-
Beschreibung
-
Die Erfindung betrifft einen Schutzhelm mit einer mehrlagigen Helmschale
und einem auspolsternden Innenhelm.
-
Es ist bekannt, Helmschalen von Schutzhelmen aus mehreren Lagen aufzubauen,
beispielsweise aus mehrschichtigem, glasfaserverstärktem Polyester. Die Helmschale
muß aus Sicherheitsgründen mannigfaltigen Anforderungen genügen. Zum einen muß sie
eine ausreichende Formstabilität haben. Wenn sie andererseits aus einem zu starren
Material besteht, werden auftretende Stöße mehr oder weniger ungedämpft übertragen,
was zu schwerwiegenden Kopfverletzungen führen kann. Die Helmschale sollte möglichst
bruchstabil sein und einen ausreichenden Widerstand gegenüber auftreffenden kleinen
Gegenständen, wie runden oder insbesondere spitzen Teilen, aufweisen. Diese sowie
weitere Anforderungen laufen zum Teil in entgegengesetzte Richtungen und werden
von den zur Zeit erhältlichen Schutzhelmen überhaupt nicht oder nur unzureichend
erfüllt. Im Hinblick auf die ständig steigenden Unfallzahlen sind jedoch an Schutzhelme
zukünftig höhere Sicherheitsanforderungen zu stellen.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Schutzhelm der genannten Art unter Vermeidung der geschilderten Nachteile mit vertretbarem
Aufwand so zu gestalten, daß er ein größtmögliches Maß an Sicherheit in Verbindung
mit einem guten Tragekomfort, wie einem ausreichend geringen Gewicht, gewährleisbt.
-
Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich ein Schutzhelm der
im Oberbegriff genannten Art erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Helmschale aus
einer mit winzigen, gasgefüllten Glasbläschen gemischten Polyestermasse mit eingelagerten
Zwischenschichten besteht. Ein solcher Mehrschichtenaufbau erhält durch die als
Bindemittel arbeitende Polyestermasse aufgrund der eingelagerten gasgefüllten Glasbläschen
einen ausgesprochen wirkungsvollen Stoßdämpfungseffekt in Verbindung mit einem Zeitverzögerungsvorgang.
Bei der Stoßübertragung werden die vorzugsweise luftgefüllten Glasbläschen in der
Polyestermasse zum Zerplatzen gebracht, und zwar
unter Freigabe
der in den Bläschen enthaltenen Luft. Es hat sich herausgestellt, daß bei einer
derartigen Maßnahme wesentlich stärkere Stoßbeaufschlagungen zu verminderten Verletzungserscheinungen
führen. Wichtig dürfte dabei sein, daß zerplatzende Bläschen und nicht solche benutzt
werden, die lediglich einer stoßbedingten, luftkomprimierenden Verformung und anschließenden
Rückstellung unerliegen Ferner hat sich gezeigt, daß die Glasbläschen in der Polyestermasse
den sonst bei beispielsweise glasfaserverstärktem Polyester bei Stoßbeaufschlagung
auftretenden Abblätterungseffekt drastisch reduzieren.
-
Bei einer praktischen Ausführungsform haben sich besonders günstige
Verhältnisse dadurch ergeben, daß die Polyestermasse im kopfnahen Bereich der Helmschale
etwa 20 Volumenprozent Glasbläschen enthält. Es hat sich gezeigt, daß hierbei besonders
geringe Verletzungsneigungen dann bestehen, wenn der Volumenprozentanteil der Glasbläschen
in der Polyestermasse vom kopfnahen zum kopffernen Bereich der Helmschale abnimmt,
beispielsweise bis etwa 10 Volumenprozent. Im Falle eines derartigen progressiven
Mehrschichtenaufbaues können für das Gehirn besonders günstige Stoßdämpfungseigenschaften
erzielt werden.
-
Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Glasbläschen in der Polyestermasse
etwa 40 bis 80 , vorzugsweise etwa 60 . Dabei sollte das Verhältnis zwischen den
spezifischen Gewichten der gasgefüilten, vorzugsweise luftgefüllten, Glasbläschen
und der Polyestermasse etwa 1:100 betragen. Es hat sich gezeigt, daß derart winzige
und spezifisch vergleichsweise leichte Glasbläschen besonders wirksam sind, um Kopf-
und Gehirnverletzungen zu vermeiden.
