zu integrieren. Kartuschen müssen nach einer vorgegebenen Zeit ausgetauscht werden. Kartuschen, die für eine schnelle Befüllung des Airbags geeignet sind, sind kostspielig.

Der halskrausenartige Airbag ist unangenehm zu tragen.

Es ist Aufgabe der Erfindung einen komfortabler tragbaren und zu benutzenden

Kopfschutz zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Kopfschutz zum Schutz des Kopfs einer Person mit a. einem Kopftrageteil, b. mindestens einem aufblasbaren Airbag, c. mindestens einer insbesondere mehrmals mit einem Gas, insbesondere Luft, befüllbaren oder befüllten Druckkammer, d. mindestens einem zwischen dem mindestens einen Airbag und der mindestens einen Druckkammer angeordneten Absperrorgan, e. einer Auslöseeinrichtung, die mit dem Absperrorgan zum Öffnen des Absperrorgans zusammenwirkt, so dass bei geöffnetem Absperrorgan Gas aus der mindestens einen Druckkammer in den mindestens einen Airbag strömt.

Die Druckkammer kann ein Ventil zum Befüllen der Druckkammer mit Gas, insbesondere komprimierter Luft aufweisen. Somit kann an die Druckkammer eine externe Gasquelle, beispielsweise eine Druckluftquelle, angeschlossen werden, um die Druckkammer mit unter Druck stehendem Gas, insbesondere Luft, zu befüllen. Dadurch ist es problemlos möglich, die Druckkammer nach einer Airbagauslösung wieder zu befüllen und den Kopfschutz mehrfach zu verwenden. Eine Kartusche muss nicht mitgeführt werden. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Gewichtsersparnis. Der erfindungsgemäße Kopfschutz ist demnach kartuschenlos und gebläselos. Außerdem ist das System weniger fehleranfällig als bekannte Systeme. Das System kann so ausgelegt werden, dass es stromlos funktioniert. Die Druckkammer ist vorzugsweise geeignet, Gase bei einem Druck > 200 bar, insbesondere im Bereich 200 bis 300 bar, vorzugsweise im Bereich 250 bis 300 bar, aufzunehmen. Durch den Begriff „Druckkammer" wird zum Ausdruck gebracht, dass die Druckkammer geeignet ist, Gase aufzunehmen, die einen Druck deutlich über einem bar, insbesondere über 200 bar, aufweisen. An die Druckkammer kann auch eine Handpumpe angeschlossen werden, um die Druckkammer aufzublasen und Gase unter Druck in der Druckkammer zu speichern. Weiterhin ist es denkbar, Kartuschen vorübergehend an die Druckkammer anzuschließen, um die Druckkammer zu befüllen. Grundsätzlich ist es denkbar, nicht wiederbefüllbare Druckkammern zu verwenden, die nach Gebrauch ausgetauscht werden.

Es können mehrere Druckkammern vorgesehen sein, die mit einem Airbag verbunden sind. Es können auch mehrere Airbags vorgesehen sein. An jeden Airbag können eine oder mehrere Druckkammern angeschlossen sein. Es ist auch denkbar, dass eine Druckkammer vorgesehen ist, um mehrere Airbags aufzublasen.

Es können mehrere Absperrorgane zwischen einer Druckkammer und einem Airbag vorgesehen sein. Wenn alle Absperrorgane gleichzeitig geöffnet werden, kann der Airbag besonders schnell befüllt werden. Ein Absperrorgan kann beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildet sein. Es können mehrere separate Druckkammern vorgesehen sein. Es können mehrere Druckkammern vorgesehen sein, die miteinander verbunden sind.

Das Kopftrageteil dient der Anordnung der wesentlichen Komponenten des Kopfschutzes am Kopf eines Benutzers. Es kann als Kopfbedeckung oder Stirnband ausgebildet sein.

