EP2465369A1 - Aufprallschutz, Schutzanzug mit Aufprallschutz und Verwendung eines Schichtmaterials für einen Aufprallschutz - Google Patents
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- EP2465369A1 EP2465369A1 EP10015820A EP10015820A EP2465369A1 EP 2465369 A1 EP2465369 A1 EP 2465369A1 EP 10015820 A EP10015820 A EP 10015820A EP 10015820 A EP10015820 A EP 10015820A EP 2465369 A1 EP2465369 A1 EP 2465369A1
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Definitions
- the invention relates to an impact protection for a protective suit with the features according to the preamble of claim 1, a protective suit with an impact protection and the use of a layer material for such impact protection.
- the invention has the object of developing a generic impact protection such that an improved damping effect is achieved in particular in the impact of small and pointed objects in conjunction with high comfort.
- the invention is also based on the object of specifying a protective suit, in particular for work with hand-held implements, whose protective effect and wearing comfort is improved.
- the impact protection comprises a multilayered layer material and has an outer side facing away from the user and an inner side facing the user.
- the layer material faces the outside outer layer of a fabric, facing the inside of an inner layer of a spacer knitted fabric and between the fabric and the spacer knitted fabric has a middle layer in the form of an adhesive layer.
- the fabric and the spacer knitted fabric are adhesively bonded to each other by means of the adhesive layer.
- the spacer knit is made breathable.
- the invention is based on the idea of distributing as nearly as possible a large area of kinetic energy introduced by punctiform, small impinging particles, thereby ensuring that the potential of energy absorption capacity of the selected base material is at least approximately completely exhausted.
- the total thickness of the impact protection can be reduced to a level which also produces a high wearing comfort, especially in warm ambient conditions, with a high damping effect.
- a spacer fabric As a damping layer, a spacer fabric is used, which is constructed by the usual mesh design sandwiched with two flat mesh structures as outer layers and transverse thereto in the thickness direction extending threads as a spacer and intermediate layer.
- the substantially vertical spacer threads have a high damping potential, which, however, can not be exploited by the use of the spacer knit itself.
- the soft and flexible mesh structures in their plane can not hold the vertical spacer threads in place. It comes on the one hand to a point load application and on the other hand to a lateral emigration or buckling of the vertical spacer threads.
- the spacer fabric as such is permeable to air due to its mesh construction and thus breathable. Even if a closed adhesive layer and / or a closed cover fabric is selected, the open mesh structure of the spacer fabric may suffice for air supply and drainage from the user's body because the open spacer fabric is on the user facing inside and due to its wear Thickness and structure provides for sufficient circulation at least in the plane of the layer material.
- a likewise permeable and breathable fabric is preferably used for the outer layer. The same applies to the selection of the adhesive layer, so that the layer material in advantageous Training through all its layers, so it is breathable in the thickness direction.
- the surface bonding between the fabric and the spacer fabric may be expedient to carry out the surface bonding between the fabric and the spacer fabric over the entire surface with a closed adhesive layer, wherein a vapor-permeable, breathable material is advantageously to be selected as the material for the adhesive layer.
- a vapor-permeable, breathable material is advantageously to be selected as the material for the adhesive layer.
- the full-surface bonding is achieved that the above-described, mutual support and distribution effect is given at any impact location.
- the woven fabric and the spacer knitted fabric are adhesively bonded to one another in a uniformly distributed grid by means of the adhesive layer.
- Such a grid can be designed point or net-shaped. With a sufficiently narrow pitch, the support and distribution effect is given with sufficient uniformity.
- the grid shape of the bond improves the vapor permeability and thus the breathability.
- the adhesive material does not necessarily have to be breathable per se, since the breathability alone is achieved by the grid-shaped adhesive bond. This results in a
- a fabric is preferably used as the outer cover layer, which in its plane is substantially rigid and yielding transversely thereto.
- tissue different materials can be considered.
- an embodiment has at least partially made of high-strength polyester, high-strength polyamide such as Cordura® or aramid such as Kevlar® proved to be useful.
- the materials used do not have to be sorted. Rather, it may be appropriate in particular when using synthetic fibers that the fabric also contains shares of natural fibers, especially cotton. By such blended fabric, the wearing comfort can be further improved. Overall, it is achieved that the tissue of his task described above is as stiff as possible in its plane and also robust.
- Thermoplastic synthetic fibers are preferably used to form the spacer fabric.
- a thermal deformation is also possible, by which the impact protection can be brought into a desired shape.
- at least one, and preferably a plurality of, suitably thermally pressed into the spacer knitted Flexibilmaschineskerben are provided, which allow the relatively stiff due to its thickness material to bend spatially and thereby adapt to the body of the user.
- the thickness of the spacer fabric is advantageously in a range of 4 mm to 10 mm inclusive, preferably in a range of 5 mm to 8 mm inclusive, and more preferably at least approximately 6 mm. It has been observed that, on the one hand, a high energy absorption capacity, even under difficult operating conditions, is ensured in the thickness ranges mentioned. On the other hand, freedom of movement of the user and breathability of the impact protection are not or not significantly impaired.
- the fabric and the adhesive layer advantageously together have a thickness that is not more than 10% of the thickness of the spacer fabric.
- the impact protection according to the invention can be used for various purposes.
- it includes a lower leg protection and in particular also a knee protector.
- This allows the use in protective suits in the region of the tibia and knee, where the impact probability is highest, especially of whirling stones.
- Fig. 1 shows a perspective view of a protective suit 2 according to the invention in the region of his trouser legs 12.
- the trouser legs 12 have knee regions 15 and lower leg regions 14.
- the pant legs 12 are provided with receiving pockets 13 for inserting a respective inventively designed impact protection 1 in the direction of an arrow 23.
- the impact protection 1 is here designed in a simple rectangular shape as a lower leg protection 9 for the protection of the tibial region, but can also be a more complex shape, for example Fig. 3 exhibit.