-
Umeine besonders formstabile und gegen Durchdringung von kleinen,
insbesondere spitzen, Teilen widerstandsfähige Helmschale zu erhalten, ist es vorteilhaft,
daß ein oder mehrere Zwischenschichten Matten oder Gewebe aus einem festen aromatischen
Polyamid, nämlich Poly-p-Phenyl-Terephtalamid (Kevlar), aufweisen. Dieses Material
ist steif, starr sowie formstabil und hat eine Festigkeit, die mit derjenigen von
Stahl vergleichbar ist. Aus diesem Grunde wäre es
an sich wünschenswert,
alle Zwischenschichten der Helmschale aus diesem Material herzustellen, was zu einem
ausgesprochen stabilen und dennoch leichten Schutzhelm führen würde. Andererseits
ist dieses aromatische Polyamid relativ teuer, so daß aus diesem Grunde zur Kostenminderung
nur ein oder mehrere Zwischenschichten entsprechend ausgebildet werden. Es ist somit
aus kostenmäßigen GrUnden bevorzugt, daß ein oder mehrere Zwischenschichten Matten
oder Gewebe aus Glasfaser aufweisen. Mit diesem Material kann in Verbindung mit
der durch eingelagerte Glasbläschen modifizierten Polyestermasse eine ausreichende
Wandungsstärke der Helmschale erzielt werden, die dann durch die genannten Zwischenschichten
aus dem festen aromatischen Polyamid zusätzlich gegen Verformung und Durchdringung
stabilisiert wird.
-
Vorzugsweise weist zumindest eine Zwischen schicht ein etwas elastisches
Polyesterfasergewebe auf. Es hat sich gezeigt, daß durch eine derartige Zwischenschicht
eine Art Störgebiet für die Stoß-bzw. Schockausbreitung mit dem Ergebnis gebildet
wird, daß die Verletzungsgefahren des Gehirns weiter vermindert werden.
-
Eine praktische Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß sich
vom kopf fernen bis zum kopfnahen Bereich in der Helmschale folgende durch die mit
Luft gefüllten Glasbläschen versetzte Polyestermasse gebundene acht Zwischenschichten
aneinanderreihen: Glasfaser, Glasfaser, aromatisches Polyamid (Kevlar), Glasfaser,
Polyesterfasergewebe, aromatisches Polyamid (Kevlar), Glasfaser, Glasfaser. Dabei
ist es bevorzugt, daß der Volumenprozentanteil an gasgefüllten Glasbläschen in der
Polyestermasse von 20 g innen stufen- bzw. schichtenweise um jeweils 2 Lbis 10%außen
abnimmt.
-
Mit einem derartigen Schutzhelm sind verschiedene Versuche durchgeführt
worden, die zu hervorragenden Ergebnissen bezüglich der Formstabilität, Stoßminderung
und Sicherheitserhöhung führten.
-
Zweckmäßigerweise wird im kopfnahen Bereich in die Helmschale eine
Filzschicht aus aromatischem Polyamid, nämlich Poly-p-Phenyl-Terephtalamid (Kevlar),
lose eingelegt, also nicht eingeklebt.
-
Diese Filzschicht aus Kevlar bietet einen erhöhten Schutz gegen
das
Eindringen von scharfen Spitzen, während eine Matte bzw. ein Gewebe aus Kevlar einen
besseren Schutz gegen das Eindringen von Kugeln und dergleichen gewährleistet. Damit
die Filzschicht nicht steif wird und ihren Durchdringungsschutz beibehält, wird
sie nur lose eingelegt.
-
Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich auch durch einen äusseren
Überzug der Helmschale aus Ensolite. Hierbei handelt es sich um einen geschlossenzelligen
Schaumstoff auf Polyvinylchlorid-Basis, wobei die Einzelzellen außen und innen mit
Nitril-Kautschuk überzogen sind. Ein Schaumstoff alleine, also ohne Nitril-Kautschuk,
würde ein zu schnelles Zurückfedern aufweisen, und die Ummantelungen mit dem Nitril-Kautschuk
führen zu einer erwünschten verzögerten Rückstellung. Ein solcher Überzug hat einen
erhöhten akustischen Dämpfungseffekt und einen das Gehirn schützenden Einfluß.
-
Vorzugsweise besitzt der Innenhelm mehrere Schaumstoff lagen. Diese
können zweckmäßigerweise aus Ensolite (siehe oben) bestehen. Dabei ist es besonders
vorteilhaft, wenn die Schaumstoff lagen des Innenhelms in ihrer Härte von innen
nach außen zunehmen, um ein progressives Verhalten zu erzielen. Bei einer praktischen
Ausführungsform haben sich günstige Verhältnisse dadurch ergeben, daß drei Schaumstoff
lagen mit einem Dickenverhältnis von innen nach außen von 1 : 3 : 6 benutztwurden.
