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WO2011000017A1 - Schutzelement - Google Patents

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Publication number
WO2011000017A1
WO2011000017A1 PCT/AT2010/000242 AT2010000242W WO2011000017A1 WO 2011000017 A1 WO2011000017 A1 WO 2011000017A1 AT 2010000242 W AT2010000242 W AT 2010000242W WO 2011000017 A1 WO2011000017 A1 WO 2011000017A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
element according
protection element
molded part
compensating layer
facing
Prior art date
Application number
PCT/AT2010/000242
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Grosstesner
Original Assignee
Herbert Grosstesner
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Herbert Grosstesner filed Critical Herbert Grosstesner
Priority to US13/381,793 priority Critical patent/US20120291188A1/en
Priority to EP10747139.3A priority patent/EP2448440B1/de
Publication of WO2011000017A1 publication Critical patent/WO2011000017A1/de

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    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
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    • A41D13/05—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches protecting only a particular body part
    • A41D13/0506—Hip
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    • A41D13/015—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with shock-absorbing means
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    • A41D2600/10—Uses of garments specially adapted for specific purposes for sport activities
    • A41D2600/102—Motorcycling

Definitions

  • the invention relates to a protective element for a section of the human body.
  • the object of the invention is thus to provide a protective element for a body part, which offers a comprehensive body part protection with a high wearing comfort. It is also an object of the invention to design the protective element such that it can be combined with clothing or other protective clothing.
  • the protective element has a molded part and a leveling layer, wherein the molded part is formed integrally from a cured composite material and wherein the leveling layer is formed of an elastically deformable foam material and facing the body, a channel system of groove-like Has depressions.
  • a one-piece molded part has the particular advantage that no joint is present and thus the risk of breakage at such a weak point in the material is prevented. Since the molded part is formed from a cured composite material, this can be particularly well and individually adapted to the anatomical conditions of different body in an uncured state and thus retains this specific form in the cured state.
  • the elastically deformable foam material Slightly different anatomical details can be compensated in an advantageous manner by the elastically deformable foam material, whereby a particularly good fit and thus a high level of comfort is achieved.
  • a one-piece trough-shaped molding encloses the body portion to be protected, the moisture exchange between the body surface and the environment is limited in this section, which can lead to local accumulation of moisture and thus to a significantly reduced wearing comfort, especially with prolonged wear of such a molding.
  • the compensating layer now has a channel system of groove-shaped depressions facing the body, whereby the inevitably resulting moisture along these channels can be discharged to the environment, whereby in particular a particularly high level of wearing comfort is achieved.
  • the composite material comprises a fiber material and a curable filler
  • the fiber material can be adapted very well to the anatomical shape to be formed and then the filler is subsequently applied or introduced and this hardened by means of specific manufacturing processes becomes.
  • the composite material may comprise glass fiber and / or carbon fiber layers, which are impregnated or coated with a resin, in particular an epoxy resin, and subsequently cured under air, light, temperature and / or pressure.
  • a resin in particular an epoxy resin
  • the composite material has an elasticity modulus of at least 40 kN / m 2.
  • Such a formed molding is thus able to absorb the energy occurring in the event of a fall or an accident, so that a substantially punctiform excessive burden on the human body prevent. is changed.
  • Such a stable molded part also has the advantage that the risk of abrasion in the event of a fall is significantly reduced.
  • the compensation layer is formed from an elastomeric foam, in particular a polyurethane foam, since such foams can be shaped very well and thus a good adaptation to the shape of the molded part and thus to the anatomy of the body is provided. Since the leveling position between the body and the comparatively rigid molded part is arranged and thus ultimately relevant for wearing comfort, this development is also advantageous because elastomeric foams adapt elastically deformable to the actual anatomical conditions and thus achieved a high wearing comfort even with prolonged wearing time becomes.
  • the molding has two side cheeks, which project beyond a plane which is spanned by tangents to the edge lines of a central portion of the molding.
  • These side cheeks are particularly designed such that they laterally cover at least the hip joints and partially also the pelvic blades, so that at a lateral force, which would act directly on the area of the hip joints or pelvic blades without the protective element, the applied force is taken over by the molding, whereby this force is divided over a larger area, which in turn reduces the risk of punctiform overload and thus injury.
  • the protective element is made as thin as possible, since this is preferably carried under another protective clothing.
  • the molding therefore has a thickness between 0.7 and 1.7 mm, which in particular has the advantage that the composite material already provides a sufficiently high strength, so well absorb the load forces occurring and can derive accordingly, but at the same time as far as it is flexible, that it can deform so far elastically on movements of the body part that again a high level of comfort is achieved.
  • the depth of the recesses is in the range between 20% and 45% of the thickness of the compensating layer, which has the advantage that the damping and balancing properties of the compensating layer are only insignificantly limited, but a reliable removal of the resulting moisture is given.
  • This development also has the advantage that an impairment of the wearing comfort is prevented, since these depressions can thus not be pressed into the body surface as a negative mold.
  • the transition from the body-facing side of the compensating layer to the groove-like depression will be continuous, so that no unpleasant emerging edges are present in this region, which in turn is advantageous for the wearing comfort.
  • the width of the recess will be about 70% of the thickness of the compensating layer, since thus an injection of the skin into the depression and, associated therewith, a reduced wearing comfort, is prevented.
  • this development is advantageously ensured that sufficient moisture removal is possible without thereby reducing the comfort, in particular without it comes to Einpresserscheinitch the skin in the groove-like depressions.
  • the channel system is arranged facing the inside of the molding, which has the advantage that the surface of the compensation layer facing the body is substantially smooth, that is to say it has no recesses.
  • the compensation layer can be moisture-transparent, that is, the material of the compensation layer is permeable to moisture.
  • a moisture-permeable layer can be arranged on the body-facing side of the compensating layer and thus prevent a damming moisture between the body and the compensating layer.
  • the protective element will usually rest quite close to the body, whereby it can come to a slight and possibly localized relative movement between body and protective element when used as intended. It is therefore advantageous for a development according to which the compensating layer is connected in sections to the inside of the molded part, since the compensating layer can thus assume these relative movements and remains essentially at rest relative to the body, so that the risk of chafing and associated wound formation is prevented. In an accident, this development also has the advantage that the damping function of the compensation position is maintained, even if it comes to minor deformations or shifts of the molded part.
  • a flexible holding device is arranged on the molded part.
  • This holding device can be formed for example by flexible fastening straps, which are connected in a contact portion of the molded part, preferably in the region of the side cheeks, with the molded part.
  • an embodiment of the holding device is designed as a so-called three-point belt, in which flexible fastening straps, for example made of a high-strength sailcloth, each starting from a side cheek and from the middle part of the molded part, are obviously connected to one another by means of a closure means.
  • a development is advantageous, according to which a contact section is arranged in the middle section of the molded part, since thus the molded part can be connected to a back protector.
  • Protective clothing usually has such a protector, this development being advantageous in that a continuous protective element for the spine and the pelvis is created, which provides a corresponding flexibility and at the same time ensures that this protective element forms a coherent unit and in particular always on respectively provided space remains arranged.
