DE19819415A1 - Safety helmet with cooling system - Google Patents
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Abstract
Der Sicherheitshelm mit Kühlanlage besteht aus einem Sicherheitshelm, der eine Helmpolsterung mit Kühlrohren enthält, an die Verbindungsleitungen zu einer Kältemaschine angeschlossen werden können. Von der Kältemaschine wird ein hier gekühltes Kühlmedium in den Helm gepumpt, wo es Wärme aufnimmt und wiederum in die Kältemaschine abführt. Die Kältemaschine kann an Fahrzeug installiert werden und von der elektrischen Anlage des Fahrzeugs oder von einer externen Energieversorgung gespeist werden.The safety helmet with cooling system consists of a safety helmet that contains helmet padding with cooling pipes to which connecting lines to a refrigeration machine can be connected. A cooling medium cooled here is pumped from the chiller into the helmet, where it absorbs heat and in turn dissipates it into the chiller. The chiller can be installed on the vehicle and powered by the vehicle electrical system or by an external power supply.
Description
Die dargestellte Erfindung bezieht sich auf einen Sicherheitshelm mit Kühlanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The illustrated invention relates to a safety helmet with a cooling system according to the preamble of claim 1.
Sicherheitshelme werden getragen zum Schutz des menschlichen Kopfes gegen Stoßeinwirkungen und Schlageinwirkungen. Insbesondere dienen Sicherheitshelme der Vermeidung oder der Abmilderung von Verletzungen der Insassen und der Führer von Kraftfahrzeugen und Luftfahrzeugen infolge von Unfällen und Stürzen. So werden zum Beispiel weltweit von Motorradfahrern eine Vielzahl herkömmlicher Helme in sehr großem Umfang genutzt. Alleine in der Bundesrepublik Deutschland beträgt die Zulas sungszahl der Straßenverkehrsämter für Zweiradkraftfahrzeuge ca. 2,7 Mio. Fahrzeuge. Wie in Deutschland, ist auch in vielen anderen Staaten das Tragen von Sicherheitshel men während des Fahrens mit Zweiradkraftfahrzeugen durch die jeweilige Gesetzge bung zwingend vorgeschrieben.Safety helmets are worn to protect the human head against Impacts and impacts. In particular, safety helmets serve Avoidance or mitigation of injuries to the occupants and leaders of Motor vehicles and aircraft as a result of accidents and falls. So become Example of a large number of conventional helmets in a lot of motorcycle riders worldwide used to a large extent. In the Federal Republic of Germany alone, the allowance is Number of road traffic offices for two-wheeled vehicles approx. 2.7 million vehicles. As in Germany, wearing safety helmets is also in many other countries men while driving two-wheeled motor vehicles by the respective law exercise mandatory.
Die erste Aufgabe von Sicherheitshelmen, nämlich der Schutz des Kopfes gegen Stoßeinwirkung, wird durch Aufbau des Helmes aus Werkstoffen, die die Stoßenergie in elastische und plastische Verformung vollständig oder zum Teil umwandeln, erreicht. Diese Funktion ist nach dem Stand der Technik durch Erfüllung der einschlägigen Normen und Verordnungen bei der Herstellung und Prüfung von Sicherheitshelmen in ausreichendem Maße gewährleistet.The first task of safety helmets is to protect the head against Impact is caused by the construction of the helmet from materials that absorb the impact energy convert completely or partially into elastic and plastic deformation. This function is according to the state of the art by fulfilling the relevant Standards and regulations in the manufacture and testing of safety helmets in guaranteed sufficient.
Werkstoffe, die Stoßenergien gut umwandeln in Verformungsarbeit, besitzen jedoch einen sehr schlechten Wärmedurchgang, so daß die vom Kopf des Helmträgers abgege bene Wärme bei herkömmlichen Sicherheitshelmen nur sehr unzureichend aus dem Helm nach Außen abgeführt wird und es daher zu einem Wärmestau und zu hohen Temperaturen im Helminneren kommt. Diese schlechten wärmetechnischen Werte füh ren besonders bei zusätzlich vorliegenden hohen Außenlufttemperaturen zu einer star ken physiologischen Belastung und teilweise sogar zu Unwohlsein des Helmträgers, infolgedessen die Konzentrationsfähigkeit und das Reaktionsvermögen des Fahrzeug führers rapide abnehmen können.However, materials that convert impact energy well into deformation work have a very poor heat transfer, so that the given off from the head of the helmet wearer heat from conventional safety helmets is very inadequate Helmet is discharged to the outside and there is therefore a build-up of heat and too high Temperatures inside the helmet is coming. These poor thermal values lead to become a star, especially when the outside air temperature is high no physiological stress and sometimes even to make the helmet wearer feel unwell, as a result, the vehicle's ability to concentrate and react leader can lose weight rapidly.
Die zweite Funktion moderner Sicherheitshelme ist deshalb, die durch den menschli
chen Körper und durch äußere Sonneneinstrahlung erzeugte Wärme aus dem Helmin
neren abzuführen. Ein Gegenstand der bisher betriebenen Entwicklungsarbeiten zu Si
cherheitshelmen war es daher, diese im Helm erzeugte Wärme vom Kopf des Helmträ
gers abzuführen. Dies geschieht gemäß dem bisherigen Stand der Technik nach den drei
folgenden Methoden:
In konventionellen Helmen wird die über Einlaßöffnungen einströmende Luft des
Fahrtwindes durch Kanäle in der Helmschale zu Auslaßöffnungen geführt und somit ein
Teil der im Helm entstehenden Wärme abgeführt. Ein wesentlicher Nachteil dieses
Verfahrens ist, daß mit steigender Außenlufttemperatur die Temperaturdifferenz zwi
schen dem Kopf des Helmträgers und der Außenluft sehr klein wird und somit die
Wärmeabfuhr vom Helminneren nach Außen bedeutungslos wird oder gar vollständig
zum Erliegen kommt. Ein weiterer Nachteil der Wärmeabfuhr mit der Luft des Fahrt
windes ist die geringe spezifische Wärmekapazität von Luft, die zur Folge hat, daß zur
effektiven Wärmeabfuhr große Luftvolumenströme und damit große Strömungsge
schwindigkeiten notwendig sind, so daß die Wärmeabfuhr mit sinkender Fahrtge
schwindigkeit schlechter wird. Mit steigender Fahrtgeschwindigkeit ist jedoch nachtei
lig, daß es zu erhöhten Druckverlusten in den Kühlkanälen der Helmauspolsterung mit
einer Begrenzung der Luftströmungsgeschwindigkeit in den Kanälen und damit zu einer
wiederum schlechte Wärmeabfuhr kommt. Weiter ist die Menge der einströmenden
Luft von der Ausrichtung der Lufteinlaßöffnungen in Richtung des Fahrtwindes und
damit von der Kopfhaltung des Fahrers abhängig. Ein wesentlicher Nachteil der Wär
meabfuhr mit dem Fahrtwind ist auch der durch die Gestaltung herkömmlicher Sicher
heitshelmauspolsterungen bedingte Abstand der Kühlkanäle vom Kopf des Helmträ
gers, so daß der Wärmedurchgang durch die Dicke der Isolierschichten behindert wird.
The second function of modern safety helmets is therefore to remove the heat generated by the human body and by external sunlight from the helmet. One object of the development work on safety helmets carried out to date was therefore to dissipate the heat generated in the helmet from the head of the helmet wearer. According to the prior art, this is done using the following three methods:
In conventional helmets, the air of the airstream flowing in through inlet openings is guided through ducts in the helmet shell to outlet openings, and thus part of the heat generated in the helmet is dissipated. A major disadvantage of this method is that with increasing outside air temperature, the temperature difference between the head of the helmet wearer and the outside air becomes very small and the heat dissipation from the inside of the helmet to the outside becomes meaningless or even comes to a complete standstill. Another disadvantage of heat dissipation with the air of the driving wind is the low specific heat capacity of air, with the result that large air volume flows and thus large velocities are necessary for effective heat dissipation, so that the heat dissipation becomes worse as the speed increases. However, as the speed of travel increases, it is disadvantageous that there is increased pressure loss in the cooling channels of the helmet padding with a limitation of the air flow rate in the channels and thus, in turn, poor heat dissipation. Furthermore, the amount of incoming air is dependent on the orientation of the air inlet openings in the direction of the wind and thus on the driver's head posture. A major disadvantage of heat dissipation with the airstream is also the distance between the cooling channels from the head of the helmet wearer due to the design of conventional safety helmet padding, so that heat transfer is hindered by the thickness of the insulating layers.
Außerdem ist nachteilig, daß die Belüftungskanäle herkömmlicher Sicherheitshelme aus strömungstechnischen Gründen maximal etwa der Länge eines Helmumfangs entspre chen und damit zu kurz sind, um einen wirkungsvollen Wärmeaustausch zu erzielen. Nachteilig ist weiter, daß die zur Wärmeabfuhr mit dem Fahrtwind notwendigen Lufteinlaßöffnungen und Luftauslaßöffnungen eine mechanische Schwächung der Helmschale darstellen. Außerdem sind zur Einstellung der Lufteinlaßmenge bei vielen Ausführungsformen herkömmlicher Sicherheitshelme Stellschieber notwendig, die ein zusätzliches strömungstechnisches Hindernis im Luftstrom darstellen und zu einer nachteiligen Aerodynamik dieser Sicherheitshelme führen.It is also disadvantageous that the ventilation channels of conventional safety helmets aerodynamic reasons correspond to a maximum of about the length of a helmet circumference and are too short to achieve effective heat exchange. Another disadvantage is that the necessary for heat dissipation with the wind Air inlet openings and air outlet openings a mechanical weakening of the Represent helmet shell. In addition, to adjust the air intake amount for many Embodiments of conventional safety helmets necessary, the one represent additional fluidic obstacle in the air flow and become one disadvantageous aerodynamics of these safety helmets.
In jüngeren Entwicklungen wurden Sicherheitshelme mit Einsätzen von Kühlkissen in der Helmauspolsterung entwickelt, die relativ vorteilhaft bezüglich des Problems der Erzeugung einer Temperaturdifferenz von der Wärmequelle des Kopfes zu einer Wär mesenke sind, um so die Wärmeabfuhr in Richtung des Temperaturgefälles zu be schleunigen. Diese Kühlkissen müssen vor dem Einsatz in den Sicherheitshelm einmalig auf eine niedrige Temperatur vorgekühlt werden. Mit der Zeit nehmen die Kühlkissen Wärme auf, so daß die gewünschte Temperaturdiffernz absinkt, was sich sehr nachteilig auf die Wärmeabfuhr auswirkt. Von Nachteil ist auch, daß bei zu starker Abkühlung der Kühlkissen anfänglich ein Kältegefühl vom Helmträger empfunden wird. Ein weite rer Nachteil dieses Kühlverfahrens von Sicherheitshelmen liegt darin, daß eine Vorbe reitungszeit für das Vorkühlen der Kühlkissen und für das manuelle Einsetzen der Kühlkissen in die Helmauspolsterung benötigt wird.In recent developments, safety helmets have been used with cooling pads in the helmet padding is developed, which is relatively beneficial in relation to the problem of Generation of a temperature difference from the heat source of the head to a heat mesenke are so as to be the heat dissipation in the direction of the temperature gradient accelerate. These cooling pads must be used once in the safety helmet be pre-cooled to a low temperature. Over time, the cooling pillows take off Heat up so that the desired temperature difference drops, which is very disadvantageous affects heat dissipation. Another disadvantage is that if the cooling is too strong the cooling pad initially feels cold from the helmet wearer. A wide one The disadvantage of this cooling method of safety helmets is that riding time for pre-cooling the cooling pads and for manually inserting the Cooling pillow is needed in the helmet padding.
Im Gebrauchsmuster Nr. G 94 18 835.1 wird ein Sicherheitshelm mit Kühlwirkung be schrieben, bei dem die Kühlluft mit einem im Helm eingebauten Halbleiterkühler kondi tioniert wird. Aufgrund der geringen Kälteleistung von Halbleiterkühlern ist jedoch nur ein sehr geringer Anteil der im Helm entstehenden Wärme abführbar. Wie bei den Si cherheitshelmen mit Fahrtluftkühlung, ist auch bei einem herkömmlichen Sicherheits helm mit Halbleiterkühler die geringe spezifische Wärmekapazität der Kühlluft nachtei lig auf die Höhe der abführbaren Wärmemenge. Ein weiterer Nachtell dieses Sicher heitshelms mit Kühlwirkung durch einen Halbleiterkühler ist der durch die Gestaltung der Kühlluftkanäle und durch die Wärmetauschereinbauten des Halbleiterkühlers in den Luftkanälen verbunden mit den notwendigen hohen Luftströmungsgeschwindigkeiten hohe Druckverlust, der ausreichend starke Lüftergebläse erforderlich macht. Die Lei stung der Gebläse ist aber wegen deren aufgrund des kleinen im Helm zur Verfügung stehenden Einbauraums geringen Größe stark begrenzt, und daher ist auch die erzielba re Wärmeabfuhr sehr klein. Weiter wirkt sich nachteilig aus, daß die Kühlluftkanäle von Sicherheitshelmen mit Halbleiterkühlern einen relativ großen Abstand zum Kopf des Helmträgers aufweisen und daher wegen der Dicke der Isolierschicht und wegen der ungünstigen Wärmeübergangszahl von Luft einen schlechten Wärmedurchgang vom Kopf des Helmträgers zur Kühlluft aufweisen. Zusätzlich wirkt sich die Integration des Halbleiterkühlers in den Sicherheitshelm nachteilig auf die mechanische Schlagfestigkeit und Stoßfestigkeit und auf die elastische Verformungsfähigkeit des Sicherheitshelmes aus. Weiter ist die relative Komplexität des in den begrenzten Raum des Sicherheits helmes eingebauten Halbleiterkuhlers für dessen kostengünstige Herstellung nachteilig.In utility model no. G 94 18 835.1, a safety helmet with cooling effect is used wrote in which the cooling air with a semiconductor cooler built into the helmet kondi is tioned. Due to the low cooling capacity of semiconductor coolers, however, is only a very small proportion of the heat generated in the helmet can be dissipated. As with the Si safety helmets with air cooling, is also with a conventional safety helmet with semiconductor cooler the low specific heat capacity of the cooling air lig to the amount of the heat that can be dissipated. Another night of this sure Helmet with cooling effect through a semiconductor cooler is the design of the cooling air channels and through the heat exchanger internals of the semiconductor cooler in the Air channels connected with the necessary high air flow speeds high pressure loss, which requires sufficiently strong fan blowers. The lei The fan is available because of the small size in the helmet standing installation space of small size is severely limited, and therefore the achievable re heat dissipation very small. Another disadvantage is that the cooling air channels from Safety helmets with semiconductor coolers a relatively large distance from the head of the Have helmet wearer and therefore because of the thickness of the insulating layer and because of the unfavorable heat transfer coefficient of air a poor heat transfer from Have the head of the helmet wearer facing the cooling air. In addition, the integration of the Semiconductor cooler in the safety helmet adversely affect the mechanical impact resistance and impact resistance and the elastic deformability of the safety helmet out. Next is the relative complexity of security in the limited space helmet built-in semiconductor cooler disadvantageous for its cost-effective production.
Die zuvor geschilderten, den Stand der Technik zur Kühlung von Sicherheitshelmen umfassenden Entwicklungsarbeiten beinhalten eine Fülle von aufgeführten Nachteilen, die einer wirkungsvollen Wärmeabfuhr vom Helminneren an die Umgebung entgegen stehen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist also, einen Sicherheitshelm anzugeben, mit einer wirkungsvollen und realisierbaren Kühlung, die die im Helm entwickelte Wärme vollständig und mit konstant zu haltendem Wärmestrom aus dem Helminneren abführt und die vorteilhaft in bezug auf den Wärmedurchgang vom Kopf des Helmträ gers auf das wärmeabführende Medium ist. Dabei soll die Temperatur im Helminneren einstellbar sein. Gegenüber herkömmlichen Sicherheitshelmen soll der neuartige Sicher heitshelm die physiologische Belastung des Helmträgers verringern und somit die Vor aussetzungen zu einer verbesserten Konzentrationsfähigkeit des Fahrers schaffen, was damit erheblich zur Vermeidung von Unfällen durch Fehler des Fahrers beiträgt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß erreicht durch einen Sicherheitshelm mit Kühlanlage mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind gekennzeichnet durch die Merkmale der Unteransprüche.The previously described, the prior art for cooling safety helmets extensive development work includes an abundance of disadvantages listed, counteracts effective heat dissipation from the helmet interior to the surroundings stand. The object of the present invention is therefore to provide a safety helmet, with an effective and feasible cooling that developed in the helmet Complete heat with constant heat flow from the inside of the helmet dissipates and which is advantageous in terms of heat transfer from the head of the Helmträ on the heat-dissipating medium. The temperature inside the helmet should be adjustable. Compared to conventional safety helmets, the new type of safety is intended helmets reduce the physiological burden on the helmet wearer and thus the front create conditions to improve the driver's ability to concentrate what thus contributes significantly to avoiding accidents caused by driver errors. This The object is achieved by a safety helmet with a cooling system having the features of claim 1. Further embodiments of the invention are characterized by the features of the subclaims.
Die Vorteile, die sich durch diese Erfindung gegenüber herkömmlichen Sicherheits
helmen mit Kühlwirkung ergeben, werden im folgenden beschrieben:
The advantages that result from this invention compared to conventional safety helmets with cooling effect are described below:
- - Der Sicherheitshelm mit Kühlanlage ermöglicht die Abfuhr der im Helminneren ent stehenden Wärme an die Umgebung durch ein im Helm umlaufendes Kühlmedium, das eine höhere spezifische Wärmekapazität als die von Luft besitzt und daher vor teilhaft im Bezug auf die Höhe der abführbaren Wärmeenergie je Zeiteinheit ist und das über Verbindungsleitungen zu einer am Fahrzeug installierten Kältemaschine geführt und dort auf einstellbare Temperaturen rückgekühlt wird und somit einen konstanten Wärmestrom bewirkt. Die Installation der Kältemaschine am Fahrzeug ist vorteilhaft, weil damit der erforderliche Raum für eine ausreichend groß dimen sionierte Anlage zur Verfügung steht, die unabhängig von der Außentemperatur die zur Erzielung der gewünschten Helminnentemperatur notwendige Kälteleistung er bringt.- The safety helmet with cooling system enables the removal of the inside of the helmet standing heat to the environment through a cooling medium circulating in the helmet, which has a higher specific heat capacity than that of air and therefore before is part of the amount of heat energy that can be dissipated per unit of time and that via connecting lines to a chiller installed on the vehicle led and there is cooled back to adjustable temperatures and thus one causes constant heat flow. Installation of the chiller on the vehicle is advantageous because it allows the space required for a sufficiently large dimension sioned system is available, regardless of the outside temperature cooling power necessary to achieve the desired helmet interior temperature brings.
- - Der vorliegenden Erfindung entsprechend, verbessert der Sicherheitshelm mit Kühl anlage gegenüber herkömmlichen Sicherheitshelmen den Wärmedurchgang vom Kopf des Helmträgers zum Kühlmedium dadurch, daß das Kühlmedium mit höherer spezifischer Wärmekapazität als die von Luft durch mäanderförmig dicht an der in neren Oberfläche der Helmauspolsterung verlaufende Kühlkanäle geführt wird, wo durch die für den Wärmedurchgang vorteilhafte Wärmeübergangsfläche vergrößert wird und eine kleine Materialschichtdicke zwischen Wärmequelle und wärmeabfüh rendem Kühlmedium erreicht wird.- According to the present invention, the safety helmet with cooling improves system compared to conventional safety helmets Head of the helmet wearer to the cooling medium in that the cooling medium with higher specific heat capacity than that of air through meandering close to the in Cooling channels running on the surface of the helmet padding, where enlarged by the heat transfer surface advantageous for heat transfer and a small material layer thickness between the heat source and heat dissipation cooling medium is reached.
- - Außerdem kann die Höhe der je Zeiteinheit aus dem Inneren des Sicherheitshelms abzuführende Wärmemenge durch den Helmträger eingestellt werden, weil die Durchflußmenge des im Sicherheitshelm umlaufenden Kühlmediums oder die Kälte leistung der Kältemaschine oder die Durchflußmenge und die Kälteleistung verän dert werden können.- In addition, the amount of time per unit from inside the safety helmet amount of heat to be dissipated can be adjusted by the helmet wearer because the Flow rate of the cooling medium circulating in the safety helmet or the cold performance of the chiller or the flow rate and the cooling capacity can be changed.
- - Desweiteren erlaubt der Sicherheitshelm mit Kühlanlage die Einstellung der Höhe der abzuführenden Wärmemenge unabhängig von der Fahrtgeschwindigkeit und un abhängig von der Ausrichtung des Sicherheitshelms im Fahrtwind, da für die Wär meabfuhr kein Fahrtwind benötigt wird.- Furthermore, the safety helmet with cooling system allows the height to be adjusted the amount of heat to be removed regardless of the speed of travel and un depending on the orientation of the safety helmet in the airstream, as for the heat no airflow is required.
- - Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besitzt der Sicherheitshelm mit Kühl anlage gegenüber herkömmlichen Sicherheitshelmen mit Luftkühlung einen geringe ren Strömungswiderstand im Fahrtwind, da keine Kühllufteintrittsöffnungen und keine Kühlluftaustrittsöffnungen notwendige sind.- According to one embodiment of the invention, the safety helmet with cooling system compared to conventional safety helmets with air cooling ren flow resistance in the headwind, since no cooling air inlets and no cooling air outlet openings are necessary.
- - Eine Krafteinleitung bzw. die Kraftverteilung in den erfindungsgemäßen Sicherheits helm mit Kühlanlage infolge einer Schlagbelastung kann gleichmäßiger als bei her kömmlichen Sicherheitshelmen mit Luftkühlung über nahezu die gesamte Helm oberfläche erfolgen, weil nur wenige Anschlußleitungen kleiner Durchmesser die äu ßere Helmschale durchdringen.- A force introduction or the force distribution in the safety according to the invention Helmet with cooling system as a result of an impact load can be more uniform than before conventional safety helmets with air cooling over almost the entire helmet surface because there are only a few connecting cables of small diameter Penetrate the outer helmet shell.
- - Außerdem besitzt der Sicherheitshelm mit Kühlanlage Vorteile hinsichtlich wirt schaftlicher Herstellungsverfahren, weil die Anzahl und die Größe der Durchdrin gungen der äußeren Helmschale wegen des Verzichts auf Luftdurchführungsöffnun gen verkleinert werden können.- In addition, the safety helmet with cooling system has advantages in terms of inn economic manufacturing process because of the number and size of penetration the outer helmet shell due to the lack of air openings gene can be reduced.
- - Desweiteren besitzt der Sicherheitshelm mit Kühlanlage Vorteile hinsichtlich wirt schaftlicher Herstellungsverfahren der Helmauspolsterung, weil die Kühlrohre durch ihre Lage an der inneren Oberfläche der Helmauspolsterung sehr einfach eingebaut werden können.- Furthermore, the safety helmet with cooling system has advantages in terms of inn economic manufacturing process of helmet padding because the cooling tubes through their position on the inner surface of the helmet padding is very easily installed can be.
