Es ist ja eigentlich keine neue Erkenntnis, dass eine fest angebrachte Action-Cam am Sporthelm sehr gefährlich sein kann. Beim Sturz im ungünstigen Winkel wird die gesamte Energie auf eine sehr kleine Fläche abgeleitet. Dabei entstandene Flächenbelastung übersteigt bei weitem die Materialfestigkeit des Helmes und führt zu dessen Versagen. Ein sehr kräftiger Hammerschlag auf einen Durchtreiberwerkzeug hat den gleichen Effekt auf den Schutzhelm. Trotzdem wird diese Befestigungsmethode noch sehr oft eingesetzt.
Beim Gleitschirmfliegen kann bereits im Flug die Gefahrensituation entstehen, indem sich die Leinen während einer Störung um die Kamera am Helm wickeln oder sich dort verheddern. In dieser Situation kann der Gleitsegel nicht wieder aufgehen und kann dadurch zu einem unkontrollierten Flugzustand mit unvorhergesehenem Ausgang führen. Mir wäre persönlich das Risiko für ein paar Videoaufnahmen einfach zu hoch. Aus diesem Grund habe ich nach alternativen Befestigungsmöglichkeiten geschaut und bis auf eine Klettverbindung nichts gefunden.
Relativ schnell entstand bei mir die Idee einer zweigeteilten Magnethalterung, welche sich bei bestimmter Belastung von Helm/Kopf selbstständig löst. Der Gleitsegel kann dadurch ungehindert aufmachen und wieder anfahren. Damit die teure Kamera nicht verloren geht, wird diese mit einem dünnen Gummizug am Helm oder Gurtzeug zusätzlich gesichert.
Weitere Anforderungen an die Magnet-Halterung waren:
Als Werkstoff kommt bei mir ein thermoplastischer Kunststoff „Polyethylenterephthalat“ zum Einsatz. Dieser Werkstoff kann unter der Bezeichnung PETG als Filament für 3D-Druck bezogen und relativ leicht verarbeitet werden. Das Material ist schwer entflammbar, hat eine hohe UV-Beständigkeit und bleibt bis 70 °C formstabil. Für diese Anwendung reicht es allemal. Alternativ kann auch der PLA Kunststoff "Polyactide" eingesetzt werden. Diese Kunststoffsorte lässt sich einfacher und günstiger drucken. Hier muss nur darauf geachtet werden, dass der PLA Kunststoff bereits bei 60° Celsius weich wird. Wird der Helm oder die GoPro Halterung bei sommerlichen Temperaturen im Auto liegen gelassen, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass diese beschädigt wird. Ansonsten funktioniert es genauso gut.
Als Fan von Hexagon-Geometrien habe ich mich für diese Grundform der Brackets entscheiden. Den sechskantigen Pyramidenstumpf habe ich sehr flach gestaltet, damit die Lösekraft bei eintretenden Querkräften niedrig bleibt, aber noch ausreichend Seitenführung besitzt, um bei normalen Turbulenzen die Kamera nicht zu verlieren.
Die kombinierte nominale Magnet-Anziehungskraft beträgt 33,4 N (ca. 3,4 kg). Das Magnetpaar weist konstruktionsbedingt dazwischen einen kleinen Spalt auf, sodass die tatsächliche Anziehungskraft dadurch geringer ausfällt. Zulässiger Spaltmaß beträgt zwischen 0,02mm und max. 0,10mm. In der Praxis ist die tatsächliche Anziehungs- und Haltekraft für die kleine Action-Cam absolut ausreichend.
Die Magnet-Halterung wurde von mir unter realen und turbulenten Flugbedingungen mit der GoPro Hero 4 Silver und der GoPro Hero 7 Black erfolgreich getestet und mehrmals optimiert.
Wer die Magnet-Helmhalterung nachbauen möchte, kann das gerne tun. Die Daten stehen für alle kostenlos zur Verfügung, solange die Verwendung keinen kommerziellen Hintergrund besitzt. Beim Nachbau und Gebrauch der Magnet-Kupplung liegt die Verantwortung bei Jedem selbst! Folgende Lizenz gilt beim Nachbau oder Modifizieren zu beachten:
Beim Gleitschirmfliegen kann bereits im Flug die Gefahrensituation entstehen, indem sich die Leinen während einer Störung um die Kamera am Helm wickeln oder sich dort verheddern. In dieser Situation kann der Gleitsegel nicht wieder aufgehen und kann dadurch zu einem unkontrollierten Flugzustand mit unvorhergesehenem Ausgang führen. Mir wäre persönlich das Risiko für ein paar Videoaufnahmen einfach zu hoch. Aus diesem Grund habe ich nach alternativen Befestigungsmöglichkeiten geschaut und bis auf eine Klettverbindung nichts gefunden.
- Helmbracket muss sehr flach sein und große Fläche besitzen, um eine hohe Kerbschlagzähigkeit des Helmes weiterhin zu gewährleisten
- Die Kamerahalterung muss bei geringen Querkräften sich vom Helm lösen. Beim Sturz muss die Magnet-Halterung sich relativ schnell vom Helm/Kopf lösen
- Die Konstruktion soll für FDM 3D-Druck optimiert sein
- Die Grundkonstruktion der Magnet-Halterung sollte auch mit anderen GoPro Generationen kompatible sein
- Ein externes Mikrofon für einen besseren Sound muss bei der Konstruktion berücksichtigt werden
- Die Flugbelastungen bis zu einer Beschleunigung von 4g in allen 3 Achsen muss die Halterung standhalten
- Die Kamerabefestigung muss verdrehsicher ausgeführt sein
- Eine Möglichkeit besitzen, die Kamera im Flug auch mit Handschuhen abzunehmen und wieder anzubringen z.B. zur Kontrolle von Batteriestand, Aufnahmezustand oder um einfach aus einer anderen Perspektive zu filmen
- Der eingesetzte Werkstoff muss gute UV-Stabilität besitzen
Dazugehöriges Video
Wer die Magnet-Helmhalterung nachbauen möchte, kann das gerne tun. Die Daten stehen für alle kostenlos zur Verfügung, solange die Verwendung keinen kommerziellen Hintergrund besitzt. Beim Nachbau und Gebrauch der Magnet-Kupplung liegt die Verantwortung bei Jedem selbst! Folgende Lizenz gilt beim Nachbau oder Modifizieren zu beachten: