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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz von Körperteilen oder Gegenständen gegen mechanische Schläge oder Stösse, bestehend aus einem stossabsorbierenden Material auf Basis von Silikon oder Polynorbonen.
Bekannte Einrichtungen zum Schutz von Körperteilen, insbesondere Gelenken bestehen aus relativ steifen Materialien, wie zum Beispiel Polyäthylen (PE), Nitril-Polyvinylchlorid (Nitril-PVC) oder High-DensityPolyäthylen (HDPE). Durch die Härte solcher Materialien, die üblicherweise im Bereich von 30 bis 90 Shore A liegt, ist eine genaue Anpassung des Materials an den jeweiligen Körperteil nur beschränkt erzielbar. Um den Tragekomfort zu erhöhen, wird meist die Materialstärke reduziert, wodurch die Schutzeinrichtungen allerdings einen nur geringen bzw. unzureichenden Schutz gegen externe Schläge bieten. Weiters sind Kombinationen aus steifen stossabsorbierenden Materialien mit weicheren Materialien bekannt.
In der EP 0 729 714 wird beispielsweise eine Körperschutzeinrichtung beschrieben, welche zur Verbesserung der Schutzeigenschaften aus einer Schicht aus Polyolefin-Schaum, wie z. B. High-DensityPolyäthylen (HDPE) oder Polypropylen (PP) und einer zweiten Schicht aus Nitril-PVC-Schaumgummi mit einer Dichte von mindestens 100 kg/m3 besteht. Tests an einer Schutzeinrichtung bestehend aus einer 4 mm starken HDPE-Schicht sowie einer 8 mm starken Nitril-PVC-Schicht ergaben, dass bei einem Schlag mit einer Energie von 75 Jouie die vom Material durchgelasse Kraft weniger als 35 kN beträgt. Durch die Gesamtmaterialstärke von 12 mm ist die Verwendbarkeit eines solchen Materials jedoch sehr eingeschränkt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Schutzeinrichtung der eingangs beschriebenen Art, welche einen möglichst hohen Schutz eines Körperteils oder Gegenstandes, insbesondere eines Gelenks, gegen mechanische Schläge oder Stösse gewährleistet, wobei gleichzeitig die Eigenschaften des zu schützenden Teils durch die Einrichtung nicht wesentlich beeinträchtigt und die oben erwähnten Nachteile bekannter Systeme vermieden werden.
Gelöst wird die erfindungsgemässe Aufgabe dadurch, dass das Material eine Härte von 3 bis 25 Shore A. vorzugsweise 8 Shore A aufweist. Durch die Verwendung eines stossabsorbierenden Materials wird die gewünschte Absorption eines eben Schlags erreicht, wobei durch die niedrige Härte des Materials gleichzeitig die gewünschte Flexibilität erzielt wird. Gegenüber vergleichbaren Materialien weist die erfindungsgemässe Schutzeinrichtung einen höheren Absorptionsgrad bei grösserer Flexibilität auf. Beispielsweise weist ein 6 mm starkes erfindungsgemässes Material bei Tests mit mechanischen Schlägen mit einer Energie von 75 Joule eine übertragene Kraft unter 25 kN auf.
Gemäss weiteren Merkmalen der Erfindung ist vorgesehen, dass das Material zur Erhöhung der Gleitfähigkeit und zur Verbesserung des Dauerwaschverhaltens chemisch oder physikalisch oberflächenbehandelt ist. Eine chemische Oberflächenbehandlung kann z. B. durch Chlorierung oder Ozonisierung erfolgen, wodurch die Oberfläche künstlich gealtert wird. Bei entsprechender Behandlung wirkt sich die Oberflächenbehandlung nur bis zu einer sehr geringen Eindringtiefe des Materials aus, wodurch die Oberfläche glatter wird, während die Funktionalität des Materials erhalten bleibt. Durch die Behandlung der Oberfläche wird die normalerweise sehr klebrige Oberfläche dieser Materialien glatter, wodurch für eine bessere Anwendbarkeit die Gleitfähigkeit erhöht und die Faltenbildung verhindert wird.