  • the wearing comfort is a development of advantage, according to which the edge portion of the molded part has a relation to the curvature of the inside opposite curvature. Since the molded part is formed from a composite material whose strength is in any case significantly higher than that of the human body, it can be in body movements, such as when walking, to an unpleasant impressions of the edge of the
  • Form part come in fitting body parts. Now, if the curvature of this edge portion opposite to the mecanical shape, the edge portion to the outside, ie away from the body, be bent, whereby a significantly increased freedom of movement and thus improved comfort is achieved.
  • the molding in the central portion has a body-facing, arched portion.
  • the comfort is improved because the molding takes into account the natural, anatomical conditions and thus there is no increased contact pressure in the thighs.
  • a further development may also consist in that a moisture-permeable layer is arranged on the body-facing side of the compensating layer, since a direct or separate contact of the compensating layer with the skin is prevented only by a thin layer of material, which is advantageous in particular for moisture removal.
  • this moisture-permeable layer By means of this moisture-permeable layer, the inevitable moisture can be well diverted to the channel system, which in turn improves the wearing comfort.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the protective element according to the invention
  • Fig. 2 is a front view of the protective element according to the invention
  • 3 is a sectional view of the protective element according to the invention for illustrating the lateral protective cheeks
  • FIG. 4 is a sectional view of the protective element according to the invention for illustrating the layer structure
  • Fig. 5 a a holding device for fixing the protective element according to the invention on the body
  • Fig. 6 is a test report for a drop test according to DIN 1621-1.
  • the indication 1 to 10 should be understood to include all sub-ranges, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10, i. all subregions begin with a lower limit of 1 or greater and end at an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1 or 5.5 to 10.
  • Fig. 1 shows the protective element 1 according to the invention comprising a molded part 2 and a leveling layer 3, wherein the leveling layer 3 on the body-facing inner side 15 of the Molded part 2 is arranged. Furthermore, the compensation layer has a channel system 4, which is formed from a plurality of interconnected, groove-like depressions 5. These depressions 5 face the body and allow the moisture emitted by the body to be removed from the trough-shaped protective element 1. Since the molded part is formed from a composite material which is generally not permeable to moisture, this channel system 4 ensures moisture removal , which is particularly advantageous for a longer wearing period of the protective element.
  • the molded part 2 has an indentation 7 on the lower side, which in turn improves the wearing comfort, since the lugs of the thighs are anatomically correctly supported thereby.
  • the lower side in the document that portion of the protective element 1 is referred to, which is oriented in the arrangement of the protective element on the body in the direction of a seat support surface. Accordingly, the upper side is oriented in the direction of the spine or the shoulder area.
  • FIG. 2 shows a front view of the protective element 1 according to the invention, the anatomically shaped concavity 7 being clearly visible here. In particular, this concavity 7 has a distance 8 from the contact surface 9 of the sections 10 of the thigh protector.
  • the molded part 1 is trough-shaped and, in particular, has a predominantly concave curvature facing the body.
  • This trough shape in combination with the concave curvature offers a particularly high torsional and dimensional stiffness, which is of particular importance for impact protection.
  • the concavity 7 in the rump area thus improves the wearing comfort and also serves as a constructive stiffening element for reinforcing the mechanical strength of the molded part 2.
  • the protective element 1 according to the invention also has two laterally arranged side cheeks 11, which are designed such that protection of the hip joints against laterally acting forces is achieved.
  • the upwardly directed middle section 6 has a clearance 12 in relation to the highest extent in the region of the side cheeks 11, which is particularly advantageous in that reliable protection of the lower lumbar vertebrae or of the sacrum is achieved. is given by the exemption 12, however, the freedom of movement in the lumbar vertebrae is not limited.
  • known back protectors are usually designed such that they cover at least the area up to the lumbar vertebrae and thus a protective element 1 without release 12 in this area could possibly result in a disability.
  • a contact section 24 can be arranged on the outer surface of the molded part 2 in the upper region of the middle section 6, via which the protective element 1 according to the invention can be connected, for example, to a back protector, thereby forming a continuous protection unit for the spine and the pelvis.
  • 3 now shows a detailed representation of the side cheeks 11, in particular the figure shows that the side cheeks clearly project beyond a plane 13 by a distance 14, the plane 13 being clamped by tangents 23 to the edge lines in the middle section 6 of the shaped part. This has the particular advantage that a reliable protection of the hip area is given without having to form the molding and thus the protection element unnecessarily large, which would be particularly detrimental to the wearing comfort.
  • FIG. 3 further shows that due to the release 12 or indentation 7, a particularly compact, trough-shaped molded part is formed, whereby a particularly high level of wearing comfort is achieved, in particular also when the wearer of the protective element 1 according to the invention stands or goes. Due to the large area and the trough-shaped portion of the molding far superior side cheeks a reliable protection of the hip area is achieved and in particular by the trough-shaped training a particularly high rigidity and thus a very reliable protection of the wearer is achieved.
  • 4 shows a sectional view through the protective element 1 according to the invention.
  • the leveling layer 3 is connected to the molded part 2, it being possible for this connection to be provided in sections.
  • the compensating layer 3 is connected over its entire surface with the inner side 15 of the molded part, for example by gluing.
  • the leveling layer 3 is introduced into a mold in which the molded part 2 was inserted, and in this form, including the negative mold for forming the channel system 4, hardens.
  • the starting layer 3 has a mean thickness 16 of 8.5 mm, but also an average thickness in the range of 6 mm to 12 mm is possible. For example, for a lower expected weight load, a thinner be elected the same position, as well as a thicker leveling position can be arranged for a higher weight load or a desired higher damping.
  • a groove-shaped recess 5 of the channel system 4 with a mean thickness 16 of the level of compensation of 8.5 mm, a depth of 2 mm and a width of 6 mm.
  • a plurality of basic sizes of the molded part or the compensating layer are formed, wherein the dimensions of the recesses 5 of the channel system 4 change substantially linearly. In particular, a size variation of up to 25% is provided.
  • the mechanical strength and required load capacity is provided by the molding 2, which has a thickness 17 in the range between 0.7 mm and 1.7 mm, with a thickness of 1.2 mm is preferred. With this preferred thickness, the molded part is sufficiently stable to accommodate the expected loads and to protect the body part accordingly, while the molded part is still flexible enough to allow adaptation to the anatomical conditions, especially during movements such as when walking may occur. With regard to the least possible limited freedom of movement is further provided to bend the edge portion 18 of the molding to the outside, ie away from the body to prevent the rigid edge of the molding presses against the body during movement, which is disadvantageous for the comfort is. In this edge portion is further provided that the compensating layer 3 has a tapered thickness, thereby achieving a narrowest possible edge of the protective element 1.
  • the elastic modulus (Ell) for the bonding of a single layer in the fiber longitudinal direction is determined as follows:
  • E-modules for fiber materials in the longitudinal direction of the fiber
  • Exemplary E-modules for fiber materials can be found in the following list:
  • a mixing ratio of 25% to 48% of a T300 carbon fiber is selected in an epoxy resin, whereby a modulus of elasticity of the composite of about 45,000 N / mm 2 is achieved.
