DE112011103371T5

DE112011103371T5 - Stoßdämpfungsschicht mit unabhängigen Elementen

Info

Publication number: DE112011103371T5
Application number: DE112011103371T
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Dalzell; Michael Marz
Original assignee: Cortex Armour Inc
Current assignee: Cortex Armour Inc
Priority date: 2010-10-06
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2013-07-25
Also published as: CN103228163B; US20140007322A1; CN103228163A; KR20130115240A; JP2013538950A; GB2497491A; SE1350471A1; WO2012045169A1; SE538785C2; US9314062B2; GB2497491B; GB201305977D0

Abstract

Die vorliegende Stoßdämpfungsschicht für einen Helm enthält eine Grundplatte und mehrere voneinander beabstandete, unabhängig und elastisch zusammenschiebbare Stoßdämpfungsglieder. Diese hohlen Stoßdämpfungsglieder definieren eine geschlossene Umfangswand, die von der Grundplatte zu einem offenen oberen Ende, das so bemessen ist, dass es eine vernachlässigbare Verringerung der aus dem Stoßdämpfungsglied austretenden Fluidströmung verursacht, nach oben verläuft. Die geschlossene Umfangswand enthält einen ersten Anteil mit gegenüberliegenden Innen- und Außenoberflächen, die jeweils die Form eines Stumpfs aufweisen, und einen zweiten Anteil mit gegenüberliegenden Innen- und Außenoberflächen, die jeweils ebenfalls die Form eines Stumpfs aufweisen. Diese Innenoberflächen sind durch die radial verhältnismäßig breiteren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden, um dazwischen einen Innenwinkel kleiner als 180 Grad zu definieren. Diese Außenoberflächen sind durch die radial verhältnismäßig breiteren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden, um dazwischen einen Außenwinkel größer als 180 Grad zu definieren.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/390.244, eingereicht am 6. Oktober 2010, deren gesamter Inhalt hier durch Literaturhinweis eingefügt ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Stoßdämpfungsschicht für Schutzhelme und insbesondere auf eine Schicht, die mehrere Stoßdämpfungsmerkmale enthält, die dafür ausgelegt sind, die Energie eines Stoßes zu dämpfen und den Helmträger vor einer Beschädigung wegen Linear- und Winkelbeschleunigungen, die durch einen solchen Stoß verursacht werden, zu schützen.
HINTERGRUND
Helme werden häufig beim Sport oder bei anderen körperlichen Aktivitäten getragen, um vor Verletzungen zu schützen, die sich aus Stoßkräften und/oder Beschleunigungen für das Gehirn ergeben können. Helme können unter Verwendung einer unterschiedlichen Stoßdämpfungstechnologie allgemein in zwei Kategorien klassifiziert werden: Ein-Stoß-Helme und Mehr-Stoß-Helme. Die Entwurfsbeschränkungen für irgendeinen Helm enthalten üblicherweise die Gesamtgröße, das Gewicht, die ästhetische Handelsfähigkeit des Konzepts und die Einhaltung aller zutreffenden regulierenden Stoßnormen, die der besonderen Kategorie des Helms zugeordnet sind.
In Ein-Stoß-Helmen wie etwa typischen Fahrrad-, Alpin- und Motorradhelmen erfahren die Stoßdämpfungselemente unter dem Stoß üblicherweise eine dauerhafte Verformung. In Mehr-Stoß-Helmen wie etwa typischen Hockey-, Lacrosse- und Footballhelmen sind die Stoßdämpfungselemente so ausgelegt, dass sie mehrere Stöße mit wenig bis keiner dauerhaften Verformung aushalten.
Einige Mehr-Stoß-Helme verwenden entweder Vinylnitril-(VN-) oder expandiertes Polypropylenmaterial (EPP-Material). Diese Materialien können nach mehreren Stößen wegen geringfügiger plastischer Verformung nach jedem Stoß eine Leistungsverschlechterung zeigen, was eine Verringerung der Materialdicke in der Stoßzone und somit eine zunehmende Materialdichte veranlassen kann, was das Material härter macht und somit zu einem verringerten Energiemanagement führen kann.
Andere bekannte Mehr-Stoß-Helme enthalten eine Stoßdämpfungsschicht aus komprimierbaren Zellen, die ein Fluid, z. B. Luft, enthalten, wobei die Zellen bis auf einen kleinen Durchlass, der ermöglicht, dass das Fluid austritt, wenn die Zelle komprimiert wird, geschlossen sind. Die Struktur der Zelle ist üblicherweise derart, dass sie einer Kompression in der Anfangsphase des Stoßes einen Widerstand entgegensetzen, wobei der Durchlass auf das Fluid, das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, eine Drosselwirkung ausübt; daraufhin wird die Zelle fortschreitend komprimiert, während das Fluid langsam durch den Durchlass entlüftet wird. Allerdings erfordert ein solcher Mechanismus, dass die einzelnen Zellen eine verhältnismäßig große Größe aufweisen, damit das Volumen des darin enthaltenen Fluids eine Wirkung auf den Widerstand der Zelle gegenüber einem Stoß hat. Die Verwendung größerer Zellen kann eine optimierte Abdeckung der Stoßdämpfungsschicht innerhalb des Helms verhindern und somit daran hindern, einen richtigen Rundumschutz zu erzielen.
