ES2360154T3

ES2360154T3 - SPORTS HELMET WITH REDUCED AERODYNAMIC RESISTANCE.

Info

Publication number: ES2360154T3
Application number: ES08152490T
Authority: ES
Inventors: Manfred Krauter
Original assignee: Casco Group SCS
Current assignee: Casco Group SCS
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2028-03-07
Also published as: EP1972220A3; ATE497355T1; PL1972220T3; DE502008002516D1; EP1972220A2; EP1972220B1; DE202007003602U1; DK1972220T3

Abstract

The helmet has an inner helmet shell (2), and an outer helmet shell (1) with air guiding edges (3a, 3b), which extend based on a front side via an eye region of a carrier directly at or in small distance over an upper edge (5) of a view opening at an upper surface of the outer shell in a flow direction. The air guiding edges end at a rear lower region of the helmet, at a neck closure (6) or at small distance that is equal to distance of a front helmet region. The air guiding edges are designed as groove or dome-shape with a specific depth and/or height and with a specific width. An independent claim is also included for a single or multi-part outer shell for a sports helmet, comprising air guiding edges.

Description

[0001] La invención se refiere a un casco deportivo con resistencia aerodinámica reducida. [0001] The invention relates to a sports helmet with reduced aerodynamic drag.

[0002] En tipos de deporte muy diversos, por ejemplo en el ciclismo o en el esquí de descenso, es conveniente u obligatorio el uso de un casco. La resistencia aerodinámica de los cascos, además de otras propiedades importantes, como por ejemplo la capacidad de absorción de golpes o el peso, desempeña un papel importante, en particular en la competición y en el deporte de alto rendimiento. Dependiendo del campo de aplicación se conocen diferentes formas de casco. Todas las formas presentan una abertura de visión en la parte frontal. Sobre todo los ciclistas utilizan cascos que solo cubren la parte superior de la cabeza y que dejan las orejas descubiertas. Para el esquí y el snowboard se utilizan cascos que también cubren las orejas. En comparación con los cascos de ciclista arriba mencionados, estos cascos terminan más abajo en la zona cervical. También se conocen los cascos integrales, que rodean toda la cabeza del usuario, incluyendo el área del mentón. [0002] In very different types of sport, for example in cycling or downhill skiing, the use of a helmet is convenient or mandatory. The aerodynamic strength of the helmets, in addition to other important properties, such as shock absorption capacity or weight, plays an important role, particularly in competition and in high performance sport. Depending on the field of application, different forms of helmet are known. All shapes have a vision opening in the front. Especially cyclists wear helmets that only cover the top of the head and leave their ears uncovered. For skiing and snowboarding, helmets that also cover the ears are used. In comparison with the cyclist helmets mentioned above, these helmets end lower in the cervical area. Integral helmets, which surround the user's entire head, including the chin area, are also known.

[0003] En el campo del deporte y el ocio se utilizan cascos que presentan una capa externa dura antigolpes que está unida con una capa interior amortiguadora disipadora de energía. El material de la capa exterior resistente a los golpes, pero elástica, consisten generalmente en plástico reforzado con fibras de Kevlar, vidrio o carbono. La capa exterior puede estar hecha a base de una o varias piezas. La capa interior consiste en espuma rígida, por ejemplo poliestireno expandido, o un material de construcción ligera comparable. La unión de la capa exterior y la capa interior puede tener lugar en unión positiva, unión por fuerza o unión por material. [0003] In the field of sports and leisure, helmets are used that have a hard outer layer that is bonded with an inner layer that absorbs energy dissipation. The material of the shock-resistant, but elastic, outer layer generally consists of plastic reinforced with Kevlar fibers, glass or carbon. The outer layer can be made of one or more pieces. The inner layer consists of rigid foam, for example expanded polystyrene, or a comparable lightweight construction material. The union of the outer layer and the inner layer can take place in positive union, union by force or union by material.

[0004] El documento DD 253759 A1 describe un casco con una arista de rotura en la zona superior trasera del casquete de casco. Esta arista de rotura reduce principalmente las fuerzas ascensionales del casco, y con ello las fuerzas transmitidas por la correa de mentón a la zona del cuello del usuario. [0004] Document DD 253759 A1 describes a helmet with a breaking edge in the upper rear area of the helmet cap. This breaking edge mainly reduces the ascending forces of the helmet, and with it the forces transmitted by the chin strap to the area of the user's neck.

