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Die Erfindung betrifft ein Helmschalenteil für einen Zweiradhelm, insbesondere für einen Motorradhelm, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Ein solches Helmschalenteil ist aus
DE 10 2012 219 703 A1 bekannt und zur Erhöhung seiner Beulsteifigkeit ganz oder teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. In den Faserverbundwerkstoff des Helmschalenteils ist dabei eine Elastomerschicht integriert oder an diesem angebracht, welche im Falle eines Sturzes des Helmträgers den Anprall von dessen Kopf an das Helmschalenteil abdämpfen soll.
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Die
US 2017 065 017 offenbart ferner einen Helm, der eine Außenhülle und eine flexible äußere Auskleidung umfasst, die sich von einem Inneren der äußeren Schale erstreckt, und eine Mehrzahl von kompressionsabsorbierenden Schichten, die abnehmbar an der flexiblen Außenverkleidung befestigt sind.
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Die
US 2017 188 648 A1 offenbart schließlich einen Helm zur Verringerung der Kopf- und kumulativen subkontaktiven Verletzungen, der einen Helmkörper umfasst, drei, vier oder fünf Schichten aufweist, wobei jede Schicht zu einer lokalisierten Wiederholung von Strukturmotiven beiträgt, die aus Elementen von mehr als einer Schicht gebildet sind. Jedes der Strukturmotive soll hierbei einen Biegemodul und einen Zugmodul aufweisen, die so konfiguriert sind, dass sich kooperativ und seitlich eine vektorisierte Kraft eines Aufpralls verteilt, die ansonsten auf den Schädel gerichtet wäre.
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Ferner sind aus Kunststoff gebildete und teilweise mit Faserverbundmaterialen verstärkte Helmschalenteile bekannt, die eine Wandstruktur aufweisen, welche sich insbesondere hinsichtlich deren unterschiedlichen Herstellungsverfahren unterscheiden. Zum einen werden Helmschalenteile im Spritzgußverfahren oder alternativ im Laminatverfahren hergestellt.
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Bei dem Laminatverfahren werden die Wandstrukturen in einem Schichtaufbau aus faserverstärkten Kunststoffen aufgebaut, wobei als Verstärkungsmaterialien Glas-, Aramid- oder Kohlenstofffasern mit der Struktur eines Gewebes, eines Geleges oder eines Vlieses zum Einsatz kommen. Dieser Schichtaufbau wird dann mit einem Matrixsystem getränkt und unter Druck ausgehärtet. Bei diesen Laminataufbauten handelt es sich um dünne Wandstrukturen.
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Beim Spritzgußverfahren werden Kunststoffe, insbesondere Thermoplaste, verarbeitet. Dabei wird mit einer Spritzgießmaschine der Kunststoff verflüssigt und in eine Form, dem Spritzgießwerkzeug, unter Druck eingespritzt. Im Werkzeug geht der Kunststoff durch Abkühlung wieder in den festen Zustand über und wird nach dem Öffnen des Werkzeuges als Fertigteil entnommen.