Die Auslöseeinrichtung kann mindestens einen Sensor umfassen. Der mindestens eine Sensor kann als Crash-Sensor ausgebildet sein. Insbesondere kann der Sensor als Geschwindigkeitssensor, Beschleunigungssensor, G-Kraftsensor, Gierratensensor oder dergleichen ausgebildet sein. Der Sensor ist dabei eingerichtet, ein Ereignis zu signalisieren, das zur Befüllung des Airbags führen soll. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass mehr als ein Sensor, insbesondere zwei Sensoren vorgesehen sind, die miteinander kommunizieren. Beispielsweise kann sich ein Sensor am Benutzer befinden, beispielsweise in oder an einem Kleidungsstück, dem Kopfschutz, einem Rucksack oder einer Uhr des Benutzers. Dieser Sensor kann die Bewegung des Benutzers in Echtzeit analysieren, also beispielsweise die Position und die Geschwindigkeit des Benutzers. Der Sensor kann eingerichtet sein, Stürze zu erkennen. Ein weiterer Sensor kann sich beispielsweise an einem Fortbewegungsmittel, beispielsweise einem Fahrrad, befinden und Erschütterungen detektieren. Wenn beispielsweise bei einem Fahrradfahrer eine Erschütterung ausbleibt aber dennoch eine Bewegung erkannt wird, kann ein Sturz erkannt und der Airbag ausgelöst werden. Erkennt der zweite Sensor jedoch eine Erschütterung, beispielsweise, weil ein Fahrradfahrer gegen ein Hindernis prallt, kann der Sensor am Benutzer oder eine mit dem Sensor verbundene Auswerteeinheit entscheiden, ob es notwendig ist, den Airbag auszulösen.

Der Sensor kann kabelgebunden oder kabellos mit dem übrigen Kopfschutz gekoppelt sein. Dabei kann der Sensor am eigentlichen, den Airbag aufweisenden Kopfschutz selbst angeordnet sein. Alternativ kann er, insbesondere bei kabelloser Kopplung, extern angeordnet sein, z. B. an einem Fortbewegungsmittel, insbesondere einem Zweirad. Weiterhin kann der Sensor an einem Gegenstand angebracht werden, der von einem Benutzer mitgeführt wird. Beispielsweise kann der Sensor an einer Uhr oder dergleichen angeordnet sein.

Der Kopfschutz kann eine Notruffunktion aufweisen. Dazu kann der Kopfschutz ein Mobilfunkmodul aufweisen oder mit einem Mobiltelefon koppelbar sein, sodass beim Auslösen des Airbags eine voreingestellte Notrufnummer angerufen wird und/oder GPS-Daten übermittelt werden. Dieser Anruf kann zeitverzögert ausgelöst werden. Beispielsweise kann der Anruf nur dann getätigt werden, wenn nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit die Notruffunktion durch den Benutzer abgeschaltet wird.

Das Kopftrageteil kann starr, insbesondere als Helm, ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich ein zusätzlicher struktureller Schutz des Kopfs eines Benutzers. Die Druckkammer kann im Kopftrageteil geschützt angeordnet sein. Insbesondere, wenn das Kopftrageteil als Helm ausgebildet ist, kann die Druckkammer in den Helm integriert sein und durch den Helm vor äußeren Einflüssen geschützt sein.