  • a single layer of the composite material has a thickness of about 0.4 mm, so that by forming a plurality of individual layers, a molded part of the desired thickness and strength is formed.
  • a molded part is created, which has an extremely high impact strength and at the same time can absorb the forces acting well, so that a punctiform or linear force is transmitted evenly to the molding.
  • the DIN 1621-1 concerns the pelvic and hip protection and sets for a maximum force of 25 kN, which may act on the body.
  • DIN 1621-2 concerns the back protection and specifies a maximum force of 17kN.
  • Fig. 6 shows a protocol of the measurement performed.
  • composite material is understood here to mean any material or combination of materials in which a fiber material and a curable filler are joined together, wherein the filler permanently encloses and fixes the fiber material after the filler has hardened. This achieves an increase in the strength of the entire material, which would not be achievable with the individual components, without having to accept a significant increase in the demand for material and thus a significantly thicker wall thickness.
  • the fibrous material can now be present, for example, as tissue, which is inserted into the filling material and in turn covered with filling material. These steps can now be repeated several times until a molding is formed, which has the sufficient or desired strength.
  • a negative mold of the molded part is preferably used, in which this layer structure is formed, wherein after curing of the filler of the molded part is removed.
  • the fiber material can be impregnated with the filler or wetted by this and so applied together.
  • the fiber material is dispersed in the filler and thus applied together with the application of the filler, for example. Again, a negative mold.
  • This design also has the advantage that casting, in particular injection molding, is also possible.
  • the filler is pressed together with the fiber material in a cavity, wherein the cavity corresponds exactly to the space of the molding to be formed.
  • a possible example of this is polypropylene with a dispersed glass fiber content of about 25%, whereby the fiber content can vary in order to achieve a corresponding strength.
  • Polypropylene has the advantage that it already without additive has a high basic strength and in particular a high impact strength, which is for use as a protector of particular advantage.
  • thermoplastic Plastics In addition to or in addition to an admixture of glass fibers and carbon fibers can be dispersed, whereby the strength of the molded part formed can be increased again.
  • Plastics in particular thermoplastic Plastics also have the advantage that an individual adaptation to specific anatomical conditions of the wearer is possible. For this purpose, the molding is heated spe- ' zifisch, whereby the plastic is deformed again and thus can be adjusted, the dispersed fibers are also reoriented. After being cold, the individually adapted form is retained.
  • a flexible holding device 19 is arranged on the protective element 1 according to the invention, wherein this is preferably designed as a so-called three-point belt.
  • two straps 20 are connected to the side walls 11 with the molding 2, further, a further webbing 20 is connected in the region of the concavity 7 with the molding.
  • a closure element 21 the three straps 20 are connected to each other and thus ensure that the protective element 1 is reliably fixed to the body and in particular reliably held in its intended position for the protection of the pelvis or the hip joints.
  • the straps 20 may for example be formed of sailcloth, which allows a particularly high strength with high flexibility and thin training.
  • the closure element can be formed by a mechanically latching and releasable pawl element, wherein a design is preferred as a so-called hook and loop fastener.
  • the connection of the straps 20 with the molded part 2 can be done, for example, by means of an adhesive connection, but it is also possible to connect by means of a mechanical clamping connection.
  • Fig. 5b shows a detail of a possible connection.
  • the webbing 20 is connected by means of a mechanical clamping connection 22, for example a rivet, with the molded part 2.
  • the body facing portion of the connecting means 22 is covered by the leveling layer, so that it can not interfere with the wearing comfort.
  • the illustrated example shows a possibility of connecting a webbing with a molding, the person skilled in the further possibilities are known to produce such a compound.
  • the protective element according to the invention now advantageously offers a high level of comfort both when sitting and during movement, for example while walking, without thereby impairing the protective effect.
  • this protective element makes it possible to carry it under further protective clothing, whereby due to its compact construction, the movement is again freedom of movement of the carrier is not or only marginally restricted.
  • a particularly simple arrangement of the protective element on the body is achieved and it is further ensured that the protective element is reliably held in its intended position.
  • FIGS. 1 to 6 can form the subject of independent solutions according to the invention.
  • the relevant tasks and solutions according to the invention are to be found in the detailed descriptions of these figures.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schutzelement (1) für einen Abschnitt des menschlichen Körpers umfassend ein wannenförmiges Formteil (2) mit einer körperzugewandten Innenseite (IS) und eine Ausgleichslage (3), wobei das Formteil (2) eine der menschlichen Anatomie, insbesondere dem Hüft- bzw. Beckenbereich, angepasste Form aufweist, wobei die Ausgleichslage (3) zumindest abschnittsweise an der Innenseite (IS) angeordnet ist, wobei das Formteil (2) einstückig aus einem ausgehärteten Verbundwerkstoff gebildet ist und wobei die Ausgleichslage (3) aus einem elastisch deformierbaren Schaummaterial gebildet ist und dem Körper zugewandt, ein Kanalsystem (4) aus nutartigen Vertiefungen aufweist.

Description

Schutzelement
Die Erfindung betrifft ein Schutzelement für einen Abschnitt des menschlichen Körpers.
Bei verschiedensten körperlichen Tätigkeiten bzw. Sportarten kann es in Ausnahmefällen zu einer Gefährdung exponierter Körperteile kommen. Insbesondere ist es dann möglich, dass es zu einer übermäßigen Krafteinwirkung auf den Körper kommt und somit ein hohes Verletzungsrisiko und die Gefahr bleibender Schäden besteht. Insbesondere im Bereich des Zwei- rad-Motorsports kommt es bei einem Unfall bzw. Sturz sehr schnell zu einer übermäßig hohen Belastung des Becken- bzw. Hüftbereichs und damit verbunden, zu schwerwiegenden körperlichen Schäden. Bekannte Motorsportbekleidungen weisen daher unter Anderem im Bereich der Hüftgelenke bzw. Beckenschaufeln Dämpfungselemente auf, die bei einem Unfall einen Schutz bieten sollen. Derartige Elemente sind jedoch zumeist recht kleinräumig ausgebildet und bieten daher zumeist nur einen geringen Schutz bei Einwirken einer stoßför- migen Belastung. Insbesondere besteht bei derartigen Einsätzen stets die Gefahr des Verrut- schens, sodass unter Umständen das Schutzelement bei einem Unfall nicht am vorgesehenen Platz angeordnet ist und somit die Schutzwirkung weitestgehend verloren geht. Nachteilig an bekannten Schutzelementen ist also insbesondere, dass diese nur einen abschnittsweisen Schutz bieten, die einzelnen Schutzelemente relativ zueinander beweglich sind und somit kein Vollschutz des Becken- bzw. Hüftbereichs gegeben ist.