- - Für die Kühlung des Sicherheitshelms mit Kühlanlage ist, anders als bei Sicherheits helmen mit Einsätzen von Kühlkissen, keinerlei Vorbereitungsaufwand notwendig, da die über Verbindungsleitungen zum Helm angeschlossene. Kältemaschine am Fahrzeug betrieben wird.- For cooling the safety helmet with cooling system is different than for safety helmets with cooling pads, no preparation required, because the connected to the helmet via connecting lines. Chiller on Vehicle is operated.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in einigen möglichen Ausführungsformen anhand der aufgeführten Abbildungen detailliert beschrieben. Hierzu sind dargestellt:The following is the present invention in some possible embodiments described in detail using the illustrations below. The following are shown:
Fig. 1 zeigt einen Sicherheitshelm mit Kühlanlage in perspektivischer Darstellung; Fig. 1 shows a safety helmet with cooling system in perspective;
Fig. 2 zeigt die Anordnung eines Sicherheitshelmes mit Kühlanlage an einem Zweiradkraftfahrzeug in der Draufsicht; Fig. 2 shows the arrangement of a safety helmet with cooling system on a two-wheeled motor vehicle in plan view;
Fig. 3 zeigt einen Sicherheitshelm mit Kühlanlage in einer zweiten Ausführungsform in perspektivischer Darstellung; Fig. 3 shows a safety helmet with cooling system in a second embodiment in a perspective view;
Fig. 4 zeigt die Anordnung des Sicherheitshelms mit Kühlanlage der zweiten Ausführungsform in der Draufsicht; Fig. 4 shows the arrangement of the safety helmet with cooling system of the second embodiment in plan view;
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch den Sicherheitshelm gemäß Fig. 2; FIG. 5 shows a cross section through the safety helmet according to FIG. 2;
Fig. 6 zeigt die Innenansicht der Helmauspolsterung des Sicherheitshelms ohne innere Fixierschicht mit freiliegenden Kühlrohren gemäß Fig. 2; Fig. 6 shows the inside view of the safety helmet Helmauspolsterung without internal fixation with exposed cooling tubes as shown in FIG. 2;
Fig. 7 zeigt die Innenansicht der Helmauspolsterung des Sicherheitshelms ohne innere Fixierschicht mit freiliegenden Kühlrohren in einer anderen Ausführung gemäß Fig. 4. FIG. 7 shows the inside view of the helmet padding of the safety helmet without an inner fixing layer with exposed cooling tubes in another embodiment according to FIG. 4.
Ein Sicherheitshelm mit Kühlanlage gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 als perspektivische Darstellung gezeigt. Er besteht aus dem Sicherheitshelm 10, einer Kältemaschine 20, einem Verflüssiger 30 und Verbindungsleitungen 40. In Fig. 1 ist ein Zweiradkraftfahrzeug, an dem diese Anordnung angebracht wird, nicht dargestellt. Der Sicherheitshelm 10 beinhaltet in einer Helmauspolsterung vorteilhafterweise mä anderförmig verlegte Kühlrohre, die beispielsweise von Wasser als Kühlmedium durch strömt werden. Die im Sicherheitshelm entwickelte Wärme wird mit dem Kühlmedium über eine Verbindungsleitung 44 zu einem Verdampfer 21 der Kältemaschine 20 ge führt. Hier wird das Wasser außerhalb des Sicherheitshelms abgekühlt und durch eine Pumpe 26 über eine Verbindungsleitung 43 erneut im Kreislauf in den Sicherheitshelm zur weiteren Wärmeabfuhr zurückgeführt.A safety helmet with a cooling system according to the present invention is shown in perspective in FIG. 1. It consists of the safety helmet 10 , a refrigerator 20 , a condenser 30 and connecting lines 40 . In Fig. 1, a two-wheeled motor vehicle to which this arrangement is attached is not shown. The safety helmet 10 includes a Helmauspolsterung advantageously moderate other shaped laid the cooling pipes, which are, for example, water as cooling medium flows through. The heat developed in the safety helmet is ge with the cooling medium via a connecting line 44 to an evaporator 21 of the refrigerator 20 leads. Here, the water is cooled outside the safety helmet and returned to the safety helmet by a pump 26 via a connecting line 43 in the circuit for further heat dissipation.
Bei der Kältemaschine 20, die in Verbindung mit dem Verflüssiger 30 Kälte nach dem in der Kältetechnik üblicherweise als "angepasster Carnotprozess" bezeichneten Ver fahren erzeugt, handelt es sich um eine einstückige Einheit, die an der Kunststoftver kleidung des Zweiradkraftfahrzeuges mit Hilfe von Halterungen 29 und 41 vorteilhaft befestigt werden kann. Die Kältemaschine 20 besteht u. a. aus dem Verdampfer 21, in dem über ein Drosselventil 25 ein Kältemittel einströmt und hier unter Druckabsenkung Verdampfungswärme aus dem vom Sicherheitshelm 10 rückfließendem Kühlmedium aufnimmt und verdampft. Vom Verdampfer 21 wird das dampfförmige Kältemittel über einen Verdichter 22 geleitet, wo es verdichtet wird und unter erhöhtem Druck und er höhter Temperatur durch eine Rohrleitung 32 zu dem Verflüssiger 30 geführt wird. Im Verflüssiger wird durch Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft die Temperatur des Kältemittels wiederum abgekühlt und über das Drosselventil 25 erneut im geschlosse nen Kreislauf in den Verdampfer eingespeist.When the refrigeration machine 20 , which generates refrigeration in conjunction with the condenser 30 according to the method commonly referred to in refrigeration technology as the "adapted Carnot process", it is a one-piece unit which is attached to the plastic clothing of the two-wheeled vehicle using brackets 29 and 41 can advantageously be attached. The refrigeration machine 20 consists, among other things, of the evaporator 21 , in which a refrigerant flows in via a throttle valve 25 and here absorbs and evaporates heat of evaporation from the cooling medium flowing back from the safety helmet 10 while reducing the pressure. From the evaporator 21 , the vaporous refrigerant is passed through a compressor 22 , where it is compressed and is led to the condenser 30 through a pipeline 32 under increased pressure and temperature. In the condenser, the temperature of the refrigerant is in turn cooled by heat exchange with the ambient air and fed again via the throttle valve 25 into the evaporator in the closed circuit.
In Fig. 1 ist ein Motor 23 zusammen mit einer elektrischen Steuereinheit 24 vorzugs weise in kompakter Bauform direkt mit dem Verdichter 22 verschraubt. Ebenso sind der Verflüssiger 21 und die Kühlmediumpumpe 26 zusammen mit einem Pumpenmotor 27 und einer elektrischen Steuereinheit 28 aus Gründen der Verkleinerung der Kälte maschine auf dem Verdichter 22 unmittelbar aufgesetzt, so daß die Anlage auch an kleinen Zweiradkraftfahrzeugen installiert werden kann.In Fig. 1, a motor 23 is preferably screwed directly to the compressor 22 together with an electrical control unit 24 in a compact design. Likewise, the condenser 21 and the cooling medium pump 26 together with a pump motor 27 and an electrical control unit 28 for reasons of miniaturization of the refrigeration machine on the compressor 22 directly placed so that the system can also be installed on small two-wheeled vehicles.