Es können Gurtbänder vorgesehen sein, die zumindest Airbagabschnitte aufweisen. So kann ein Kinnriemen und/oder ein Hinterkopfgurtband vorgesehen sein, die unter einer aufreißbaren Abdeckung einen Airbagabschnitt aufweisen.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn ein Gurtband als einteiliger Kinnriemen ausgebildet ist und mit zumindest einem Ende lösbar am Kopftrageteil befestigbar ist. Ein einteiliger Kimmriemen im Gegensatz zu den sonst bei Helmen üblichen zweigeteilten Kinnriemen erleichtert die Airbagverlegung.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn mindestens eine Druckkammer als Druckschlauch ausgebildet ist. Ein Druckschlauch kann einen Innendurchmesser im Bereich 5 bis 11 mm, vorzugsweise im Bereich 6 bis 10 mm aufweisen. Wenn eine Druckkammer als Druckschlauch ausgebildet ist, kann sie besonders platzsparend angeordnet werden. Außerdem ist eine solche Druckkammer besonders leicht. Druckschläuche können Gase mit einem hohen Druck aufnehmen. Somit können größere Airbags als bisher befüllt und am Kopfschutz verwendet werden. Druckschläuche mit geringem Durchmesser können unsichtbar am Kopfschutz verbaut werden.

Der Druckschlauch kann dreidimensional verlaufend im oder am Kopftrageteil angeordnet sein. Der Druckschlauch muss also nicht geradlinig verlegt werden, sondern kann gebogen und dadurch an die Form des Kopftrageteils angepasst werden.

Die befüllte Druckkammer, insbesondere der befüllte Druckschlauch, ist vorzugsweise, wenn er mit einem Gas bei einem Druck >200 bar befüllt ist, insbesondere manuell, biegbar. Dadurch kann der befüllte Druckschlauch, beispielsweise in einem Kopftrageteil, nicht geradlinig, sondern in gebogener Form verlegt werden.

Die Druckkammer, insbesondere der Druckschlauch, kann mehrschichtig aufgebaut sein, wobei die äußerste Schicht zumindest abschnittsweise geflechtfrei und/oder faserfrei ausgebildet ist. Dadurch können Leckagen verhindert werden, wenn der Druckschlauch mit weiteren Komponenten verbunden wird.

Ein Druckschlauch kann aus Kunststoff, insbesondere Teflon, oder Gummi ausgebildet sein und eine Ummantelung aufweisen. Ein solcher Schlauch ist besonders gut geeignet, Gase bei Drücken über 200 bar zu speichern.

Die Druckkammer, insbesondere der Druckschlauch, kann eine Elastomer-Seele aufweisen, die von einer Verstärkungsummantelung umgeben ist. Die (Verstärkungs-)Ummantelung kann dabei eine, zwei oder mehr Schicht(en) aufweisen. Durch die (Verstärkungs-)Ummantelung erfolgt eine Aussteifung des Druckschlauchs.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Elastomer-Seele eine glatte Innenwandung aufweist, insbesondere nicht gewellt oder geriffelt ist.

Die Ummantelung des Druckschlauchs kann Metall, insbesondere Edelstahl, Aramid, Carbon und/oder Kunststoff aufweisen. Weiterhin kann die Ummantelung als Helix, Geflecht oder Gewebe ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Ummantelung flexibel ausgebildet, sodass der Druckschlauch geeignet am Kopfschutz angeordnet werden kann.

Zwischen der oder den Druckkammern und dem mindestens einen Airbag kann mindestens ein Verstärker, insbesondere eine mit der Umgebungsluft des Airbags kommunizierende Venturi-Düse, vorgesehen sein. Die Venturi-Düse kann dafür sorgen, dass auch Umgebungsluft in den Airbag geleitet werden kann. Sie unterstützt das Füllen des Airbags. Die Venturi-Düse kann in Strömungsrichtung vor oder nach einem Absperrorgan angeordnet sein. Ein Absperrorgan, insbesondere ein Rückschlagventil, und eine Venturi-Düse können als ein Bauteil ausgebildet sein. Alternativ kann der Verstärker einen Lüfter oder eine Turbine umfassen, die durch das Gas der Druckkammer angetrieben sind.

Der Kopfschutz kann einen Drucksensor aufweisen. Insbesondere kann ein Manometer vorgesehen sein. Der Drucksensor kann mit einem Mobilgerät kommunizieren, z. B. über Bluetooth, sodass der erfasste Druck am Mobilgerät ablesbar ist. Der Drucksensor kann insbesondere an der Druckkammer vorgesehen sein, sodass kontrolliert werden kann, ob der Druck des gespeicherten Gases für ein schnelles Aufblasen des Airbags ausreichend ist.