[0005] En el documento DE 3320301 C1 se presenta un casco protector que presenta en la superficie numerosas irregularidades que producen turbulencias de aire. De este modo se reduce la resistencia aerodinámica en caso de altas velocidades de corriente. Sin embargo, en caso de bajas velocidades de corriente, las irregularidades provocan un aumento de la resistencia aerodinámica. [0005] Document DE 3320301 C1 presents a protective helmet that has numerous irregularities on the surface that produce air turbulence. This reduces aerodynamic drag in case of high current speeds. However, in case of low current speeds, irregularities cause an increase in aerodynamic drag.

[0006] En el documento DE 20 215102 U1 se da a conocer un casco para ciclistas que presenta nervios sobresalientes para reducir la resistencia aerodinámica que se unen aproximadamente en el centro de la parte posterior del casquete de casco. La reunión de los nervios en la parte trasera del casco se parece a una arista de rotura. [0006] Document DE 20 215102 U1 discloses a helmet for cyclists that has protruding ribs to reduce the aerodynamic drag that join approximately in the center of the back of the helmet cap. The meeting of the nerves in the back of the helmet resembles a breaking edge.

[0007] El documento WO 01/52676 A1 describe un casco deportivo con una capa de casco exterior y otra interior y con un canal de guía de aire que se extiende desde la parte frontal entre la capa exterior y la capa interior en la dirección de la corriente de aire. [0007] WO 01/52676 A1 describes a sports helmet with an outer and inner helmet layer and with an air guide channel extending from the front between the outer layer and the inner layer in the direction of the air flow

[0008] El objetivo de la presente invención consiste en proponer un casco deportivo que presente una resistencia aerodinámica especialmente baja. [0008] The objective of the present invention is to propose a sports helmet that has a particularly low aerodynamic drag.

[0009] Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención mediante un casco deportivo con las características mencionadas en la reivindicación 1. Las reivindicaciones subordinadas indican variantes ventajosas del casco deportivo. [0009] This objective is solved according to the invention by means of a sports helmet with the characteristics mentioned in claim 1. The subordinate claims indicate advantageous variants of the sports helmet.

[0010] El casco deportivo según la invención presenta en la capa exterior al menos una arista para guiado de aire que se extiende desde la parte frontal del casco (directamente junto al borde superior de la abertura de visión del casco o a poca distancia por encima de dicho borde) a lo largo de la superficie de la capa de casco exterior en la dirección de la corriente de aire (en caso de una afluencia de la corriente de aire en línea recta desde delante), y termina en la parte inferior trasera del casco en el extremo cervical o a poca distancia por encima del mismo, aproximadamente con la misma separación mutua que en la zona delantera del casco. Para el caso de un casco con una única arista para guiado de aire, la misma se encuentra dispuesta en posición central sobre la capa de casco exterior. En los cascos con varias aristas para guiado de aire, éstas se encuentra dispuestas simétricamente. [0010] The sports helmet according to the invention has at least one air guiding edge in the outer layer extending from the front of the helmet (directly next to the upper edge of the helmet's viewing opening or a short distance above said edge) along the surface of the outer shell layer in the direction of the air stream (in case of an influx of the air stream in a straight line from the front), and ends at the bottom rear of the helmet at the cervical end or a short distance above it, approximately with the same mutual separation as in the front area of the helmet. In the case of a helmet with a single edge for air guidance, it is arranged centrally on the outer helmet layer. In helmets with several edges for air guidance, they are arranged symmetrically.

[0011] Ventajosamente, sobre la capa exterior están dispuestas dos aristas para guiado de aire que comienzan en la zona frontal del casco, por encima del área de los ojos del usuario. [0011] Advantageously, two air guidance edges are arranged on the outer layer that begin in the frontal area of the helmet, above the user's eye area.

[0012] La o las aristas para guiado de aire pueden estar configuradas como ranura (cavidad) o como abombamiento de la capa de casco exterior. La sección transversal de las ranuras o abombamientos puede presentar diferentes geometrías. Como ejemplos se mencionan las secciones transversales redondas, elípticas o cuadrangulares. [0012] The air guide edge (s) may be configured as a groove (cavity) or as a bulge of the outer shell layer. The cross section of the grooves or bulges may have different geometries. Examples include round, elliptical or quadrangular cross sections.

[0013] En caso de capas de casco exteriores de varias piezas, en particular de tres piezas, las piezas individuales se pueden dimensionar de tal modo que la zona de su juntura coincida con la arista para guiado de aire. Un burlete sobresaliente hacia arriba de goma o de un material similar entre las piezas contiguas fija la posición de éstas y al mismo tiempo la parte superior sobresaliente constituye una arista para guiado de aire. Otra posibilidad consiste en hacer que las piezas de la capa de casco exterior se solapen y configurar el solapamiento como arista para guiado de aire. Las aristas para guiado de aire a modo de moldura actúan como refuerzo y aumentan la rigidez a la flexión y la torsión de la capa de casco. [0013] In the case of outer shell layers of several pieces, in particular three pieces, the individual pieces can be sized so that the area of their joint coincides with the edge for air guidance. An upward facing rubber or a similar material weatherstrip between the adjacent pieces fixes their position and at the same time the protruding upper part constitutes an air guiding edge. Another possibility is to make the pieces of the outer shell layer overlap and configure the overlap as an edge for air guidance. The edges for guiding air as a molding act as reinforcement and increase the stiffness and torsion of the helmet layer.