- the receiving pockets 13 extend only over the lower leg region 14, but can also extend into the knee regions 15 up to and including. It is likewise possible for separate receiving pockets 13 to be provided in the lower leg regions 14 and the knee regions 15. In addition, the impact protection 1 according to the invention can also be used elsewhere on the protective suit 2.
- the impact protection 1 has an outer side 4 facing away from the user and an inner side 5 facing the user.
- the outside 4 is dark and the inside 5 brightly marked in color, so that it is ensured that the impact protection 1 when inserted into the receiving pocket 13 actually facing away from the user with its outer side 4 and its inner side 5 facing the user Use comes.
- the outer side 4 faces any impinging foreign bodies such as whirled-up stones or the like.
- Fig. 2 shows a perspective schematic view of a section of an inventively designed multilayer sheet material 3 for the production of or for use for impact protection 1, as shown by way of example in the Fig. 1 . 3 and 4 is shown.
- the layer material according to the invention consists of at least three, here exactly three layers.
- the layer material 3 facing the outside 4 facing an outer layer of a fabric 6, the inside 5 facing an inner layer of a spacer knitted fabric 7 and between the fabric 6 and the spacer knitted fabric 7, a middle layer in the form of an adhesive layer 8.
- the fabric 6 and the knitted spacer fabric 7 are adhesively bonded to one another by means of the adhesive layer 8.
- the surface bonding is carried out in the embodiment shown in a narrow, evenly distributed grid, which is formed here by way of example by closely spaced adhesive dots. But it can also be a net or line-shaped grid of the adhesive layer 8 may be provided.
- the outer surface 4 facing fabric 6 is substantially rigid in its plane and when loaded transversely thereto, so in the thickness direction of the layer material 3 due to its bending softness yielding.
- the fabric 6 depends on its comparatively high rigidity in its plane, for which purpose this rigidity is significantly higher than the stiffness of the spacer fabric 7 or its cover-like mesh structures 16 described below in the same plane, preferably at least which is ten times that amount.
- the fabric 6 is at least partially made of high-strength, interwoven yarns, including preferably high-strength polyester, high-strength polyamide such as Cordura ® or aramid such as Kevlar ® is used. The chosen materials can be sorted.
- the fabric 6 may also contain portions of natural fibers, especially cotton. In the illustrated embodiment, a blended fabric is selected from 65% polyester and 35% cotton. However, other mixing ratios may be appropriate.
- the spacer fabric 7 is a coherent, sandwiched and knitted mesh structure with two covering layer-like, lying flat in the plane of the spacer fabric 7 mesh structures 16 and intermediate spacer threads 17th
- the spacer threads 17 extend substantially in the thickness direction of the spacer fabric 7 between the two cover-layer-like mesh structures 16 and are forfeited with the mesh structures 16.
- a uniform textile fabric is formed with a significantly greater thickness compared to the fabric 6.
- the spacer fabric 7 is relatively rigid.
- the outer mesh structure 16 is elastically resiliently embedded in the thickness direction with respect to the inner mesh structure 16 adjoining the inner side 5 by means of the spacer threads 17.
- the spacer fabric 7 is per se permeable to air and moisture and thus breathable.
- a woven structure and equipment is advantageously selected, which also allows a vapor and air permeability, which also the fabric 6 is breathable.
- the layer material 3 is breathable throughout all its layers.
- Fig. 3 shows a schematic plan view of an alternative embodiment of the impact protection 1, which is shown from its inner side 5 from.
- the impact protection 1 shown here comprises, in addition to a lower leg protection 9, in particular for the shins of the user, also a knee protection 10, for which purpose the receiving pockets 13 may then be provided Fig. 1 be adapted in a corresponding manner.
- the impact protection 1 is as shown Fig. 3 provided with at least one, here several intersecting flexibilizing notches 11. Due to the large thickness of the spacer knitted fabric 7 (FIG. Fig. 2 ) rigid sheet material 3 (FIG. Fig. 2 ) can be folded or folded over at least along the flexibilizing notches 11 and thereby adapted to the body of the user.
- cutouts 18 are arranged on both sides between the lower leg protection 9 and the knee protection 10, so that the user can bend his knee without being impeded by the impact protection 1.
- Fig. 4 shows a schematic cross-sectional view of the impact protection 1 after Fig. 3 , Accordingly, here as an alternative to the embodiment according to Fig. 2 a full-surface, continuous adhesive layer 8 is provided.
- the adhesive layer 8 may be impermeable to air and moisture.
- a material of the adhesive layer 8 is selected, which is permeable to air and vapor even without grid structure and thus breathable.
- the spacer fabric 7 is formed of thermoplastic fibers. These allow a thermoplastic deformation such that the flexibilizing notches are thermally pressed in, starting from the inner side 5 in the direction of the outer side 4 as far as the adhesive layer 8. In fact, however, the flexibilizing notches 11 do not pass completely through the spacer knitted fabric 7 in the thickness direction, but instead leave the stitched structure 16 (FIG. 16) facing the adhesive layer 8 or the outer fabric 6 (FIG. Fig. 2 ) undisturbed.
- the spacer fabric 7 has a thickness D ranging from 4 mm to 10 mm inclusive, suitably ranging from 5 mm to 8 mm inclusive, and at least approximately 6 mm in the preferred embodiment shown.
- the fabric 6 and the adhesive layer 8 are considerably thinner.
- the fabric 6 and the adhesive layer 8 together have a thickness d which is not more than 10% of the thickness of the spacer fabric 7.
- the embodiments according to the Fig. 1, 2 and 3, 4 in their further features and reference numerals. However, distinguishing features of one embodiment can also be realized in the other embodiment.
- FIGS. 5 and 6 To illustrate the problem in the impact of a foreign body 19 is in the perspective schema representation after Fig. 5 an impact protection 1 or a layer material 3 is shown, in which no adhesive layer 8 is arranged between the fabric 6 and the spacer knitted fabric 7.