Der Kopf kann besonders gut geschützt werden, wenn ein Stirnairbag oder Stirnairbagabschnitt, ein Nackenairbag oder Nackenairbagabschnitt und/oder ein Kinnairbag oder Kinnairbagabschnitt vorgesehen ist.

Die Sicherheit eines Benutzers wird weiter erhöht, wenn der Kopfschutz ein Rücklicht und/oder ein Frontlicht aufweist. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Airbag unterhalb eines Visiers angeordnet ist.

Der Airbag kann Durchgangsöffnungen und/oder Vertiefungen aufweisen. Dadurch kann Material gespart werden und das aufzublasende Volumen verringert werden, ohne die Schutzfunktion zu beeinträchtigen. Es können kleinere Druckkammern verwendet werden.

Der Airbag kann aus zwei Materialschichten ausgebildet werden, die abschnittsweise miteinander gasdicht verbunden sind, beispielsweise vernäht, verklebt und/ oder getapt. Die Vertiefungen können beispielsweise gebildet werden, indem die Materialschichten vom Rand des Airbags beabstandet abschnittsweise miteinander verbunden, z. B. vernäht oder verklebt, werden.

Wenn Kopfschutz stirnbandartig ausgebildet ist, liegt die Oberseite des Kopfes eines Benutzers frei. Dies sorg für eine bestmögliche Belüftung des Kopfs. Außerdem wird die Frisur eines Benutzers durch den Kopfschutz nicht beeinträchtigt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Kopfschutzes;

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Kopfschutz;

Fig. 3 zeigt eine Ansicht von vorne auf den Kopfschutz;

Fig. 4 zeigt den Kopfschutz mit aufgeblasenen Airbags;

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Kopfschutzes;

Fig. 6 zeigt eine stirnbandartige Ausgestaltung eines Kopfschutzes;

Fig. 7 zeigt die Anordnung der Druckkammer und des Airbags des Kopfschutzes gemäß Fig. 6;

Fig. 8 zeigt den Kopfschutz der Fig. 6 mit aufgeblasenem Airbag;

Fig. 9 zeigt einen Kopfschutz mit unter einem Visier angeordnetem Airbag und dreidimensionalem Verlauf einer Druckkammer; Fig. 10 zeigt den Kopfschutz der Fig. 9 mit aufgeblasenem Airbag.

Die Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kopfschutz 10. Der Kopfschutz 10 weist ein Kopftrageteil 12 auf, welches vorliegend als Helm, insbesondere Fahrradhelm, ausgestaltet ist. Das Kopftrageteil 12 dient dazu, den Kopfschutz 10 am Kopf eines Benutzers anordnen zu können.

Der Kopfschutz 10 weist eine als Druckluftschlauch ausgebildete Druckkammer 14 auf, in der ein Gas unter Druck gespeichert werden kann. Insbesondere kann komprimierte Luft in der Druckkammer 14 gespeichert werden. Dabei kann die Druckkammer 14 ausgebildet sein, ein Gas bei einem Druck > 10 bar, insbesondere > 100 bar, vorzugsweise > 200 bar zu speichern.

Der Durchmesser der Druckkammer 14 kann im Bereich 5 bis 10 mm, vorzugsweise 6 bis 8 mm, liegen. Dies erlaubt einen akzeptablen Biegeradius. Die Druckkammer kann in befülltem Zustand manuell gebogen werden und in einen dreidimensionalen Verlauf am Kopfschutz 10 gebracht werden. Die Druckkammer 14 kann unsichtbar am Kopftrageteil 12 angeordnet werden, insbesondere durch das Kopftrageteil 12 geschützt angeordnet werden. Die Druckkammer 14 kann eine Ummantelung aufweisen, beispielweise aus Edelstahl. Die Druckkammer 14 kann einen Platzdruck von 1300 bar aufweisen. Dies bedeutet, dass eine ausreichende Sicherheit vorhanden ist, um die Druckkammer 14 in unmittelbarer Kopfnähe zu verbauen.

Die Druckkammer 14 kann wieder befüllbar sein. Zu diesem Zweck ist ein Anschluss 16 vorgesehen, der ein Befüllventil umfassen kann.

Um den Druck in der Druckkammer 14 überwachen zu können, ist ein als Manometer ausgebildeter Drucksensor 18 vorgesehen. Der Drucksensor 18 kann beispielsweise mit einem Mobilgerät kommunizieren, sodass der Druck am Mobilgerät abgelesen werden kann. Ein oder mehrere Airbags oder Abschnitte eines Airbags sind in den Gurtbändern 20, 22 angeordnet, wobei das Gurtband 20 als Kinnriemen und das Gurtband 22 als Hinterkopfgurtband ausgebildet sind. Am Hinterkopfgurtband 22 ist ein Einstellmittel 24 vorgesehen, um die Länge des Hinterkopfgurtbands 22 an den Kopf, insbesondere Kopfumfang, eines Benutzers anpassen zu können.

Die Gurtbänder 20, 22 weisen eine entlang der Linien 26, 28 aufreißbare Abdeckungen für die Airbags bzw. Airbagabschnitte auf. Ein weiterer Airbag oder Airbagabschnitt 32 ist im unteren Randbereich des Kopftrageteils 12 angeordnet.

Ein Auslösesystem weist einen Sensor 30, insbesondere Crash-Sensor auf. Wenn der Sensor 30 ein Ereignis detektiert, das zu einer Airbagauslösung führen muss, wird ein Absperrorgan zwischen der Druckkammer 14 und dem oder den Airbag/s bzw. Airbagabschnitten 32 geöffnet, sodass der oder die Airbags oder Airbagabschnitte 32 aufgeblasen werden. Dabei reißen die Sollreißstellen entlang der Linien 26, 28. Die Sollreißstellen können beispielsweise als Reißverschluss ausgebildet sein. Um das Aufblasen des oder der Airbags oder Airbagabschnitte 32 mit Umgebungsluft zu unterstützen, kann ein als Venturidüse ausgebildeter Verstärker 34 vorgesehen sein.

Die Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf den Kopfschutz 10 der Figur 1. Die im Zusammenhang mit der Figur 1 beschriebenen Elemente sind mit denselben Bezugsziffern in der Figur 2 markiert.

Die Figur 3 zeigt eine Frontansicht des Kopfschutzes 10, wobei eine alternative Anordnung der Druckkammer 14 gezeigt ist. Hieraus ergibt sich, dass auch mehrere Druckkammern 14 an unterschiedlichen Stellen des Kopfschutzes 10 vorgesehen sein können, insbesondere an unterschiedlichen Stellen in das Kopftrageteil 12 integriert sein können. Dieser Darstellung ist entnehmbar, dass das Gurtband 20 einteilig ausgeführt ist, was Vorteile für die Anordnung des darin angeordneten Airbagabschnitts bietet. Mit einem Ende ist das Gurtband 20 lösbar am Kopftrageteil 12 an der Stelle 40 befestigt.

Weiterhin ist in der Figur 3 zu erkennen, dass der Kopfschutz 10 einen Airbag oder Airbagabschnitt 42 im Stirnbereich aufweist. Die Figur 4 zeigt den Kopfschutz 10 nach einer Auslösung, d. h. nach einem Aufblasen der Airbags oder Airbagabschnitte. Insbesondere ist zu erkennen, dass der Airbagabschnitt 42 aufgeblasen ist, dass ein Airbag bzw. Airbagabschnitt 44 als Kinnschutz, der ursprünglich in dem Gurtband 20 angeordnet war, aufgeblasen ist und dass ein Airbag bzw. Airbagabschnitt 46, der ursprünglich im Gurtband 22 angeordnet war, als Nacken- und Genickschutz aufgeblasen ist.

