DE19882440T5

DE19882440T5 - Einstellbares Stirnband

Info

Publication number: DE19882440T5
Application number: DE19882440T
Authority: DE
Inventors: Gary E. Binduga
Original assignee: Mine Safety Appliances Co
Current assignee: MSA Safety Inc
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: GB2335347A; GB9917533D0; WO1998046097A1; AU722348B2; BR9809761A; GB2335347B; CA2286993C; US5950245A; CN1109518C; DE19882440B4; AU6958798A; CA2286993A1; CN1251972A

Abstract

Einstellbares Stirnband umfassend
a) ein Band mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, welche überlappen, wobei das erste Ende einen ersten langgestreckten Schlitz und das zweite Ende einen zweiten langgestreckten Schlitz besitzt, eine erste Zahnreihe, die entlang der ersten Kante des ersten langgestreckten Schlitzes ausgeformt ist, und eine zweite Zahnreihe, die entlang der zweiten Kante des zweiten langgestreckten Schlitzes ausgeformt ist, wobei der erste langgestreckte Schlitz und der zweite langgestreckte Schlitz zueinander ausgerichtet sind;
b) einen Einstellknopf mit einem Griffelement am ersten Ende und eine Vielzahl von Zahnkranzzähnen am zweiten Ende, so daß die Drehung des Einstellknopfes zur Drehung der Zähne des Zahnkranzes führt, wobei die Zahnkranzzähne in die erste Zahnreihe und die zweite Zahnreihe eingreifen, um eine seitliche Verschiebung des ersten langgestreckten Schlitzes in Relation zum zweiten langgestreckten Schlitz zu bewirken, sobald der Einstellknopf gedreht wird;
c) eine Zahnkranz-Anordnung, die eine Vielzahl von radial herausstehenden...

Description

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Stirnband für einen Kopfschutz und insbesondere um ein Stirnband für einen Schutzhelm, bei dem ein Zahnkranzmechanismus mit verschiedenen Widerständen benutzt wird, um den Umfang des Bandes einzustellen.

Die meisten Arten schützender Kopfbedeckung, die von Arbeitern als Schutz vor fallenden Gegenständen getragen werden, werden über ein Aufhängung auf dem Kopf des Arbeiters gehalten. Die Aufhängung in Verbindung mit dem Helm dämpft den Schlag eines auf den Helm eines Arbeiters aufprallenden Gegenstandes. Die Aufhängung dient außerdem dazu, den Helm auf dem Kopf des Arbeiters zu fixieren.

Die Aufhängung besteht oft aus einem netzartigen Stützsystem, das zwei oder mehr Materialstreifen aufweist, die sich gegenseitig kreuzend angeordnet sind. Die Enden der Streifen sind beispielsweise an vier oder mehr Punkten am inneren Umfang des Helms befestigt. Ein Band ist mit den vier oder mehr Punkten verbunden, um dem Arbeiter das Tragen des Helms zu ermöglichen. Um den Helm sicher auf dem Kopf des Arbeiters zu positionieren, ist es wichtig, daß der Umfang des Stirnbandes auf eine entsprechende Kopfgröße einstellbar ist. Um dieses Ergebnis zu erzielen, wird häufig ein Nackenriemen an einem Ende des Bandes befestigt.

Bei der Staz-On^® Halterung, die derzeit von der Mine Safety Appliances Company of Pittsburgh, Pennsylvania, erhältlich und in U.S. Patent Nr. 3,500,474 beschrieben ist, wobei dessen Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird, wird ein einstellbarer Nackenriemen manuell durch den Träger eingestellt. Die beiden Enden des Nackenriemens sind miteinander verbunden und werden mittels einer Schlitz- und Zahn-Anordnung in Position gehalten. Ein Ende des Nackenriemens weist parallele Zahnreihen auf. Das andere Ende des Nackenriemens weist parallele Reihen mit Schlitzen auf. Die Größe der Aufhängung kann dadurch eingestellt werden, daß die Zähne des einen Riemenendes in die im anderen Riemenende ausgeformten Schlitze in der gewünschten Länge eingefügt werden.