Wegen unzureichender Messtechniken wurde in der früheren Forschung seinerzeit üblicherweise betrachtet, dass Linear- und Winkelbeschleunigungen in Bezug auf Kopfverletzungskriterien während Stößen stark korreliert sind; dies führte dazu, dass sich Wissenschaftler zur Bestimmung von Kopfverletzungsschwellenwerten nur auf Linearbeschleunigungen konzentrierten, da diese diejenigen der zwei Beschleunigungen waren, die leichter zu messen sind. Somit messen Helmnormen als ihre Bestanden/Versagt-Kriterien bisher gegenwärtig nur Linearbeschleunigungen, ohne Winkelbeschleunigungen zu erwähnen.
Neue Forschungshinweise scheinen anzugeben, dass sich Winkelbeschleunigungen unter bestimmten Stoßbedingungen erheblich von Linearbeschleunigungen unterscheiden können und potentiell sogar größere Kräfte abrufen und somit mehr Beschädigung und Verletzung verursachen können, falls sie nicht geeignet gemanagt werden. Zum Beispiel können Winkelbeschleunigungen erheblich und sogar dominierend sein, wenn ein Stoß außerhalb des Schwerpunkts empfangen wird, was somit einen stärkeren Grad der Drehung verursacht, ein Szenarium, das in allen Sportaktivitäten, in denen ein Helm für den Schutz notwendig ist, sehr wahrscheinlich auftritt.
Allgemein gesagt werden dann, während die Dichte, die Steifheit und die Dicke oder die Höhe der Stoßdämpfungselemente geändert werden, proportionale lineare Stoßmanagementeigenschaften erhalten. Allerdings bieten typische bekannte Stoßdämpfungselemente wenig Winkelbeschleunigungs-Stoßdämpfung.
Zum Beispiel verwendet ein Typ einer bekannten Stoßtechnologie mehrere Stoßdämpfungsglieder, die mit Gewebe miteinander verbunden sind. Das Gewebe ermöglicht üblicherweise, dass Belastungen zwischen den Gliedern übertragen werden, und beschränkt somit die seitliche Verlagerung während des Zusammenschiebens der miteinander verbundenen Glieder. Außerdem erhöht das Gewebe den Widerstand gegenüber Biegen der rohrförmigen Glieder und kann somit eine ausreichende Winkelbeschleunigungs-Stoßdämpfung verhindern.
Dementsprechend sind Verbesserungen erwünscht.
ZUSAMMENFASSUNG
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Stoßdämpfungsschicht zu schaffen, die insbesondere zur Verwendung in Mehr-Stoß-Helmen geeignet ist, aber auch zur Verwendung in anderen Helmen und/anderen Typen von Sportausrüstung geeignet ist.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird somit eine Stoßdämpfungsschicht für einen Helm geschaffen, wobei die Schicht umfasst: eine Grundplatte; und mehrere voneinander beabstandete Stoßdämpfungsglieder, die auf der Grundplatte angeordnet und nur durch sie miteinander verbunden sind, wobei jedes der Stoßdämpfungsglieder unabhängig und elastisch zusammenschiebbar ist, um wenigstens teilweise eine Stoßbelastung auf den Helm aufzunehmen, wobei die Stoßdämpfungsglieder hohl sind und eine geschlossene Umfangswand definieren, die von der Grundplatte zu einem offenen oberen Ende, das so bemessen ist, dass es eine vernachlässigbare Verringerung der aus dem Stoßdämpfungsglied austretenden Fluidströmung verursacht, nach oben verläuft, wobei die geschlossene Umfangswand jedes Stoßdämpfungselements wenigstens einen Wandabschnitt enthält, wobei jeder Wandabschnitt aufweist: einen ersten Anteil mit gegenüberliegenden Innen- und Außenoberflächen, die jeweils die Form eines Stumpfs aufweisen, und einen zweiten Anteil, der von dem ersten Anteil nach oben verläuft und einteilig damit gebildet ist, wobei der zweite Anteil gegenüberliegende Innen- und Außenoberflächen aufweist, die jeweils die Form eines Stumpfs aufweisen, wobei die Innenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils durch die radial verhältnismäßig breiteren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden sind, um zwischen den Innenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils einen Innenwinkel kleiner als 180 Grad zu definieren, und wobei die Außenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils durch die radial verhältnismäßig breiteren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden sind, um zwischen den Außenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils einen Außenwinkel größer als 180 Grad zu definieren.
