CZ8080U1

CZ8080U1 - Protective footwear against effects of contact mines

Info

Publication number: CZ8080U1
Application number: CZ19988570U
Authority: CZ
Inventors: Libor Ing. Zeman
Original assignee: Libor Ing. Zeman
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1998-10-15
Publication date: 1998-11-30

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká speciální ochranné obuvi, chránící tělo člověka, zejména pak jeho dolní končetiny, proti účinkům nášlapných min.The technical solution concerns special protective footwear, protecting the body of the person, especially its lower limb, against the effects of landmines.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V současné době vyráběné protipěchotní nášlapné miny patří k prostředkům hromadného ničení, které svojí účinností příliš nezaostávají za zbraněmi nukleárními, chemickými a biologickými. Je známo, že miny vzhledem ke svému charakteru působí především proti civilnímu obyvatelstvu a to často ještě dlouho po skončení ozbrojeného konfliktu. Odhaduje se, že v současné době je v zemi uloženo na sto miliónů nášlapných min, tedy cca jedna na každých 50 obyvatel Země. Navíc se často jedná o miny vyvinuté tak, aby přímo nezabíjely, ale působily bolestivá zranění s trvalými následky.Currently produced anti-personnel landmines belong to the means of mass destruction, whose effectiveness does not lag much behind nuclear, chemical and biological weapons. It is known that, because of its nature, mines are mainly active against the civilian population, often long after the end of the armed conflict. It is estimated that there are currently one hundred million landmines deposited in the country, or about one for every 50 Earth residents. In addition, they are often mines designed not to kill directly, but to cause painful injuries with lasting consequences.

S ohledem na výše uvedené skutečnosti je pochopitelná snaha vyvinout speciální ochrannou obuv, která by člověka, vystaveného nebezpečí účinků nášlapných min, co nejvíce chránila. Historicky nejstarším ochranným prostředkem tohoto druhu jsou vícekomorové ochranné polštáře, které se prostřednictvím rámu svázáním upevňují pod běžnou obuv. Jednotlivé, po stranách polštáře navzájem propojené, komory jsou zhotoveny z vnitřní pryžové duše a z vnějšího materiálu, odolného proti obrušování a prořezání. Polštář je dále opatřen popruhy například se suchými zipy pro upevnění rámu s vázáním. Ochranné polštáře sice poměrně dobře chrání proti účinkům nášlapných min, jejich nošení ale značně ztěžuje a omezuje pohyb, což je zejména ve vojenských podmínkách neúnosné.In view of the above, it is understandable to develop special protective footwear that would protect a person exposed to the risk of landmines as much as possible. Historically, the oldest protective means of this kind are multi-chamber protective cushions, which are fixed by means of a frame under the binding of ordinary shoes. The individual, interconnected sides of the cushion are made of an inner rubber tube and an outer material resistant to abrasion and cutting. The cushion is further provided with straps, for example, with Velcro fasteners for fastening the frame with the binding. Protective pillows, while relatively well protected against the effects of landmines, but wearing them considerably more difficult and restrict movement, which is particularly intolerable in military conditions.

Stejná potíž, i když ne v tak velké míře, je i u dalšího řešení - ochranné platformy, která je tvořena speciálním odchylovačem nárazu, odchylovacím hranolem, uloženým v profilované podešvi z polyuretanové pěny. Nášlapná plocha platformy je opatřena protiskluzovou vrstvou. K platformě je dále připevněno vázání, skořápka, která sahá nad kotník, poskytuje oporu při chůzi a chrání před střepinami. Do vázání se upevňuje běžná obuv pomocí řemenů.The same problem, albeit not so greatly, is with another solution - a protective platform consisting of a special impact deflector, a deflection prism embedded in a profiled polyurethane foam sole. The platform's tread is provided with a non-slip coating. The binding is also attached to the platform, the shell that extends over the ankle, provides support while walking and protects against splinters. Common shoes are fastened to the binding using belts.