An die in Fig. 1 dargestellte obere Halterung 41 sind drei Aufwickelspulen 46 drehbar befestigt, an deren feststehenden Achsen Anschlußrohre zum Verdampfer 21 und zur Kühlmediumpumpe 26 und eine elektrische Temperatursteuerleitung zum Drosselventil 25 angeschlossen sind. Die Aufwickelspulen 46 sind vorzugsweise mit Rückdrehfedern ausgerüstet, so daß die Verbindungsleitungen 43, 44, 45 zum Sicherheitshelm mit einer voreinstellbaren Federkraft stets straff gezogen werden. Wenn die Kältemaschine nicht benutzt wird, werden die Verbindungsleitungen 43, 44, 45 vollständig von den Aufwik kelspulen 46 aufgewickelt, wodurch die Verbindungsleitungen bei Fahrten ohne Benut zung der Kältemaschine gesichert sind und sich somit nicht störend auswirken können. In Fig. 1 ist auf der zur gegenüberliegenden Seite der Kältemaschine 20 der Verflüssiger 30 dargestellt, der mit Hilfe von Halterungen 31 an der Verkleidung des hier nicht dargestellten Zweiradkraftfahrzeuges vorteilhaft befestigt werden kann. Der Verflüssiger ist vorzugsweise als Wärmetauscher in schmaler Bauform ausgeführt. Eine Luftleithutze 34 kann als äußere Abdeckung des Verflüssigers ebenfalls an der Kunst stoftverkleidung des Zweiradkraftfahrzeuges befestigt werden, so daß der zur Kühlung notwendige Luftstrom vorteilhaft durch den Verflüssiger geleitet werden kann. Wie in Fig. 1 gezeigt, können die Verbindungsleitungen 43, 44 mit mindestens zwei Befestigungsstreifen ausgerüstet sein, mit deren Hilfe die Verbindungsleitungen in ei nem günstigen Verlauf entlang des Zweiradkraftfahrzeuges und an der Bekleidung des Fahrers befestigt werden können. Die Befestigungsstreifen sind vorzugsweise so ge staltet, daß diese sich bei einem eventuellen Sturz aufgrund ihrer maximalen Abreiß kraft selbsttätig vom Fahrer und vom Fahrzeug lösen.On the upper bracket 41 shown in FIG. 1, three take-up coils 46 are rotatably attached, on the fixed axes of which connecting pipes to the evaporator 21 and to the coolant pump 26 and an electrical temperature control line to the throttle valve 25 are connected. The take-up spools 46 are preferably equipped with return springs so that the connecting lines 43 , 44 , 45 to the safety helmet are always pulled tight with a presettable spring force. When the chiller is not in use, the connecting lines 43 , 44 , 45 are completely wound up by the winding coils 46 , whereby the connecting lines are secured when the chiller is not in use and thus cannot have a disruptive effect. In Fig. 1, the condenser 30 is shown on the opposite side of the refrigerator 20 , which can be advantageously attached to the panel of the two-wheeled motor vehicle, not shown, with the aid of brackets 31 . The condenser is preferably designed as a narrow-diameter heat exchanger. An air duct 34 can also be attached to the plastic cover of the two-wheeled motor vehicle as the outer cover of the condenser, so that the air flow required for cooling can advantageously be passed through the condenser. As shown in Fig. 1, the connecting lines 43 , 44 can be equipped with at least two fastening strips, with the aid of which the connecting lines can be attached in a favorable course along the two-wheeled motor vehicle and to the clothing of the driver. The fastening strips are preferably designed so that they automatically detach themselves from the driver and the vehicle in the event of a fall due to their maximum tear-off force.
Fig. 2 zeigt die Anordnung des Sicherheitshelms mit Kühlanlage entsprechend der vorliegenden Erfindung an einem Zweiradkraftfahrzeug in der Draufsicht. Auf einer Seite des Zweiradkraftfahrzeuges befindet sich die Kältemaschine 20, die vorzugsweise als schmale Kompaktbauweise mit den Halterungen 29 und 41 an der Kunststoffver kleidung des Fahrzeuges befestigt ist. Die Verbindungsleitungen 43, 44 und 45 sind von der Kältemaschine 20 zur Rückseite des Sicherheitshelmes 10 geführt und können hier in selbsdichtende Schnellkupplungen 113, 114 eingesteckt werden. Die Aufwickelspu len 46 begünstigen die Anbringung der Verbindungsleitungen 43, 44 und 45 zwischen Sicherheitshelm und Kältemaschine dadurch, daß diese an einer gut zugänglichen Stelle oberhalb des Verdampfers 21 plaziert sind. Fig. 2 shows the arrangement of the safety helmet with cooling system according to the present invention on a two-wheeled motor vehicle in plan view. On one side of the two-wheeled motor vehicle is the refrigerator 20 , which is preferably attached to the plastic clothing of the vehicle as a narrow, compact design with the brackets 29 and 41 . The connecting lines 43 , 44 and 45 are led from the refrigeration machine 20 to the rear of the safety helmet 10 and can be plugged into self-sealing quick couplings 113 , 114 here. The Aufwickelspu len 46 favor the attachment of the connecting lines 43 , 44 and 45 between the safety helmet and the refrigerator in that they are placed at an easily accessible location above the evaporator 21 .
Auf der der Kältemaschine 20 gegenüberllegenden Fahrzeugseite sind der Verflüssiger 30 und die Luftleithutze 34 plaziert. Diese Anordnung ist vorteilhaft, da so eine platz sparende und eine aerodynamisch günstige Anordnung der gesamten Kühlanlage er möglicht wird. Sowohl der Verflüssiger 30 als auch die Luftleithutze 34 können mit Hilfe der Halterungen 31 an der Fahrzeugverkleidung befestigt werden. Die Rohrlei tungen 32, 33 werden vom Verflüssiger vorzugsweise unterhalb des Fahrzeugchassis zum Verdichter 22 und zum Drosselventil 25 auf die gegenüberliegende Fahrzeugseite verlegt. Mit Hilfe eines Temperaturwählschalters 50, der in der Instrumententafel des Fahrzeugs eingebaut werden kann, können der Antriebsmotor 23 des Verdichters 22 und der Antriebsmotor 27 der Kühlmediumpumpe 26 eingeschaltet werden und außer dem eine gewünschte Innentemperatur im Sicherheitshelm eingestellt werden. Die Ein regelung dieser eingestellten Temperatur im Inneren des Sicherheitshelmes erfolgt vor zugsweise durch Steuerung der Durchflussmenge durch das automatisch geregelte Drosselventil 25 und durch Steuerung der Durchflussmenge des Kühlwassers in den Sicherheitshelm der Kühlmediumpumpe 26.The condenser 30 and the air guide scoop 34 are placed on the vehicle side opposite the refrigeration machine 20 . This arrangement is advantageous because it enables a space-saving and an aerodynamically favorable arrangement of the entire cooling system. Both the condenser 30 and the air guide scoop 34 can be attached to the vehicle trim using the brackets 31 . The pipes 32 , 33 are preferably moved from the condenser below the vehicle chassis to the compressor 22 and the throttle valve 25 on the opposite side of the vehicle. With the aid of a temperature selector switch 50 , which can be installed in the instrument panel of the vehicle, the drive motor 23 of the compressor 22 and the drive motor 27 of the coolant pump 26 can be switched on and, in addition, a desired internal temperature can be set in the safety helmet. A regulation of this set temperature inside the safety helmet is carried out preferably by controlling the flow rate through the automatically regulated throttle valve 25 and by controlling the flow rate of the cooling water in the safety helmet of the coolant pump 26 .