[0014] Las aristas para guiado de aire se pueden utilizar en todos los tipos de casco con una capa exterior elipsoidal lisa y cerrada sin arista de rotura. [0014] The air guiding edges can be used in all types of hulls with a smooth and closed ellipsoidal outer layer without breakage.

[0015] Los abombamientos o las ranuras tienen una profundidad o altura de 2 mm a 8 mm y una anchura de 2 mm a 14 mm. Resultan ventajosas las profundidades o alturas entre 3 mm y 5 mm y una anchura entre 5 mm y 10 mm. [0015] The bulges or grooves have a depth or height of 2 mm to 8 mm and a width of 2 mm to 14 mm. The depths or heights between 3 mm and 5 mm and a width between 5 mm and 10 mm are advantageous.

[0016] Sorprendentemente, los ensayos en el túnel de viento demostraron que los cascos deportivos con las aristas para guiado de aire según la invención presentaban un valor cw claramente reducido. Por ejemplo, un casco con un abombamiento con sección transversal semicircular con una altura de 5 mm como arista para guiado de aire alcanzó un valor cw = 0,19-0,21 con un ángulo de afluencia de corriente  = 43º. En cambio, cascos sin las aristas para guiado de aire según la invención presentaban un valor cw = 0,26 - 0,31. [0016] Surprisingly, tests in the wind tunnel showed that sports helmets with air-guided edges according to the invention had a clearly reduced cw value. For example, a helmet with a semicircular cross section with a height of 5 mm as an edge for air guidance reached a value cw = 0.19-0.21 with a current flow angle  = 43 °. On the other hand, helmets without the air guide edges according to the invention had a value cw = 0.26-0.31.

[0017] A continuación se explican dos formas de realización preferentes con referencia a figuras. En éstas: [0017] Two preferred embodiments are explained below with reference to figures. In these:

--: la figura 1 muestra una vista frontal del casco deportivo; Figure 1 shows a front view of the sports helmet;

--: la figura 2 muestra una vista desde arriba del casco deportivo; Figure 2 shows a top view of the sports helmet;

--: la figura 3 muestra una vista lateral del casco deportivo; Figure 3 shows a side view of the sports helmet;

--: la figura 4 muestra una representación en sección de una arista para guiado de aire con burlete; y Figure 4 shows a sectional representation of an edge for air guidance with weatherstripping; Y

--: la figura 5 muestra una representación en sección de una arista para guiado de aire sin burlete. Figure 5 shows a sectional representation of an edge for air guidance without weatherstripping.

[0018] El casco deportivo mostrado en la figura 1 tiene una capa de casco exterior 1 de carbono monocasco y una capa de casco interior 2 de un material amortiguador disipador de energía. La abertura de visión del casco tiene un borde superior 5. En el área del casco que cubre las orejas del usuario se encuentran unas aberturas acústicas 4. En la parte trasera, el casco termina en el extremo cervical 6. El casco tiene dos aristas para guiado de aire 3a, 3b por encima del borde superior 5 de la abertura de visión. Las aristas para guiado de aire 3a, 3b comienzan cerca del borde superior 5 del área de visión, aproximadamente por encima de los ojos del usuario, y se extienden desde la parte delantera a la trasera terminando a poca distancia por encima del extremo cervical 6 del casco. [0018] The sports helmet shown in Figure 1 has an outer helmet layer 1 of monocoque carbon and an inner helmet layer 2 of an energy dissipating damping material. The helmet's viewing opening has an upper edge 5. In the area of the helmet that covers the user's ears there are acoustic openings 4. In the back, the helmet ends at the cervical end 6. The helmet has two edges for air guidance 3a, 3b above the upper edge 5 of the viewing opening. The air guidance edges 3a, 3b begin near the upper edge 5 of the viewing area, approximately above the user's eyes, and extend from the front to the rear ending a short distance above the cervical end 6 of the helmet.

[0019] La figura 2 muestra una vista desde arriba del casco e ilustra la disposición de las aristas para guiado de aire 3a, 3b. [0019] Figure 2 shows a top view of the hull and illustrates the arrangement of the air guidance edges 3a, 3b.