Odchylovač nárazu je umístěn po celé délce i šířce chodidla. Má kónický tvar s vrcholovým úhlem menším než 90° a je umístěn tak, že jeho vrchol směřuje k nášlapné straně platformy. Tím se jednak zvětší plocha, na kterou působí exploze nášlapné miny, a jednak kónický tvar stěn odchylovače usměrní dráhu střepin žádoucím směrem. Z hlediska konstrukčního může být odchylovač buď plný nebo dutý, vyrobený z kovu nebo z plastových kompozitů. V doporučeném provedení je použit trubkovitý plastový kompozit obalený tkaninou.The impact deflector is positioned along the entire length and width of the foot. It has a conical shape with an apex angle of less than 90 ° and is positioned so that its apex faces the platform's tread. This increases both the area exposed to the explosion of the landmine and, on the one hand, the conical shape of the deflector walls directs the splinter path in the desired direction. From a structural point of view, the deflector can be either solid or hollow, made of metal or plastic composites. In a preferred embodiment, a tubular plastic composite coated with a fabric is used.

Jak již bylo uvedeno, spadá výše uvedené řešení, to znamená ochranná platforma do oblasti speciálních ochranných pomůcek, které sice dobře chrání lidské tělo proti účinkům nášlapných min, současně ale dosti výrazně brání přirozenému pohybu při chůzi a zejména pak při běhu, skoku a podobně.As already mentioned, the aforementioned solution, i.e. the protective platform, falls within the area of special protective equipment, which, while well protecting the human body against the effects of landmines, while at the same time quite considerably prevents natural movement while walking and especially running, jumping and the like.

Proto se stále více prosazuje snaha vyvinout pro ochranu proti účinkům min ochrannou obuv, která by na jedné straně účinně chránila při případném výbuchu miny, ale zároveň se na druhé straně svojí konstrukcí co nejméně lišila od běžné obuvi. V tomto směru představuje v současné době pravděpodobně nej lepší řešení ochranná obuv, která má v mezipodešvi nebo v podešvi uloženu alespoň jednu ochrannou vrstvu tvořenou nejméně 10 na sobě uloženými vrstvami paraaramidové, Kevlarové, tkaniny. Touto úpravou lze sice dosáhnout velmi dobré ochrany proti působení nášlapných min, ovšem za cenu použití vyššího počtu vrstev Kevlarové tkaniny v ochranné vrstvě. Bylo například odzkoušeno, že bota s ochrannou vrstvou, složenou ze 30 vrstev Kevlarové tkaniny, odolá výbuchu nášlapné miny s obsahem až 50 g výbušniny.Therefore, there is an increasing effort to develop protective shoes to protect against the effects of mines, which, on the one hand, effectively protect in the event of a mine explosion, but on the other hand in its construction as little different from conventional shoes. Presently, the best solution in this respect is currently a protective shoe having at least one protective layer consisting of at least 10 superimposed layers of paraaramid, Kevlar, fabric in the midsole or sole. This treatment can provide very good protection against landmines, but at the cost of using a higher number of Kevlar fabric layers in the protective layer. For example, it has been tested that a shoe with a protective layer of 30 layers of Kevlar fabric will resist a mine explosion containing up to 50 g of explosive.

- 1 CZ 8080 UI- 1 GB 8080 UI

Je zřejmé, že cenou za dobrou odolnost proti účinkům nášlapné miny je v tomto případě dosti komplikovaný způsob výroby ochranné obuvi. V jeho průběhu je třeba do mezipodešve nebo podešve zabudovat ochrannou vrstvu dosti značné tloušťky, navíc složenou z více vrstev výztužné Kevlarové tkaniny. Tato skutečnost se kromě toho, že je sama o sobě dosti složitým technologickým problémem, promítá i v užitných vlastnostech hotové obuvi. Zde se jedná především o obtížné řešení kompromisu mezi do značné míry protichůdnými požadavky na ochrannou účinnost obuvi, potřebnou flexibilitu jejích spodkových dílců při chůzi, běhu, popřípadě skoku, a životnost obuvi v průběhu nošení, danou soudržností spodkových dílců se zabudovanou ochrannou vrstvou.Obviously, the price for good resistance to landmines in this case is a rather complicated method of manufacturing protective footwear. During the course of this, it is necessary to incorporate into the midsole or outsole a protective layer of quite considerable thickness, additionally consisting of several layers of reinforcing Kevlar fabric. In addition to being a complex technological problem, this fact is also reflected in the utility properties of the finished footwear. This is primarily a difficult solution to the compromise between the largely conflicting requirements for the protective performance of the shoe, the necessary flexibility of its underpants for walking, running or jumping, and the durability of the shoe during wear, given the consistency of the underpants with a built-in protective layer.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

K odstranění výše uvedených problémů do značné míry přispívá nová konstrukce ochranné obuvi proti účinkům nášlapných min podle předloženého technického řešení. Tato obuv je obdobně jako známé typy obuvi tvořena svrškem s napínací stélkou a k němu přímo nebo prostřednictvím mezipodešve připojenou podešví. Podstata technického řešení spočívá v tom, že napínací stélka a/nebo mezipodešev jsou zhotoveny jako kompaktní polotovar z plošného kompozitního materiálu, který je tvořen alespoň 6 vrstvami textilie na bázi para-aramidového vlákna, fixovanými v polymemí matrici. Současně je ve struktuře podešve uložen tlumící člen kónického tvaru s vrcholem, směřujícím k nášlapné straně podešve, který je tvořen dutým pancířem příslušného tvaru a vnitřní výplní voštinové struktury.To a large extent, the new construction of the anti-personnel mines according to the present technical solution contributes to eliminating the above problems. This footwear, like known types of footwear, consists of an upper with a stretching insole and directly or through the midsole attached sole. The essence of the invention is that the tensioning insole and / or midsole is made as a compact blank of a flat composite material consisting of at least 6 layers of para-aramid fiber fabric fixed in a polymer matrix. At the same time, in the structure of the sole there is a damping member of conical shape with the apex pointing to the tread side of the sole, which is formed by the hollow armor of the respective shape and the inner filling of the honeycomb structure.

Textilními vrstvami plošného kompozitního materiálu napínací stélky, respektive mezipodešve, jsou s výhodou textilie na bázi Kevlarového vlákna. Polymemí matricí, v níž jsou tyto textilie fixovány, může být s výhodou elastomemí směs, zejména pak pryž, kaučuková směs, nebo polyuretanová směs, nebo termoplast, například kopolymer etylén-vinylacetát.The textile layers of the flat composite material of the stretching insole or midsole are preferably Kevlar fiber-based fabrics. The polymer matrix in which the fabrics are fixed may preferably be an elastomeric composition, in particular a rubber, a rubber composition, or a polyurethane composition, or a thermoplastic, for example an ethylene-vinyl acetate copolymer.

Vnitřní výplň voštinové struktury tlumícího členu je s výhodou fixována na krycí planžetě, opatřené prvky pro uchycení k pancíři. Z materiálového hlediska jsou jednotlivé části tlumícího členu s výhodou kovové, dutý pancíř tlumícího členu je s výhodou zhotoven z oceli, vnitřní výplň voštinové struktury pak z lehké kovové slitiny, zejména duralu.The inner filler of the honeycomb structure of the damping member is preferably fixed to the covering foil provided with elements for attachment to the armor. From the material point of view, the individual parts of the cushioning member are preferably metal, the hollow armor of the cushioning member is preferably made of steel, the inner filling of the honeycomb structure is made of a light metal alloy, especially duralumin.

Tlumicí člen je zapuštěn do centrální části podešve, která má k tomuto účelu alespoň v části délky obuvi tvar komolého jehlanu a je po obvodu obuvi alespoň z části obklopena sloupkovými figurami dezénu podešve. Menší podstava centrální části tvoří při tom spolu s podstavami sloupkových figur nášlapnou plochu podešve.The damping member is recessed into the central part of the sole, which for this purpose has at least part of the length of the shoe in the form of a truncated pyramid and is surrounded at least partially by the pillar tread patterns of the sole. The smaller base of the central part together with the base of the pillar figures forms the tread surface of the sole.

Hlavní přínos nové konstrukce ochranné obuvi podle předloženého technického řešení spočívá v optimálním vyvážení požadavků na ochrannou účinnost obuvi, hmotnost a flexibilitu obuvi při chůzi, běhu, popřípadě skoku, a životnost obuvi v průběhu nošení. Tohoto optimálního vyvážení se dosahuje kombinací ochranných účinků výztužných para-aramidových textilií a nově konstruovaného tlumícího členu. Z hlediska účinku je významná také skutečnost, že napínací stélka a/nebo mezipodešev neobsahují ochrannou vrstvu para-aramidových vláken jako cizorodé těleso, ale jsou zhotoveny jako kompaktní polotovar na bázi plošného kompozitního materiálu, který má vrstvy textilie na bázi para-aramidového vlákna fixovány a navzájem propojeny v polymemí matrici. Tím je dán optimální soulad mezi požadovanou flexibilitou a životností obuvi, ovlivněnou soudržností jejích jednotlivých částí.The main benefit of the new design of the protective shoe according to the present technical solution lies in the optimal balancing of the requirements for the protective efficiency of the shoe, the weight and flexibility of the shoe during walking, running or jumping, and the durability of the shoe during wear. This optimum balance is achieved by combining the protective effects of the reinforcing para-aramid fabrics and the newly designed damping member. Also of importance for the effect is that the stretch insole and / or midsole do not contain a paraffin fiber protective layer as a foreign body, but are made as a compact blank based on a planar composite material having the paraffin fiber fabric layers fixed and interconnected in a polymer matrix. This gives an optimal match between the required flexibility and the life of the shoe, influenced by the consistency of its individual parts.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

K bližšímu objasnění podstaty technického řešení slouží přiložené výkresy, kde představuje obr. 1 řez ochrannou obuví podle technického řešení, obr. 2a a 2b detaily řešení podešve se zabudovaným tlumícím členem a speciálním dezénem obr. 3 detail tlumícího členu.FIG. 1 is a cross-sectional view of the protective shoe according to the invention, FIGS. 2a and 2b show details of the sole solution with a built-in cushioning member and a special tread design. FIG. 3 is a detail of the cushioning member.

-2CZ 8080 Ul-2GB 8080 Ul

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Ochranná obuv proti účinkům nášlapných min v příkladném provedení podle obr. 1 je tvořena svrškem I s napínací stélkou 2. K napínací stélce 2 je švy, procházejícími napínací záložkou, přišita mezipodešev 3 a na ní je pak navulkanizována pryžová podešev 4.The footwear in the exemplary embodiment of FIG. 1 is formed by an upper I with a tensioning insole 2. A midsole 3 is sewn to the tensioning insole 2 passing through the tensioning tab and the vulcanized rubber sole 4 is then vulcanized thereon.

Svršek i má střih vysoké vojenské obuvi a je ušitý zhovězinové usně. Zadní část svršku i je bandážovaná, šněrování je ve spodní části řešeno kroužky a v horní části rychlošněrovadly.The upper i has a cut high military footwear and is sewn leather. The upper part of the upper is bandaged, lacing at the bottom of the rings and the upper part of the fast laces.

Napínací stélka 2 i mezipodešev 3 jsou zhotoveny jako kompaktní polotovary z plošných kompozitních materiálů. Tyto kompozitní materiály jsou tvořeny vždy 12 vrstvami textilie z para-aramidového vlákna, Kevlaru, fixovanými a navzájem propojenými v pryžové matrici, která je reakčním produktem kaučukové směsi na bázi kombinace přírodního, polybutadienového a butadien-styrenového kaučuku, se sírovým vulkanizačním systémem a kombinací plniv saze uhličitan vápenatý. Okraj mezipodešve 3 je po celém obvodu perforován otvory pro zatečení směsi podešve 4 o průměru cca 3 až 4 mm, vzdálenými od sebe 4 mm.The stretch insole 2 and midsole 3 are made as compact blanks made of flat composite materials. These composite materials consist of 12 layers of para-aramid fiber fabric, Kevlar, fixed and interconnected in a rubber matrix, which is the reaction product of a rubber mixture based on a combination of natural, polybutadiene and butadiene-styrene rubber with a sulfur vulcanization system and a combination of fillers carbon black calcium carbonate. The edge of the midsole 3 is perforated along the entire perimeter of the holes for flowing the mixture of the sole 4 with a diameter of about 3 to 4 mm, 4 mm apart.

V patní části obuvi je ve struktuře pryžové podešve 4 podle obr. 1 uložen tlumící člen 5 kónického tvaru podle obr. 3 s vrcholem, směřujícím k nášlapné stradě podešve 4. Tento tlumící ?In the heel of the shoe, in the structure of the rubber sole 4 according to Fig. 1, a damping member 5 of conical shape according to Fig. 3 is mounted with a point facing the tread of the sole 4. This damping?

člen 5 je tvořen dutým pancířem 6 příslušného tvaru a vnitřní výplní 7 voštinové struktury. Dutý pancíř 6 je zhotoven z nerezové oceli o tloušťce 1,8 mm. Vnitřní výplň 7 voštinové struktury má buňky o velikosti cca 2.8 mm. je zhotovena z duralu a je fixována na krycí planžetě 8, opatřené prvky pro uchycení k pancíři 6.the member 5 is formed by a hollow armor 6 of a corresponding shape and an inner filling 7 of the honeycomb structure. The hollow armor 6 is made of 1.8 mm stainless steel. The inner panel 7 of the honeycomb structure has cells of about 2.8 mm. It is made of duralumin and is fixed on the covering foil 8, provided with elements for attaching to the armor 6.

Tlumící člen 5 je v patní části obuvi zapuštěn do centrální části 9 podešve 4, která tvar komolého jehlanu. Ve zbývající části obuvi má podešev 4 vytvořeny dvě za sebou umístěné centrální jehlanové figury 11, které mají tvar komolých jehlanů a spolu s centrální částí 9 jsou po obvodu obuvi obklopeny sloupkovými figurami 10 dezénu podešve 4. Menší podstava centrální části 9, menší podstavy centrálních jehlanových figur 11 a podstavy sloupkových figur 10 tvoří společně nášlapnou plochu podešve 4.The cushioning member 5 is embedded in the heel of the shoe into the central part 9 of the sole 4, which has the shape of a truncated pyramid. In the remaining part of the shoe, the sole 4 has two consecutive central pyramid figures 11, which have the shape of truncated pyramids and together with the central part 9 are surrounded on the circumference of the shoe by pillar figures 10 of the sole 4. The figures 11 and the bases of the pillar figures 10 together form the tread surface of the sole 4.

Při výrobě ochranné obuvi podle technického řešení se předem připraví potřebné polotovary, tedy napínací stélky 2 se připraví jako kompaktní polotovary, vylisované z nálože, tvořené _;ř předem vyřezanými dílci tvaru stélky zKevlarové tkaniny, které jsou proloženy tvarově <In the production of protective footwear according to the invention was prepared beforehand by the required blanks, namely an insole 2 is made as a compact semi-finished molded from a charge consisting _of, in advance _of the carved shape of the insole panel zKevlarové fabrics that are dimensionally interleaved <

shodnými výseky fólie z kaučukové směsi, a dále mezipodešve 4 se zhotoví z pásu vrstveného kompozitního materiálu vyřezáváním vodním paprskem. Pás vrstveného materiálu se připraví předem kontinuálním slisováním střídavě uložených vrstev Kevlarové tkaniny a fólií kaučukové směsi. Dále se připraví jednotlivé části tlumících členů 5 ve výše specifikovaném provedení v kovovýrobě.by the same cuts of the foil from the rubber mixture, and further the midsole 4 is made from a strip of laminated composite material by water jet cutting. The sheet of laminate is prepared by continuously compressing alternately deposited layers of Kevlar fabric and rubber film sheets. Further, the individual parts of the damping members 5 in the above-specified embodiment in metal production are prepared.

Při vlastní výrobě ochranné obuvi podle technického řešení se napínací stélka 2 přibije na kopyto, načež se standardním způsobem, v pořadí špice, strany a pata, napne ušitý svršek I.In the actual production of protective footwear according to the technical solution, the insole 2 is nailed to the hoof, whereupon the stitched upper I is tensioned in a standard manner, in the order of the toe, side and heel.

