DE2133215C3

DE2133215C3 - Hard hat

Info

Publication number: DE2133215C3
Application number: DE2133215A
Authority: DE
Inventors: James Joseph Bethel Park Sumers; Michael Pittsburgh Theodore
Original assignee: Mine Safety Appliances Co
Current assignee: MSA Safety Inc
Priority date: 1970-07-06
Filing date: 1971-07-03
Publication date: 1974-08-15
Also published as: US3616463A; DE2133215A1; DE2133215B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzhelm mit einer äußeren und einer inneren steifen Helmschale sowie mit zwei aus energLsabsorbierendem Material bestehenden Schichten, von denen die erste zwischen den beiden Helmschalen angeordnet und mit denselben verbunden ist, während die zweite an der Innenfläche der inneren Helmschale befestigt istThe invention relates to a protective helmet with an outer and an inner rigid helmet shell and with two made of energy-absorbing material Material existing layers, the first of which is arranged between the two helmet shells and connected to the same, while the second is attached to the inner surface of the inner helmet shell

Ein solcher Schutzhelm ist bereits durch die USA.-Patentschrift 3 447 163 bekannt, der im übrigen aus noch wesentlich mehr Schichten aufgebaut sein kann.Such a protective helmet is already known from US Pat. No. 3,447,163, the rest of the can be made up of even more layers.

Dieser bekannte Schutzhelm ist sehr kräftig aufgebaut und beansprucht einen verhältnismäßig großen Raum. Trotzdem ist er nicht in der Lage, harte und konzentriert geführte Schläge auszugleichen; er kann diese nur abdämpfend mildern. Dies liegt an der normalerweise auftretenden Konzentrierung der Schlagbelastung, die auf eine sehr kleine Fläche des Schutzhelms einwirkt und die von den Helmschalen und den energieabsorbierenden Schichten auf Grund der konzentrierten Einwirkung eines Schlages nicht aufgefangen werden kann. Vergrößert man jedoch Jie Steifigkeit der Helmschale oder die Dicke der energieabsorbierenden Schichten, dann gelangt man zu immer schwereren und größeren Schutzhelmen, was ebenfalls nachteilig ist.This well-known protective helmet is very sturdy and requires a relatively large one Space. Nevertheless, he is not able to compensate for hard and focused blows; he can only mitigate them with a dampening effect. This is due to the normally occurring concentration of impact stress, which acts on a very small area of the protective helmet and that of the helmet shells and the energy-absorbing layers due to the concentrated impact of a blow can be. However, if you increase the rigidity of the helmet shell or the thickness of the energy-absorbing one Layers, then you get to heavier and larger protective helmets, which is also disadvantageous.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen leichtgewichtigen und in seinen Abmessungen relativ stark reduzierten Schutzhelm zu schaffen, der auch bei harten konzentrierten Schlagbeanspruchungen den Träger vor Verletzungen bewahren kann.The invention is therefore based on the object of a lightweight and in its dimensions To create a relatively greatly reduced protective helmet that can also be used for hard, concentrated impact loads can protect the wearer from injury.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Schutzhelm der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine der beiden Helmschalen in eine Vielzahl aneinander angrenzender und Kante an Kante angeordneter Schalensegmente unterteilt ist und daß die mit der inneren Fläche der unterteilten Helmschale verbundene -Schicht ebenfalls in aneinander angrenzende Segmente von im wesentlichen gleicher Erstreckung wie die Schalensegmente unterteilt ist, wobei jedem Schalensegment ein entsprechendes Segment der Schicht zugeordnet ist.Based on a protective helmet of the type mentioned at the outset, this object is achieved in that one of the two helmet shells in a plurality of adjacent and edge-to-edge Shell segments is divided and that connected to the inner surface of the divided helmet shell -Layer also in adjoining segments of essentially the same extent how the shell segments is divided, with each shell segment having a corresponding segment of the Shift is assigned.

Es ergibt sich auf diese Weise der Vorteil, daß auf Grund des Umstandes, daß Helmschalensegment und Segment der energieabsorbierenden Schicht in gleicher Weise segmentiert sind, ein auf eine kleine Fläche des Schutzhelmes einwirkender Schlag über einen vorgegebenen Segmentbereich gleichmäßig verteilt wird, der immer eine wesentlich größere Fläche umfaßt. Auf Grund seiner aufbaumäßig festen Struktur widersteht ein solcher Schutzhelm auch beträchtlichen Biegebeanspruchungen und ist in sich fest und geschlossen.There is in this way the advantage that due to the fact that the helmet shell segment and Segment of the energy absorbing layer are segmented in the same way, one on a small one Impact acting on the surface of the protective helmet evenly over a specified segment area is distributed, which always covers a much larger area. Because of its structurally solid Such a protective helmet also withstands considerable bending stresses and is inherent in its structure tight and closed.

Der Aufbau von Helmschalen aus kleineren Segmenten ist zwar schon durch die USA.-Patentschrift 3 208 080 bekannt. Diesem USA.-Patent liegt jedoch die Aufgabe zugrunde, einen Schutzhelm zu schaffen, welcher zu Zwecken der Lagerung zu einem kleinen Volumen zusammengelegt werden kann und deshalb in sich eine starke Flexibilität aufweisen soll. Zu diesem Zweck sind Segmente geschaffen, die zueinander nur lose über flexibles Gewebe miteinander verbunden sind, so daß sich insgesamt ein etwa schuppenförmiger überlappender Aufbau ergibt. Obwohl die Teilsegmente nur lose befestigt sind, können sie sich wegen der teilweisen Überlappung dennoch nicht unabhängig von angrenzenden Segmenten bewegt.i, so daß es nicht möglich ist, die Lastverteilung einer Schlageinwirkung auf ein vorgegebenes Segment zu begrenzen. Hinzu kommt noch, daß hier eine auf ein Segment einwirkende äußere Kraft lediglich durch die am Segment angeordnete energieabsorbierende Schicht gedämpft werden kann.The construction of helmet shells from smaller segments is already through the USA patent specification 3 208 080 known. However, this USA patent is based on the task of creating a protective helmet, which can be collapsed into a small volume for storage purposes and therefore should have a strong flexibility in itself. For this purpose, segments are created that are related to each other are only loosely connected to each other via flexible fabric, so that a total of approximately flaky overlapping structure results. Although the subsegments are only loosely attached, they can become due to the partial overlap, however, not moved independently of adjacent segments. i, so that it is not possible to distribute the load of an impact on a given segment limit. In addition, an external force acting on a segment is only caused by here the energy-absorbing layer arranged on the segment can be damped.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß die äußere Helmschale des Schutzhelms einstückig ausgebildet ist, so daß diese zunächst auf Grund der dann von ihr aufzubringenden Verformungsenergie einen Großteil der Schlagenergie abfängt, während die gleichmäßige Verteilung eines solchen Schlages dann durch die Segmentierung der unteren Schalensegmente und Schichtmaterialien erfolgt.Another embodiment of the invention can be seen in the fact that the outer helmet shell of the protective helmet Is formed in one piece, so that this is initially due to the then to be applied by her Deformation energy absorbs a large part of the impact energy, while the even distribution such an impact then through the segmentation of the lower shell segments and layer materials he follows.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise von zwei Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung im einzelnen an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigtThe structure and mode of operation of two exemplary embodiments of the subject matter are described below the invention explained in more detail with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Schutzhelms,F i g. 1 a side view of a protective helmet,

F i g. 2 denselben Schutzhelm in einer Ansicht von oben,F i g. 2 the same protective helmet in a view from above,

F i g. 3 den Schutzhelm in Querschnitt,F i g. 3 the safety helmet in cross-section,

F i g. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des Schutzhelms unter Schlageinwirkung,F i g. 4 an enlarged section of the protective helmet under impact,

Fig.5 die Schlageinwirkung bei einem anderen Ausführungsbeispiel.5 shows the impact in another embodiment.

Die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Gesamtform eines Schutzhelms ist von üblicher Art, wobei der Schutzhelm auf dem Kopf mittels eines nicht dargestellten Kinnbandes gehalten wird. Der Schutzhelm weist eine glatte äußere Helmschale 1 aus im wesentlichen steifem Material, wie beispielsweise verstärkter Kunststoff auf. Im Inneren dieser Helmschale und in gleichmäßigem Abstand zu derselben ist eine weitereThe in the F i g. 1 to 3 shown overall shape of a protective helmet is of the usual type, the Protective helmet is held on the head by means of a chin strap, not shown. The protective helmet has a smooth outer helmet shell 1 from essentially rigid material such as reinforced plastic. Inside this helmet shell and in equidistant from the same is another

glatte innere Helmschale2 gemäß Fig.3 vorgesehen, Wird der Schutzhelm, wie durch den Pfeil insmooth inner helmet shell2 according to Fig. 3 is provided, if the protective helmet, as indicated by the arrow in

die aus demselben Material bestehen kann. Zwischen F i g. 4 dargestellt, von einem schweren Schlag durchwhich can consist of the same material. Between F i g. 4 shown by a severe blow

den beiden Helmschalen befindet sich eine Schicht 3 ein Objekt getroffen, dann erfolgt im allgemeinen diethe two helmet shells is a layer 3 hit an object, then generally takes place

eines energieabsorbierenden Materials, welches mit Schlageinwirkung nur gegen eines der Scnalenseg-an energy-absorbing material, which with impact only against one of the Scnalenseg-

beiden Helmschalen mittels eines geeigneten Klebe- 5 mente 6. Da dieses Schalensegment mit dem umge-two helmet shells by means of a suitable adhesive element 6. Since this shell segment with the surrounding

mittels verbunden ist. Das Material ist deshalb benden Bereich der Helmschale nicht verbunden ist,is connected by means. The material is therefore not connected to the area of the helmet shell,

schock- bzw. schlagabsorbierend, weil es eindrückbar kann es sich in seiner körperlichen Form ohne nen-shock- or shock-absorbing, because it can be depressed.