- FIGS. 5 and 6 still a schematic cross-sectional view of this arrangement when impact of the foreign body 19 is shown. From the synopsis of FIGS. 5 and 6 shows that the impinging in the direction of an arrow 20 on the outside of the 4 facing fabric 6 foreign body 19 is almost point-deep into the spacer fabric 7.
- both layers can slip against one another in the direction of arrows 21, whereby the inherently high rigidity of the fabric 6 in its plane does not come into play. There is no significant load distribution.
- the spacer threads 17 extending in the thickness direction between the mesh structures 16 are not supported in the lateral direction and may buckle laterally. In the immediate vicinity of the impact point of the foreign body 19, the spacer threads 17 buckle, so that the foreign body 19 penetrates through the entire thickness of the impact protection 1, without its impact energy being dampened to the desired extent.
- FIGS. 7 and 8 The situation with a bond between the fabric 6 and the spacer knitted fabric 7 by means of the adhesive layer 8 looks different, as shown in FIGS FIGS. 7 and 8 is shown.
- the representation after Fig. 7 corresponds to the illustration Fig. 5 while the presentation is after Fig. 8 according to the illustration Fig. 6 corresponds, but the conditions are significantly different due to the effect of the adhesive layer 8.
- FIGS. 7 and 8 From the synopsis of FIGS. 7 and 8 shows that the impact energy of the foreign body 19 is distributed according to arrows 22 radially to the impact point in the plane of the impact protection 1 and the layer material 3. Because there is no relative movement between the spacer fabric 7 and the fabric 6 is possible in particular in the plane of the layer material 3, comes here in comparison to the spacer knitted fabric 7 high rigidity of the fabric 6 in its plane to the effect.
- the impact energy of the foreign body 19, which is applied almost point-like on the outside 4 is distributed according to the arrows 22 to a surface which is considerably larger relative to the spatial extent of the foreign body 19.
- Fig. 8 It can be seen that the tissue 6 with a compared to Fig.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Aufprallschutz für einen Schutzanzug mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Schutzanzug mit einem Aufprallschutz sowie die Verwendung eines Schichtmaterials für einen solchen Aufprallschutz.
- Beim Betrieb von handgeführten Arbeitsgeräten wie Freischneidern oder dergleichen können Partikel wie Holzspäne, Steine oder dergleichen aufgewirbelt werden und gegen den Benutzer des Arbeitsgerätes prallen. Aus Sicherheitsgründen trägt der Benutzer deshalb Schutzkleidung mit Helm, Visier, Handschuhen und Schutzanzug, die für die nötige Sicherheit sorgen.
- Unter bestimmten Einsatzbedingungen beispielsweise bei steinigem Untergrund, wie dies häufig insbesondere in Südeuropa zu beobachten ist, werden vermehrt harte Partikel wie kleine Steine oder dergleichen vom Boden aufgewirbelt, die dann vornehmlich gegen die Unterschenkel des Benutzers prallen können. Der hierbei üblicherweise getragene Schutzanzug federt den Aufprall zwar ab, wobei jedoch dessen Auffangwirkung insbesondere bei sehr steiniger Umgebung nicht immer zufriedenstellend ist.
- Für eine Verbesserung der Aufpralldämpfung sind Aufprallschutzmaterialien mit quer zu ihrer Ebene nachgiebigen Dämpfungslagen bekannt. Bei den vorbekannten Ausführungen besteht eines der Probleme darin, dass kleine und harte auftreffende Partikel eine im Wesentlichen punktförmige Last in das Schutzmaterial einbringen. Die Aufprallenergie muss in einem räumlich sehr beengten Bereich aufgefangen und weggedämpft werden, weshalb für eine hinreichende Dämpfungswirkung einerseits eine erhebliche Schichtstärke und andererseits eine massive, schwere Ausgestaltung der Dämpfungsschicht erforderlich ist. Dies führt zur Beeinträchtigung der freien Beweglichkeit des Benutzers und behindert auch die Zirkulation von Luft zur Schweißabfuhr insbesondere unter warmen Umgebungsbedingungen. Ein entsprechend dünner ausgestalteter Aufprallschutz hat aber nicht die erforderliche Dämpfungswirkung.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Aufprallschutz derart weiterzubilden, dass eine verbesserte Dämpfungswirkung insbesondere beim Aufprall von kleinen und spitzen Gegenständen in Verbindung mit hohem Tragekomfort erzielt ist.
- Diese Aufgabe wird durch einen Aufprallschutz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, einen Schutzanzug insbesondere für Arbeiten mit handgeführten Arbeitsgeräten anzugeben, dessen Schutzwirkung und Tragekomfort verbessert ist.
- Diese Aufgabe wird durch einen Schutzanzug mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
- Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Verwendung eines mehrschichtigen Schichtmaterials für einen wirkungsvollen Aufprallschutz anzugeben.
- Diese Aufgabe wird durch die Verwendung eines Schichtmaterials mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
- Der Aufprallschutz umfasst ein mehrschichtiges Schichtmaterial und weist eine dem Benutzer abgewandte Außenseite und eine dem Benutzer zugewandte Innenseite auf. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schichtmaterial der Außenseite zugewandt eine äußere Schicht aus einem Gewebe, der Innenseite zugewandt eine innere Schicht aus einem Abstandsgewirke und zwischen dem Gewebe und dem Abstandsgewirke eine mittlere Schicht in Form einer Klebeschicht aufweist. Das Gewebe und das Abstandsgewirke sind mittels der Klebeschicht flächig miteinander verklebt. Das Abstandsgewirke ist atmungsaktiv ausgebildet.
- Die Erfindung basiert auf der Überlegung, die von kleinen, harten auftreffenden Partikeln nahezu punktförmig eingebrachte Bewegungsenergie möglichst großflächig zu verteilen und dabei sicherzustellen, dass das Potenzial an Energieaufnahmevermögen des gewählten Grundmaterials zumindest näherungsweise vollständig ausgeschöpft wird. Im Ergebnis kann dadurch bei hoher Dämpfungswirkung die Gesamtdicke des Aufprallschutzes auf ein Maß reduziert werden, welches bei hoher Dämpfungswirkung auch einen hohen Tragekomfort insbesondere bei warmen Umgebungsbedingungen erzeugt.