Ein derartiger progressiver Innenhelm hat einen in besonderem Maße kopfschonenden
Einfluß. Der geschlossenzellige Schaumstoff hat wegen der mit Nitril-Kautschuk ummantelten
Zellen einen besonders guten Stoßdämpfungseffekt in-i)erbindung mit einem ausreichenden
und genügenden Federungsweg sowie einem verzögerten Rückstelfvermögen.
-
Um den Tragekomfort zu erhöhen, ist es vorteilhaft, ein als innere
Begrenzung des Innenhelms dienendes Futter aus Plüschstoff herzustellen.
-
Die Handhabung und der Tragekomfort des erfindungsgemäßen Schutzhelms
werden ferner durch einen im Kinnbereich befindlichen Klettverschluß
zwischen
dem innenseitigen Rand eines aufklappbaren Visiers und dem außenseitigen Rand einer
unterseitigen Gesichtsfeldbegrenzung begünstigt. Die sonst üblichen Druckverschlüsse
zum Festlegen des Visiers im geschlossenen Zustand sind unbequem zu handhaben und
können sich leicht unbeabsichtigt lösen. Demgegenüber bietet der Klettverschluß
ein sicheres und äußerst leicht sowie schnell zu handhabendes Festlegungsmittel.
Vorzugsweise sollte der Klettverschluß luftdurchlässig sein, damit ein Luftaustausch
insbesondere von innen nach außen möglich ist. Ein weiterer Vorteil des vorderen,
unteren Klettverschlusses gegenüber den seitlichen Druckknopfverschlüssen besteht
darin, daß das zumeist aus transparentem Kunststoff bestehende Visier durch die
Klettverschluß-Fixierung eine größere Stabilität beispielsweise gegen bei hoher
Geschwindigkeit auftreffende Vögel und dergleichen erhält. Demnach wird die Sicherheit
für den Schutzhelmträger durch den Klettverschluß weiter verbessert.
-
Um den Tragekomfort noch weiter zu verbessern, ist es vorteilhaft,
im Stirnbereich des Schutzhelms die Helmschale und den Innenhelm durchsetzende Löcher
vorzusehen, denen im kopfnahen Bereich eine Feuchtigkeitsspeicherungslage zugeordnet
ist. Diese sollte aus einem geeigneten schaumstoffartigen Material bestehen, beispielsweise
aus Capilaire. Dabei ist es zweckmäßig, daß das Futter im Bereich der Feuchtigkeitsspeicherungslage
entfernt ist. Aufgrund des Feuchtigkeitsspeicherungseffekts genügt es, von Zeit
zu Zeit, beispielsweise beim Betanken eines Motorrads, die stirnseitigen Löcher
mit Wasser zu benetzen, um den Feuchtigkeitsspeicher weder aufzufüllen. Beim Tragen
des Schutzhelms ergibt sich dann der wesentliche Vorteil, daß zumindest die Stirnbereiche
durch den Verdunstungseffekt gekühlt werden.
-
Die Erfindung wird nachfolgend an einem zeichnerisch dargestellten
Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 - in einer schematischen
Gesamtansich einen erfindungsgemäß ausgebildeten Schutzhelm, Figur 2 - in einer
schematischen, erheblich vergrößerten und auseinandergezogenen Schnittansicht den
Aufbau der Helmschale des Schutzhelms aus Figur 1 und
Figur 3 -
in einem schematischen Teilschnitt den stirnseitigen Bereich der Helmschale mit
durchsetzenden Löchern und einer Feuchtigkeitsspeicherungslage.
-
Gemäß Figur 1 besitzt ein Schutzhelm 10, der im vorliegenden Fall
als Integral-Schutzhelm mit Kinnschutz ausgebildet ist, ein aus transparentem Kunststoff
bestehendes aufklappbares Visier 12, welchesimheruntergeklappten, geschlossenen
Zustand eine Gesichtsfeldbegrenzung 14 in Form eines vorderseitigen Ausschnitts
des Schutzhelms 10 abdeckt. Das Visier 12 ist mittels Befestigungsschrauben 16 am
Schutzhelm 10 festgelegt und schwenkbar gelagert.
-
Beim Hochklappen des Visiers 12 bewegt sich eine nicht näher bezeichnete
Schraube längs eines gebogenen Führungsschlitzes 18.
-
Im vorliegenden Fall ist der Schutzhelm 10 an seinem unteren, den
Halsbereich umgebenden Begrenzungsrand mit einem ringförmigen Wulstkragen 20 versehen,
der aus einem leicht elastischen Material ausreichender Festigkeit gebildet ist
und für eine weitere Verbesserung der Schutzfunktion des Schutzhelms 10 sorgt.
-
Normalerweise ist das Visier 12 im geschlossenen Zustand durch beiderseitige,
gestrichelt dargestellte Druckknöpfe 22 im Schließzustand fixiert. Das Handhaben
solcher Druckknöpfe 22 ist umständlich, und überdies kann sich ein unbeabsichtigtes
Lösen mit der Folge einer Gefahr für den Schutzhelmträger ergeben. Im Rahmen der
vorliegenden Erfindung ist eine derartige Druckknopfsicherung durch einen Klettverschluß
24 ersetzt, der im Bedarfsfall auch zusätzlich zu einem Druckknopfverschluß vorhanden
sein kann. Der Klettverschluß 24 besteht in nicht dargestellter Weise aus zwei Klettverschluß-Einzelteilen,
die einerseits am vorderen, unteren sowie inneren Rand des Visiers 13 und andererseits
an;gegenüberliegenden Stellen der Gesichtsfeldbegrenzung 14 des Schutzhelms 10 angeordnet
sind. Beim Schließen des Visiers 12 erfolgt mehr oder weniger automatisch durch
Aufeinanderpressen der Klettverschluß-Einzelteile ein Fixieren des Visiers 12 in
der rchließstellung, ohne daß die Gefahr eines unbeabsichtigten öffnens besteht.
-
Andererseits kann der öffnungsvorgang sehr leicht und schnell
durch
Hochklappen des Visiers 12 erfolgen. Die Klettverschluß-Einzelteile sind vorzugsweise
gemäß der Darstellung streifenförmig ausgebildet, so daß das Visier 12 in einem
größeren vorderseitigen Bereich fixiert ist. Dieses hat den zusätzlichen Vorteil,
daß das Visier 12 eine größere Stabilität gegen Verformung erhält, was wichtig ist,
wenn beispielsweise bei höherer Fahrt Vögel oder dergleichen auf das Visier 12 auftreffen.
Der Klettverschluß 24 hat den weiteren Vorteil, daß er zwischen dem Visier 12 und
der Oberfläche des Schutzhelms 10 ein Hindurchtreten von Luft, also einen Luftaustausch
zwischen dem Inneren des Schutzhelms 10 und dem Außenraum ermöglicht. Dieses führt
zu einer weiteren Verbesserung des Tragekomforts.
-
Es ist ferner aus Figur 1 ersichtlich, daß im vorderen Stirnbereich
des Schutzhelms 10 oberhalb des Visiers 12 Löcher 26 ausgebildet sind, die gemäß
Figur 3 den Helm durchsetzen und mit einer innenseitigen Feuchtigkeitsspeicherungslage
76 in Strömungsverbindung stehen. Die letztere ermöglicht eine Feuchtigkeitsspeicherung
und ein durch Verdunsten erfolgendes Abkühlen insbesondere der Stirnbereiche des
Schutzhelmträgers.
-
In Figur 1 ist in schematischer Weise in einem Abschnitt 28 gezeigt,
daß der Schutzhelm 10 aus einer äußeren Helmschale 30 und einem auspolsternden Innenhelm
32 aufgebaut ist. Die Detailgestaltung dieser Aufbauteile ergibt sich klarer aus
Figur 2.
-
Aus dem oberen Teil von Figur 2 ergibt sich der Aufbau der Helmschale
30, während daruntermit Abstand der Aufbau des Innenhelms 32 dargestellt ist. Im
Prinzip besteht die Helmschale 30 aus der genannten Polyestermasse mit den eingelagerten
winzigen luftgefüllten Glasbläschen und verschiedenen Zwischenschichten. Gemäß Figur
2 besitzt die Helmschale 30, wenn zunächst von einem äußeren Überzug 64 abgesehen
wird, außen eine Zwischenschicht 34 mit einer Matte oder einem Gewebe aus Glasfaser.
Auf die Innenseite der Zwischenschicht 34 ist eine Schicht 36 aufgespritzt, die
aus der modifizierten Polyestermasse mit den eingelagerten luftgefUllten Glasbläschen
besteht. An die Schicht 36 schließt sich eine
Zwischenschicht 38
an, die ebenfalls eine Matte oder ein Gewebe aus Glasfaser enthält. Danach folgt
wiederum eine aufgespritzte Schicht 40 aus der modifizierten Polyestermasse. Hieran
schließt sich eine Zwischenschicht 42 aus einem Kevlar-Gewebe an. Hierbei handelt
es sich um ein aromatisches Polyamid äußerst großer Formstabilität und Festigkeit,
nämlich um Poly-p-Phenyl-Terephtalamid.