Die Fas-Trac^® Halterung, die derzeit von der Mine Safety Appliances Company of Pittsburgh, Pennsylvania, erhältlich und in U.S. Patent Nr. 4,942,628 beschrieben ist, wobei dessen Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird, besitzt einen einstellbaren Nackenriemen, bei dem die Enden des Riemens miteinander durch einen Zahnkranz-Mechanismus verbunden, in Position gehalten und eingestellt werden. Der Zahnkranz-Mechanismus arbeitet im allgemeinen auf der Basis einer Zahnrad-Zahn-Anordnung oder einer Zahntrieb-Anordnung. An dem einen Ende des Einstellungsknopfes des Zahnkranz-Mechanismus ist ein Satz von Zahnradzähnen eines Zahnrades befestigt. Diese Zähne sind innen auf einem Seitenabschnitt des Nackenriemens angeordnet. Der Seitenabschnitt des Nackenriemens weist Zahnreihen auf, die entlang der Innenseite der darauf vorhandenen Schlitze ausgeformt sind. Durch Anordnen der Zahnradzähne in Kontakt mit der Aussparung kann die Größe des Nackenriemens durch Drehen des Knopfes in eine Richtung, um die Streifenenden enger zusammenzuziehen, oder durch Drehen des Knopfes in die andere Richtung, um die Streifenenden auseinander zu bewegen, eingestellt werden. Ein federbeaufschlagter Arretierungsmechanismus ist üblicherweise vorgesehen, um ein unerwünschtes Drehen des Einstellungsknopfes zu verhindern.

Im allgemeinen wird die Zahnkranz-Aufhängung vor der Schlitz-Zahn-Anordnung bevorzugt, da die Zahnkranz-Aufhängung auf dem Kopf des Arbeiters befindlich üblicherweise einfacher eingestellt werden kann. Es gibt jedoch auch bestimmte Nachteile der Zahnkranz-Aufhängung. Beispielsweise haben die Zahnkranz-Aufhängungen oftmals eine große Anzahl an Einzelteilen, die zusammengefügt werden müssen, um den Zahnkranz zu bedienen. Die Anzahl der Teile und die zum Zusammenbau der Teile benötigte Zeit ist recht teuer. Zudem müssen metallische Teile häufig vermieden werden, um das Risiko eines Stromschlages bei Arbeitern, die mit elektrischen Kabeln und Einrichtungen beschäftigt sind, zu verringern.

Letztlich verhindern die Zahnkranz-Aufhängungen mitunter nicht das Lockern des Stirnbandes nachdem der Nutzer das Stirnband auf die Größe des Kopfes des Nutzers eingestellt hat. In dieser Hinsicht ist der Kopfschutz während des normalen Gebrauchs oftmals Kräften ausgesetzt, die zu einer Vergrößerung bzw. dem Lockern des Stirnbandes führen. Wenn der Zahnkranzmechanismus solchen Kräften nicht geeigneten Widerstand entgegenbringt, wird das Stirnband sich lockern, so daß ein ständiges Einstellen des Nutzers notwendig ist.

Es ist daher wünschenswert, ein einstellbares Stirnband mit einem Zahnkranzmechanismus bereitzustellen, das billig herzustellen sowie zusammenzubauen ist und das einfach festgezogen werden kann, während es noch einen angemessenen Widerstand gegen Lockern des Stirnbandes beim Gebrauch bietet.

Im allgemeinen stellt die vorliegende Erfindung ein einstellbares Stirnband für einen Kopfschutz bereit. Das einstellbare Stirnband besitzt ein Band, das ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, die überlappen. Das erste Ende besitzt einen ersten langgestreckten Schlitz und das zweite Ende einen zweiten langgestreckten Schlitz. Der erste langgestreckte Schlitz und der zweite langgestreckte Schlitz sind im wesentlichen ausgerichtet, wenn das erste Ende und das zweite Ende des Bandes überlappen. Eine erste Zahnreihe ist an einer ersten Kante des ersten langgestreckten Schlitzes ausgeformt, während eine zweite Zahnreihe an einer zweiten Kante des zweiten langgestreckten Schlitzes ausgeformt ist. Die erste Zahnreihe liegt vorzugsweise gegenüber der zweiten Zahnreihe.

Das einstellbare Stirnband weist ferner einen Einstellknopf mit einem Griffelement an einem ersten Ende und eine Vielzahl von radial vorstehenden Zahnradzähnen an einem zweiten Ende auf. Das zweite Ende des Einstellungsknopfes befindet sich in Arbeitsverbindung mit der ersten und zweiten Zahnreihe in jedem der ersten und zweiten langgestreckten Schlitze, so daß die Drehung des Einstellungsknopfes eine seitliche Bewegung des ersten und zweiten langgestreckten Schlitzes in Relation zueinander bewirkt.

Das einstellbare Stirnband weist vorzugsweise ferner ein Gehäuse auf mit einem bogenförmigen Kanal, der das erste und das zweite Ende des Bandes aufnimmt. Das Gehäuse hat einen Hohlraum, der als Sitz für eine Zahnkranz-Anordnung ausgestaltet ist, so daß die Zahnkranz-Anordnung sich nicht in Relation zum Gehäuse verdrehen kann. Das Gehäuse hat zudem eine äußere Öffnung zur Aufnahme des Einstellungsknopfes und eine innere Öffnung, die mit dem Kanal in Verbindung steht. Die Zahnradzähne des Einstellungsknopfes ragen durch die innere Öffnung in den Kanal und greifen in die erste Zahnreihe am ersten Ende des Bandes und die zweite Zahnreihe am zweiten Ende des Bandes ein.

Das einstellbare Stirnband weist zudem eine Zahnkranz-Anordnung auf. Die Zahnkranz-Anordnung besitzt ein Zahnkranz, das eine Vielzahl von radial herausstehenden Zähnen besitzt. Eine Feder-Anordnung ist derart in Wirkverbindung mit dem Einstellknopf und der Zahnkranz-Anordnung, daß die Feder-Anordnung eine Rückstellkraft aufweist, die als Widerstand der Drehung des Knopfes entgegenwirkt. Vorzugsweise ist die Feder-Anordnung an dem Einstellungsknopf befestigt und wird wirkungsvoll davon abgehalten, sich relativ zum Einstellknopf zu verdrehen. Die Feder-Anordnung weist vorzugsweise einen Zahn an der Feder auf, der radial herausragt. Die Feder-Anordnung ist derart positioniert, daß mindestens ein Zahn an der Feder sich im Eingriff mit den radial herausragenden Zähnen der Zahnkranz-Anordnung befindet. Die Feder-Anordnung weist vorzugsweise zwei nichtmetallische kreisbogenförmige Federn auf, wobei jede kreisbogenförmige Feder einen radial herausstehenden Zahn besitzt.

Jeder der Zähne der Zahnkranz-Anordnung hat eine erste Zahnseite und eine zweite Zahnseite. Die zweite Zahnseite unterscheidet sich von der ersten Zahnseite. Nach einer Ausführungsform besitzt beispielsweise jeder der Zähne vorzugsweise einen ersten Zahnwinkel auf der ersten Zahnseite und einen zweiten Zahnwinkel auf der zweiten Zahnseite. Der zweite Zahnwinkel unterscheidet sich vom ersten Zahnwinkel. Nach einer anderen Ausführungsform, besitzt die erste Zahnseite vorzugsweise einen anderen Reibungskoeffizienten (unter Berücksichtigung des Materials der Zähne an der Feder) als die zweite Zahnseite.

Da in der Zahnkranz-Anordnung die erste Zahnseite anders ist als die zweite Zahnseite, ist es einfacher, den Einstellknopf in eine Richtung zu drehen als in die andere Richtung. Wenn beispielsweise der erste Zahnwinkel der Zahnkranz-Anordnung geringer ist als der zweite Zahnwinkel der Zahnkranz-Anordnung, ist es einfacher, den Einstellknopf in die Richtung zu drehen, in der der Zahn der Feder am zweiten Zahnwinkel der Zahnkranz-Anordnung anliegt als den Einstellknopf in die Gegenrichtung zu drehen. Ebenso ist es einfacher, wenn die erste Zahnseite einen größeren Reibungskoeffizient besitzt als die zweite Zahnseite, den Einstellknopf in die Richtung zu drehen, in der der Zahn der Feder an dem zweiten Zahnwinkel der Zahnkranz-Anordnung anliegt als den Einstellknopf in die Gegenrichtung zu drehen.