- Als Dämpfungsschicht kommt ein Abstandsgewirke zum Einsatz, welches durch die übliche Maschengestaltung sandwichartig mit zwei flächigen Maschenstrukturen als Deckschichten und quer dazu in Dickenrichtung verlaufenden Fäden als Abstandshalter und Zwischenschicht aufgebaut ist. Nach der Erfindung wurde erkannt, dass die im Wesentlichen vertikalen Abstandsfäden zwar ein hohes Dämpfungspotenzial aufweisen, welches aber durch den Einsatz des Abstandsgewirkes für sich genommen nicht ausgenutzt werden kann. Beim Aufprall kleiner und spitzer Gegenstände wie Steine oder dergleichen können die in ihrer Ebene weichen und nachgiebigen Maschenstrukturen die vertikalen Abstandsfäden nicht an Ort und Stelle halten. Es kommt einerseits zu einer punktförmigen Lasteinleitung und andererseits zu einem seitlichen Auswandern bzw. Wegknicken der vertikalen Abstandsfäden.
- Letzteres wird auch nicht allein durch das Aufbringen einer äußeren Deckschicht in Form eines Gewebes verhindert, da ohne weitere Maßnahmen eine Relativbewegung zwischen der äußeren Gewebeschicht und der angrenzenden deckschichtartigen Maschenstruktur des Abstandsgewirkes möglich ist. Vielmehr wird die gewünschte Wirkung erst durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erreicht, indem das Gewebe und das Abstandsgewirke mittels der Klebeschicht flächig miteinander verklebt sind. Hierbei werden mehrere, sich gegenseitig ergänzende Effekte ausgenutzt:
- Die äußere Deckschicht in Form des Gewebes ist im Vergleich zur deckschichtartigen Maschenstruktur des Abstandsgewirkes in seiner Ebene viel steifer. Diese in der Ebene wirkende Steifigkeit kommt beim Aufprall kleiner und spitzer Gegenstände dadurch zum Tragen, dass eine flächige Verklebung mit dem Abstandsgewirke hergestellt ist. Ein gegenseitiges Verrutschen von Gewebe und Abstandsgewirke ist insbesondere in demjenigen Bereich verhindert, in dem sich das darunter liegende Abstandsgewirke infolge des Aufpralles nachgiebig verformt. Infolge der Verklebung wird die in Dickenrichtung wirkende Verformung in einen Spannungsaufbau umgesetzt, der in der Ebene des vergleichsweise steifen Gewebes wirkt und dadurch zu einer flächigen Verteilung der punktförmig eingetragenen Aufprallenergie in einen vergleichsweise großen flächigen Abschnitt des Aufprallschutzes führt. Gleichzeitig verhindert die Verklebung zwischen Abstandsgewirke und Gewebe, dass die im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Aufprallschutzes angeordneten Abstandsfäden seitlich auswandern. Vielmehr werden sie gezwungen, an Ort und Stelle zu verbleiben, wodurch ihr Potenzial an Energieaufnahmevermögen vollständig ausgenutzt wird. Zusammengefasst wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau einerseits eine flächige Verteilung der punktförmig aufgetragenen Aufprallenergie erzeugt und andererseits sichergestellt, dass in diesem flächenverteilten Bereich die Energie auch von den vertikal angeordneten Abstandsfäden vollständig aufgenommen werden kann.
- Das Abstandsgewirke als solches ist aufgrund seines Maschenaufbaus luftdurchlässig und damit atmungsaktiv. Selbst wenn eine geschlossene Klebeschicht und/oder ein geschlossenes Deckgewebe gewählt wird, kann die offene Maschenstruktur des Abstandsgewirkes für eine Luftzufuhr zum und Schweiß- bzw. Wasserdampfabfuhr vom Körper des Benutzers ausreichen, da das offene Abstandsgewirke auf der dem Benutzer zugewandten Innenseite liegt und aufgrund seiner Dicke und Struktur für eine ausreichende Zirkulation zumindest in der Ebene des Schichtmaterials sorgt. Für die äußere Schicht kommt darüber hinaus bevorzugt ein ebenfalls durchlässiges und atmungsaktives Gewebe zum Einsatz. Das Gleiche gilt auch für die Auswahl der Klebeschicht, so dass das Schichtmaterial in vorteilhafter Weiterbildung durch sämtliche seiner Schichten hindurch, also auch in Dickenrichtung atmungsaktiv ist. Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Aufprallschutzes, durch einen mit einem solchen Aufprallschutz ausgestalteten Schutzanzug bzw. durch die Verwendung des Schichtmaterials mit dem vorgenannten Aufbau für einen solchen Aufprallschutz ein vergleichsweise dünnes Material mit hohem Energieaufnahmevermögen auch bei punktförmig eingetragener Aufprallenergie und mit gutem Tragekomfort erzielt.
- Es kann zweckmäßig sein, die flächige Verklebung zwischen dem Gewebe und dem Abstandsgewirke vollflächig mit einer geschlossenen Klebeschicht auszuführen, wobei als Material für die Klebeschicht vorteilhaft ein dampfdurchlässiges, atmungsaktives Material zu wählen ist. Durch die vollflächige Verklebung wird erreicht, dass die oben beschriebene, gegenseitige Stütz- und Verteilungswirkung an jedem beliebigen Aufprallort gegeben ist. In einer vorteilhaften Alternative sind das Gewebe und das Abstandsgewirke mittels der Klebeschicht flächig in einem gleichmäßig verteilten Raster miteinander verklebt. Ein solches Raster kann punkt- oder netzförmig ausgestaltet sein. Bei einem hinreichend engen Rastermaß ist die Stütz- und Verteilungswirkung mit hinreichender Gleichmäßigkeit gegeben. Gleichzeitig verbessert die Rasterform der Verklebung die Dampfdurchlässigkeit und damit die Atmungsaktivität. Im letzteren Fall muss das Klebematerial für sich genommen nicht zwingend atmungsaktiv sein, da die Atmungsaktivität allein schon durch die rasterförmige Verklebung erzielt wird. Hierdurch entsteht eine größere Freiheit bei der Auswahl des zu verwendenden Klebematerials.