Die Aufgabe der Erfindung liegt also darin ein Schutzelement für einen Körperteil zu schaffen, welches bei einem hohen Tragkomfort, einen umfassenden Körperteilschutz bietet. Auch ist es Aufgabe der Erfindung das Schutzelement derart auszugestalten, das es mit Kleidung bzw. weiterer Schutzkleidung kombiniert werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass das Schutzelement einen Formteil und eine Ausgleichslage aufweist, wobei das Formteil einstückig aus einem ausgehärteten Ver- bundwerkstoff gebildet ist und wobei die Ausgleichslage aus einem elastisch deformierbaren Schaummaterial gebildet ist und dem Körper zugewandt, ein Kanalsystem aus nutartigen Vertiefungen aufweist. Im Hinblick auf die zu erwartenden mechanischen Belastungen hat ein einstückiges Formteil den besonderen Vorteil, dass keine Fügestelle vorhanden ist und somit die Gefahr eines Bruchs an einer derartigen Schwachstelle im Material verhindert ist. Da das Formteil aus einem ausgehärteten Verbundwerkstoff gebildet ist, kann dieses in einem nicht ausgehärteten Zustand besonders gut und individuell an die anatomischen Gegebenheiten unterschiedlicher Körper angepasst werden und behält somit im ausgehärteten Zustand diese spezifische Form. Geringfügig unterschiedliche anatomische Details können in vorteilhafter Weise vom elastisch deformierbaren Schaummaterial ausgeglichen werden, wodurch eine besonders gute Passform und somit ein hoher Tragekomfort erreicht wird. Da ein einstückiges wannenförmiges Formteil den zu schützenden Körperabschnitt umschließt, ist in diesem Abschnitt der Feuchtigkeitsaustausch zwischen der Körperoberfläche und der Umgebung einge- schränkt, was insbesondere bei längerem Tragen eines derartigen Formteils, zu lokalen Feuchtigkeitsansammlungen und damit zu einem deutlich reduzierten Tragekomfort führen kann. Erfindungsgemäß weist nun die Ausgleichslage ein dem Körper zugewandtes Kanalsystem aus nutförmigen Vertiefungen auf, wodurch die unvermeidlich entstehende Feuchtigkeit entlang dieser Kanäle an die Umgebung abgeleitet werden kann, wodurch insbesondere ein be- sonders hoher Tragekomfort erreicht wird.
Eine Ausbildung nach der der Verbundwerkstoff ein Fasermaterial und ein aushärtbares Füllmittel umfasst, hat insbesondere den Vorteil, dass das Fasermaterial sehr gut an die auszubildende anatomische Form angepasst werden kann und sodann nachfolgend das Füllmittel auf- gebracht bzw. eingebracht wird und dieses mittels spezifischer Herstellungsverfahren ausgehärtet wird. Beispielsweise kann der Verbundwerkstoff Glasfaser- und/oder Kohlefaserlagen umfassen, die mit einem Harz, insbesondere einem Epoxydharz, getränkt bzw. beschichtet werden und nachfolgend unter Luft, Licht, Temperatur und/oder Druck ausgehärtet werden. Bezüglich der Verfahrens- bzw. Herstellungsschritte von Verbundwerkstoffen aus einem Fa- sermaterial und einem aushärtbaren Füllmittel wird auf das Allgemeinwissen des Fachmanns der Kunststoff- bzw. Verbundstofftechnik verwiesen.
Zur Bildung eines stabilen Formteils, welches einen hohen Schutz des Körperteils vor auftretenden Belastungen bietet, weist gemäß einer Weiterbildung der Verbundwerkstoff ein Elasti- zitätsmodul von zumindest 40 kN/m2 auf. Ein derartig ausgebildetes Formteil ist somit in der Lage, die auftretende Energie im Falle eines Sturzes bzw. eines Unfalls aufzunehmen, sodass eine im Wesentlichen punktförmige übermäßige Belastung des menschlichen Körpers verhin- dert wird. Ein derart stabiles Formteil hat ferner den Vorteil, dass das Risiko einer Abschürfung im Falle eines Sturzes deutlich verringert wird.
Von Vorteil ist es ferner, wenn die Ausgleichslage aus einem Elastomerschaum, insbesondere einem Polyurethanschaum gebildet ist, da sich derartige Schäume sehr gut formen lassen und somit eine gute Anpassung an die Form des Formteils und damit an die Anatomie des Körpers gegeben ist. Da die Ausgleichslage zwischen dem Körper und dem vergleichsweise steifen Formteil angeordnet ist und somit letztendlich für den Tragekomfort relevant ist, ist diese Weiterbildung ferner von Vorteil, da sich Elastomerschäume elastisch deformierbar an die tatsächlichen anatomischen Gegebenheiten anpassen und somit auch bei längerer Tragedauer ein hoher Tragekomfort erreicht wird.
Für einen zuverlässigen Schutz des Beckens ist eine Weiterbildung von Vorteil, nach der das Formteil zwei Seitenwangen aufweist, die eine Ebene überragen, welche durch Tangenten an die Randlinien eines Mittelabschnitts des Formteils aufgespannt ist. Diese Seitenwangen sind insbesondere derart ausgebildet, dass sie seitlich zumindest die Hüftgelenke und abschnittsweise auch die Beckenschaufeln abdecken, sodass bei einer seitlichen Krafteinwirkung, welche ohne das Schutzelement direkt auf den Bereich der Hüftgelenke bzw. Beckenschaufeln wirken würde, die einwirkende Kraft vom Formteil übernommen wird, wodurch diese Kraft auf eine größere Fläche aufgeteilt wird, was wiederum die Gefahr einer punktförmigen Überlastung und damit einer Verletzung verringert.
Für einen angenehmen Tragekomfort ist es ferner von Bedeutung, wenn das Schutzelement möglicht dünn ausgebildet ist, da dieses bevorzugt unter einer weiteren Schutzkleidung getra- gen wird. Nach einer Weiterbildung weist das Formteil daher eine Dicke zwischen 0,7 und 1,7 mm auf, was insbesondere den Vorteil hat, dass der Verbundwerkstoff bereits eine ausreichend hohe Festigkeit bietet, also die auftretenden Belastungskräfte gut aufnehmen und entsprechend ableiten kann, gleichzeitig jedoch noch soweit flexibel ist, dass sich dieser bei Bewegungen des Körperteils noch soweit elastisch Verformen kann, dass wiederum ein hoher Tragekomfort erreicht wird.
Im Hinblick auf einen möglichst hohen Tragekomfort in Kombination mit einer guten Schutzwirkung ist eine Weiterbildung von Vorteil, nach der die Ausgleichslage eine mittlere Dicke von 8,5 mm aufweist, da bei dieser Dicke ein guter Dämpfungsgrad des Schaummaterials gegeben ist, das gesamte Schutzelement jedoch noch ausreichend dünn ist, um unter einer Schutzkleidung getragen werden zu können. Alternativ ist jedoch eine Dicke des Schaums im Bereich von 8,5 mm bis 12 mm möglich.