bzw. zusammendrückbar ist. Solche Materialien sind nenswerte Deformierung nach innen bewegen undor is compressible. Such materials are moving inward and deforming appreciably

bekannt. Sie bestehen aus einem Polyurethanschaum einen mehr oder weniger gleichmäßigen Druck überknown. They consist of a polyurethane foam over a more or less even pressure

oder einem anderen porösen oder fibrösen Material, io den gesamten Bereich des energieabsorbierendenor another porous or fibrous material, io the entire area of the energy-absorbing

welches zusammenpreßbar ist. Eine ähnliche Segmentes 7 ausüben. Die Belastung wird somit überwhich is compressible. Exercise a similar segment 7. The load is thus over

Schicht 4 eines energieabsorbierenden Materials ist dieses spezielle, schlagabsorbierende Segment ver-Layer 4 of an energy-absorbing material is this special, impact-absorbing segment

mit der inneren Überfläche der inneren Helmschale 2 teilt, so daß die Beanspruchung bzw. die Kraftaus-divides with the inner surface of the inner helmet shell 2, so that the stress or the force output

verbunden. wirkung des Schlages auf die innere Helmschale undconnected. effect of the blow on the inner helmet shell and

Ein wesentliches Merkmal ist, daß der Schutzhelm, 15 Absorptionsschicht nicht übermäßig groß wird, wenn ihn ein Schlag trifft, einer Verbiegung, Aus- Selbstverständlich wird der Schutzhelm so ausgelegt, krückung bzw. Vertiefung, die es z. B. dem Schlagin- daß er bestimmte, zu erwartende Schlageinwirkungen strument erlauben würa., bis auf den i-Lopf durchzu- abschwächt und aufnimmt, d. h., er wird auf eine bedringen, widersteht und an Stelle dessen die auftref- stimmte zu erwartende Belastutigsgroße abgestimmt fende Belastung mehr oder weniger gleichmäßig über 20 Zu diesem Zweck, also zur Abstimmung aut eine mehrere Quadratzentimeter, d. h. über eine vorgege- vorgegebene mögliche Krafteinwirkung, kann die bene Fläche des Schutzhelms verteilt. Zu diesem Dichte und die Dicke der beiden energieabsortieren-Zweck ist die äußere feste Helmschale 1 in eine An- den Schichten entsprechend verändert werden,
zahl aneinandergrenzender Schalensegmente 6 unter- Bei dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeiteilt, die Kante an Kante so angeordnet sind, daß sie 25 spiel ist die äußere feste Helmschale 10 nicht eingeim wesentlichen miteinander in Verbindung stehen schnitten, stellt also ein einheitliches Ganzes dar, bzw. sich berühren. Die genaue Form dieser Seg- während die innere Schale 11 in Schalensegmente 112 mente ist nicht kritisch. Die beste Wirkung wurde je- unterteilt ist. Desgleichen ist die innerste energieabdoch mit einer hexagonalen Anordnung en eicht. sorbierende Schicht 13 segmentiert. Bei einem sol-Schalensegmente, die etwa 5 cm entlang ihrer paral- 3° chen Schutzhelm kann ein Schlag die äußere HeJmlelen Seiten maßen, zeigten zufriedenstellende Ergeb- schale verbiegen bzw. einbeulen und verbeulen, desnisse, obwohl geringfügig größere oder kleinere gleichen die unter dem Auftreflpunkt des Schlages Schalensegmente ebenfalls verwendet werden kön- angrenzende energieabsorbierende Schicht 14 zusarnnen. Sind die Schalensegmente zu klein, dann ergibt mendrücken. Als Folge davon wird das daruoterliesich keine ausreichende Verteilung der von der 35 gende Schalensegment 12 der inneren Helmschale in Schlageinwirkung auf ein Segment ausgeübten BeIa- Richtung auf den Kopf gepreßt, was dazu fuhrt, daß stung; ist das Segment zu groß, dann werden im grö- das zugeordnete Segment der energieabsorbiercnden ßeren Maße die Vorteile der Segmentanordnung ver- Schicht 13 ebenfalls als Ganzes zusammengedruckt lorengehen. wird und die Schlageinwirkung absorbiert. Auch hierAn essential feature is that the protective helmet, 15 absorption layer does not become excessively large if it is hit by a blow or a bend. B. the impact that it would allow certain expected impact instruments., Down to the i-Lopf weakens and absorbs, that is, it will oppose one, resist and instead match the expected load size that occurs Fende load more or less evenly over 20 For this purpose, so to coordinate with a several square centimeters, ie over a predetermined possible force, the flat surface of the protective helmet can be distributed. For this density and the thickness of the two energy-absorbing purposes, the outer fixed helmet shell 1 is to be changed accordingly in one of the layers,
number of adjacent shell segments 6 below. 5 illustrated embodiment, the edge to edge are arranged so that they are 25 game, the outer fixed helmet shell 10 is not essentially in connection with each other cut, so represents a unitary whole, or touch. The exact shape of this seg- ment while the inner shell 11 in shell segments 112 is not critical. The best effect was each subdivided. Likewise, the innermost energy barrier is calibrated with a hexagonal arrangement. Sorbent layer 13 segmented. In the case of a sol shell segments that were about 5 cm along their parallel protective helmet, a blow can measure the outer helmet sides, showed satisfactory results to bend or dent and dent the shell, although slightly larger or smaller resemble those below The point at which the impact occurs, shell segments can also be used; adjacent energy-absorbing layer 14 can also be used. If the shell segments are too small, the result is press. As a result, the daruoterliesich inadequate distribution of the pressure exerted by the lowering shell segment 12 of the inner helmet shell in impact on a segment is pressed onto the head, which leads to the fact that stung; If the segment is too large, then in the larger assigned segment of the energy-absorbing larger dimensions, the advantages of the segment arrangement will be lost. Layer 13 is also printed together as a whole. and the impact is absorbed. Here too