- Nach obigen Ausführungen kommt bevorzugt als äußere Deckschicht ein Gewebe zum Einsatz, welches in seiner Ebene im Wesentlichen steif und quer dazu nachgiebig ist. Hierdurch gibt es eine eindeutige funktionale Trennung, demnach das Gewebe für die Lastverteilung in der Ebene des Aufprallschutzes und das Abstandsgewirke für die Energieaufnahme senkrecht dazu zuständig sind.
- Für das Gewebe kommen verschiedene Materialien in Betracht. Insbesondere hat sich eine Ausgestaltung zumindest teilweise aus hochfestem Polyester, aus hochfestem Polyamid wie beispielsweise Cordura® oder aus Aramid wie beispielsweise Kevlar® als zweckmäßig herausgestellt. Dabei müssen die zum Einsatz kommenden Materialien nicht sortenrein sein. Vielmehr kann es insbesondere beim Einsatz von Kunstfasern zweckmäßig sein, dass das Gewebe außerdem Anteile aus Naturfasern, insbesondere aus Baumwolle enthält. Durch derartige Mischgewebe lässt sich der Tragekomfort weiter verbessern. Insgesamt ist erreicht, dass das Gewebe seiner vorstehend beschriebenen Aufgabenstellung gemäß in seiner Ebene möglichst steif und außerdem robust ist.
- Zur Bildung des Abstandsgewirkes kommen bevorzugt thermoplastische Kunstfasern zum Einsatz. Neben hoher Widerstandsfähigkeit, Energieaufnahmevermögen und guter Langlebigkeit ist auch eine thermische Verformung möglich, durch die der Aufprallschutz in eine gewünschte Form gebracht werden kann. Insbesondere sind mindestens eine, und bevorzugte mehrere, zweckmäßig thermisch in das Abstandsgewirke eingepresste Flexibilisierungskerben vorgesehen, die es erlauben, das infolge seiner Dicke vergleichsweise steife Material räumlich zu krümmen und dadurch an den Körper des Benutzers anzupassen.
- Die Dicke des Abstandsgewirkes liegt vorteilhaft in einem Bereich von einschließlich 4 mm bis einschließlich 10 mm, bevorzugt in einem Bereich von einschließlich 5 mm bis einschließlich 8 mm, und beträgt insbesondere zumindest näherungsweise 6 mm. Es wurde beobachtet, dass bei den genannten Dickenbereichen einerseits ein hohes und auch unter schwierigen Einsatzbedingungen ausreichendes Energieaufnahmevermögen sichergestellt ist. Andererseits sind Bewegungsfreiheit des Benutzers und Atmungsaktivität des Aufprallschutzes nicht oder nicht wesentlich beeinträchtigt.
- Das Gewebe und die Klebeschicht weisen vorteilhaft zusammen eine Dicke auf, die nicht mehr als 10 % der Dicke des Abstandsgewirkes beträgt. Hierdurch wird das Energieaufnahmevermögen und die flächige Verteilung der punktförmig eingebrachten Energie bezogen auf Dicke und Gewicht des Aufprallschutzes optimiert.
- Der erfindungsgemäße Aufprallschutz kann für verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Bevorzugt umfasst er einen Unterschenkelschutz und insbesondere auch einen Knieschutz. Dies erlaubt den Einsatz in Schutzanzügen im Bereich von Schienbein und Knie, wo die Auftreffwahrscheinlichkeit insbesondere von aufgewirbelten Steinen am höchsten ist.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäß ausgeführten Schutzanzug mit teilweise eingestecktem, nach der Erfindung ausgeführten Aufprallschutz;
- Fig. 2
- in einer schematischen Darstellung einen Ausschnitt aus dem Schichtmaterial zur Herstellung des Aufprallschutzes nach
Fig. 1 mit Einzelheiten zu seinem Schichtaufbau; - Fig. 3
- in einer schematischen Draufsicht eine Variante des Aufprallschutzes nach
Fig. 1 mit Unterschenkel- und Knieschutz; - Fig. 4
- eine schematische Querschnittsdarstellung des Aufprallschutzes nach
Fig. 3 mit Einzelheiten zu darin angeordneten Flexibilisierungskerben; - Fig. 5
- in einer perspektivischen Schemadarstellung einen Aufprallschutz unter Einwirkung eines aufprallenden Fremdkörpers bei Verzicht auf eine Verklebung zwischen äußerem Gewebe und darunter liegendem Abstandsgewirke;
- Fig. 6
- eine schematische Querschnittsdarstellung der Anordnung nach
Fig. 5 mit Einzelheiten zum Verformungsverhalten; - Fig. 7
- die erfindungsgemäße Weiterbildung der Anordnung nach
Fig. 5 mit einer Klebeschicht zwischen dem äußeren Gewebe und dem inneren Abstandsgewirke beim Aufprall eines Fremdkörpers; - Fig. 8
- eine schematische Querschnittsdarstellung der Anordnung nach
Fig. 7 mit Einzelheiten zu deren Verformungsverhalten. -
Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen erfindungsgemäß ausgeführten Schutzanzug 2 im Bereich seiner Hosenbeine 12. Die Hosenbeine 12 weisen Kniebereiche 15 und Unterschenkelbereiche 14 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Hosenbeine 12 mit Aufnahmetaschen 13 zum Einschieben jeweils eines erfindungsgemäß ausgeführten Aufprallschutzes 1 in Richtung eines Pfeiles 23 versehen. Der Aufprallschutz 1 ist hier in einfacher Rechteckform als Unterschenkelschutz 9 zum Schutz des Schienbeinbereiches ausgeführt, kann aber auch eine komplexere Form beispielsweise nachFig. 3 aufweisen. - Entsprechend der Ausgestaltung des hier gezeigten Aufprallschutzes 1 erstrecken sich die Aufnahmetaschen 13 nur über den Unterschenkelbereich 14, können aber auch bis einschließlich in die Kniebereiche 15 hinein reichen. Ebenso ist es möglich, dass in den Unterschenkelbereichen 14 und den Kniebereichen 15 jeweils separate Aufnahmetaschen 13 vorgesehen sind. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Aufprallschutz 1 auch an anderer Stelle des Schutzanzuges 2 zum Einsatz kommen.