Die Drehrichtung, die ein größeres Drehmoment erfordert, entspricht vorzugsweise der Drehrichtung zum Lockern des Stirnbandes. In dieser Weise kann jede unerwünschte Lockerung des Stirnbandes wirkungsvoll verhindert werden (oftmals als "back-drive" bezeichnet und beispielsweise aus versehentlichen seitlichen Kollisionen der Kopfbedeckung resultiert), während die Größe des Stirnbandes einfach durch den Nutzer beim Tragen des Stirnbandes eingestellt werden kann.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Stirnband- Einstellmechanismus der vorliegenden Erfindung in teilweise unmontiertem Zustand.
2 zeigt eine Seitenansicht des Einstellknopfes gem. 1.
3 zeigt eine Vorderansicht einer Ausführungsform der Feder-Anordnung der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Ausführungsform des Zahnkranzes der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt das Zusammenwirken des Zahnkranzes gemäß 4 und der Feder-Anordnung gemäß 3.
6 zeigt eine Vorderansicht des Einstellmechanismus gemäß 1, die das Zusammenwirken der Zahnkranzzähne des Einstellknopfes und der Zahnkranzzähne der Enden des Nackenriemens zeigt.
7 zeigt den montierten Stirnband-Einstellmechanismus gemäß 1.
Gemäß den 1 und 2 weist der Zahnkranzmechanismus 10 vorzugsweise einen Einstellknopf 100 auf, um es dem Nutzer zu ermöglichen, ohne weiteres den Sitz eines Stirnbandes eines Schutzhelms einzustellen. Der Knopf 100 ist vorzugsweise aus einem elastischen Polymer geformt um zwei Abschnitte aufzuweisen. Ein erster Endabschnitt 105 weist ein Endteil oder ein Griffstück geeignet zum Greifen und Drehen durch den Träger auf. Ein zweiter Endabschnitt des Knopfes 100 ist ein im wesentlichen runder Zahnkranz 110, der vorzugsweise axial am Knopf 100 angeformt ist. Zwischen dem Zahnkranz 110 und dem Griff 105 ist vorzugsweise eine Feder-Anordnung 150 vorgesehen (dargestellt in 3 und 5).
Der Einstellknopf 100 ist vorzugsweise in einem Zahnkranzgehäuse 200 (siehe 7) angeordnet, das ein Oberteil 210 und ein Bodenteil 220 aufweist. Das Oberteil 210 und das Bodenteil 220 des Zahnradgehäuses 200 sind vorzugsweise aus einem relativ steifen Polymer wie Polycarbonat gefertigt. In der dargestellten Ausführungsform ist das Bodenteil 220 des Zahnkranzgehäuses 200 das Spiegelbild des Oberteils 210. Das Oberteil 210 und das Bodenteil 220 sind beide vorzugsweise bogenförmig ausgeformt. Das Oberteil 210 und das Bodenteil 220 weisen vorzugsweise Höhlungen 215 und 225 auf, um eine Zahnkranz-Anordnung 300 aufzunehmen und zu positionieren. Die Zahnkranz-Anordnung 300 ist vorzugsweise aus einem relativ steifen Polymer wie Polycarbonat gefertigt.
Die Zahnkranz-Anordnung 300 ist vorzugsweise in dem Zahnkranzgehäuse 200 festgelegt, so daß es sich nicht vor oder zurück bewegen (axial) oder sich relativ zum Zahnkranzgehäuse 200 drehen kann. Die Zahnkranz-Anordnung 300 kann beispielsweise herausragende Abschnitte 310 aufweisen, die mit Schlitzen 230 korrespondieren, die im Oberteil 210 und dem Unterteil 220 des Zahnkranzgehäuses 200 ausgeformt sind. In der dargestellten Ausführungsform weist Zahnkranz-Anordnung 300 außerdem einen Durchgang 315 auf, um dem Zahnkranz 110 den Zugang zu dem bogenförmigen Kanal 240, der im Zahnkranzgehäuse 200 ausgeformt ist, zu ermöglichen. Die Zahnkranz-Anordnung 300 weist ferner einen Zahnkranz 320 mit Zähnen 325 auf, der zumindest mit einem Federzahn 155 an der Feder der Federanordnung 150 korrespondiert, um der Drehung des Einstellknopfes 100 Widerstand entgegenzusetzen. Vorzugsweise werden mindestens zwei gegenüberliegende Federzähne 155 vorgesehen.
Obwohl in der dargestellten Ausführungsform die radial nach außen weisenden Zahnkranzzähne 325 mit den radial nach innen weisenden Federzähnen 155 korrespondieren, sind andere relative Ausrichtungen möglich, wie dem Fachmann bekannt ist. Zum Beispiel kann eine Feder mit radial nach innen gerichteten Zähnen mit einem Zahnkranz mit nach außen gerichteten Zähnen korrespondieren.
Beim Zusammenbau des Einstellmechanismus 10 ist der Zahnkranz 110 des Einstellknopfes 100 in zwei seitlichen Schlitzen 420 und 425 angeordnet, die in einem ersten Ende 410 und einem zweiten Ende 415 eines Nackenriemens ausgeformt sind. Entlang der oberen Kante des seitlichen Schlitzes 420 ist eine Zahnreihe 430 in den Nackenriemen geschnitten, um in geeigneter Weise in die Zähne des Zahnkranzes 110 eingreifen zu können. Ebenso ist entlang der unteren Kante des seitlichen Schlitzes 425 eine zweite Zahnreihe 435 ausgeformt, um wiederum in die Zähne des Zahnrades 110 einzugreifen. Das erste und das zweite Ende 410 und 415 des Nackenriemens sind durch eine Öffnung 240 geführt, um in einer überlappenden, aneinander angrenzenden Verbindung zu sein. Die Schlitze 420 und 425 sind im Überlappungsbereich im wesentlichen in gleicher Ausrichtung. Die Zähne des Zahnkranzes 110 greifen in die Zähne 430 und 435 des ersten Endes 410 und des zweiten Endes 415 im Überlappungsbereich ein.