Bestandteile des Materials, wie z. B. Weichmacher, Öle können durch die Oberflächenbehandlung nicht bzw. nur in sehr geringem Ausmass nach aussen diffundieren, womit die Lebensdauer des Materials erhöht wird. Bei Anwendungen, bei denen ein oftmaliges Waschen der Materialien erforderlich ist, hat das Mass der nach aussen diffundierenden Stoffe einen wesentlichen Einfluss auf die Lebensdauer des Materials. Ebenso wird durch die Oberflächenbehandlung eine Sperrschicht an der Oberfläche des Materials erzeugt, welche das Eindringen von Stoffen, wie z. B. Waschmittel verhindert, wodurch sich diese Stoffe nicht nachteilig auf die Materialeigenschaften auswirken können. Durch eine physikalische Oberflächenbehandlung, z. B. mittels Plasma, können die selben Vorteile erzielt werden.
Wenn die Schutzeinrichtung aus mehreren miteinander verbunden oder voneinander getrennten Teilen unterschiedlicher Materialstärke besteht, kann eine Anpassung an die beim jeweiligen Anwendungsfall erforderlichen Schutzanforderungen erfolgen. An Stellen, an denen weniger Schutz erforderlich ist, kann Material eingespart werden, wodurch auch die Flexibilität erhöht wird, wohingegen an kritischen Stellen, an denen ein hohes Mass an Schutz gegen Schläge oder Stösse erforderlich ist, die Materialstärke so groB, wie gerade notwendig, gewählt werden kann. Durch geeignete Formgebung wird ein hohes Mass an Materialeinsparung bei gleichem Schutz erzielt.
Durch Perforationen oder dgl. kann die Flexibilität und die Luftdurchlässigkeit der Schutzeinrichtung erhöht werden. Dies ist insbesondere für Anwendungen am Körper von Bedeutung. Je nach Anzahl der Perforationen oder dgl. muss die Materialstärke erhöht werden, um denselben Grad an Stossabsorption zu erzielen wie mit einem Material ohne Perforationen oder dgl.
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Durch konstruktive Ausformungen, wie z. B. Rillen oder dgl. mit geringeren Materialstärken als die übrige Einrichtung kann einerseits eine weitere Erhöhung der Flexibilität erzielt werden, andererseits können die Ausformungen zur Belüftung des darunterliegenden Gegenstandes, insbesondere des Körpers, dienen. Wie die Perforationen erfordern auch die genannten konstruktiven Ausformungen gegebenenfalls eine grössere Materialstärke für gleichen Schutz.
Wird die Einrichtung oder Teile der Einrichtung von einer Schicht eines an sich bekannten stossabsor-
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tung aufweist und gegen Penetration wirkt, kann eine Verstärkung des Schutzes erzielt werden, während allerdings gleichzeitig die Flexibilität der Einrichtung reduziert wird.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Einrichtung als Innenschuh, Socke oder dgl. bzw.
Teil eines Innenschuhs, einer Socke oder dgl. insbesondere zum Schutz der gefährdeten Stellen des Fusses ausgebildet. Die erfindungsgemässe Schutzeinrichtung ist so flexibel, dass sie die Bewegungsfreiheit des Fusses kaum einschränkt und daher direkt an diesem angebracht werden kann. Die gefährdeten Stellen des Fusses, wie Knöchelgelenk und Fersenbein können somit effektiv geschützt werden.
Wenn die als Socke oder Teil einer Socke ausgebildete Schutzeinrichtung innerhalb, ausserhalb oder in einer Tasche einer herkömmlichen Socke aus Gewebe angeordnet wird, kann der Tragekomfort weiter erhöht werden.
Wenn die Einrichtung zum Schutz des Fusses aus mehreren miteinander verbundenen oder voneinander getrennten Teilen, insbesondere einem Teil zum Schutz der Knöcheizone und einem Teil zum Schutz der Fersenzone besteht, wobei die Teile der Einrichtung unterschiedliche Materialstärke aufweisen, kann eine optimale Anpassung der Einrichtung an die jeweiligen Schutzanforderungen erfolgen. Das Material der Schutzeinrichtung wird um den Knöchel, wo ein höherer Schutz erforderlich ist, stärker ausgebildet, als um die Ferse, wo ein geringerer Schutz erforderlich ist.
Vorteilhafterweise beträgt die Materialstärke des Teils der Einrichtung zum Schutz der Knöchelzone zwischen 2 mm und 10 mm, vorzugsweise 6 mm und die Materialstärke des Teils der Einrichtung zum Schutz der Fersenzone beträgt zwischen 1 mm, und 4 insbesondere 2 mm Dadurch wird der notwendige Schutz gewährleistet und gleichzeitig ein höchstes Mass an Bewegungsfreiheit zugelassen.
Weist die Einrichtung mm Schutz des Knöchelgelenks Perforationen oder dgl. und allenfalls an der am Fuss anliegenden Innenseite Rillen oder dgl. auf, wird die Flexibilität erhöht und eine Transpiration ermöglicht und somit ein höherer Komfort erreicht.
Durch die Verbindung der Einrichtung zum Schutz des Knöchelgelenks mit einer Einlage im Bereich des Vorderfusses zur Reduktion von Druckspitzen an der Vorderfusssohle kann eine weitere Sicherheitserhöhung erreicht werden. An der Fusssohle ist keine Stossdämpfung sondern eine Reduktion des spezifischen Druckes notwendig, die beispielsweise durch expandierte Materialien auf Basis von Polyurethan, Nitril, NitrilPVC, Polyäthylen und dgl. erzielt werden kann. Die Materialien für eine solche Sohle zur Reduktion der Druckspitzen weisen eine höhere Härte als die Schutzeinrichtung auf.
Durch die Verbindung der Einrichtung mit einer Einrichtung zum Schutz des Schienbeins kann der Schutzbereich ebenfalls weiter vergrössert werden. Der Schienbeinprotektor kann aus härterem stossabsor- bierenden Material bestehen, da an dieser Steife keine grosse Bewegungsfreiheit notwendig ist.
Die erfindungswesentlichen Merkmale werden anhand der Abbildungen einiger Ausführungsformen einer Schutzeinrichtung für Knöchelgelenke näher erläutert.
Dabei zeigen Fig. 1 das Schema eines Fusses in Seitenansicht zur Veranschaulichung der verschiedenen Schutzzonen und Fig. 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Schutzeinrichtung für einen Fuss in Seitenansicht. Die Fig. 3 bis Fig. 5 zeigen die Anordnung einer erfindungsgemässen Schutzeinrichtung gemäss Fig. 2 innerhalb, ausserhalb und in einer Tasche einer herkömmlichen Socke.
In Fig. 1 ist schematisch ein menschlicher Fuss 1 in Seitenansicht dargestellt, der durch drei Linien A-A, B-B und C-C in drei Zonen t, 11 und 111 unterteilt ist, welche unterschiedlichen Schutz gegen mechanische Schläge oder Stösse erfordern. Die durch die Linien A-A und B-B begrenzte Zone stellt die eigentliche Schutzzone dar. Die Schutzeinrichtung in Zone) soi) das Gelenk vor Bruch schützen. In Anlehnung an die Norm prEN 1621 wird für diese Zone vorgesehen, dass ein von aussen aufgebrachter Stoss mit einer Energie von 75 J am Gelenk eine maximale Kraft von 25 kN hervorruft. Dieser Wert orientiert sich an der Bruchgrenze des Gelenks, welchem in wissenschaftlichen Untersuchungen ermittelt wurde.
Die Zone 11 zwischen den Linien A-A und C-C stellt den Fersenbereich dar, der durch Stösse während des normalen Laufens beansprucht wird. Für diesen Bereich genügt ein geringerer Schutz. Der Schutzbereich der Zone 11 umfasst auch die Achillessehne, welche auch gegen Schläge und Stösse gefährdet ist. Der dritte Bereich, Zone lil verläuft von der Linie C-C bis zu den Zehen des Fusses 1 und erfordert keine Stossdämpfung, sondern eine Reduktion des spezifischen Druckes auf der Fusssohle.
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In Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Schutzeinrichtung für einen Fuss in Seitenansicht wiedergegeben. Der Fuss 1 wird von der Einrichtung 2 zum Schutz gegen mechanische Schläge oder Stösse im Bereich des Knöchels und der Ferse entsprechend den Zonen I und 11 gemäss Fig. 1 umgehen. Die Schutzeinrichtung 2 ist in Art eines Teils einer Socke ausgebildet und wird wie eine solche angezogen. Erst die erfindungsgemäss niedrige Härte des Materials im Bereich von 3 bis 25 Shore A, vorzugsweise 8 Shore A ermöglicht die Ausbildung der Schutzeinrichtung 2 als Socke bzw. Teil einer Socke unter Aufrechterhaltung des notwendigen Schutzes. Um ein bequemes Anziehen zu ermöglichen sollte die Oberfläche der Schutzeinrichtung 2 glatt sein, damit sich keine Falten bilden.
Dies wird, wie oben erwähnt durch eine künstliche Alterung der Oberfläche auf chemischen oder physikalischen Weg erreicht.