Eine weitere Ausführungsform des Sicherheitshelmes mit Kühlanlage entsprechend der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 3 als perspektivische Darstellung gezeigt. Nicht dargestellt ist hier das Zweiradkraftfahrzeug, an welchem die Anlage angebracht wer den kann. Die Kältemaschine 20' ist ebenso wie der Verflüssiger 30 um einen je nach Fahrzeugtyp unterschiedlichen Winkel gegenüber der Vertikalen neigbar, um so vor teilhafterweise die Befestigung dieser beiden einstückigen Baueinheiten am Rohrrahmen des Fahrzeugchassis zu ermöglichen. Die Befestigung des Verflüssigers 30 kann vor zugsweise mit Rohrschellen 31' erfolgen, während die Befestigung der Kältemaschine 20' mit Hilfe von Rohrschellen 29' erfolgen kann. Die Aufwickelspulen 46' sind hier vorzugsweise auf der vom Fahrzeug abgewandten Seitenplatte eines Verdampfers 21' drehbar angeordnet, so daß eine räumlich günstige Plazierung zum autoinatischen Auf wickeln der Verbindungsleitungen 43, 44 erreicht wird. Das Aufwickeln dieser Ver bindungsleitungen erfolgt mit Hilfe von in den Aufwickelspulen 46' eingebauten Rück wickelfedern. Zweiradkraftfahrzeuge, an denen die in Fig. 3 gezeigte Anordnung be festigt werden kann, besitzen in der Regel keine den Fahrzeugmotor umgebende Kunst stoffverkleidung. Daher sind bei der hier gezeigten Ausführungsform die Rohrleitungen 32', 33' zur besseren Wärmeisolation gegen die Wärmeabstahlung des Fahrzeugmotors vorzugsweise durch Wärmeschutzumhüllungen 35, 36 umgeben. Der in dieser zweiten Ausführungsform dargestellte Sicherheitshelm 10' besitzt kein Vollvisier. Der Anschluss der Verbindungsleitungen 43, 44 an die in der Helmauspolsterung verlaufenden Kühl rohre erfolgt mit Hilfe der selbstdichtenden Schnellkupplungen 113, 114.Another embodiment of the safety helmet with cooling system according to the present invention is shown in FIG. 3 as a perspective illustration. Not shown here is the two-wheeled motor vehicle to which the system can be attached. The refrigeration machine 20 ', like the condenser 30, can be inclined by a different angle with respect to the vertical, depending on the type of vehicle, in order to enable the fastening of these two one-piece structural units to the tubular frame of the vehicle chassis. The condenser 30 can be attached preferably with pipe clips 31 ', while the refrigeration machine 20 ' can be attached with the help of pipe clips 29 '. The take-up coils 46 'are preferably rotatably arranged here on the side plate of an evaporator 21 ' facing away from the vehicle, so that a spatially advantageous position for the automatic connection of the connecting lines 43 , 44 is achieved. The winding of these connecting lines is carried out with the aid of built-in rewind springs in the winding spools 46 '. Two-wheeled vehicles, on which the arrangement shown in FIG. 3 can be fastened, generally do not have any plastic cladding surrounding the vehicle engine. Therefore, in the embodiment shown here, the pipelines 32 ', 33 ' are preferably surrounded by heat protection jackets 35 , 36 for better thermal insulation against the heat radiation of the vehicle engine. The safety helmet 10 'shown in this second embodiment does not have a full visor. The connection of the connecting lines 43 , 44 to the cooling pipes running in the helmet padding is carried out with the aid of the self-sealing quick couplings 113 , 114 .
In Fig. 4 ist die Anordnung dieser zweiten Ausführungsform des Sicherheitshelms mit Kühlanlage am Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung in der Draufsicht darge stellt. Auf einer Seite des Zweiradkraftfahrzeuges ist die Kältemaschine 20' mittels der Rohrschellen 29' am Rohrrahmenchassis befestigt, während der Verflüssiger 30 auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite mittels der Rohrschellen 31' angebracht ist. Zur Ab schirmung der abgestahlten Wärmestrahlung können in Richtung auf den Fahrzeug motor vorzugsweise eine Wärmeabschirmplatte 37 vordem Verflüssiger 30 und eine Wärmeabschirmplatte 47 vor der Kältemaschine installiert werden. Die Einstellung der gewünschten Innentemperatur im Sicherheitshelm 10 erfolgt bei dieser zweiten Aus führungsform des Sicherheitshelmes entsprechend der vorliegenden Erfindung durch Veränderung der Durchtlussmenge des Kühlmediums durch die Kühlmediumpumpe 26 mittels eines vorzugsweise in der Instrumententafel des Fahrzeuges eingebauten Stufen schalters 50'.In Fig. 4, the arrangement of this second embodiment of the safety helmet with cooling system on the vehicle according to the present invention is in the plan view Darge. On one side of the two-wheeled motor vehicle, the refrigeration machine 20 'is attached to the tubular frame chassis by means of the pipe clips 29 ', while the condenser 30 is attached to the opposite side of the vehicle by means of the tube clips 31 '. For From the abgestahlten heat radiation shielding can in the direction of the vehicle engine, preferably a heat-shielding plate 37 prior to condenser 30, and a heat shield plate 47 are installed in front of the refrigerator. The setting of the desired internal temperature in the safety helmet 10 takes place in this second embodiment of the safety helmet in accordance with the present invention by changing the flow rate of the cooling medium through the cooling medium pump 26 by means of a step switch 50 'preferably installed in the instrument panel of the vehicle.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch den Sicherheitshelm gemäß Fig. 2 entsprechend der vorliegenden Erfindung. In einer äußeren Helmschale 111 des Sicherheitshelmes 10 ist eine Helmauspolsterung 118 eingesetzt, in die ein von der Eintrittsöffnung bis zur Austrittsöffnung durchlaufender Kühlkanal 126 so integriert ist, daß der Kanal in Richtung der Helminnenseite der Helmauspolsterung offen ist. In dem Kühlkanal 126 ist erfindungsgemäß mindestens ein Kühlrohr eingelegt, das von dem Kühlmedium Wasser durchströmt wird. Ein Vorteil der hier dargestellten Ausführungsform ist, daß mindestens zwei Kühlrohre 122, 123 im Kühlkanal 126 eingelegt sind, so daß die bei den Helmhälften gleich stark gekühlt werden. Der Kühlkanal 126 ist mit den Kühlroh ren 122, 123 nahe an der inneren Helmoberfläche plaziert, was sehr vorteilhaft für einen höchstmöglichen Wärmeübergang vom Kopf des Helmträgers auf das zum Wärmeab transport dienende Kühlmedium ist. Die Verwendung von Wasser als Kühlmedium ist von Vorteil, weil Wasser eine große spezifische Wärmekapazität im Verhältnis zu der spezifischen Wärmekapazität von Luft besitzt. Deshalb kann eine ausreichend große Wärmemenge zur Erzielung eines stationären Wärmestroms vom Kopf des Helmträgers zum Kühlmedium bei einer einstellbaren konstanten Helminnentemperatur aus dem Helminneren abgeführt werden. Eine weitere vorteilhafte Lösung ist, daß die Windun gen der Kühlrohre 122, 123 im Helmbereich der Schläfen des Helmträgers, an denen die Wärmeabfuhr aus physiologischen Gründen am größten sein muß, dichter verlegt sind. Von Vorteil ist auch ein zur Messung der Helminnentemperatur installierter Tem peraturfühler 117, der vorzugsweise zwischen den Kühlkanalwindungen mit dem ge ringsten Abstand plaziert ist. Mit der an dieser Stelle gemessenen kleinsten Helminnen temperatur kann die Kühlleistung des Sicherheitshelms mit Kühlanlage automatisch nach einem wahlbaren Temperaturwert geregelt werden. Eine andere vorteilhafte Lö sung ist eine Fixierschicht 120, die eine sehr geringe Dicke besitzt und daher den Wär medurchgang vom Kopf des Helmträgers auf das in den Kühlrohren 122, 123 durch laufende