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Verfahrensbedingt werden bei den beiden vorhergenannten Herstellungsmethoden des Helmschalenteils dünne schalenförmige Wandstrukturen erzeugt, welche festigkeitsbedingt ungünstig sind. Die Gefahr bei dünnen Wandstrukturen ist, dass die Struktur nicht durch das Festigkeitsversagen des Werkstoffes versagt, sondern auch durch ein geometrisches Strukturversagen, so dass die Festigkeitseigenschaften des Werkstoffes bei Belastung nicht ausgenutzt werden können, sondern beispielsweise ein Beulversagen eintritt. Geometrische Bereiche, die relativ plan ausgeführt sind, zum Beispiel relativ ebene Kinnteilbereiche, sind in diesem Zusammenhang besonders gefährdet.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Helmschalenteil für einen Zweiradhelm, insbesondere einen Motorradhelm, zu schaffen, das eine deutlich verbesserte Beulfestigkeit hat, insbesondere in ausgewählten Zonen des Helmes, die relativ ebenflächig ausgebildet sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Helmschalenteil mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
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Erfindungsgemäß ist ein Helmschalenteil für einen Zweiradhelm, insbesondere Motorradhelm, mit einer Wandstruktur vorgesehen, welche zumindest partiell aus einem Kunststoff gebildet ist. Um nun ein hinsichtlich der Beulfestigkeit besonders günstiges Helmschalenteil oder Komponenten/ Baugruppen von Helmschalen zu schaffen, die sowohl im Laminatverfahren als auch im Spritzgußverfahren herstellbar sind, ist vorgesehen, dass die Wandstruktur zumindest einen Hohlraum aufweist. Wandstrukturen mit derartigen Hohlräumen weisen dementsprechend eine besonders hohe Beulfestigkeit auf. Die deutlich verbesserte Beulfestigkeit des Helmschalanteils, insbesondere in besonders gefährdeten Zonen, die eine planare Wandstruktur aufweisen, erlaubt eine Massereduktion der Helmschalenstruktur aufgrund der verbesserten Steifigkeitseigenschaften bei Einwirkung von Schlägen oder sonstigen Kräften auf das Helmschalenteil.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Helmschalenteil durch ein Laminatverfahren hergestellt. Dadurch kann die Wandstruktur einen einstückigen Wandbereich aus Kunststoff aufweisen, welcher den Hohlraum einschließt. Zusätzlich kann der Hohlraum in dem Wandbereich aus Kunststoff zumindest partiell mit einem Kernteil, zum Beispiel einem Schaumteil, Blasteil oder dergleichen ausgefüllt sein, wodurch sich die Beulfestigkeit der Wandstruktur noch weiter verbessert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Helmschalenteil durch ein Spritzgussverfahren hergestellt. Dadurch kann die Wandstruktur einen Wandbereich aus Kunststoff umfassen, der mit einer Verstärkung (Blende) unter Ausbildung des Hohlraums versehen ist. Diese Verstärkung ist mit dem Wandbereich aus Kunststoff beispielsweise und insbesondere gefügt, das heißt, die Verstärkung wird durch die Anbringung von Schalenelementen, beispielsweise durch Verschweißen oder Verkleben, auf dem Helmschalenteil oder auf Komponenten der Helmschale erzeugt.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Verstärkung (Blende) in einem Randbereich umlaufend mit dem Wandbereich aus Kunststoff gefügt werden. Auf diese Weise lassen sich auch dünne schalenförmige Wandstrukturen mit verbesserter Beulsteifigkeit aus Spritzgussteilen herstellen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische und ausschnittsweise Perspektivansicht einer Ausführungsform des Helmschalenteils gemäß der Erfindung in Form eines Kinnteilbereiches, deren Wandstruktur einen Wandbereich mit einem daran angebrachten Schalenelement umfasst; und
- 2 eine vergrößerte Schnittansicht durch den Kinnteilbereich entlang einer durch die Linie II - II in 1 dargestellten Schnittebene.
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1 zeigt in einer schematischen und ausschnittweisen Perspektivansicht eine Ausführungsform eines Helmschalenteils 10 in Form eines klappbaren Kinnteils 12 eines Klapphelms. Bei einem derartigen Klapphelm ist das Kinnteil 12 als Helmschalenteil 10 ausgebildet, welches durch Drehgelenke 14 beweglich, insbesondere klappbar, an einem nicht gezeigten weiteren Helmschalenteil des Zweiradhelms gelagert und zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verlagerbar ist.
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Wie in Zusammenschau mit 2 erkennbar ist, welche eine vergrößerte Schnittansicht durch das Kinnteil 12 entlang einer durch die Linie II-II in 1 dargestellten Schnittebene zeigt, weist das Kinnteil 12 eine Wandstruktur 16 mit einem zumindest partiell aus einem Kunststoff, beispielweise einem Thermoplast, einem Faserverbundmaterial oder Ähnlichen, gebildeten Wandbereich 24 auf. Das Helmschalenteil 10 kann im Allgemeinen durch ein Spritzgußverfahren oder alternativ durch ein Laminatverfahren hegestellt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Helmschalenteil 10 mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt.