- Der Aufprallschutz 1 weist eine dem Benutzer abgewandte Außenseite 4 und eine dem Benutzer zugewandte Innenseite 5 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Außenseite 4 dunkel und die Innenseite 5 hell farblich markiert, so dass für den Benutzer sichergestellt ist, dass der Aufprallschutz 1 beim Einschieben in die Aufnahmetasche 13 tatsächlich mit seiner Außenseite 4 dem Benutzer abgewandt und seiner Innenseite 5 dem Benutzer zugewandt zum Einsatz kommt. Aus den nachfolgenden Ausführungen ergibt sich nämlich, dass es für die erfindungsgemäße Wirkung tatsächlich darauf ankommt, dass die Außenseite 4 eventuell aufprallenden Fremdkörpern wie aufgewirbelten Steine oder dergleichen zugewandt ist.
-
Fig. 2 zeigt in perspektivischer Schemadarstellung einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäß ausgeführten mehrschichtigen Schichtmaterial 3 zur Herstellung von bzw. zur Verwendung für einen Aufprallschutz 1, wie er beispielhaft in denFig. 1 ,3 und 4 dargestellt ist. Das erfindungsgemäße Schichtmaterial besteht aus mindestens drei, hier genau drei Schichten. Im Einzelnen weist das Schichtmaterial 3 der Außenseite 4 zugewandt eine äußere Schicht aus einem Gewebe 6, der Innenseite 5 zugewandt eine innere Schicht aus einem Abstandsgewirke 7 und zwischen dem Gewebe 6 und dem Abstandsgewirke 7 eine mittlere Schicht in Form einer Klebeschicht 8 auf. Das Gewebe 6 und das Abstandsgewirke 7 sind mittels der Klebeschicht 8 flächig miteinander verklebt. Die flächige Verklebung ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem engen, gleichmäßig verteilten Raster ausgeführt, welches hier beispielhaft durch eng beieinander liegende Klebepunkte gebildet ist. Es kann aber auch ein netz- oder linienförmiges Raster der Klebeschicht 8 vorgesehen sein. - Das der Außenseite 4 zugewandte Gewebe 6 ist in seiner Ebene im Wesentlichen steif und bei Belastung quer dazu, also in Dickenrichtung des Schichtmaterials 3 infolge seiner Biegeweichheit nachgiebig. Für die weiter unten näher beschriebene Wirkung des Gewebes 6 kommt es auf dessen vergleichsweise hohe Steifigkeit in seiner Ebene an, wozu diese Steifigkeit deutlich über der Steifigkeit des Abstandsgewirkes 7 bzw. dessen weiter unten beschriebenen deckschichtartigen Maschenstrukturen 16 in der gleichen Ebene gemessen liegt, vorzugsweise mindestens das zehnfache davon beträgt. Das Gewebe 6 besteht zumindest teilweise aus hochfesten, miteinander verwebten Garnen, wozu bevorzugt hochfestes Polyester, hochfestes Polyamid wie Cordura® oder Aramid wie Kevlar® zum Einsatz kommt. Die gewählten Materialien können sortenrein sein. Darüber hinaus kann das Gewebe 6 auch noch Anteile aus Naturfasern, insbesondere aus Baumwolle enthalten. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Mischgewebe gewählt aus 65% Polyester und 35% Baumwolle. Es können aber auch andere Mischungsverhältnisse zweckmäßig sein.
- Das Abstandsgewirke 7 ist ein zusammenhängendes, sandwichartig aufgebautes und gewirktes Maschengebilde mit zwei deckschichtartigen, flächig in der Ebene des Abstandsgewirkes 7 liegenden Maschenstrukturen 16 und dazwischen liegenden Abstandsfäden 17. Die Abstandsfäden 17 verlaufen im Wesentlichen in der Dickenrichtung des Abstandsgewirkes 7 zwischen den beiden deckschichtartigen Maschenstrukturen 16 und sind fest mit den Maschenstrukturen 16 verwirkt. Auf diese Weise ist ein einheitliches textiles Flächengebilde mit einer im Vergleich zum Gewebe 6 deutlich größeren Dicke gebildet. Infolge seiner im Vergleich zum Gewebe 6 größeren Dicke und seines sandwichartigen Aufbaus ist das Abstandsgewirke 7 relativ biegesteif. Die äußere Maschenstruktur 16 ist aber gegenüber der inneren, an die Innenseite 5 angrenzenden Maschenstruktur 16 mittels der Abstandsfäden 17 in Dickenrichtung elastisch nachgiebig gebettet.
- Als Maschengebilde mit offenen Maschenstrukturen 16 und mit Abstand zueinander liegenden Abstandsfäden 17 ist das Abstandsgewirke 7 per se luft- und dampfdurchlässig und damit atmungsaktiv. Für das Gewebe 6 ist vorteilhaft eine Webstruktur und Ausrüstung gewählt, die ebenfalls eine Dampf- und Luftdurchlässigkeit zulässt, womit auch das Gewebe 6 atmungsaktiv ist. Infolge seiner Rasterstruktur ist auch die Klebeschicht 8 atmungsaktiv, in dessen Folge das Schichtmaterial 3 insgesamt durch sämtliche seiner Schichten hindurch atmungsaktiv ist.