Kühlmedium nur geringfügig behindern kann. Die Fixierschicht 120 dient der Fixierung der Kühlrohre 122, 123 im Kühlkanal 126 und ist vorzugsweise so gestaltet, daß sie zu Reparatur- und Wartungsarbeiten an den Kühlrohren leicht entfernt und wie der eingesetzt werden kann. Weiter sind die Kühlrohre 122, 123 vorzugsweise so in den Kühlkanal eingelegt, daß sie im Reparaturfall nach Entfernung der Fixierschicht 120 ebenfalls leicht herausgenommen und ausgewechselt werden können. In der in Fig. 6 gezeigten Innenansicht des Sicherheitshelmes 10 mit Kühlanlage ge mäß Fig. 2 ist im Zustand der nicht eingebauten Fixierschicht 120 der Verlauf der Kühlrohre 122, 123 gezeigt. Das Kühlmedium Wasser strömt über die Verbindungslei tung 43 von der Kühlanlage, die hier nicht dargestellt ist, in den Sicherheitshelm ein und wird durch ein Verteilerstück 124 in die mäanderförmig verlegten Kühlrohre 122, 123 geleitet. Eine vorteilhafte Lösung ist, daß das Kühlmedium, welches sich während des Durchlaufs durch den Helm durch Wärmeaufnahme allmählich erwärmt, durch den Verlauf der Kühlrohre 122, 123 zu Beginn bei noch niedriger Wassertemperatur zuerst an die seitlichen Bereiche des Helminnenraumes geführt wird, wo der abzuführende Wärmestrom am größten ist. Erst danach erreicht das Kühlmedium mit einer bereits angestiegenen Temperatur den mittleren oberen Helmbereich, wo die abzuführende Wärmemenge kleiner ist. Über ein weiteres Verteilerstück 125 werden die beiden Kühl rohre 122, 123 wieder zusammengeführt und an die Verbindungsleitung 44 geleitet, die das Kühlmedium zur Rückkühlung an die Kühlanlage zurückführt. Ebenso wie die Kühlrohre sind auch die Verteilerstücke 124, 125 vorzugsweise so in die Helmauspol sterung 118 eingesetzt, daß diese im Reparatur- und Wartungsfalle leicht ausgewechselt werden können. An der Helmvorderseite ist ein Helmvisier 119 dargestellt. An der Rückseite des Sicherheitshelms sind die selbstdichtenden Schnellkupplungen 113, 114 gezeigt, die eine weitere vorteilhafte Lösung hinsichtlich eines leichten Aufsteckens und Abziehens der Verbindungsleitungen 43, 44 darstellen. Die Verbindungsleitungen sind vorzugsweise von einer Isolierschicht 47 umgeben, die einen Anstieg der Temperatur des Kühlmediums auf dem Weg von der Kühlanlage zum Sicherheitshelm und zurück verhindern kann. Eine andere vorteilhafte Lösung ist, daß die Verbindungsleitungen 43, 44 mit selbsttätigen Abreißstücken 127, 128 ausgerüstet sind, die sicherstellen, daß die Verbindungsleitungen im Falle eines Sturzes bei Erreichen einer voreingestellten Ab reißkraft vom Sicherheitshelm abreißen. Ebenso reißt die Verbindungsleitung 45 des Temperaturfühlers 117 bei Erreichen einer Mindestabreißkraft von einem Stecker 116 ab. FIG. 5 shows a cross section through the safety helmet according to FIG. 2 according to the present invention. In an outer helmet shell 111 of the safety helmet 10 , a helmet padding 118 is inserted, into which a cooling channel 126 running through from the inlet opening to the outlet opening is integrated such that the channel is open in the direction of the inside of the helmet padding. According to the invention, at least one cooling tube is inserted in the cooling channel 126 , through which the cooling medium water flows. An advantage of the embodiment shown here is that at least two cooling tubes 122 , 123 are inserted in the cooling channel 126 , so that the cooling of the helmet halves is equally strong. The cooling channel 126 is placed with the cooling tubes 122 , 123 close to the inner surface of the helmet, which is very advantageous for the highest possible heat transfer from the head of the helmet wearer to the cooling medium used for heat transfer. The use of water as a cooling medium is advantageous because water has a large specific heat capacity in relation to the specific heat capacity of air. Therefore, a sufficient amount of heat to achieve a steady heat flow from the head of the helmet wearer to the cooling medium can be dissipated from the inside of the helmet at an adjustable constant inside helmet temperature. A further advantageous solution is that the windings of the cooling pipes 122 , 123 in the helmet region of the temples of the helmet wearer, where the heat dissipation must be greatest for physiological reasons, are more closely laid. Also advantageous is a temperature sensor 117 installed for measuring the inside temperature of the helmet, which is preferably placed between the cooling channel windings with the smallest distance. With the lowest internal helmet temperature measured at this point, the cooling capacity of the safety helmet with cooling system can be automatically regulated according to a selectable temperature value. Another advantageous solution is a fixing layer 120 , which has a very small thickness and can therefore only hinder the passage of heat from the head of the helmet wearer to the cooling tubes 122 , 123 by running cooling medium. The fixing layer 120 serves to fix the cooling tubes 122 , 123 in the cooling channel 126 and is preferably designed so that it can be easily removed for repair and maintenance work on the cooling tubes and how it can be used. Furthermore, the cooling tubes 122 , 123 are preferably inserted into the cooling channel in such a way that they can also be easily removed and replaced in the event of repairs after the fixing layer 120 has been removed. In the interior view of the safety helmet 10 with cooling system shown in FIG. 6 according to FIG. 2, the course of the cooling pipes 122 , 123 is shown in the state of the non-installed fixing layer 120 . The cooling medium water flows through the connecting line 43 from the cooling system, which is not shown here, into the safety helmet and is passed through a distributor 124 into the meandering cooling pipes 122 , 123 . An advantageous solution is that the cooling medium, which gradually heats up during the passage through the helmet due to the absorption of heat, is first led through the course of the cooling pipes 122 , 123 to the lateral areas of the helmet interior, where the heat flow to be dissipated, at a still low water temperature is greatest. Only then does the cooling medium reach the upper middle part of the helmet with a temperature that has already risen, where the amount of heat to be dissipated is smaller. Via a further distributor 125 , the two cooling pipes 122 , 123 are brought together again and passed to the connecting line 44 , which returns the cooling medium to the cooling system for recooling. Like the cooling tubes, the distributor pieces 124 , 125 are preferably inserted into the helmet Auspol star 118 that they can be easily replaced in the event of repair and maintenance. A helmet visor 119 is shown on the front of the helmet. On the back of the safety helmet, the self-sealing quick couplings 113 , 114 are shown, which represent a further advantageous solution with regard to easy plugging and unplugging of the connecting lines 43 , 44 . The connecting lines are preferably surrounded by an insulating layer 47 , which can prevent the temperature of the cooling medium from rising on the way from the cooling system to the safety helmet and back. Another advantageous solution is that the connecting lines 43 , 44 are equipped with automatic tear-off pieces 127 , 128 , which ensure that the connecting lines tear off the safety helmet in the event of a fall when a preset tear-off force is reached. Likewise, the connecting line 45 of the temperature sensor 117 tears off a plug 116 when a minimum tear-off force is reached.
