DE8230583U1

DE8230583U1 - Elektrisch beleuchteter sturz - oder schutzhelm

Info

Publication number: DE8230583U1
Application number: DE19828230583
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-10-30
Filing date: 1982-10-30
Publication date: 1983-09-01

Description

( I < · »· « i'l HH 4- Jj '

•••••It« «ti '

' · · · I > Il i

«I ·· MIM I)IlIi

1 Jürgen Schenker f

GottWollshäusersteige 6
717O Schwäbisch- Hall

"ELEKTRISCH BELEUCHTETER STURZ- ODER SCHUTZHELM»

Die Erfindung betrifft einen elektrisch beleuchteten Sturz - ί oder Schutzhelm.

Besonders in den letzten Jahren hat sich die Zahl der moto - I

risierten Zweiradfahrer bedeutend erhöht. Immer wieder wird in Presse, Rundfunk und Fernsehen von der Unfallhäufigkeit von motorisierten Zweiradfahrern berichtet, die unter anderem

wesentlich auf das unzureichende Erkennen der motorisierten »

Zweiradfahrer bei Dunkelheit zurückzuführen ist. Verkehrsex - I

t perten weisen darauf hin, besonders bei Dunkelheit, Nebel oder

t starkem Regen, reflektierende und gut sichtbare Sturzhelme zu

tragen.

Das Ziel der Erfindung ist es, die Sicherheit der Sturz - oder Schutzhelm tragenden Personen (motorisierte Zweiradfahrer, Bauarbeiter), die bei Dunkelheit im höchsten Maße gefährdet

' < · ι ι · til

Il III <| I)IIII

sind, Wirksam zu erhöhen, indem der Sturz - Oder Schutzhelm beleuchtet ist*

Die auf dem Markt befindlichen Stürz - oder SüMtzhelme mit Leuchtstreifen, Leuchtfarben, Reflektoren Und reflektierender Lackierung, sind bei völliger Dunkelheit nur erkennbar, wenn sie unmittelbar angestrahlt werden. Im Gegensatz dazu , ermo glicht der elektrisch beleuchtete Sturz - öder Schutzhelm dem Träger, selbst dann deutlieh gesehen zu weiden, wenn er nicht angestrahlt wird, und das aus einer Entfernung von mindestens 100 Metern. Der bisher im Handel erhältliche Sturz oder Schutzhelm dient in erster Linie dem Schutz des Trägers vor Kopfverletzungen bei einem Unfall. Der elektrisch beleuch - tehe Sturz - oder Schutzhelm hingegen, soll frühzeitiges Erkennen des Trägers bei schlechten Sichtverhältnissen ermö glichen und dadurch das Unfallrisiko verringern. Der elek trisch beleuchtete Sturz - oder Schutzhelm selbst stellt für den Träger keinerlei Verletzungsgefahr da. Einen weiteren wesentlichen Schutz bietet der elektrisch beleuchtete Sturz - oder Schutzhelm dem motorisierten Zwei radfahrer dadurch, daß er trotz Unterbrechung der Stromzufuhr vom Stromerzeugungsaggregat (9) oder von dem am Körper getragenen Akkumulator (7) oder von der Batterie (8), durch die im Sturzhelm integrierte automatische Notstromversorgung (12) für ca. eine Stunde weiterhin beleuchtet bleibt. Zusätzlich ertönt ein akustisches Signal. Das akustische Signal (1/f) dient bei gewollter Unterbrechung (Abstellen der Beleuchtung) dazu, damit der Fahrer nicht vergißt, die Stromzufuhr der automati sehen Notstromversorgung (12) mittels eines separaten Schalters

It 11

zu unterbrechen, Um eine Entladung der im Sturz - oder Schütz helm installierten Akkumulatoren (7) zu vermeiden. Der Strom kreis' der Notstromversorgung (12) wird automatisch wieder hergestellt^ sobald die normale Stromquelle (Akkumulator (?)> Stromerzeugungsaggregat (9)j Batterie (8)) wieder angeschlossen wird. Der Besitzer muß sich also nicht darum kümmern, die Notstromversorgung (12) bewußt zu aktivieren. Eine Unterbrechung der Stromversorgung kann auch ungewollt (durch einen Unfall) herbeigeführt werden. Die automatische Notstromversorgung (12) ermöglicht dem Verletzten, auf jeden Fäll gesehen zu werden, gleich ob er sich auf oder außerhalb der Fahrbahn befindet. Liegt der Verletzte auf der Fahrbahn, kann ihn die automatische Notstromversorgung (12) davor bewahren, von anderen Verkehrs teilnehmern überfahren zu werden. Liegt der Verletzte äußer halb der Fahrbahn, kann er durch den elektrisch beleuchteten Sturzhelm früher bemerkt bzw, gefunden werden.