Bei der Ausgestaltung des Kopfschutzes 10 der Figur 5 ist zusätzlich ein Schild 50 vorgesehen, in dem ein Airbag oder Airbagabschnitt 52 angeordnet ist. Wird der Airbagabschnitt 52 aufgeblasen, wird das Gesicht eines Benutzers geschützt.

Die Ausgestaltung eines Kopfschutzes 100 gemäß der Figur 6 umfasst einen stirnbandartigen Kopftrageteil 102, der unter einer Abdeckung 104, die eine Sollreißstelle 106 aufweist, eine in der Figur 7 zu erkennende Druckkammer 108 und einen Airbag 110 aufweist. Zum Befüllen der Druckkammer 108 ist wiederum ein ein Ventil umfassender Anschluss 112 vorgesehen. Ebenfalls ist ein Drucksensor 114 zur Überwachung des Drucks in der Druckkammer 108 vorgesehen. Um das Aufblasen zu unterstützen ist ein optionaler als Venturidüse ausgebildeter Verstärker 116 vorgesehen. Ein Auslösesystem umfasst wiederum einen Sensor 118. Weiterhin ist an dem Kopfschutz 100 ein Rücklicht 120 und ein Frontlicht 122 angeordnet. Das Rücklicht 120 und das Frontlicht 122 können jeweils eine zugeordnete Batterie aufweisen. Ebenso wie das Kopftrageteil 12 ist das Kopftrageteil 102 starr ausgebildet, sodass dieses einen zusätzlichen Schutz für den Kopf eines Benutzers bietet. Es ist ein Einstellmittel 124 an einem Gurtband 126 vorgesehen. Zur weiteren Befestigung des Kopfschutzes 100 sind Gurtbänder 128 vorgesehen.

Die Figur 8 zeigt den Kopfschutz 100 mit aufgeblasenem Airbag 110. Der Airbag 110 weist zwei Airbagabschnitte 110a, 110b auf. Dadurch wird insbesondere eine Ausnehmung 130 abgedeckt und der Kopf eines Benutzers oben geschützt. Die Ausnehmung 130 dient der Belüftung eines Kopfs eines Benutzers. Beim als Helm ausgebildeten Kopfschutz 200 der Fig. 9 ist der Airbag 202 unterhalb eines Visiers 204 angeordnet und schützt nach seiner Entfaltung insbesondere die Stirn und das Gesicht eines Benutzers. Die Druckkammer 206 ist als Druckschlauch ausgebildet und ist mehrfach gebogen. Insbesondere verläuft die Druckkammer dreidimensional, also nicht geradlinig und nicht in einer Ebene. Der Verlauf ist an die Form des Kopfschutzes angepasst. In die gebogene Form kann die Druckkammer auch gebracht werden, wenn sie mit einem Gas bei einem Druck >200 bar befüllt ist.

Die Fig. 10 zeigt den Kopfschutz 200 mit aufgeblasenem Airbag 202. Der Airbag 202 weist Durchgangsöffnungen 208, 210 auf. Diese sind so dimensioniert, dass dennoch ein vollumfänglicher Aufprallschutz besteht. Der Airbag kann aus zwei Materialschichten, insbesondere Stoffschichten, ausgebildet sein, die vernäht, verklebt und/oder getapt sind. Die Durchgangsausnehmungen 208, 210 reduzieren den Bauraum. Der Airbag 202 braucht im nicht befüllten Zustand weniger Platz am Kopfschutz 200. Außerdem wird zum Aufblasen eine geringere Gasmenge benötigt. Die Druckkammer 206 kann somit kleiner ausgebildet werden. Auch bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann der Airbag Durchgangsausnehmungen aufweisen.