Nach einer Weiterbildung liegt die Tiefe der Vertiefungen im Bereich zwischen 20% und 45% der Dicke der Ausgleichslage, was den Vorteil hat, dass die dämpfenden und ausgleichenden Eigenschaften der Ausgleichslage nur unwesentlich eingeschränkt werden, jedoch ein zuverlässiger Abtransport der entstehenden Feuchtigkeit gegeben ist. Diese Weiterbildung hat ferner den Vorteil, dass eine Beeinträchtigung des Tragekomforts verhindert wird, da sich diese Vertiefungen somit nicht als Negativform in die Körperoberfläche eindrücken können. Bevorzugt wird der Übergang von der körperzugewandten Seite der Ausgleichslage zur nutartigen Vertiefung stetig ausgebildet sein, sodass in diesem Bereich keine unangenehmen in Erscheinung tretenden Kanten vorhanden sind, was wiederum für den Tragekomfort von Vor- teil ist. Bevorzugt wird die Breite der Vertiefung ca. 70% der Dicke der Ausgleichslage betragen, da somit eine Einpressung der Haut in die Vertiefung und damit verbunden ein reduzierter Tragekomfort, verhindert wird. Durch diese Weiterbildung ist in vorteilhafterweise sichergestellt, dass ein ausreichender Feuchtigkeitsabtransport möglich ist, ohne dadurch den Tragekomfort zu verringern, insbesondere ohne dass es zu Einpresserscheinungen der Haut in die nutartigen Vertiefungen kommt.
Nach einer weiteren möglichen Ausbildung ist das Kanalsystem der Innenseite des Formteils zugewandt angeordnet, was den Vorteil hat, dass die dem Körper zugewandte Oberfläche der Ausgleichslage im Wesentlichen glatt ist, also keine Vertiefungen aufweist. Zum Transport der Feuchtigkeit zum Kanalsystem kann die Ausgleichslage feuchtigkeitstransparent sein, also das Material der Ausgleichslage für Feuchtigkeit durchlässig ist. Ferner ist es möglich eine Mehrzahl von Verbindungsabschnitten zwischen der körperzugewandten Seite der Ausgleichslage und dem Kanalsystem anzubringen, über welche Feuchtigkeit vom Körper abgeleitet werden kann. Ferner kann auf der körperzugewandten Seite der Ausgleichslage eine feuchtigkeitspermeable Lage angeordnet sein und somit eine Staufeuchte zwischen Körper und Ausgleichslage zu verhindern. Zur Erzielung eines hochwertigen Schutzes wird das Schutzelement zumeist recht eng am Körper anliegen, wobei es beim bestimmungsgemäßen Gebrauch zu einer geringfügigen und gegebenenfalls lokal begrenzten Relativbewegung zwischen Körper und Schutzelement kommen kann. Von Vorteil ist daher eine Weiterbildung, nach der die Ausgleichslage ab- schnittsweise mit der Innenseite des Formteils verbunden ist, da somit die Ausgleichslage diese Relativbewegungen übernehmen kann und relativ zum Körper im Wesentlichen in Ruhe bleibt, sodass die Gefahr von Scheuerstellen und einer damit verbundenen Wundbildung verhindert wird. Bei einem Unfall hat diese Weiterbildung ferner den Vorteil, dass die dämpfende Funktion der Ausgleichslage erhalten bleibt, auch wenn es zu geringfügigen Deformatio- nen bzw. Verschiebungen des Formteils kommt.
Da das Schutzelement bevorzugt möglichst eng am Körper anliegend angeordnet werden soll, um bei einem Unfall zuverlässig an der jeweiligen Position gehalten zu werden, ist eine Weiterbildung von Vorteil, nach der am Formteil eine flexible Haltevorrichtung angeordnet ist. Diese Haltevorrichtung kann beispielsweise durch flexible Befestigungsgurte gebildet sein, die in einem Kontaktabschnitt des Formteils, bevorzugt im Bereich der Seitenwangen, mit dem Formteil verbunden sind. Bevorzugt ist eine Ausbildung der Haltevorrichtung als so genannter Drei-Punkt-Gurt ausgebildet, bei dem flexible Befestigungsgurte, beispielsweise aus einem hochfesten Segelstoff, jeweils von einer Seitenwange sowie vom Mittelteil des Form- teils ausgehend, mittels eines Verschlussmittels offenbar miteinander verbunden werden.
Durch diesen Drei-Punkt-Gurt wird eine besonders zuverlässige Fixierung des Schutzelementes relativ zum Körper erreicht.
Im Hinblick auf die Anordnung des erfindungsgemäßen Schutzelements in einer Schutzbe- kleidung, beispielsweise einer Motorradschutzbekleidung, ist eine Weiterbildung von Vorteil, nach der im Mittelabschnitt des Formteils ein Kontaktabschnitt angeordnet ist, da somit das Formteil mit einem Rückenprotektor verbunden werden kann. Schutzbekleidungen weisen zumeist einen derartigen Protektor auf, wobei diese Weiterbildung dahingehend von Vorteil ist, dass ein durchgehendes Schutzelement für die Wirbelsäule und das Becken geschaffen wird, das eine entsprechende Flexibilität bietet und jedoch gleichzeitig sicherstellt, dass dieses Schutzelement eine zusammenhängende Einheit bildet und insbesondere stets am jeweils vorgesehenen Platz angeordnet bleibt. Im Hinblick auf den Tragekomfort ist eine Weiterbildung von Vorteil, nach welcher der Randabschnitt des Formteils eine gegenüber der Krümmung der Innenseite entgegengesetzte Krümmung aufweist. Da das Formteil aus einem Verbundwerkstoff gebildet ist dessen Festigkeit jedenfalls deutlich über der des menschlichen Körpers liegt, kann es bei Körperbewe- gungen, beispielsweise beim Gehen, zu einem unangenehmen Eindrücken der Kante des
Formteils in anliegende Körperteile kommen. Ist nun die Krümmung dieses Randabschnitts entgegengesetzt zur Innenseitenkrümmung ausgebildet, wird der Randabschnitt nach außen, also vom Körper weg, gebogen sein, wodurch eine deutlich erhöhte Bewegungsfreiheit und damit ein verbesserter Tragekomfort erreicht wird.
Aufgrund der anatomischen Gegebenheiten ergibt sich beim Sitzen durch die Einwölbung der Oberschenkel im Bereich des Schritts, eine Einwölbung der Körperaußenkontur. Wiederum für den Tragekomfort ist es daher von Vorteil, wenn das Formteil im Mittelabschnitt einen dem Körper zugewandten, eingewölbten Abschnitt aufweist. Insbesondere wird somit der Sitzkomfort verbessert, da das Formteil die natürlichen, anatomischen Gegebenheiten berücksichtigt und es somit zu keinem erhöhten Auflagedruck im Bereich der Oberschenkel kommt.
Eine Weiterbildung kann auch darin bestehen, dass auf der körperzugewandten Seite der Ausgleichslage eine feuchtigkeitspermeable Lage angeordnet ist, da so ein direkter bzw. nur durch eine dünne Stofflage getrennter Kontakt der Ausgleichslage mit der Haut verhindert wird, was insbesondere für den Feuchtigkeitsabtransport von Vorteil ist. Mittels dieser feuch- tigkeitspermeablen Lage kann die unvermeidlich auftretende Feuchtigkeit gut zum Kanalsystem abgeleitet werden, was wiederum den Tragekomfort verbessert. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Schutzelements; Fig. 2 eine Frontansicht des erfindungsgemäßen Schutzelements; Fig. 3 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Schutzelements zur Darstellung der seitlichen Schutzwangen;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Schutzelements zur Darstellung des Schichtaufbaus;
Fig. 5 a) eine Haltevorrichtung zur Fixierung des erfindungsgemäßen Schutzelements am Körper;
b) eine Detaildarstellung einer möglichen Verbindung der Haltevorrichtung mit dem Schutzelement;
Fig. 6 ein Prüfprotokoll für einen Falltest nach DIN 1621-1.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.
Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Schutzelement 1 umfassend ein Formteil 2 und eine Ausgleichslage 3, wobei die Ausgleichslage 3 auf der dem Körper zugewandten Innenseite 15 des Formteils 2 angeordnet ist. Ferner weist die Ausgleichslage ein Kanalsystem 4 auf, welches aus einer Mehrzahl miteinander verbundenen, nutartigen Vertiefungen 5 gebildet ist. Diese Vertiefungen 5 sind dem Körper zugewandt und ermöglichen einen Abtransport der vom Körper abgegebenen Feuchtigkeit aus dem wanne nförmigen Schutzelement 1. Da das Form- teil aus einem Verbundwerkstoff gebildet ist, welcher zumeist nicht feuchtigkeitsdurchlässig ist, wird mit diesem Kanalsystem 4 ein Abtransport der Feuchtigkeit sichergestellt, was insbesondere für eine längere Tragedauer des Schutzelements von Vorteil ist. In einem Mittelabschnitt 6 weist das Formteil 2 an der unteren Seite eine Einwölbung 7 auf, die wiederum den Tragekomfort verbessert, da dadurch die Ansätze der Oberschenkel anatomisch korrekt ge- stützt werden. Als untere Seite ist im Dokument jener Abschnitt des Schutzelements 1 bezeichnet, der bei Anordnung des Schutzelementes am Körper in Richtung einer Sitzauflagefläche orientiert ist. Dementsprechend ist die obere Seite in Richtung der Wirbelsäule bzw. dem Schulterbereich orientiert. Fig. 2 zeigt eine Frontansicht des erfindungsgemäßen Schutzelements 1, wobei hier deutlich die anatomisch geformte Einwölbung 7 erkennbar ist. Insbesondere weist diese Einwölbung 7 einen Abstand 8 von der Aufstandsebene 9 der Abschnitte 10 des Oberschenkelschutzes auf.
Wie in Fig. 1 und 2 erkennbar, ist das Formteil 1 wannenförmig ausgebildet und weist insbe- sondere eine dem Körper zugewandte, überwiegend konkave Krümmung auf. Diese Wannenform in Kombination mit der konkaven Krümmung bietet eine besonders hohe Verwindungsund Formsteifigkeit, was insbesondere für den Aufprallschutz von ganz besonderer Bedeutung ist. Die Einwölbung 7 im Steißbereich verbessert somit den Trage- bzw. Sitzkomfort und dient ferner als konstruktives Aussteifungselement zur Verstärkung der mechanischen Festig- keit des Formteils 2.
Das erfindungsgemäße Schutzelement 1 weist ferner zwei seitlich angeordnete Seitenwangen 11 auf, die derart ausgebildet sind, dass ein Schutz der Hüftgelenke gegenüber seitlich einwirkenden Kräften erreicht wird.
Der nach oben ausgerichtete Mittelabschnitt 6 weist gegenüber der höchsten Erstreckung im Bereich der Seitenwangen 11 eine Freistellung 12 auf, was insbesondere dahingehend der Vorteil ist, dass ein zuverlässiger Schutz der unteren Lendenwirbel bzw. des Kreuzbeins ge- geben ist, durch die Freistellung 12 jedoch die Bewegungsfreiheit im Bereich der Lendenwirbel nicht eingeschränkt ist. Ferner sind bekannte Rückenprotektoren zumeist derart ausgebildet, dass sie zumindest den Bereich bis zu den Lendenwirbeln abdecken und somit ein Schutzelement 1 ohne Freistellung 12 in diesem Bereich gegebenenfalls eine Behinderung ergeben könnte. In einer Weiterbildung kann an der Außenfläche des Formteils 2 im oberen Bereich des Mittelabschnitts 6 ein Kontaktabschnitt 24 angeordnet sein, über diesen das erfindungsgemäße Schutzelement 1 beispielsweise mit einem Rückenprotektor verbunden werden kann, wodurch eine durchgehende Schutzeinheit für die Wirbelsäule und das Becken gebildet wird. Fig. 3 zeigt nun eine Detaildarstellung der Seitenwangen 11, insbesondere zeigt die Figur, dass die Seitenwangen eine Ebene 13 um einen Abstand 14 deutlich überragen, wobei die Ebene 13 durch Tangenten 23 an die Randlinien im Mittelabschnitt 6 des Formteils aufgespannt wird. Dies hat den besonderen Vorteil, dass ein zuverlässiger Schutz des Hüftbereichs gegeben ist, ohne dadurch das Formteil und damit das Schutzelement unnötig groß ausbilden zu müssen, was insbesondere für den Tragekomfort von Nachteil wäre.
Fig. 3 zeigt ferner, dass aufgrund der Freistellung 12 bzw. Einwölbung 7 eine besonders kompaktes, wannenförmiges Formteil gebildet wird, wodurch ein besonders hoher Tragekomfort erreicht wird, insbesondere auch, wenn der Träger des erfindungsgemäßen Schutzele- ments 1 steht bzw. geht. Durch die großflächigen und den wannenförmigen Abschnitt des Formteils weit überragenden Seitenwangen wird ein zuverlässiger Schutz des Hüftbereichs erreicht und insbesondere durch die wannenförmige Ausbildung eine besonders hohe Steifigkeit und damit ein sehr zuverlässiger Schutz des Trägers erreicht wird. Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung durch das erfindungsgemäße Schutzelement 1. Die Ausgleichslage 3 ist mit dem Formteil 2 verbunden, wobei diese Verbindung abschnittsweise vorgesehen sein kann. Es ist jedoch auch möglich, dass die Ausgleichslage 3 vollflächig mit der Innenseite 15 des Formteils verbunden ist, beispielsweise durch verkleben. Es ist jedoch auch möglich, dass die Ausgleichslage 3 in eine Form eingebracht wird, in der das Formteil 2 eingelegt wurde, und in dieser Form, inklusive der Negativform zur Bildung des Kanalsystems 4, aushärtet. Bevorzugt weist die Ausgangslage 3 eine mittlere Dicke 16 von 8,5 mm auf, wobei jedoch auch eine mittlere Dicke im Bereich von 6 mm bis 12 mm möglich ist. Beispielsweise kann für eine geringere zu erwartende Gewichtsbelastung eine dünnere Aus- gleichslage gewählt werden, ebenso kann für eine höhere Gewichtsbelastung bzw. eine gewünschte höhere Dämpfung eine dickere Ausgleichslage angeordnet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung weist eine nutförmige Vertiefung 5 des Kanalsystems 4, bei einer mittleren Dicke 16 der Ausgleichslage von 8,5 mm, eine Tiefe von 2 mm und eine Breite von 6 mm auf. Zur Anpassung an unterschiedliche Körpergeometrien aufgrund unterschiedlicher Körperabmessungen, werden mehrere Grundgrößen des Formteil bzw. der Ausgleichslage gebildet, wobei sich die Abmessungen der Vertiefungen 5 des Kanalsystems 4 im Wesentlichen linear ändern. Insbesondere ist eine Größenvariation um bis zu 25% vorgese- hen.