-
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein alternatives Ausführungsbeispiel des Aufprallschutzes 1, welches von seiner Innenseite 5 aus dargestellt ist. Der hier gezeigte Aufprallschutz 1 umfasst neben einem Unterschenkelschutz 9 insbesondere für die Schienbeine des Benutzers auch einen Knieschutz 10, wobei hierfür dann ggf. die Aufnahmetaschen 13 nachFig. 1 in entsprechender Weise anzupassen sind. Der Aufprallschutz 1 ist entsprechend der Darstellung nachFig. 3 mit mindestens einem, hier mehreren sich kreuzenden Flexibilisierungskerben 11 versehen. Das infolge der großen Dicke des Abstandsgewirkes 7 (Fig. 2 ) an sich biegesteife Schichtmaterial 3 (Fig. 2 ) kann zumindest entlang der Flexibilisierungskerben 11 umgeklappt bzw. umgeknickt werden und dadurch an den Körper des Benutzers angepasst werden. Zur weiteren Erleichterung der Formanpassung sind zwischen dem Unterschenkelschutz 9 und dem Knieschutz 10 beidseitig Ausschnitte 18 angeordnet, so dass der Benutzer ohne Behinderung durch den Aufprallschutz 1 sein Knie anwinkeln kann. -
Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung des Aufprallschutzes 1 nachFig. 3 , demnach hier alternativ zur Ausgestaltung nachFig. 2 eine vollflächige, durchgehende Klebeschicht 8 vorgesehen ist. Die Klebeschicht 8 kann luft- und dampfundurchlässig sein. In der gezeigten vorteilhaften Ausführungsform ist ein Material der Klebeschicht 8 gewählt, welches auch ohne Rasterstruktur luft- und dampfdurchlässig und damit atmungsaktiv ist. - Das Abstandsgewirke 7 ist aus thermoplastischen Fasern gebildet. Diese erlauben eine thermoplastische Verformung derart, dass die Flexibilisierungskerben ausgehend von der Innenseite 5 in Richtung der Außenseite 4 bis hin zur Klebeschicht 8 thermisch eingepresst sind. Tatsächlich gehen die Flexibilisierungskerben 11 aber nicht vollständig in Dickenrichtung durch das Abstandsgewirke 7 hindurch, sondern lassen die der Klebeschicht 8 bzw. dem äußeren Gewebe 6 zugewandte Maschenstruktur 16 (
Fig. 2 ) unbeeinträchtigt. - Nach
Fig. 4 weist das Abstandsgewirke 7 eine Dicke D auf, die in einem Bereich von einschließlich 4 mm bis einschließlich 10 mm, zweckmäßig in einem Bereich von einschließlich 5 mm bis einschließlich 8 mm liegt und im gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel zumindest näherungsweise 6 mm beträgt. Im Vergleich dazu sind das Gewebe 6 und die Klebeschicht 8 erheblich dünner. Das Gewebe 6 und die Klebeschicht 8 weisen zusammen eine Dicke d auf, die nicht mehr als 10 % der Dicke des Abstandsgewirkes 7 beträgt. Sofern nicht anders angegeben, stimmen die Ausführungsbeispiele nach denFig. 1, 2 und3, 4 in ihren weiteren Merkmalen und Bezugszeichen überein. Unterscheidungsmerkmale der einen Ausführungsform können aber auch bei der anderen Ausführungsform verwirklicht sein. - Zur Verdeutlichung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Aufprallschutzes 1 bzw. der erfindungsgemäßen Verwendung des Schichtmaterials 3 sind die Verhältnisse beim Aufprall eines kleinen, spitzen Fremdkörpers 19 in den
Fig. 5 bis 8 dargestellt. Als kleine Fremdkörper 19 sind insbesondere Schotter, Kies, Steine in allgemeiner Form sowie andere harte Partikel gemeint, deren räumliche Erstreckung in der gleichen Größenordnung wie die Gesamtdicke des Schichtmaterials 3 liegen, also einen mittleren Durchmesser von wenigen, beispielsweise zwei bis drei Zentimetern haben oder auch kleiner sein können. Aber auch bei größeren Fremdkörpern 19 tritt die vorteilhafte Dämpfungswirkung analog zur nachfolgenden Erläuterung ein. - Zur Verdeutlichung des Problems beim Aufprall eines Fremdkörpers 19 ist in der perspektivischen Schemadarstellung nach
Fig. 5 ein Aufprallschutz 1 bzw. ein Schichtmaterial 3 gezeigt, bei dem keine Klebeschicht 8 zwischen dem Gewebe 6 und dem Abstandsgewirke 7 angeordnet ist. Zusätzlich zur perspektivischen Darstellung nachFig. 5 ist inFig. 6 noch eine schematische Querschnittsdarstellung dieser Anordnung beim Aufprall des Fremdkörpers 19 gezeigt. Aus der Zusammenschau derFig. 5 und 6 ergibt sich, dass der in Richtung eines Pfeils 20 auf das der Außenseite 4 zugewandte Gewebe 6 aufprallende Fremdkörper 19 nahezu punktförmig tief in das Abstandsgewirke 7 eintaucht. Durch das Fehlen einer Verklebung zwischen dem Gewebe 6 und dem Abstandsgewirke 7 können beide Schichten in Richtung von Pfeilen 21 gegeneinander verrutschen, wodurch die an sich hohe Steifigkeit des Gewebes 6 in seiner Ebene nicht zum Tragen kommt. Es findet keine nennenswerte Lastverteilung statt. Außerdem sind die in der Dickenrichtung zwischen den Maschenstrukturen 16 verlaufenden Abstandsfäden 17 in seitlicher Richtung nicht gestützt und können seitlich ausknicken. In unmittelbarer Nähe zum Aufprallpunkt des Fremdkörpers 19 knicken die Abstandsfäden 17 ein, so dass der Fremdkörper 19 durch die gesamte Dicke des Aufprallschutzes 1 eindringt, ohne dass seine Aufprallenergie dabei im gewünschten Umfang abgedämpft wird. - Anders sehen die Verhältnisse bei einer Verklebung zwischen dem Gewebe 6 und dem Abstandsgewirke 7 mittels der Klebeschicht 8 aus, wie dies in den
Fig. 7 und 8 dargestellt ist. Die Darstellung nachFig. 7 entspricht dabei der Darstellung nachFig. 5 , während die Darstellung nachFig. 8 der Darstellung nachFig. 6 entspricht, wobei jedoch die Verhältnisse infolge der Wirkung der Klebeschicht 8 erheblich abweichend sind. - Aus der Zusammenschau der
Fig. 7 und 8 ergibt sich, dass die Aufprallenergie des Fremdkörpers 19 entsprechend Pfeilen 22 radial zum Auftreffpunkt in der Ebene des Aufprallschutzes 1 bzw. des Schichtmaterials 3 verteilt wird. Dadurch, dass keine Relativbewegung zwischen dem Abstandsgewirke 7 und dem Gewebe 6 insbesondere in der Ebene des Schichtmaterials 3 möglich ist, kommt hier die im Vergleich zum Abstandsgewirke 7 hohe Steifigkeit des Gewebes 6 in seiner Ebene zur Wirkung. Die auf der Außenseite 4 nahezu punktförmig aufgebrachte Aufprallenergie des Fremdkörpers 19 wird entsprechend der Pfeile 22 auf eine relativ zur räumlichen Erstreckung des Fremdkörpers 19 erheblich größere Fläche verteilt. Insbesondere der Darstellung nachFig. 8 ist zu entnehmen, dass das Gewebe 6 mit einem im Vergleich zuFig. 6 sehr viel größeren Krümmungsradius elastisch nachgiebig in Dickenrichtung in das Abstandsgewirke 7 eintaucht. Hierbei wird die Aufprallenergie des Fremdkörpers 19 auf eine große Anzahl von Abstandsfäden 17 verteilt. Da außerdem die Klebeschicht 8 ein seitliches Ausknicken der Abstandsfäden 17 verhindert, findet ein kontrolliertes, Energie absorbierendes Nachgeben der einzelnen Abstandsfäden 17 in Dickenrichtung des Schichtmaterials 3 statt, weshalb jeder einzelne Abstandsfaden 7 eine sehr viel höhere Teilenergie als bei der Anordnung nachFig. 6 abdämpfen kann. Da darüber hinaus im Vergleich zuFig. 6 sehr viel mehr Abstandsfäden 17 ihre dämpfende Wirkung entfalten, ergibt sich ein insgesamt erheblich erhöhtes Dämpfungsvermögen, so dass flächig verteilt an der Innenseite 5 keine erhebliche Belastung mehr auf den Benutzer einwirkt.
Claims (15)
- Aufprallschutz (1) für einen Schutzanzug (2), umfassend ein mehrschichtiges Schichtmaterial (3), wobei der Aufprallschutz (1) eine dem Benutzer abgewandte Außenseite (4) und eine dem Benutzer zugewandte Innenseite (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtmaterial (3) der Außenseite (4) zugewandt eine äußere Schicht aus einem Gewebe (6), der Innenseite (5) zugewandt eine innere Schicht aus einem Abstandsgewirke (7) und zwischen dem Gewebe (6) und dem Abstandsgewirke (7) eine mittlere Schicht in Form einer Klebeschicht (8) aufweist, wobei das Gewebe (6) und das Abstandsgewirke (7) mittels der Klebeschicht (8) flächig miteinander verklebt sind, und wobei das Abstandsgewirke (7) atmungsaktiv ist.
- Aufprallschutz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (6) atmungsaktiv ist. - Aufprallschutz nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtmaterial (3) durch sämtliche seiner Schichten hindurch atmungsaktiv ist. - Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (6) und das Abstandsgewirke (7) mittels der Klebeschicht (8) vollflächig miteinander verklebt sind. - Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (6) und das Abstandsgewirke (7) mittels der Klebeschicht (8) flächig in einem gleichmäßig verteilten Raster miteinander verklebt sind. - Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (6) in seiner Ebene im Wesentlichen steif und quer dazu nachgiebig ist. - Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (6) zumindest teilweise aus hochfestem Polyester, Polyamid oder aus Aramid hergestellt ist. - Aufprallschutz nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (6) Anteile aus Naturfasern, insbesondere aus Baumwolle enthält. - Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsgewirke (7) aus thermoplastischen Fasern gebildet ist. - Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsgewirke (7) eine Dicke (D) aufweist, die in einem Bereich von einschließlich 4 mm bis einschließlich 10 mm, bevorzugt in einem Bereich von einschließlich 5 mm bis einschließlich 8 mm liegt und insbesondere zumindest näherungsweise 6 mm beträgt. - Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (6) und die Klebeschicht (8) zusammen eine Dicke (d) aufweisen, die nicht mehr als 10% der Dicke (D) des Abstandsgewirkes (7) beträgt. - Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass der Aufprallschutz (1) einen Unterschenkelschutz (9) und insbesondere auch einen Knieschutz (10) umfasst. - Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Aufprallschutz (1) mindestens eine und bevorzugt mehrere, insbesondere thermisch in das Abstandsgewirke (7) eingepresste Flexibilisierungskerben (11) aufweist. - Schutzanzug (2) mit einem Aufprallschutz (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
- Verwendung eines Schichtmaterials (3) für einen Aufprallschutz (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Aufprallschutz (1) eine dem Benutzer abgewandte Außenseite (4) und eine dem Benutzer zugewandte Innenseite (5) aufweist, wobei das Schichtmaterial (3) der Außenseite (4) zugewandt eine äußere Schicht aus einem Gewebe (6), der Innenseite (5) zugewandt eine innere Schicht aus einem Abstandsgewirke (7) und zwischen dem Gewebe (6) und dem Abstandsgewirke (7) eine mittlere Schicht in Form einer Klebeschicht (8) aufweist, wobei das Gewebe (6) und das Abstandsgewirke (7) mittels der Klebeschicht (8) miteinander verklebt sind, und wobei das Abstandsgewirke (7) atmungsaktiv ist.
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