■Zur Herstellung des elektrisch beleuchteten Sturz - oder Schutz helmes wurden folgende mechanisch - konstruktiven Mittel benötigt:

Bohrmaschine, Bohrer, Lötkolben, Lötzinn, Elektrische Schaltlitze, Glühlampen (1 ) oder Leuchtdiode*! (2).

Beleuchtungskörper des elektrisch beleuchteten Sturz - oder Schutzhelms:

Um den elektrisch beleuchteten Sturz - oder Schutzhelm zu verwirklichen und in der Praxis einsetzen und benützen zu können, stellt sich die Frage, mit welcher Art von. Leucht -

f I J 4

i I

I I

11I₁)I

korpern muß oder kann der Sturz - oder Schützheim ausgestattet werden* um ein optimales Ergebnis" in bezug auf frühzeitiges Erkerinen bei Dunkelheit, auf äußerste Betriebsßichorheit und auf mechanische Robüstheit (z.Bsp. Schlag) zu erzielen. Außerdem muß darauf geachtet werden* daß die Lichtabstrahluiig nicht zu intensiv und in gebündelter Form, z*Bsp* durch Linsen erfolgt, um andere Verkehrsteilnehmer oder Arbeitskol legen nicht zu blenden. Aus diesen Forderungen heraus, muß der Sturz - oder Schutzhelm ein nicht zu grelles, aber doch auf ca. 100 Meter gut sichtbares Lichtsignal aussenden* Die Farben können, den Umständen und Verordnungen entsprechend, beliebig gewählt werden. Das Licht wird durch eine entsprechen de Vorrichtung, wie Lichtzerstreuungsscheiben (rauhe Oberfläche) zerstreut und besitzt keine Blendwirkung mehr und die Schatten bildung wird weitgehendst ausgeschlossen.

Leuchtdioden (2) oder LED's sind Halbleiterbauteile, die durch Anlegen einer elektrischen Spannung Licht aussenden. Sie besit zen im allgemeinen bei normaler Bauform (Ausnahmen bei mehrfarbigen Lichtanzeigern) zwei Anschlußelektroden - eine Anode und eine Kathode. Legt man an die Anode eine positive Spannung von ca. 1,5 V und an die Kathode eine negative Span nung von 1,5 V an, so fließt durch die Leuchtdiode (2) ein elektrischer Strom, der die Leuchtdiode (2) veranlaßt, durch physikalisch bekannte Art und Weise, Licht auszusenden. Dabei beträgt die elektrische Stromstärke, die nötig ist, um eine optimale Lichtausbeutung zu ermöglichen, ca. 20 mA. (Nähere Kenndaten und Kennlinien sind beim Hersteller zu

_ Z₁. _

■ I ■ ■ · · · · I ■ • ■ I ■ ι . I₁

■ ' ' · ■ 1 t t ■ ι , t ' < III III

* ' ' «I Il llli

erfragen). Wird der Strom erheblich gegenüber dem vom Her -

steller empfohlenen Strom erhöht, z.ßsp. von 20 mA auf 50 mA,

ändert sich die Helligkeit der Leuchtdiode (2) nur noch ί

geringfügig, wobei aber gleichzeitig die Gefahr besteht, daß \\ das Bauteil zerstöit wird. Durch ihre geringe Stromaufnahme

eignen sich Leuchtdioden (2) besonders gut, um einen elekt -

risch beleuchteten Sturz - oder Schutzhelm herzustellen.

Daher ist die Wirtschaftlichkeit dieses Bauteils besonders f

vorteilhaft, um den Stromversorgungsteil so wenig wie möglich |

zu belasten, damit auch die Ladungskapazität von Akkumula - v toren (7) oder Batterien (8), die in Ah angegeben wird, |

möglichst optimal vom Wirkungsgrad und der Zeit beeinflußt |

wird. Leuchtdioden (2) sind außerdem unempfindlich gegen |

mechanische Beanspruchung, wie Schlag, Druck, Hitze und Kälte. |

Die Lichtverteilung der Leuchtdiode (2) ist diffus, weil sie ?; in durchsichtigen Kunststoff, welcher fast alle Farben auf - | weisen kann, gegossen ist. Die lichtaussendende Oberfläche |

ist abgerundet, so daß das Licht auch im seitlichen Winkel |

und nicht nur nach oben abgestrahlt werden kann. (Nähere f

Angaben über Abstrahlwinkel sind beim Hersteller zu prfragen). ;,

Die Bauformen der Leuchtdioden (2) erstrecken sich von ;-

zylindrischer, mit abgerundeter Oberseite, bis zur quadra - '■

tischen oder rechteckigen Form. !