Die mechanische Festigkeit und erforderliche Belastungsfähigkeit wird vom Formteil 2 bereitgestellt, wobei dieses eine Dicke 17 im Bereich zwischen 0,7 mm und 1,7 mm aufweist, wobei eine Dicke von 1,2 mm bevorzugt ist. Mit dieser bevorzugten Dicke ist das Formteil ausreichend stabil um die zu erwartenden Belastungen aufnehmen zu können und das Körperteil entsprechend zu schützten, gleichzeitig ist das Formteil jedoch noch flexibel genug, um eine Anpassung an die anatomischen Gegebenheiten zu ermöglichen, insbesondere bei Bewegungen wie sie beim Gehen auftreten können. Im Hinblick auf eine möglichst wenig eingeschränkte Bewegungsfreiheit ist ferner vorgesehen, den Randabschnitt 18 des Formteils nach außen, also vom Körper weg, zu krümmen um zu verhindern, dass der steife Rand des Formteils bei Bewegung gegen den Körper drückt, was für den Tragekomfort von Nachteil ist. In diesem Randabschnitt ist ferner vorgesehen, dass die Ausgleichslage 3 eine sich verjüngende Dicke aufweist, um dadurch einen möglichst schmalen Rand des Schutzelements 1 zu erreichen.
Als Fasermaterial des Verbundwerkstoffs kann bspw. Glasfaser- oder Kohlefaser verwendet werden, wobei sich durch das Mischungsverhältnis von Faser und Harz unterschiedliche Festigkeitswerte einstellen lassen. Laut der unten stehend angegebenen Mischungsregel bestimmt sich der Elastizitäts-Modul (Ell) für den Verbund einer Einzelschicht in Faserlängsrichtung wie folgt:
En = φf * Ef + (l- φf) * Ef
Wobei folgende Bezeichnungen gelten: φf Volumensanteil der Faser
Ef E-Modul der Faser
EM E-Modul des Harz (Füllmittel)
Beispielhafte E-Module für Fasermaterialien (in Längsrichtung der Faser) finden sich in nachfolgender Aufstellung:
Kohlefaser (T300 Faser) 230.000 N/mm2
Kohle / Kevlar Gewebe 130.000 N/mm2
Glasfasergewebe 70.000 N/mm2
Epoxy 3.500 N/mm2
Bevorzugt wird ein Mischungsverhältnis von 25% bis 48% einer T300 Kohlefaser in einem Epoxydharz gewählt, wodurch ein Elastizitäts-Modul des Verbundwerkstoffs von ca. 45.000 N/mm2 erreicht wird. In diesem Mischungsverhältnis hat eine Einzellage des Verbundwerkstoffs eine Dicke von ca. 0,4mm, sodass durch Anordnen mehrere Einzellagen ein Formteil der gewünschten Dicke und Festigkeit gebildet wird. Durch dieses Mischungsverhältnis des Verbundwerkstoffs wird ein Formteil geschaffen, der eine äußerst hohe Schlagfestigkeit aufweist und gleichzeitig die einwirkenden Kräfte gut aufnehmen kann, so dass auch eine punkt- oder linienförmig einwirkende Kraft gleichmäßig auf das Formteil übertragen wird. Für Schutzelemente existiert dazu ein Falltest nach DIN 1621-1 und DIN 1621-2, wobei ein Gegenstand mit einem Gewicht von 5 kg aus einer Höhe von ei- nem Meter ungebremst auf das Schutzelement auftrifft, was eine Kraftwirkung von 15OkN ergibt, die auf einen ungeschützten Körper einwirken würde. Zur Ermittlung der Schutzwirkung werden der Kraftverlauf und die Maximalkraft gemessen, der auf das zu schützende Teil einwirkt. Aufgrund der wannenförmigen Ausbildung und mit der bevorzugten Materialkombination konnte eine sehr gute Dämpfung und ein sehr gleichmäßiger Kraftverlauf erreicht werden. Dabei wird 5,83ms nach dem Auftreffen des Prüfteils auf das Schutzelement die maximal einwirkende Kraft von 13,48kN erreicht, was eine hervorragende Dämpfung bedeutet und zusammen mit dem sehr gleichmäßigen Verlauf des Kraftanstiegs, eine sehr gute
Schutzwirkung bedeutet. Insbesondere werden die von der Norm festgelegten Grenzwerte für die Kraftüberleitung auf den Körper deutlich unterschritten. Die DIN 1621-1 betrifft den Becken- bzw. Hüftschutz und legt dafür eine maximale Kraft von 25 kN fest, die auf den Körper einwirken darf. Die DIN 1621-2 betrifft den Rückenschutz und legt dafür eine Maximalkraft von 17kN fest. Fig. 6 zeigt dazu ein Protokoll der durchgeführten Messung.
Insbesondere wird hierin unter Verbundwerkstoff jedes Material bzw. jede Materialkombination verstanden, bei der ein Fasermaterial und ein aushärtbares Füllmittel zusammengefügt werden, wobei das Füllmittel das Fasermaterial nach dem Aushärten des Füllmittels dauerhaft umschließt und fixiert. Dadurch wird eine Steigerung der Festigkeit des gesamten Werkstof- fes erreicht, der mit den einzelnen Komponenten nicht erreichbar wäre, ohne einen deutlichen Mehrbedarf an Material und damit eine deutlich dickere Wandstärke in Kauf nehmen zu müssen.
Das Fasermaterial kann nun bspw. als Gewebe vorliegen, welches in das Füllmaterial einge- legt wird und wiederum mit Füllmaterial bedeckt wird. Diese Schritte können nun mehrfach wiederholt werden, bis ein Formteil gebildet ist, der die ausreichende bzw. gewünschte Festigkeit aufweist. Dazu wird bevorzugt eine Negativ-Form des Formteils verwendet, in welcher dieser Schichtaufbau gebildet wird, wobei nach Aushärtung des Füllmittels der Formteil entnommen wird. Ferner kann das Fasermaterial mit dem Füllmittel getränkt bzw. von diesem benetzt sein und so zusammen aufgebracht werden.