Dabei ist die energieabsorbierep.de Schicht 3 zwi- 40 wird der Stoß, obwohl er auf der äußeren HeImschen den beiden steifen Helmschalen ebenfalls in schale konzentriert auftrifft und sich dort auswirkt, angrenzende Segmente 7 unterteilt, die sich im we- über das innere, darunterliegende Schalensegment sentlichen entsprechend den Schalensegmenten der verteilt, welches seinerseits den Schlag über das geäußeren Helmschale und in gleicher Länge zu diesen samte, zugeordnete energieabsorbierende Segment erstrecken. Alle diese Segmente werden normaler- 45 aufteilt. Es ist leicht einzusehen, daß die Schlageinweise durch die Bindung der äußeren energieabsor- wirkung auf einem beliebigen Punkt des Kopfes bierenden Schicht mit der inneren Helmschale relativ deshalb weniger stark ist, d. h. abgemildert und zueinander in einer festen Position gehalten (hin- mehr verteilt ist, als dies der Fall bei einem sichtlich der Anordnung der Segmente s. insbeson- Schutzhelm ohne die entsprechenden Segmente sein dere auch F i g. 2, unterer Teil). 50 würde.The energieabsorbierep.de layer 3 is between 40 the impact, although it is on the outer HeImschen hits the two stiff helmet shells in a concentrated manner and has an effect there, adjoining segments 7 divided, which are divided into we over the inner, underlying shell segment sentlichen according to the shell segments of the distributed, which in turn takes the blow over the outer Helmet shell and the same length as this velvet, assigned energy-absorbing segment extend. All of these segments are split up normally. It is easy to see that the loft marks by binding the external energy absorption to any point on the head The bating layer with the inner helmet shell is therefore relatively less strong, d. H. toned down and held in a fixed position to each other (more distributed than is the case with one For the arrangement of the segments, see in particular the safety helmet without the corresponding segments which also F i g. 2, lower part). 50 would.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

ν patent claims:

1. Safety helmet with an outer and an inner rigid helmet shell as well as two made of energy-absorbing material consisting of layers, the first of which is between the two Helmet shells arranged and connected to the same, while the second on the inner surface the inner helmet shell is attached, thereby characterized in that one of the two helmet shells (1,2 and 10, 12) in a plurality adjacent shell segments (6, 12) arranged edge-to-edge and that the mn of the inner surface of the divided helmet shell (1,2 or 10, 11) connected Layer (3, 13) also in adjacent segments (7) of substantially the same extent as the shell segments (6, 12) is divided, each shell segment (6, 12) a corresponding segment (7) is assigned to the layer (3, 13).

2. Protective helmet according to claim 1, characterized in that the outer home shell (10) is formed in one piece.

3. Protective helmet according to claim 1 or 2, characterized in that the shell segments (6, 12) and the segments of the layer (3, 13) have a hexagonal shape.

3030th