Die Schutzeinrichtung 2 weist im Bereich der Zone gemäss Fig. 1 eine höhere Materialstärke auf, da der Knöchel einen grösseren Schutz erfordert. Die Materialstärke wird so hoch gewählt, dass die in Anlehnung an die Norm prEN 1621 vorgesehenen Grenzwerte für die am Gelenk auftretenden Kräfte von maximal 25 kN bei Schlägen mit einer Energie von 75 Joule nicht erreicht werden, sodass das Knöchelgelenk vor Bruch geschützt wird. In der Zone 11 gemäss Fig. 1 ist ein geringerer Schutz erforderlich, wodurch die Schutzeinrichtung in diesem Bereich geringere Materialstärke aufweist. Dadurch wird die Flexibitität erhöht und Material eingespart.
Perforationen 3 an der Schutzeinrichtung 2 dienen einer höheren Verformbarkeit und ermöglichen die Transpiration des darunterliegenden Fusses 1. Zu diesem Zweck können auch an der am Fuss 1 anliegenden Innenseite der Schutzeinrichtung 2 Rillen 4 ausgebildet sein, welche zur Belüftung dienen und den Schweiss über Perforationen 3 nach aussen austragen. Damit bei Perforationen 3 oder Rillen 4 od. dgl. der gleiche Schutz erzielt wird, erfordert das Material eine um üblicherweise 1 mm bis 2 mm grössere Materialstärke. Perforationen 3 in der Zone t gemäss Fig. 1 erfordern üblicherweise keine Erhöhung der Wandstärke des Materials der Einrichtung 2. Zur Reduktion des spezifischen Druckes an der vorderen Fusssohle kann eine Einrichtung 5 zur Druckverteilung in Sohlenform vorgesehen sein.
Diese Druckvertei-
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B.len und dgl. bestehen und weist eine höhere Härte als die Schutzeinrichtung 2 auf. Die besten Materialien in einer Stärke von 2 mm reduzieren Druckspitzen mit 30 N/cm2 auf Werte von durchschnittlich 15 N/cm2.
Vorteilhafterweise ist die Schutzeinrichtung 2 mit der Einrichtung 5 zur Druckverteilung an der Fusssohle verbunden.
Fig. 3 zeigt die Anordnung einer Schutzeinrichtung 2 für den Fuss 1 und einer allfälligen Druckvertei- lungseinrichtung 5 an der Innenseite einer herkömmlichen Socke 6.
In Fig. 4 ist die Schutzeinrichtung 2 für den Fuss 1 und eine allfällige Druckverteilungseinrichtung 5 an der Aussenseite einer herkömmlichen Socke 6 angeordnet. Es wird ein höherer Komfort erzielt, wenn der Fuss 1 nicht in direktem Kontakt mit dem Kunststoffmaterial der Schutzeinrichtung 2 und der Druckverteilungseinrichtung 5 steht.
In Fig. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Schutzeinrichtung 2 und die allfällige Druckverteilungseinrichtung 5 in einer Tasche einer herkömmlichen Socke 6 angeordnet ist. Dadurch wird zusätzlich zu dem oben genannten Vorteil, dass der Fuss 1 nicht in direktem Kontakt mit dem Kunststoffmaterial steht das Anziehen eines Schuhs erleichtert.
Die erfindungsgemässe Schutzeinrichtung zeigt ein sehr breites Anwendungsgebiet und ist insbesondere zum Schutz von Personen vorgesehen, welche einem erhöhten Vertetzungsrisiko ausgesetzt sind, wie z. B.
Skifahrer, Mountainbiker oder Motorradfahrer. Die gezeigte Anwendung zum Schutz eines Fusses ist auch auf andere Körperstellen, welche einen besonderen Schutz gegen mechanische Schläge oder Stösse erfordern, übertragbar. Weitere Einsatzgebiete der erfindungsgemässen Einrichtung stellen beispielsweise Gegenstände dar, welche schlagartige oder stossartige Bewegungen ausführen und mit dem menschlichen Körper oder Körperteilen in Berührung kommen. Um den Körper bzw. bestimmte Körperteile gegen Schläge oder Stösse dieses Gegenstands zu schützen, wird der Gegenstand mit der erfindungsgemässen Einrichtung überzogen. Je nach Materialstärke wird ein höherer Schutz gegen Verletzungen erreicht.
Anwendungsbeispiele wären Bedienungshebel oder Sitzflächen, welche schlagartige oder stossartige Bewegungen ausführen.