Napínací záložka svršku I se s napínací stélkou 2 spojí rozpouštědlovým lepidlem. Poté se provede stabilizace tvaru svršku i.The tension tab of the upper I is connected to the tensioning insole 2 by a solvent adhesive. The shape of the upper i is then stabilized.

K napnutému svršku I se přiloží, ústředí askobičkami zajistí mezipodešev 4, načež pak následuje prošívání stehy, které se provádí od patní části ke klenku. Po přišití se na celou plochu mezipodešve 4 nanese kaučukové lepidlo tak, aby prostoupilo i všemi vyseknutými otvory na povrchu mezipodešve 4.To the stretched upper I is attached, the center is secured with midsoles by the midsole 4, followed by stitching, which is carried out from the heel to the arch. After sewing, a rubber glue is applied over the entire surface of the midsole 4 so as to penetrate all the cut openings on the surface of the midsole 4.

Polotovar obuvi se nazuje na lisovací nožku vulkanizačního lisu. Na půdu obuvi se uloží nálož j pryžové podešve 4 spolu se zkompletovaným tlumícím členem 5 a takto připravený komplet se zalisuje. Po skončení vulkanizace podešve 4 se forma otevře, vylisovaná obuv se sejme s lisovací nožky a provedou se potřebné dokončovací práce.The shoe blank is referred to as a curing press curing press. A rubber sole 4 is placed on the foot of the shoe together with the assembled cushioning member 5, and the assembly thus prepared is pressed. After vulcanization of the sole 4 is completed, the mold is opened, the molded footwear is removed from the presser foot and the necessary finishing work is performed.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

Protective footwear against the effects of landmines, consisting of an upper with a stretching insole and a sole connected to it directly or by means of a midsole, characterized in that the stretching insole (2) and / or midsole (3) are made as a compact semi-finished composite material, which consists of at least 6 layers of para-aramid fiber fabric fixed in the polymer matrix and that in the structure of the sole (4) there is a damping member (5) of conical shape with a point facing the tread side of the sole consisting of hollow armor (6) ) of the corresponding shape and inner filling (7) of the honeycomb structure.

Protective footwear according to claim 1, characterized in that the para-aramid fiber from which the textile layers of the composite sheet material of the tensioning insole (2) or the midsole (3) are made is kevlar fiber.

Protective footwear according to claim 1, characterized in that the polymeric matrix is an elastomeric mixture.

Protective footwear according to claim rubber.

Protective footwear according to claim polyurethane-based matrix.

Protective footwear according to claim thermoplastic matrix.

characterized s e t i m characterized s e t í m characterized s e t í m

that the polymer matrix is that the polymer matrix is that the polymer matrix is

Protective footwear according to claim 6, characterized in that the matrix is based on an ethylene-vinyl acetate copolymer.

that the polymer matrix is

Protective shoe according to claim 1, characterized in that the inner panel (7) of the honeycomb structure of the damping member (5) is fixed on the covering foil (8) provided with elements for attaching to the armor (6).

Protective footwear according to claim 1, characterized in that the parts of the cushioning member (5) are metal.

Protective shoe according to claim 9, characterized in that the hollow armor (6) of the metal damping member (5) is made of steel.

Protective shoe according to claim 9, characterized in that the inner panel (7) of the honeycomb structure of the metal damping member (5) is made of a light metal alloy, in particular duralumin.

Protective shoe according to claim 1, characterized in that the cushioning member (5) is recessed in the central part (9) of the sole (4), which has for this purpose at least part of the length of the shoe a frusto-pyramid shape and partially surrounded by pillared figures (10) of the tread pattern of the sole (4), the smaller base of the central part (9) together with the pedestals of the pillar figures (10) forming the tread surface of the sole (4).

-4GB 8080 Ul

Protective shoe according to claim 12, characterized in that the cushioning member (5) is embedded in the pyramid center part (9) of the sole (4) in the heel part of the shoe, the remaining part having the sole (4) formed of at least one central pyramid. The figure (11), which, together with the central part (9), is circumferentially surrounded by pillared figures (10) of the tread pattern of the sole (4).

1 drawing