Eine weitere mögliche Ausbildung besteht darin, dass das Fasermaterial im Füllmittel disper- giert ist und somit zusammen mit dem Auftragen des Füllmittels aufgebracht wird, bspw. wiederum auf eine Negativform. Diese Ausbildung hat ferner den Vorteil, dass auch ein Gie- ßen, insbesondere Spritzgießen, möglich ist. Dabei wird das Füllmittel zusammen mit dem Fasermaterial in einen Hohlraum gepresst, wobei der Hohlraum genau dem Raum des zu bildenden Formteils entspricht. Ein mögliches Beispiel dafür ist Polypropylen mit einem disper- gierten Glasfaseranteil von ca. 25%, wobei der Faseranteil variieren kann, um eine entsprechende Festigkeit zu erreichen. Polypropylen hat den Vorteil, dass es bereits ohne Zusatzstoff eine hohe Grundfestigkeit und insbesondere eine hohe Schlagzähigkeit aufweist, was für den Einsatz als Protektor von besonderem Vorteil ist. Neben bzw. zusätzlich zu einer Beimengung von Glasfasern können auch Kohlefasern dispergiert sein, wodurch sich die Festigkeit des gebildeten Formteils nochmals steigern lässt. Kunststoffe, insbesondere thermoplastische Kunststoffe, haben femer den Vorteil, dass eine individuelle Anpassung an spezifische anatomische Gegebenheiten des Trägers / der Trägerin möglich ist. Dazu wird das Formteil spe- ' zifisch erwärmt, wodurch der Kunststoff wieder verformbar wird und somit angepasst werden kann, wobei die dispergierten Fasern dabei ebenfalls neu ausgerichtet werden. Nach dem Er- kalten bleibt die individuell angepasste Form erhalten.
Fig. 5 zeigt nun eine Weiterbildung, nach der am erfindungsgemäßen Schutzelement 1 eine flexible Halte Vorrichtung 19 angeordnet ist, wobei diese bevorzugt als so genannter Drei- Punkt-Gurt ausgebildet ist. Bei einer derartigen Ausbildung sind zwei Gurtbänder 20 an den Seitenwangen 11 mit dem Formteil 2 verbunden, ferner ist ein weiteres Gurtband 20 im Bereich der Einwölbung 7 mit dem Formteil verbunden. Mittels eines Verschlusselements 21 werden die drei Gurtbänder 20 miteinander verbunden und stellen somit sicher, dass das Schutzelement 1 zuverlässig am Körper fixiert ist und insbesondere zuverlässig in seiner bestimmungsgemäßen Position zum Schutz des Beckens bzw. der Hüftgelenke gehalten wird. Die Gurtbänder 20 können beispielsweise aus Segelstoff gebildet sein, welcher eine besonders hohe Festigkeit bei gleichzeitig hoher Flexibilität und dünnen Ausbildung ermöglicht. Das Verschlusselement kann durch ein mechanisch einrastendes und lösbares Klinkenelement gebildet sein, wobei eine Ausbildung als so genannter Klettverschluss bevorzugt ist. Die Verbindung der Gurtbänder 20 mit dem Formteil 2 kann beispielsweise mittels einer Klebverbin- düng erfolgen, es ist jedoch auch eine Verbindung mittels einer mechanischen Klemmverbindung möglich.
Fig. 5b zeigt dazu eine Detaildarstellung einer möglichen Verbindung. Dabei ist das Gurtband 20 mittels einer mechanischen Klemmverbindung 22, beispielsweise einer Niete, mit dem Formteil 2 verbunden. Bevorzugt wird der dem Körper zugewandte Abschnitt des Verbindungsmittels 22 von der Ausgleichslage abgedeckt, sodass es dadurch zu keiner Störung des Tragekomforts kommen kann. Das dargestellte Beispiel zeigt eine Möglichkeit der Verbindung eines Gurtbands mit einem Formteil, wobei dem Fachmann weitere Möglichkeiten bekannt sind, um eine derartige Verbindung herzustellen. Das erfindungsgemäße Schutzelement bietet nun in vorteilhafter Weise einen hohen Tragekomfort sowohl beim Sitzen als auch bei Bewegung, beispielsweise beim Gehen, ohne dadurch die Schutzwirkung zu beeinträchtigen. Ferner ermöglicht es die kompakte Ausbildung dieses Schutzelements, dieses unterhalb weiterer Schutzkleidung zu tragen, wobei wiederum aufgrund des kompakten Aufbaus die Bewe- gungsfreiheit des Trägers nicht oder nur unwesentlich eingeschränkt wird. Durch eine Weiterbildung mit einer Haltevorrichtung wird eine besonders einfache Anordnung des Schutzelements am Körper erreicht und ist ferner sichergestellt, dass das Schutzelement zuverlässig in seiner bestimmungsgemäßen Position gehalten wird.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Schutzelements, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst. Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Schutzelements diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Be- Schreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entneh- men.
Bezugszeichenaufstellung
1 Schutzelement
2 Formteil
3 Ausgleichslage
4 Kanalsystem
5 Nutartige Vertiefung
6 Mittelabschnitt
7 Einwölbung
8 Abstand
9 Aufstandsebene
10 Abschnitt des Oberschenkelschutzes
11 Seitenwangen
12 Freistellung
13 Ebene
14 Abstand
15 Innenseite
16 Mittlere Dicke der Ausgleichslage
17 Mittlere Dicke des Form teils
18 Randabschnitt
19 Haltevorrichtung
20 Gurtband
21 Verschlusselement
22 Verbindungsmittel
23 Tangente
24 Kontaktabschnitt

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Schutzelement (1) für einen Abschnitt des menschlichen Körpers umfassend ein wannenförmiges Formteil (2) mit einer körperzugewandten Innenseite (15) und eine Aus- gleichslage (3), wobei das Formteil (2) eine der menschlichen Anatomie, insbesondere dem Hüft- bzw. Beckenbereich, angepasste Form aufweist,
wobei die Ausgleichslage (3) zumindest abschnittsweise an der Innenseite (15) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (2) einstückig aus einem ausgehärteten Verbundwerkstoff gebildet ist und dass die Ausgleichslage (3) aus einem elastisch deformierbaren Schaummaterial gebildet ist und dem Körper zugewandt, ein Kanalsystem (4) aus nutartigen Vertiefungen aufweist.
2. Schutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff ein Fasermaterial und ein aushärtbares Füllmittel umfasst.
3. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff einen Elastizitätsmodul von zumindest 40 kN/mm2 aufweist.
4. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die" Ausgleichslage (3) aus einem Elastomerschaum, insbesondere einem Polyurethanschaum gebildet ist.
5. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (2) zwei Seitenwangen (11) aufweist, die eine Ebene (13) überragen, welche durch Tangenten (23) an die Randlinien eines Mittelabschnitts (6) des Formteils (2) aufgespannt ist.
6. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (2) eine Dicke (17) zwischen 0,7mm und 1,7mm aufweist.
7. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichslage (3) eine mittlere Dicke (16) von 8,5 mm aufweist.
8. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Vertiefungen (5) im Bereich zwischen 20% und 45% der Dicke (16) der Ausgleichslage (3) liegt.
9. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem (4) der Innenseite (15) des Formteils (2) zugewandt angeordnet ist.
10. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichslage (3) abschnittsweise mit der Innenseite (15) verbunden ist.
11. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Formteil (2) eine flexible Haltevorrichtung (19) angeordnet ist.
12. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittelabschnitt (6) des Formteils (2) ein Kontaktabschnitt (24) angeordnet ist.
13. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Randabschnitt (18) des Formteils (2), eine gegenüber der Krümmung der Innenseite (15) entgegengesetzte Krümmung aufweist.
14. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (2) im Mittelabschnitt (6) einen dem Körper zugewandten eingewölbten Abschnitt (7) aufweist.
15. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf der körperzugewandten Seite der Ausgleichslage (3) eine feuchtigkeitspermeable Lage angeordnet ist.
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