Öffnung 240 ist vorzugsweise durch einen Kanal 240A im Oberteil 210 und einem Kanal 240B im Unterteil 220 gebildet, wenn Oberteil 210 und Unterteil 220 des Zahnkranzgehäuses 200 miteinander verbunden sind. Oberteil 210 und Unterteil 220 sind durch eine feste Verbindung zu dem Zahnkranzgehäuse 200 verbunden (zum Beispiel durch Verklebung oder durch die bekannte Schallverklebung). Das montierte Zahnkranzgehäuse 200 ist in 7 dargestellt.
Die Einstellung des Nackenriemens und damit der Sitz der Kopfbedeckung (nicht dargestellt) wird entweder durch Drehen des Einstellknopfes 100 in eine Richtung (beispielsweise im Uhrzeigersinn), um das erste Riemenende 410 und das zweite Riemenende 415 dichter zusammenzuziehen, erlangt (um den Überlappungsbereich zu vergrößern) oder durch Drehen des Einstellknopfes 100 in die entgegengesetzte Richtung, um das erste Riemenende 410 und das zweite Riemenende 415 weiter auseinanderzuschieben (um den Überlappungsbereich zu verkleinern).
Der Widerstand beim Drehen des Knopfes 100 und damit des Zahnrades 110, um den Sitz der Kopfbedeckungsaufhängung zu verändern, entsteht durch die Federkraft der Federanordnung 150, wenn der Federzahn 155 auf das Zahnrad 320 trifft. Vorzugsweise wird die Federanordnung aus einem nichtmetallischen Polymer wie einem thermoplastischen Elastomer hergestellt. Vorzugsweise weist die Federanordnung 150 zwei gegenüberliegende kreisbogenförmige Federn 152 und 154, wie in 3 und 5 dargestellt, auf. Für kleine Verbiegungen sehen die kreisbogenförmigen Federn eine weitgehend lineare Federkraft vor. Wenn der Knopf 100 gedreht wird, werden die Federzähne 155 über die Zähne 325 des Zahnkranzes 320 durch radial nach innen gerichteten Druck der Federanordnung 150 gedrückt. In dieser Hinsicht wird beim Drehen des Knopfes 100 die Federanordnung 150 radial nach innen gedrückt, sobald die Federzähne 155 über die Zähne 325 "reiten". Sobald die Federzähne 155 sich über die Zähne 325 bewegen, treten die Federzähne 155 in die Vertiefungen zwischen den Zähnen 325 ein, während die Rückstellkraft der Federanordnung 150 die Federzähne 155 radial nach außen drückt. Zum Drehen des Knopfes 100 muß der Nutzer ein ausreichendes Drehmoment einsetzen, um die Kraft der Federanordnung 150 zu überwinden.
Vorzugsweise ist das zum Lockern des Sitzes des Stirnbandes benötigte Drehmoment größer als das Drehmoment zum Straffen des Sitzes der Kopfschutzaufhängung. In dieser Weise ist eine einfache Einstellung des Sitzes durch den Nutzer möglich, jedoch widersteht die Halterung einer unbeabsichtigten Lockerung (beispielsweise hervorgerufen bei einem versehentlichen seitlichen Aufprall) während des Gebrauchs.
Im allgemeinen ist die Kapazität zum Widerstehen des Drehmoments einer gezahnten Kupplungs-/Arretierungs-Vorrichtung wie die Kombination der Zahnkranz-Anordnung 300 und der Federanordnung 150 durch folgende Gleichung gegeben: T = RFKwobei:
T die benötigte Kraft zur Überwindung der Arretierung ist.
R der effektive Radius des gezahnten Kupplungsknopfes ist.
F die Rückstellkraft des Federrückstellmechanismus ist.
K ein Parameter ist, der durch den Zahnwinkel und den Reibungskoeffizient bestimmt ist.
Canik, L.N., "Serrated Clutches and Detents", Product Engineering Design Manual, Greenwood, D.C., ed., McGraw-Hill Book Company, Inc., New York, (1959), wobei dessen Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird. Der Wert von K ist durch folgende Gleichung gegeben: K = (1 + μtanθ)/(tanθ – μ)wobei:
μ der Reibungskoeffizient ist.
θ der Winkel Zahnoberfläche in Grad ist.
Ein Gleichgewichtszustand der Kräfte, die auf einen Zahn der Zahnkranz-Anordnung 300 einwirken, führt zu folgender Gleichung: T = RF/((cosϕ)/K – sinϕ)wobei
ϕ der Druckwinkel in Grad ist.
Anhand obiger Gleichung ist zu sehen, daß das zum Drehen des Knopfes 100 erforderliche Drehmoment T teilweise vom Zahnwinkel ϕ abhängt. Man kann somit verschiedene K's haben (zum Beispiel K₁ in Feststellrichtung und K₂ in die Lockerungsrichtung) und somit andere Drehmomente zur Drehung des Knopfes 100 in Feststellrichtung als in die entgegengesetzte Lockerungsrichtung, indem man verschiedene Zahnwinkel θ₁ und θ₂ und damit in Verbindung stehende Winkel ϕ₂ und ϕ₁ verwendet. Vgl. 3. Wie dem Fachmann bekannt ist, kann ein Zahnkranzmechanismus mit dem gewünschten Drehmoment zum Straffen und ein anderes Drehmoment zum Lockern anhand der obigen Gleichungen ohne weiteres entwickelt werden.
Nach einer Ausführungsform war der Reibungskoeffizient zwischen dem Material des Federzahns 155 und dem Material des Zahns 325 der Zahnkranz-Anordnung ungefähr 0,2 und es wurde angenommen, daß er konstant blieb. θ₁/θ₂ war ungefähr 1,25 und ϕ₁/ϕ₂ war ungefähr 0,625. Diese Parameter resultierten in einem Verhältnis von T_Lockerung/T_Straffung von ungefähr 1,7:1 (wobei T_Lockerung das erforderliche Drehmoment zum Drehen des Einstellknopfes 110 in die Richtung zur Lockerung und T_Straffung das erforderliche Drehmoment zum Drehen des Einstellknopfes 110 in die Richtung zum Straffen ist). Vorzugsweise bewegt sich das Verhältnis von T_Lockerung:T_Straffung im Bereich von ungefähr 1,5:1 bis 3:1. Besonders bevorzugt ist das Verhältnis von T_Lockerung/T_Straffung im Bereich von ungefähr 1,5:1 bis 2,5:1.
Nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein ähnliches Ergebnis durch die Verwendung einer Zahnkranz-Anordnung erhalten werden, die lediglich einen Zahnwinkel (θ₁ = θ₂) besitzt, wobei der Reibungskoeffizient (unter Berücksichtigung des Materials des Federzahns 155) auf der einen Seite eines jeden Zahns der Zahnkranz-Anordnung anders ist als der Reibungskoeffizient auf der anderen Seite eines jeden Zahns. In jeder anderen Hinsicht ist diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise weitgehend genauso wie oben beschrieben. Unterschiedliche Reibungskoeffizienten auf einer jeden Seite eines Zahns der Zahnkranz-Anordnung werden beispielsweise durch unterschiedliche Materialien für die erste und die zweite Seite des Zahns ermöglicht. Der Zahn kann ebenso aus einem Material hergestellt sein, jedoch sollte die erste Seite des Zahns weniger glatt als die zweite Seite des Zahns. Wie dem Fachmann bekannt, ist das zum Drehen des Knopfes 110 in die Richtung der ersten Seite des Zahns der Zahnkranz-Anordnung (das ist die Seite mit dem kleineren Reibungskoeffizienten) erforderliche Drehmoment geringer als das zum Drehen des Knopfes 110 in die Richtung der zweiten Seite des Zahns der Zahnkranz-Anordnung erforderliche Drehmoment. Die Unterschiede im Drehmoment zum Drehen des Einstellknopfes 110 in verschiedene Richtungen können sogar noch durch den Gebrauch einer Kombination von verschiedenen Zahnwinkeln und Reibungskoeffizienten gesteigert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert in Zusammenhang mit den obigen Beispielen beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, daß derartige Detailangaben einzig diesem Zweck dienen und daß Variationen vom Fachmann vorgenommen werden können, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen, mit Ausnahme derjenigen Variationen, die außerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche liegen.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein einstellbares Stirnband für einen Kopfschutz mit einem Zahnkranzmechanismus mit unterschiedlichen Widerständen. Das einstellbare Stirnband nutzt eine Zahnkranz-Anordnung 300 mit einer Vielzahl von radial abstehenden Zähnen 325. Jeder der abstehenden Zähne 325 der Zahnkranz-Anordnung 300 hat eine erste Zahnseite und eine zweite Zahnseite, die sich von der ersten Zahnseite unterscheidet. Beispielsweise besitzt jeder Zahn der Zahnkranz-Anordnung vorzugsweise einen ersten Zahnwinkel auf der ersten Zahnseite und einen zweiten, unterschiedlichen Zahnwinkel auf der zweiten Zahnseite. Eine Federanordnung 150, welche mindestens einen Federzahn 155 aufweist, der radial absteht, ist mit einem Einstellknopf 100 verbunden. Die Federanordnung 150 ist derart positioniert, daß mindestens ein Federzahn 155 sich mit den Zähnen 325 der Zahnkranz-Anordnung im Eingriff befindet, um der Drehung des Einstellknopfes 100 Widerstand entgegenzusetzen. Da der erste Zahnwinkel der Zahnkranz-Anordnung 300 unterschiedlich und vorzugsweise kleiner ist als der zweite Zahnwinkel der Zahnkranz-Anordnung 300, ist es wesentlich einfacher, den Einstellknopf 100 in die Richtung zum Feststellen zu drehen als in die Richtung zum Lösen des Stirnbands.

Claims

Einstellbares Stirnband umfassend a) ein Band mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, welche überlappen, wobei das erste Ende einen ersten langgestreckten Schlitz und das zweite Ende einen zweiten langgestreckten Schlitz besitzt, eine erste Zahnreihe, die entlang der ersten Kante des ersten langgestreckten Schlitzes ausgeformt ist, und eine zweite Zahnreihe, die entlang der zweiten Kante des zweiten langgestreckten Schlitzes ausgeformt ist, wobei der erste langgestreckte Schlitz und der zweite langgestreckte Schlitz zueinander ausgerichtet sind; b) einen Einstellknopf mit einem Griffelement am ersten Ende und eine Vielzahl von Zahnkranzzähnen am zweiten Ende, so daß die Drehung des Einstellknopfes zur Drehung der Zähne des Zahnkranzes führt, wobei die Zahnkranzzähne in die erste Zahnreihe und die zweite Zahnreihe eingreifen, um eine seitliche Verschiebung des ersten langgestreckten Schlitzes in Relation zum zweiten langgestreckten Schlitz zu bewirken, sobald der Einstellknopf gedreht wird; c) eine Zahnkranz-Anordnung, die eine Vielzahl von radial herausstehenden Zähnen aufweist, bei denen jeder Zahn einen ersten Zahnwinkel auf der ersten Seite und einen zweiten Zahnwinkel auf der zweiten Zahnseite besitzt, wobei der zweite Zahnwinkel sich vom ersten Zahnwinkel unterscheidet; d) eine Feder-Anordnung, die wenigstens einen Federzahn aufweist, der radial herausragt, wobei die Feder-Anordnung derart positioniert ist, daß wenigstens ein Federzahn in die Zähne der Zahnkranz-Anordnung eingreift, wobei die Feder-Anordnung dabei eine erste Ebene des Widerstands gegen die Drehung des Einstellknopfes in eine erste Richtung und eine zweite Ebene des Widerstand zur Drehung des Einstellknopfes in eine zweite Richtung liefert.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 1, bei dem die Federanordnung zwei kreisbogenförmige Federn aufweist und jede kreisbogenförmige Feder mindestens einen radial herausstehenden Zahn besitzt.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 2, bei dem jede der kreisbogenförmigen Federn einen radial herausragenden Zahn aufweist und bei dem die kreisbogenförmigen Federn derart positioniert sind, daß die radial herausragenden Zähne ungefähr 180° voneinander entfernt sind.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 2, bei dem die kreisbogenförmige Feder aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt ist.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 1, das weiterhin ein Gehäuse aufweist, das einen bogenförmigen Kanal besitzt, der derart geformt ist, daß er das erste und zweite Ende des Bandes aufnehmen kann, und das eine Höhlung aufweist, um die Ringanordnung innerhalb so zu plazieren, daß die Ringanordnung weitgehend davor geschützt ist, sich innerhalb des Gehäuses zu drehen, wobei das Gehäuse eine äußere Öffnung zur Aufnahme des Einstellknopfes besitzt und wobei das Gehäuse eine innere Öffnung verbunden mit dem Kanal durch den sich die Zahnkranzzähne ausdehnen besitzt, um in die erste und die zweite Zahnreihe im Kanal einzugreifen.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 1, bei dem das Verhältnis des Drehmoments zum Straffen des Stirnbandes zu dem Drehmoments zum Lockern des Stirnbandes im Bereich von ungefähr 1,5:1 bis 3:1 liegt.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 6, bei dem das Verhältnis des Drehmoments zum Straffen des Stirnbandes zu dem Drehmoments zum Lockern des Stirnbandes im Bereich von ungefähr 1,5:1 bis 2,5:1 liegt.