Wird der Sturz - öder Schutzhelm mit Glühlampen (1) beleuch -

tat, so ergibt sich im ersten Moment eine optisch scheinbar k bessere Wirkung, d.h. die Glühlampen (1) leuchten grundsatz - f

lieh beöser, d«h\ heller. ^

I I I I a a ■ a a at ■ a

■>■··' a a a .■ fi

' · ■ ■ 1 · a a i 7/

■ ■ ■ a a ι ι a , , , v·

lit 1(1 lit

Dieser Wirkung steht ein wesentlich höherer Stromverbrauch gegenüber. Er beträgt bei Glühlampen (1) mit einer Nennspan nung von If,5 V etwa 50 bis 100 mA, wodurch der Stromverbrauch des elektrisch beleuchteten Sturz - ode3.- Schutzhelms stark ansteigt, und bei Akkumulator (7) - oder Batteriebetrieb (8), besonders aber im Falle eines Unfalls, wenn die Notstromver sorgung (1?:) die Energiezufuhr aufbringen muß, die Leuchtdauer stark herabsetzt. (Die Ladung des Notstromversorgungsakkumu lators kann bei Tageslicht durch Solarzellen (13) erfolgen). Außerdem besitzen Glühlampen (1) meist eine glatte Oberfläche, und das Licht, das im Glühfaden erzeugt wird, tritt gerad linig aus. Deshalb entsteht die Gefahr der Blendung und der Schattenbildung. Um diesen unerwünschten Effekt zu beseitigen, ■maß das Licht der Glühlampen (1 ) durch glasklare oder auch

farbige Gläser oder Kunststoffscheiben zum ersten geschützt, | und zum zweiten zerstreut werden. Die mechanische Belastbar keit bei Schlag, Stoß oder Druck, ist bei Glühlampen (1) sehr gering, da sie fast ausschließlich aus einem Glaskörper, der sehr spröde ist, bestehen. Abschließend wäre über die Verwen dung von Glühlampen (1) für die Herstellung des elektrisch beleuchteten Sturz - oder Schutzhelmes zu sagen, daß sie nur bedingt zu verwenden sind, im Hinblick auf die Wirtschaftlich keit und die mechanische Stabilität.

Il I· till Il I I I I Il Ii I I

< · ■ I IiI, ι , ,

Il a Il 11I₁ it 4

I · a ι ι ,- Ii , a

Schaltungstechniken des elektrisch beleuchteten Sturz - oder Schutzhelmes:

Grundsätzlich gibt es mehrere Arten der elektrischen Ver drahtung des elektrisch beleuchteten Sturz - oder Schutzhelms. Sie unterscheiden sich dadurch, auf welche Art und Weise die Glühlampen (1) oder Leuchtdioden (2) miteinander verbunden werden. Bei Leuchtdioden (2) ist zu berücksichtigen, daß die Polarität zu beachten ist. Die rein mechanische Verdrahtung kann durch normale dünne Schaltlitze erfolgen, sie kann aber auch mit kupferkaschierter flexibler Leitung hergestellt werden, wie sie heute in der KFZ - Industrie oder Elektronik beim Verdrahten angewendet wird. Die Verdrahtung kann aber auch von Herstellerseite bereits beim Kuststoffspritzvorgang berücksichtigt werden. Dieses Eingießen oder Einspritzen der Verdrahtung in die Kunststoffschale (6) des Sturz - oder Schutzhelms beschränkt sich nicht nur auf die Verdrahtung, sondern ist auch auf die Notstromversorgungselektronik anwendbar.

Erläuterungen der elektrischen Schaltungsarten: \. Reihenschaltung (3)

Bei der Reihenschaltung (3) werden die Leuchtelemente wie Glühlampen (1) oder Leuchtdioden (2) hintereinander verdrahtet. Bei Glühlampen (1) heißt das - es wird eine Elektrode der ersten Glühlampe (1) mit einer Elektrode der zweiten Glüh lampe (1) verbunden, danach wird die andere Elektrode der zweiten Glühlampe (1) mit einer Elektrode der dritten Glüh lampe (1) verbünden* ü.s.w.