In Fig. 7 ist die Innenansicht der zweiten Ausführungsform eines Sicherheitshelmes mit Kühlanlage gemäß Fig. 4 gezeigt. Die Kühlanlage ist hier nicht dargestellt und die zur Halterung der Kühlrohre 122', 123' dienende innere Fixierschicht ist in Fig. 7 nicht eingebaut. Der Sicherheitshelm 10' dieser zweiten Ausführungsform besitzt kein Vollvisier. Die Kühlrohre 122', 123' verlaufen vom Verteilerstück 124 in jeweils eine Helmhälfte und sind vorzugsweise beginnend am Seitenbereich einer Helmauspolste rung 118' mäanderförmig verlegt bis die Kühlrohre im Verteilerstück 125 wiederum zusammengeführt werden. An die in einer äußeren Helmschale 111' eingebauten Schnellkupplungen 113 und 114 können die Verbindungsleitungen 43 und 44 zur Kühlanlage vorzugsweise mit integrierten Abreißstücken 127 und 128 angeschlossen werden. Weiter sind die Verbindungsleitungen 43 und 44 vorzugsweise mit einer Iso lierschicht 47 ausgerüstet. Die zweite Ausführungsform eines Sicherheitshelmes mit Kühlanlage besitzt keinen Temperaturfühler zur automatischen Einregelung der Hel minnentemperatur. Statt dessen kann hier alternativ zur ersten Ausführungsform die Temperatur im Helminneren durch Veränderung der Durchflussmenge des Kühlmedi ums über einen Stufenschalter gewählt werden. FIG. 7 shows the inside view of the second embodiment of a safety helmet with a cooling system according to FIG. 4. The cooling system is not shown here and the inner fixing layer serving to hold the cooling pipes 122 ', 123 ' is not installed in FIG. 7. The safety helmet 10 'of this second embodiment does not have a full visor. The cooling tubes 122 ', 123 ' each extend from the distributor piece 124 into one helmet half and are preferably laid in a meandering manner beginning at the side region of a helmet padding 118 'until the cooling tubes are again brought together in the distributor piece 125 . The connecting lines 43 and 44 to the cooling system, preferably with integrated tear-off pieces 127 and 128 , can be connected to the quick couplings 113 and 114 installed in an outer helmet shell 111 '. Furthermore, the connecting lines 43 and 44 are preferably equipped with an insulating layer 47 . The second embodiment of a safety helmet with a cooling system does not have a temperature sensor for automatically regulating the helmet temperature. Instead of this, as an alternative to the first embodiment, the temperature inside the helmet can be selected by changing the flow rate of the cooling medium via a step switch.
Der Sicherheitshelm 10, 10', die Kältemaschine 20, 20 und der Verflüssiger 30, 30 werden im Herstellerwerk jeweils als einstückige Einheit hergestellt und können als Bausatz zusammen mit den zuvor beschriebenen Verbindungsleitungen, Halterungen und Steuerleitungen am Kraftfahrzeug installiert werden. Die vorliegende Erfindung kann an allen Kraftfahrzeugen, bei deren Betrieb Sicherheitshelme benötigt werden, angewandt werden.The safety helmet 10 , 10 ', the refrigerator 20 , 20 and the condenser 30 , 30 are each manufactured in the manufacturer's plant as a one-piece unit and can be installed on the motor vehicle as a kit together with the connecting lines, brackets and control lines described above. The present invention can be applied to all motor vehicles, the operation of which requires safety helmets.
Es ist offensichtlich, daß es verschiedene Möglichkeiten der Ausführungsformen und der Gestaltungen dieser Erfindung gibt und daß diese nicht begrenzt sind auf die zuvor dargestellten bespielhaften Ausführungen, aber daß diese lediglich Variationen der in den unten aufgeführten Ansprüchen beschriebenen technischen Lösungen darstellen. Zum Beispiel ist der Typ des verwendeten Kältemittels, das in der Kältemaschine um läuft, nicht sehr entscheidend im Verhältnis zu den grundsätzlichen Vorteilen desbe schriebenen Kühlverfahrens dieser Erfindung, obwohl man durch Auswahl eines günsti gen Kältemittels gewisse Vorteile in bezug auf eine bestmögliche Auslegung der Anlage erzielen kann. Im allgemeinen soll die kältetechnische Auslegung so gewählt werden, daß ein den Anforderungen entsprechender Kühleffekt auftritt.It is obvious that there are various possibilities of the embodiments and of the designs of this invention and that they are not limited to those previously illustrated exemplary embodiments, but that these are only variations of the in represent the technical solutions described below. For example, the type of refrigerant used is the one in the chiller runs, not very crucial in relation to the basic advantages desbe cooling method of this invention, although by choosing a favorable certain advantages in terms of the best possible system design can achieve. In general, the refrigeration design should be selected so that a cooling effect corresponding to the requirements occurs.
Ebenso ist naheliegend, daß das im Sicherheitshelm umlaufende Kühlmedium nicht notwendigerweise Wasser sein muß, wie in den zuvor aufgeführten Ausführungsformen dargestellt. Wie in den Ansprüchen beschrieben, ist es vielmehr vorteilhaft, ein pumpfä higes Kühlmedium zu verwenden mit einer gegenüber dem bei bisherigen Sicherheits helmen verwendeten Kühlmedium Luft höheren spezifischen Wärmekapazität. Weiter ist offensichtlich, daß die Anzahl, die Anordnung und die Größe der in der Helmauspolsterung eingebauten Kühlrohre gegenüber den zuvor beschriebenen Ausfüh rungsformen verändert werden können und daß dadurch gewisse Vorteile bezüglich der Höhe der Wärmeabfuhr erreichbar sind. Diese zusätzlichen Vorteile sind jedoch Einzel heiten der technischen Ausführung und sind nicht entscheidend im Verhältnis zu den grundsätzlichen Vorteilen der dargestellten Erfindung und sind im Umfang der Ansprü che enthalten.It is also obvious that the cooling medium circulating in the safety helmet is not must necessarily be water, as in the previously listed embodiments shown. Rather, as described in the claims, it is advantageous to use a pump to use coolant with a compared to the previous security helmets used cooling medium air higher specific heat capacity. Furthermore, it is evident that the number, arrangement and size of those in the Helmet padding built-in cooling tubes compared to the previously described version Forms can be changed and that this gives certain advantages in terms of The amount of heat dissipation can be achieved. However, these additional advantages are individual technical execution and are not decisive in relation to the basic advantages of the illustrated invention and are within the scope of the claims che included.
Es ist weiter einleuchtend, daß die Größe und die Bauart der Kühlmittelpumpe, des Verdichters des Verflüssigers des Drosselventils und der elektrischen Antriebsmotoren der geforderten Anlagenleistung angepaßt werden können und daß diese Variationen keine grundsätzlichen Änderungen gegenüber der in den Ansprüchen beschriebenen Erfindung darstellen.It is also clear that the size and design of the coolant pump, the Compressor of the condenser of the throttle valve and the electric drive motors the required system performance can be adjusted and that these variations no fundamental changes compared to that described in the claims Represent invention.
Weiter ist naheliegend, daß die Art der verwendeten Antriebsenergie für den Verdichter und für die Kühlmittelpumpe keinen prinzipiellen Einfluß auf den in den Ansprüchen dargestellten Sicherheitshelm mit Kühlanlage hat.It is also obvious that the type of drive energy used for the compressor and for the coolant pump no fundamental influence on the in the claims has shown safety helmet with cooling system.
Außerdem ist offensichtliche daß die Gestaltung der Halterungen der Kühlanlage und die Gestaltung der Verbindungsleitungen und deren Befestigungen dem jeweiligen Kraftfahrzeugtyp angepaßt werden können und daß diese Anpassungen der Gestaltung keinen grundsätzlichen Vorteil gegenüber der in den Ansprüchen beschriebenen Erfin dung darstellen.It is also obvious that the design of the brackets of the cooling system and the design of the connecting lines and their fastenings to the respective Motor vehicle type can be adjusted and that these adjustments to the design no fundamental advantage over the inven described in the claims representation.
Weiter ist offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung bei einer Vielzahl von Arten von Sicherheitshelmen angewandt werden kann.Furthermore, it is apparent that the present invention can be of a variety of types can be used by safety helmets.
Claims (17)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE1998119415 DE19819415A1 (en) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | Safety helmet with cooling system |
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| DE19819415A1 true DE19819415A1 (en) | 1999-11-04 |
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| DE9418835U1 (en) | 1994-11-24 | 1995-01-19 | Lin, Jackie, Taipeh/T'ai-pei | Safety helmet with cooling effect |
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1999
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
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|---|---|
| EP0954994A2 (en) | 1999-11-10 |
| EP0954994A3 (en) | 1999-12-15 |
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| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |