DE2437057B2 - Schutzhelm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzhelm mit einer an der Helminnenwand angeordneten, aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzten Einlage, welche durch bleibende Verformung energieabsorbierendes Material aufweisen.

Ein solcher Schutzhelm läßt sich in vielfach unterschiedlicher Ausgestaltung als bekannt entnehmen, beispielsweise der US-PS 32 08 080, den DT-OS 33 215 und 16 60 722 sowie der GB-PS 9 45 412.

Bei der US-PS 32 08 080 besieht die Einlage aus einer Vielzahl zueinander separierter Abschnitte eines energieabsorbierenden Materials, weiches beispielsweise aus nicht elastischem Polyurethanschaum, aus pflanzlichen Fasern oder aus eindrückbaren Papiererzeugnissen bestehen kann. Diese Abschnitte oder Einzelteile sind an der Helminnenwand befestigt; sie können von weiteren durchlaufenden Schichten abgedeckt sein, wobei darüber hinaus an diesen Abschnitten oder Teilsegmenten äußere, sich schupperiartig überlappende Flächensegmente befestigt sind, die aus einem härteren Material bestehen und dazu bestimmt sind, durchdringende Schlageinwirkungen aufzufangen. Der Grund für diese starke Segmentierung und die nur sehr lockere Verbindung der Schutzhelmeinzelteile ist darin zu sehen, daß der Schutzhelm sich bei Nichtgebraucht auf engstem Raum zusammenlegen lassen soll. Als Nachteil einer solchen vereinfachten Lagerfähigkeit ergibt sich jedoch der Umstand, daß jedes der Einzelteile im wesentlichen bei dem Auffangen einer Schlageinwirkung auf sich selbst gestellt ist und sich keine Gesamtvvirkung der Sciiutzhelmeinlage ergeben kann.

In ähnlicher Weise wirkt sich das System des aus der DT-OS 21 31 215 bekannten, aus mehreren Schichten bestehenden starren Schutzhelms aus; eine äußere Schicht ist durchlaufend als steifes Schalenmaterial ausgebildet und steht mit zwei weiteren inneren Schalcnscnichten über Zwischenschichten eines energieabsorbicrenden Materials in Verbindung. Dabei isi entweder die äußerste oder die mittlere Schalenschicht segmentiert ausgebildet, so daß sich eine Schlageinsvirkung r.uf une größere Flache des energieabsorbierenden Schaumaterials auswirkt. Auch hier ist beim Auffangen einer Schlageinwirkurig nur ein begrenzter, wenn auch schon vergrößerter Teil des Schutzhelms beteiligt, die anderen, benachbarten Segmente tragen nicht zur Minderung oder Absorption der Schlageinwirkung bei, so daß diese lokalisiert bleibt und lokalisiert aufgefangen werden muß, soweit dies möglich ist.

Bekannt ist auch die Verwendung bienenwabenartiger Gitterstrukturen, die zwischen verschiedenen Schichtlagen eines Schutzhelms angeordnet und so ausgebildet sind, daß so viel wie möglich der auftreffenden Schlagenergie zum Schutz des Kopfes des Trägers absorbiert werden soll. Aber auch die bienenwabenartigen Schutz- und Ausfütterungssysteme sind in einem starren Gesamtsystem verankert und benachbarte Teilbereiche der F.inlagenteile können nur so weit zur Schlagabsorption herangezogen werden, wie sie unmittelbar einer entsprechenden Einwirkung ausgesetzt sind Dies wird besonders deutlich beim Schutzhelmaufbau der DT-OS 16 60 722, der zwar außerordentlich dickwandig und daher auch schwergewichtig aufgebaut ist, bei dem andererseits aber Schlageinwirkungen ebenfalls nur lokalisiert von dem unmittelbar betroffenen Bereichen in ihrer Energie abgebaut werden können, ohne daß die Möglichkeit besteht, zu einem Energieabbau Schützhelmbereiche hei anzuziehen, die entfernt zum Ort der Schlageinwirkungliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schutzhelm zu schaffen, der so aufgebaut ist, daß unter einer Schlageinwirkung breite Helmbereiche zur Energieabsorption herangezogen werden können, auch solche, die sich weit vom Ort der Einwirkung befinden, so daß es gelingt, einen minimalen Raum einnehmenden, leichtgewichtigen Schutzhelm herzustellen, der dennoch eine maximale Energieabsorption sicherstellt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch I angegebene Erfindung gelöst.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Schutzhelms ist darin zu sehen, daß die innerhalb der Umhüllung angeordneten Röhrchen gegeneinander frei beweglich sind und daher eine Schlageinwirkung sich von einem Röhrchen auf samtliche andere fortpflanzt

und daher sämtliche Röhrchen der kombinierten Druck- und Biegeeinwirkung des Schlages ausgeseift sind, der auf diese Weise optimal und mit maximaler Energieabsorption aufgefangen werden kann. Zusätzlich zu dieser Übertragung einwirkender Kräfte durch die frei in Schichtungen übereinander und nebeneinanderlieg.-nden Röhrchen kommen noch die Kräfte, die für die Verschiebung der Röhrchen aufzuwenden sind, und die zu überwindenden Reibungskräfte.

Da darüber hinaus die beliebigsten Kombinationen von innerem und äuflerem Durchmesser, Materialeigenschaften und Größenabmessungen der Röhrchen möglich sind, gelingt es, insbesondere bei zylindrischer Form der Röhrchen, einen Schutzhelm zu schaffen, der pro F.inheitsgewicht der Ausfütterung eine maximale Energieabsorption sicherstellt. Eine Schlageinwirkung, die sich auf ein einziges der Röhrchen auswirkt, wird so auf sämtliche, die Ausfütterung bildenden Röhrchen übertragen.

Zusammengefaßt besieht die Erfindung entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel somit dann, daß im Inneren eines Schutzhelms cmc schalenförmige Einlage angeordnet ist. die aus einer Vielzahl von Stapeln oder Schichtungen steifer, jedoch deformierbarer Röhrchen gebildet ist, wobei die Röhrchen in jedem Stapel so angeordnet sind, daß sie in übereinanderliegenden Reihen verlaufen. Die Röhrchen jeder Reihe sind dabei parallel zueinander und zu den Röhrchen unmittelbar angrenzender Reihen versetzt angeordnet, so daß bei zylindrischen Röhrchen ein fester Verbund geschaffen wird, bei dem jcd?"¹ F'P/elrohrchen sechs weitere Röhrchen benachbart sind, leder so gebildete Röhrchenstapel oder jede solche Schichtung ist von einer flexiblen Umhüllung umgeben, die eingehüllten Röhrchenstapel sind dann zur Bildung der Gesamteinhiiic zusammengesetzt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise eines Ausfü'm ungsbeiapicls der Erfindung an Hand der Zeichnung im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. I eine Ansicht von unten auf einen Schutzhelm mit entsprechend ausgebildeter Einlage.

! in kombinierter Darstellung eine Seitenansicht

und eine vertikale Schnittdarstellung entlang der L ,.

Ii-Il der F ig. 1,

Fig. 3 zeigt in vergrößerter Perspckiivdarsiellung eines der die Einlage bildenden Segmente mit teilweise weggebrochenen Teilen und

Fig. 4 zeigt in einer Ausschnittsdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel mit anders gestalteten Segmenten oder Schichtungen, wobei ebenfalls zui Darstellung der Röhrchen Teile weggebrochen sind.

In den Fig.! bis 3 der Zeichnungen ist ein Schutzhelm 1 in üblicher Form dargestellt, der eine energieabsorbierende Ausfütterung oder Einlage enthält, die mittels eines Klebstoffes an ihrem Platz gehalten sein kann oder mit Hilfe einer inneren Ausfütterung, die innen der energieabsorbierenden Einlage angepaßt ist und an dem Schutzhelm befestigt ist. Die Art, wie die Einlage an ihrem Platz gehalten wird, ist jedoch nicht Teil vorliegender Erfindung. Die Einlage selbst ist gebildet von einer Vielzahl von Einzelteilen 2 in Form sich nach oben verjüngender Segmente oder Säulenieile, die sich nach oben und innen aufeinander zu krümmen. Die oberen Enden der Segmente treffen sich jedoch nicht an einem zentralen Pnnift «indem bilden die Wand einer zentralen polygonalen Öffnung, die von einem Mitteleinsatz 3 ausgefüll· isi. Dieser Mitteleinsatz und sämtliche Segmente herum sind miteinander und mit dem Mitteleinsatz zur Bildung der Einlage aneinander befestigt, beispielsweise mittels Klebstoff verklebt.

Wie am besten der Fig. 3 entnommen werden kann, ist jedes der sich nach oben verjüngenden Segmente in der Hauptsache aus einem Stapel steifer Rohre oder Röhrchen 4 gebildet, die zueinander mittels einer Ό umgebenden dünnen Umhüllung 5 in der richtigen Beziehung gehalten werden; diese Umhüllung kann aus einem Kunststoff gebildet sein. Die Röhrchen in jedem der Stapel sind in übereinander angeordneten Reihen oder Schichten angeordnet, wobei die Röhrchen jeder '5 Röhrchenschicht parallel liegen und bevorzugt größtenteils mit Bezug auf die Röhrchen in angrenzenden Schichten versetzt angeordnet sind. Die Röhrchen sind bevorzugt geradlinig ausgebildet mit einer maximalen Länge zwischen 3, 8 und 5,1 cm bei einem sich als zufriedenstellend tierausgestelltem, äußeren Durchmesser zwischen O.Ib und 0,64 cm. Obwohl die Querschnittsform der Röhrchen polygonal sein kann, ist ihr Einbau und ihre Funktion besser, wenn sie zylindrisch ausgebildet sind.

Die Röhrchen sind aus einem Material hergestellt, welches bei Druckeinwirkung über einen bestimmten Wert permanent deformiert wird. Die Röhrchen dürfen nicht in ihre ursprüngliche Form zurückspringen, wenn die Druckeinwirkung nachläßt. Die zur Deformicrung der Röhrchen erforderliche Energie wird somit absorbiert und nicht auf den Kopf des Trägers übertragen. Die Röhrchen können aus Metall sein, welches sich verbiegt, wenn sie gequetscht oder zusammengedrückt werden,.sie können aber auch aus schwerem Papier oder aus einem anderem, zusammenpreßbarem Material hergestellt sein. Als bevorzugtes Material hat sich geschäumter Kunststoff erwiesen, beispielsweise Polystyrol oder Polyurethan. Diese Kunsisioffmaterialien absorbieren bei einer Preßeinw irkunjr Energie, wobei die Schaumzellenwände brechen. Sind die Röhrchenwände fest, wobei sie sich von den erwähnten zellularen Anordnungen unterscheiden, dann wird Energie durch das Zusammenfallen oder Kollabieren der Röhren absorbiert. Die Röhrchen können 4; sämtlich gegenüber einem Einbeulen oder Zusammendrücken den gleichen Widerstand erzeugen, sie können aber auch in einer solchen Weise hergestellt werden daß unterschiedliche Röhrchen unterschiedliche Druckeinwirkungen erforderlich machen, um zusammengedrückt zu werden. In diesem letzteren Fall sind die Röhrchen in den Stapeln so angeordnet, daß die an der Innenseite der Einlage befindlichen am leichtesten zusammenzudrücken sind, während es für den Rest der Röhrchen progressiv schwieriger wird, sich zu deformieren, dies verläuft dann von der Innenseite zur Außenseite der Einlage. Die unterschiedlichen Energieabsorptionseigenschaften unterschiedlicher Röhrchen kennen dadurch erlangt werden, daß man diese aus unterschiedlichen Materialien oder in unterschiedlichen Größen und Wanddicken herstellt. Der Druck oder die Belastung gegen die äußersten Röhrchen wird von diesen auf sämtliche benachbarten Röhrchen übertragen, wobei die aufgebrachte Schlag- oder Krafteinwirkung über einen großen Bereich der Einlage oder der <\s Ausfütterung verteilt und als Verlustleistung verbraucht wird. Es ergibt sich auch eine gewisse Bewegung der Röhrchen gegeneinander, was Reibung erzeugt und gleichfalls etwas Energie absorbiert.