* * Il '111 Il I I M M i i I (

* * * 4 IfII t t i

* * » « f 4 I It M (

Auf die Polarität der Glühlampen (1) ist nicht zu achten. Dasselbe Anschlußschema ist auch auf Leuchtdioden (2) anzu wenden, wobei hier aber auf ihre Polarität geachtet werden muß. Bei Leuchtdioden (2) wird) die Kathode der ersten Leucht diode (2) mit der Anode der zweiten Leuchtdiode (2) verbunden, die Kathode der zweiten Leuchtdiode (2) wird mit der Anode der dritten Leuchtdiode (2) verbunden, u.s.w.

ι 2. Parallelschaltung

Bei der Parallelschaltung (4) werden die Beleuchtungskörper

§ so miteinander verbunden, daß eine Elektrode der Glühlampen (1)

j oder Leuchtdioden (2) mit einer Elektrode aller anderen

'■ Glühlampen (1) oder Leuchtdioden (2) auf einer Leitung verlö -

s tet sind. Bei Leuchtdioden (2) wird einfach Anode mit Anode

und Kathode mit Kathode verdrahtet,

3. Zöitmultiplexschaltung (5)

Von Halbleiterherstellern v/erden integrierter Schaltungen angeboten, die in der Lage sind,, Glühlampen (1) oder Leucht dioden (2) zu schalten. Der Unterschied besteht darin, daß im Gegensatz zur Reihen (3) - und Parallelschaltung (if), bei einem gewissen Zeitpunkt to immer nur eine Glühlampe (1) oder Leuchtdiode (2) angeschaltet ist, Darch die schnelle Umschal tung registriert das träge menschliche Auge aber nur ein gleichzeitiges Leuchten aller Glühlampen (1) oder Leuchtdioden (2),

Il Il I I I I Il ι ι ι ι If ι ι ι f

III· I I < I Ii (

" · I I I I I I it I

* I i ··· III (

Hill« < 1 . H , , //"-Ι

III · I ( I i t ι I I J

'Il * I I «ti

'< I « Il lit j ι

¹ · ' III III

' ' ' ■ I ι . c ι ι ι ι ι ι ι

Vor - Und Nachteile der elektrischen Schaltungsarten:

Die Parallelschaltung (^) erlaubt eine relativ gringe Betriebsspannung, da an jeder Glühlampe (1) oder Leücht diode (2) diesselbe Betriebsspannung liegt, bei Leüchtdio den (2) ca* 1 V» Beim Ausfall oder bei der Zerstörung einer Glühlampe (1) oder Leuchtdiode (2) leuchten im Gegensatz zur Reihenschaltung (3) die übrigen Glühlampen (1) öder Leücht dioden (2) weiter. Der Nachteil der Reihenschaltung (3) ist, daß bei einer großen Anzahl von Glühlampen (1) oder Leücht dioden (2) eine hohe Betriebsspannung erforderlich wird, die von den bordeigenen Stromerzeügürigsaggregaten (9) oder von den am Körper getragenen Akkumulatoren (7) oder Batterien (8) nicht mehr geliefert werden kann. Außerdem tritt bei Versagen einer Glühlampe (1) oder Leuchtdiode (2) der Ausfall der gesamten am Sturz - oder Schutzhelm installierten Beleuchtung ein.

- 9 -

—'■

:·;Γί·ΐη.χο

Beschreibung der Elektronik / Ilektriächer Anschluß Elektrische]? Anschluß i Der elektrische Anschluß erfolgt über eines mehrpoligen Stecker bzw. Kupplung.

A) Im Steckerteil sind folgende Bauelemente untergebracht:

1. Brückengleichrichter G1 B80 CI5OO

2. Vorwiderstand E1 (Widerstaridswert abhängig von LED Anzahl) 5. Ladevörwiderstand R2 für Wotströmäkkumuiätor Ü1 (Wider standswert abhängig von Akkumulator Typ)

4. R3 Vorwiderstand für LEDs (Widerstandswert abhängig von LED Anzahl)

5. Entkoppeldiode D1 Typ 1N 4007

6. Entkoppeldiode D2 Typ 1N 4007

Die Verbindung mit dem Bordnetz erfolgt über eine mehraderige Leitung.

B) Im Helm sind folgende Bauelemente untergebracht:

1 . ICT/74ΟΟ (iffach NAND7 zur automatischen Notstromsteuerung

2. R4/R5/E6 Widerstände 2,2kjCi, notwendig zur äußeren Beschaltung des 4fach NAND

3. S1 Taster zum Ausschalten der Notstromversorgung (Rück setzen der automatischen Notstromsteuerung)

k, R7 Vorwiderstand für LEDs (Widerstandswert abhängig von LED Anzahl)

5. HI Piezo - Summer

6. UI Notstromakkumulator

7. U2 Solarzelle - 10 -

8. DS Entköppeldiode 1Ν 4007

9. Leuchtdioden (LED 1-e)

C) SchaitüngsbeschreibUng:

Durch das Anlegen einer Versorgun~sspannung im Bereich von 6 Ms 14 V (Gleich - oder Wechselspannung), fließt ein Strom über G1, R1, D1, R3 über die LED nach Masse. Die LEDs leuchten. Gleichzeitig fließt über E2 ein Ladestrom zum Akkumulator U1*

Durch das Anlegen der Versorgungsspannung an G1 wird gleichzeitig die Kippstufe IC1 gesetzt.

Im Falle einer Unterbrechung der Versorgungsspannung, über fließt ein Strom aus dem Akkumulator U1 über D3, E7, zu den LEDs nach Masse, die LEDs leuchten weiter. Gleichzeitig ertönt ein akustisches Signal, erzeugt durch den Piecö Summer H1 , durch den entstehenden Spannungsabfall an R7. Dieses Signal weist den Benutzer auf den Notstrombetrieb hin. Durch den Taster SI kann die Notstromerzeugung ausge schaltet werden. Die Kippstufe IC1 wird zurückgesetzt. Bei Tageslicht wird der Akkumulator UI dauernd über die Solarzelle U2 zusätzlich geladen.

Claims

Ansprüche

1. Sturz- oder Schutzhelm,

dadurch gekennzeichnet, daß an der Helmschale (6) eine abschaltbare Dauerbeleuchtung angeordnet ist, die eine oder mehrere Leuchten (1, 2) aufweist, die an der Helmschale (6) so angeordnet sind, daß sie zumindest an deren Rückseite sichtbar sind.

2. Helir, nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchten als Glühlampen (1) und/oder als Leuchtdioden (2) ausgebildet sind.

3. Helm nach Anspruch 1 oder 2 mit mehreren Leuchten, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchten (1, 2) einzeln oder gruppenweise angeordnet sind.

4. Helm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Helm ein Zeitmultiplexschalter (5) für die Leuchten (Ί, 2) angeordnet ist, der bevorzugt in einer Ausnehmung der Helmschale (6) untergebracht ist oder in die Helmschale (6) integriert, insbesondere eingegossen oder eingeschäumt, ist.

5. Helm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (3, 4) zwischen den Leuchten (1, 2) und der Energiequelle (7, 8, UI) und etwaigen Schaltern (5, Sl) als küpferkaschierte flexible Kunststoff leitungen ausgebildet sind, die vorzugsweise mit der Helmschale (6) Verklebt sind.

M * ■ t i t t fs (IM tilt tiff »

f 4 f It IMl f

G B2 30 5B3.f-

Jürgen Schenker und Erhard Seeger

eig. Zeichen: S 32. 22. D 1 16.6.1983

Helm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, daduich gekennzeichnet, dafl die Verbindungsleitungen (3, 4) zwischen den Leuchten (1, 2) und der Energiequelle (7, 8, Ul) und etwaigen Schaltern (5, Sl) wenigstens zum Teil in die Helmschale (6) integriert sind, bevorzugt in sie eingegossen oder eingeschäumt sind.

7. Sturz- oder Schutzhelm,

dadurch geksnnzeichnet, daß an der Helmschsie (6) eine abschaltbare Dauerbeleuchtung angeordnet ist, die eine oder mehrere Lichtquellen und eine oder mehrere davon ausgehende Lichtleitfasern aufweist, die an der Außerseite der Helmschale (6) bevorzugt in Ausnehmungen oder Durchgangslöchern derselben, münden.

Helm nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle für die Leuchten (1, 2) oder für die Lichtquelle ein wieder aufladbarer Akkumulator (7, ül) vorhanden ist, der bevorzugt in einer Ausnehmung der Helmschale (6) untergebracht ist.

9. Helm nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, ObB auf der Außenseite der Helmschale (6) Solarzellen (U2) angeordnet sind, die an den aufladbaren Akkumulator (7, Ul) angeschlossen sind.

10. Hein nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichne t> daß ein akustischer Signalgeber (14), vorzugsweise in Form eines Piezo-Summer Hl, angeordnet ist.