-
Diese Zwischenschicht erteilt der Helmschale 30 die notwendige Formstabilität
sowie Festigkeit und eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen ein Eindringen
insbesondere von runden Teilen.
-
Nach der Zwischenschicht 42 folgt wiederum eine aufgespritzte Schicht
44, die aus der modifizierten Polyestermasse besteht. An diese schließt sich erneut
eine Zwischenschicht 46 mit einer Matte oder einem Gewebe aus Glasfaser an. Die
dann folgende aufgespritzte Schicht 48 besteht wiederum aus der modifizierten Polyestermasse.
Die nächste Zwischenschicht 50 besteht aus einem Polyestergewebe, das hinsichtlich
der Schockausbreitung aufgrund der Elastizitätsverhältnisse eine Störstelle darstellt.
Dieses erhöht die Schutzwirkung für den Kopf des Schutzhelmträgers. Nach einer weiteren
aufgespritzten Schicht 52, die aus der modifizierten Polyestermasse besteht, folgt
wiederum eine stabilisierende Zwischenschicht 54 aus einem Kevlar-Gewebe. Daran
schließen sich eine aufgespritzte Schicht aus der modifizierten Polyestermasse,
eine Zwischenschicht 58 mit einer Matte bzw. einem Gewebe aus Glasfaser, eine aufgespritzte
Schicht 60 aus der modifizierten Polyestermasse und eine weitere Zwischenschicht
62 mit einer Matte bzw. einem Gewebe aus Glasfaser an. Demnach besteht die Helmschale
30im vorliegenden Fall aus acht Zwischenschichten, die jeweils durch aufgespritzte
Schichten zusammengehalten werden, welche aus der modifizierten Polyestermasse mit
den eingelagerten luftgefllten Glasbläschen bestehen.
-
Während die Helmschale 30 gemäß Figur 2 außenseitig vor einem Überzug
64 umgeben ist, der aus Ensolite besteht, ist an der Innenseite der Helmschale 30
eine Filzschicht 66 aus Kevlar lose eingelegt. Diese Filzschicht 66 sorgt insbesondere
dafür, daß die Helmschale 30 gegen ein Eindringen von spitzen Teilen widerstandsfähig
wird.
-
Gemäß Figur 2 besteht der Innenhelm 32 aus drei unterschiedlich dicken
Schaumstofflagen 68, 70, 72, die sämtlich aus Ensolite hergestellt sind und in ihrer
Härte von innennach außen zunehmen.
-
Demnach ist die Schaumstofflage 72 weicher als die Schaumstofflage
70, die ihrerseits weicher als die Schaumstofflage 68 ist. Überdies haben die Schaumstofflagen
von innen nach außen beispielsweise ein Dickenverhältnis von 1 : 3 : 6. Ein derartiger
Innenhelm 32 kann als ein aus drei Federn unterschiedlicher Steifigkeit bestehender
Mechanismus angesehen werden, der infolge der Ausbildung aus Ensolite ein verzögertes
Rückstellvermögen aufweist. Der Innenhelm 32 ermöglicht somit eine ausgesprochen
wirkungsvolle Stoßdämpfung und einen sehr guten Kopfschutz. Der Tragekomfort wird
dadurch verbessert, daß an der Innenseite des Innenhelms 32 ein Futter 74 aus Plüschstoff
angeordnet ist.
-
Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß die sich im Stirnbereich befindlichen
Löcher 26 die Helmschale 30 und den Innenhelm 32 bis zu der Feuchtigkeitsspeicherungseinlage
76 durchsetzen. Dadurch kann diese beim Aufbringen von Wasser Feuchtigkeit speichern
und für einen Verdunstungskühleffekt sorgen.
-
Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich
beispielhaft. Die Detailgestaltung des Schutzhelms kann im Rahmen der vorliegenden
Erfindung vielfältig abgewandelt werden, was insbesondere auch hinsichtlich der
Anzahl und Verteilung der Zwischenschichten gilt. Wichtig ist in jedem Fall, daß
die erwähnte modifizierte Polyestermasse mit den eingelagerten luftgefüllten Glasbläschen
als Bausubstanz für die Helmschale benutzt und mit geeigneten Zwischenschichten
versehen wird.