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Um die Beulsteifigkeit des Wandbereichs 24 der Wandstruktur 16 zu erhöhen, ist ein Schalenelement beziehungsweise eine Blende 18 an dem Wandbereich 24 der Wandstruktur 16 angebracht. Die Blende 18 kann aus Kunststoff, einem Metallwerkstoff oder als Hybridbauteil aus einer Kombination beider Werkstoffe gebildet sein. Die Blende 18 kann an der Wandstruktur 16 durch Verschweißen oder Verkleben oder ein ähnliches Fügeverfahren befestigt sein. Natürlich wäre alternativ oder zusätzlich aus die Befestigung der Blende 18 mittels mechanischer Verbindungsmittel denkbar.
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Im vorliegenden Fall ist eine im Randbereich umlaufende Schweißnaht oder Klebenaht 20 zwischen der Blende 18 an dem Wandbereich 24 vorgesehen. In einer alternativen Ausführungsform kann die Schweißnaht oder Klebenaht 20 eine oder mehrere Unterbrechungen aufweisen.
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Die Befestigung der Blende 18 an dem Wandbereich 24 erfolgt - wie dies aus 2 erkennbar ist unter Ausbildung eines Hohlraums 22, so dass sich insgesamt eine kastenartige Gestaltung der Wandstruktur 16 ergibt. Einerseits durch die Verstärkung mittels der Blende 18, andererseits durch die Ausbildung des Hohlraums 22, ergibt sich somit eine signifikante Verstärkung der Wandstruktur 16, insbesondere hinsichtlich der Beulfestigkeit.
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Eine hohe Beulfestigkeit des Wandbereichs 24 der Wandstruktur 16 ist erforderlich, um die maximale aufbringbare Beanspruchbarkeit der Wandstruktur 16 durch mechanische Belastung zu erhöhen, wodurch das Festigkeitsversagen der Wandstruktur 16 vermieden kann und der Schutz des Helmträgers gewährleistet ist. Somit ist die insbesondere bei dünnen Wandstrukturen 16, insbesondere beim Herstellen des Helmschalenteils 10 mittels des Spritzgussverfahrens oder des Laminatverfahrens, auftretende Gefahr eines Festigkeitsversagens und auch eines geometrischen Strukturversagens deutlich reduziert. Geometrische Bereiche, die relativ plan ausgeführt sind, zum Beispiel relativ ebene Kinnteil 12, sind in diesem Zusammenhang besonders gefährdet. Deswegen ist eine Steigerung der Beulfestigkeit in diesem Bereich von großer Bedeutung.
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Vorliegende Gestaltung bietet sich insbesondere bei Spritzgussverfahren an, da hier der Hohlraum 22 selbst nicht im Laminatverfahren auf einfache Weise herstellbar ist.
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Alternativ zu der hier dargestellten Ausführungsform ist es auch eine Wandstruktur 16 mit einem einstückigen Wandbereich aus faserverstärktem Kunststoff denkbar, welcher den Hohlraum 22 einschließt. Mit anderen Worten wird hierbei insbesondere in einem Laminatverfahren ein Wandbereich 16 hergestellt, welcher bereits den steifigkeitssteigernden Hohlraum 22 aufweist. Dieser Hohlraum 22 kann gegebenenfalls - zur weiteren Erhöhung der Steifigkeit, insbesondere der Beulsteifigkeit - mit einem Kern, zum Beispiel einem Schaumteil, Blasteil oder dergleichen ausgefüllt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Helmschalenteil
- 12
- Kinnteil
- 14
- Drehgelenke
- 16
- Wandstruktur
- 18
- Blende
- 20
- Schweißnaht oder Klebenaht
- 22
- Hohlraum
- 24
- Wandbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012219703 A1 [0002]
- US 2017065017 [0003]
- US 2017188648 A1 [0004]