Einstellbares Stirnband umfassend a) ein Band mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, welche überlappen, wobei das erste Ende einen ersten langgestreckten Schlitz und das zweite Ende eine zweiten langgestreckten Schlitz besitzt, eine erste Zahnreihe, die entlang der ersten Kante des ersten langgestreckten Schlitzes ausgeformt ist, und eine zweite Zahnreihe, die entlang der zweiten Kante des zweiten langgestreckten Schlitzes ausgeformt ist, wobei der erste langgestreckte Schlitz und der zweite langgestreckte Schlitz zueinander ausgerichtet sind; b) einen Einstellknopf mit einem Griffelement am ersten Ende und eine Vielzahl von Zahnkranzzähnen am zweiten Ende, so daß die Drehung des Einstellknopfes zur Drehung der Zähne des Zahnkranzes führt, wobei die Zahnkranzzähne in die erste Zahnreihe und die zweite Zahnreihe eingreifen, um eine seitliche Verschiebung des ersten langgestreckten Schlitzes in Relation zum zweiten langgestreckten Schlitz zu bewirken, sobald der Einstellknopf gedreht wird; c) eine Zahnkranz-Anordnung, die eine Vielzahl von radial herausstehenden Zähnen aufweist, bei denen jeder Zahn eine erste Zahnseite und eine zweite Zahnseite besitzt, wobei die erste Zahnseite sich von der zweiten Zahnseite unterscheidet; d) eine Feder-Anordnung, die wenigstens einen Federzahn aufweist, der radial herausragt, wobei die Feder-Anordnung derart positioniert ist, daß wenigstens ein Federzahn in die Zähne der Zahnkranz-Anordnung eingreift, wobei die Feder-Anordnung dabei eine erste Ebene des Widerstands gegen die Drehung des Einstellknopfes in eine erste Richtung und eine zweite Ebene des Widerstand zur Drehung des Einstellknopfes in eine zweite Richtung liefert.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 8, bei dem die Federanordnung zwei kreisbogenförmige Federn aufweist und jede kreisbogenförmige Feder mindestens einen radial herausstehenden Zahn besitzt.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 9, bei dem jede der kreisbogenförmigen Federn einen radial herausragenden Zahn aufweist und bei dem die kreisbogenförmigen Federn derart positioniert sind, daß die radial herausragenden Zähne ungefähr 180° voneinander entfernt sind.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 9, bei dem die kreisbogenförmigen Federn aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt sind.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 8, das weiterhin ein Gehäuse aufweist, das einen bogenförmigen Kanal besitzt, der derart geformt ist, daß er das erste und zweite Ende des Bandes aufnehmen kann, und das eine Höhlung aufweist, um die Zahnkranz-Anordnung innerhalb so zu plazieren, daß die Zahnkranz-Anordnung weitgehend davor geschützt ist, sich innerhalb des Gehäuses zu drehen, wobei das Gehäuse eine äußere Öffnung zur Aufnahme des Einstellknopfes besitzt und wobei das Gehäuse eine innere Öffnung verbunden mit dem Kanal durch den sich die Zahnkranzzähne ausdehnen besitzt, um in die erste und die zweite Zahnreihe einzugreifen.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 8, bei dem die erste Zahnseite einen ersten Reibungskoeffizienten in Relation zum Federzahn hat und die zweite Zahnseite einen zweiten Reibungskoeffizienten in Relation zum Federzahn hat, wobei sich der erste Reibungskoeffizient vom zweiten Reibungskoeffizienten unterscheidet.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 8, bei dem die erste Zahnseite einen ersten Zahnwinkel und die zweite Zahnseite einen zweiten Zahnwinkel aufweist, wobei der erste Zahnwinkel sich vom zweiten Zahnwinkel unterscheidet.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 8, bei dem das Verhältnis des Drehmoments zum Straffen des Stirnbandes zu dem Drehmoment zum Lockern des Stirnbandes im Bereich von ungefähr 1,5:1 bis 3:1 liegt.
Einstellbares Stirnband nach Anspruch 15, bei dem das Verhältnis des Drehmoments zum Straffen des Stirnbandes zu dem Drehmoments zum Lockern des Stirnbandes im Bereich von ungefähr 1,5:1 bis 2,5:1 liegt.