Wie in F i g. 2 gezeigt, ist der Mittelemsaiz 3 im Oberteil der Einlage in der gleichen Weise hergestellt wie die scgmeniartigen Ein/elteile 2. Das bedeutet, daß in einer umgebenden, polygonalen Hülle 8 gegeneinander versetzte Schichten von steifen verformbaren Röhrchen 7 gestapelt sind.

Anstelle daß die Einlage aus sich verjüngenden Segmenten hergestellt wird, die Seite an Seite miteinander verbunden werden, kann die Einlage auch in der Weise gebildet werden, wie dies in Γ i g. 4 angedeutet ist. d. h.. daß die Einzelteile 2 eine Vielzahl hexagonaler Komponenten 10 bilden, die m der Weise zueinander angeordnet und aneinander angepaßt sind, daß sie eine schalenförmige Einlage für den Schutzhelm bilden. |edes der hexagonalen Elemente verfügt über Seilenwände und parallele innere und äußere Wände, die bevorzugt aus einer dünnen KunstMoffumhüllung 11 gebildet sind. |ede Hülle enthält einen Stapel steifer deformierbarer Rohrchen 12. wie die soeben beschriebenen, die in übereinander gelagerten Schichten angeordnet sind, wobei die Röhrchen jeder Schicht parallel und mit Bezug auf angrenzende Schichten zu diesen versetzt angeordnet sind, so daß jede Rohre /v* ei darunterliegende Röhrchen kontaktiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schutzhelm mit einer an der Helminnenwand angeordneten, aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzten Einlage, welche durch bleibende -Verformung energieabsorbierendes Material aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Einzelteil (2,3,10) der Einlage eine Umhüllung (5, 8, 11) aufweist, in welcher das energieabsorbierende Material in Form von einer Vielzahl von >° zueinander und zur Helminnenwand parallel liegenden Rörchen (4, 12) angeordnet ist, die in mehreren Schichten übereinanderliegen.

2. Schutzhelm nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dali die Röhrchen (4, 12) geradlinig ausgebildet sind.

3. Schutzhelm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Röhrchen (4, 12) zwischen 3,8 und 5.1 cm bei einem äußeren Durchmesser von etwa 0,95 und einem inneren Durchmesser zwischen 0,16 bis 0,64 cm liegt.

4. Schutzhelm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrchen (4, 12) aus geschäumtem Kunststoff bestehen.

5. Schutzhelm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrchen (4, 12) zylindrisch sind.

6. Schutzhelm nach einem der Ansprüche i bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrchenschichten, ausgehend von der Innenseite der Einlage zu deren Außenseite einer Verformung zunehmend größeren Widerstand entgegengesetzten.

7. Schutzhelm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (2) der Einlage die Form von sich nach oben verjüngenden Segmenten haben, die sich nach innen und oben aufeinander zu krümmen, wobei die Röhrchen (4) in jedem Segment so angeordnet sind, daß sie sich im wesentlichen in Umfangsrichtung des Schutzhelms erstrecken.

8. Schutzhelm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (10) und die diese umgebenden Umhüllungen (ll)hexagonale Form haben.

9. Schutzhelm nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrchen (4, 12) jeder Schicht in Bezug auf die Röhrchen unmittelbar angrenzender Schichten versetzt angeordnet sind.