[0020] La figura 3 muestra una vista lateral del casco. En esta vista se puede observar la disposición de las aristas para guiado de aire 3a, 3b en la zona posterior del casco. [0020] Figure 3 shows a side view of the helmet. In this view, the arrangement of the air guidance edges 3a, 3b in the rear area of the hull can be observed.

[0021] La figura 4 muestra una representación en sección de una ranura como arista para guiado de aire con un burlete 7. El burlete 7 tiene una lengüeta 8 con la que está anclado en la capa de casco exterior. La sección transversal circular exterior del burlete tiene un diámetro de 3 mm. La colocación de los burletes tiene lugar durante el montaje de la capa de casco exterior, antes de la unión de la capa exterior y la capa de casco interior, de modo que los burletes se fijan junto con la unión de la capa exterior y la capa de casco interior. [0021] Figure 4 shows a sectional representation of a groove as an air guiding edge with a weatherstrip 7. The weatherstrip 7 has a tongue 8 with which it is anchored in the outer hull layer. The outer circular cross-section of the weatherstrip has a diameter of 3 mm. The placement of the gaskets takes place during the assembly of the outer helmet layer, before the union of the outer layer and the inner helmet layer, so that the weather strips are fixed together with the union of the outer layer and the layer of inner helmet.

[0022] Como forma de realización alternativa, la figura 5 muestra una ranura de 3 mm como arista para guiado de aire sin burlete. [0022] As an alternative embodiment, Figure 5 shows a 3 mm groove as an edge for guiding air without a weatherstrip.

Lista de símbolos de referencia List of reference symbols

[0023] [0023]

1 Capa de casco exterior 1 outer shell

2 Capa de casco interior 2 inner helmet layer

3, 3a, 3bArista para guiado de aire 8 Lengüeta 9 Dirección de la corriente de aire  Ángulo de afluencia de la corriente de aire 3, 3a, 3b Air guiding glass 8 Tab 9 Direction of air flow  Air flow influx angle

4 4: Aberturas acústicas Acoustic openings

5 5: Borde superior de la abertura de visión Top edge of the viewing aperture

6 6: Extremo cervical Cervical end

7 7: Burlete Weatherstripping

REFERENCES CITED IN THE DESCRIPTION

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto. The list of references cited by the applicant is only for the utility of the reader, not being part of the European patent documents. Even when references have been carefully collected, errors or omissions cannot be excluded and the EPO disclaims all responsibility in this regard.

Documentos de patente citados en la descripción Patent documents cited in the description

• •: DD 253759 A1 [0004] • DE 20215102 U1 [0006] DD 253759 A1 [0004] • DE 20215102 U1 [0006]

• •: DE 3320301 C1 [0005] • WO 0152676 A1 [0007] DE 3320301 C1 [0005] • WO 0152676 A1 [0007]

Claims

1. Sports helmet with an outer helmet layer (1) and an inner helmet layer (2), with at least one edge for air guidance (3, 3a, 3b) extending from the front of the helmet above from the user's eye area, directly next to the upper edge (5) of the helmet's viewing opening or a short distance above

5 said edge, along the surface of the outer helmet layer (1) in the direction of the air flow (9), and ends at the bottom rear part of the helmet at the cervical end (6) or within walking distance above it, approximately with the same mutual separation as in the front area of the helmet.

2. Sports helmet according to claim 1, characterized in that the air guiding edges (3, 3a, 3b) are

configured as a groove or bulge with a depth or height of 3 mm to 5 mm and a width of 5 10 mm to 10 mm.

3. 3.: Casco deportivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las aristas para guiado de aire (3, 3a, 3b) presentan una geometría de sección transversal redonda, elíptica, triangular o cuadrangular. Sports helmet according to one of the preceding claims, characterized in that the air guiding edges (3, 3a, 3b) have a round, elliptical, triangular or quadrangular cross-sectional geometry.

4. Four.: Casco deportivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las aristas para guiado de aire (3, 3a, 3b) presentan un burlete (7). Sports helmet according to one of the preceding claims, characterized in that the air guiding edges (3, 3a, 3b) have a weatherstrip (7).

Sports helmet according to one of the preceding claims, characterized in that, for an outer layer (1) based on several pieces, the air guiding edges (3, 3a, 3b) are formed at the junction places of the individual pieces of the outer layer (1).

6. Outer layer (1) of one or several pieces of a sports helmet, characterized in that the outer layer (1) has edges for air guidance (3, 3a, 3b) that extend from the front over the area of the

20 eyes of the user, directly next to the upper edge (5) of the helmet's viewing opening or a short distance above said edge, along the surface of the outer layer (1) in the direction of the air flow (9), and ends at the lower back of the helmet at the cervical end (6) or a short distance above it, approximately with the same mutual separation as in the front area of the helmet.