Außerdem wird in Übereinstimmung mit der Erfindung eine Stoßdämpfungsschicht für einen Helm geschaffen, bei der die Stoßdämpfungsschicht umfasst: eine Grundplatte; und mehrere voneinander beabstandete und unabhängig zusammenschiebbare primäre Stoßdämpfungsglieder, die hohl sind und eine geschlossene Umfangswand aufweisen, die von der Grundplatte zu einem offenen oberen Ende verläuft, wobei die geschlossene Umfangswand wenigstens einen Wandabschnitt definiert, der eine radial nach außen gebogene Form aufweist, wobei die Form ein auseinander-/zusammenlaufendes Wandprofil bildet, das ein radial schmaleres oberes und unteres Ende und einen radial breiteren Mittelanteil definiert, wobei der radial breitere Mittelanteil des Wandabschnitts eine maximale Breite des an einem Ort zwischen dem offenen oberen Ende davon und der Grundplatte angeordneten primären Stoßdämpfungsglieds bildet; und ein zweites Stoßdämpfungsglied, das innerhalb der geschlossenen Umfangswand jedes primären Stoßdämpfungsglieds von der Grundplatte ausgeht und unabhängig von dem primären Stoßdämpfungsglied wirkt.
Außerdem wird in Übereinstimmung mit der Erfindung ein Sporthelm geschaffen, der umfasst: eine Außenkapsel; und eine Stoßdämpfungsschicht, die eine Grundplatte und mehrere voneinander beabstandete und unabhängig wirkende hohle Stoßdämpfungsglieder enthält, die elastisch zusammenschiebbar sind, um eine Stoßbelastung auf den Helm wenigstens teilweise aufzunehmen, wobei die Stoßdämpfungsglieder von einer Außenoberfläche der Grundplatte ausgehen und nur über die Grundplatte miteinander verbunden sind, wobei die Stoßdämpfungsglieder ein offenes oberes Ende aufweisen, das sich angrenzend an eine Innenoberfläche der Außenkapsel befindet und so bemessen ist, dass es eine vernachlässigbare Verringerung der aus dem hohlen Glied austretenden Fluidströmung verursacht, wobei die Stoßdämpfungsglieder eine geschlossene Umfangswand mit wenigstens einem Wandabschnitt enthalten, wobei jeder Wandabschnitt einen ersten Anteil mit gegenüberliegenden Innen- und Außenoberflächen, die jeweils die Form eines Stumpfs aufweisen, einen zweiten Anteil, der von dem ersten Anteil mit gegenüberliegenden Innen- und Außenoberflächen, die jeweils die Form eines Stumpfs aufweisen, nach oben verläuft, aufweist und wobei die Innenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils über die verhältnismäßig größeren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden sind und wobei die Außenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils über die verhältnismäßig größeren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es wird nur Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen und in denen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Stoßdämpfungsschicht in Übereinstimmung mit einer bestimmten Ausführungsform ist;
2 eine perspektivische Ansicht eines Stoßdämpfungselements der Schicht aus 1 ist;
3 eine seitliche Querschnittsansicht des Elements aus 2 ist;
4 eine perspektivische Ansicht eines Stoßdämpfungselements in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform ist;
5 eine seitliche Querschnittsansicht des Elements aus 4 entlang der Linien 5-5 ist;
6 eine seitliche Querschnittsansicht des Elements aus 4 entlang der Linien 6-6 ist;
7A ein schematischer Querschnitt von oben der Elemente aus 4 ist;
7B–7C schematische Querschnitte von oben der Stoßdämpfungselemente in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen sind;
8 eine seitliche Querschnittsansicht eines Stoßdämpfungselements in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform ist; und
9 eine schematische seitliche Querschnittsansicht eines Helms ist, der die Stoßdämpfungsschicht aus 1 enthält.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In 1 ist nun eine Stoßdämpfungsschicht 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Wie schematisch in 9 gezeigt ist, ist die Stoßdämpfungsschicht 10 zur Verwendung als ein Teil der Innenstruktur eines Schutzhelms 8 wie etwa eines für Sport wie etwa z. B. eines für Hockey, Lacrosse, Football, Motorsport, Schneesport, Motorrad- und/oder Fahrradfahren verwendeten ausgelegt. Der Helm 8 kann ein Mehr-Stoß-Helm oder ein Ein-Stoß-Helm sein. Allerdings kann der Helm 8 mit der Stoßdämpfungsschicht 10 alternativ für andere Sportarten oder für Nicht-Sport-Anwendungen wie etwa als Schutzhelm oder als ”Arbeitsschutzhelm”, der z. B. beim Bau verwendet wird, verwendet werden.
Die Stoßdämpfungsschicht 10 des Helms 8 kann zwischen einer Innenpolsterschicht 11, die z. B. aus einem Schaumstoff hergestellt ist, und der starren Außenkapsel 13 des Helms, die aus Hartplaste hergestellt sein kann, liegen, obwohl zusätzlich eine Anzahl weiterer Schutz-, Zier- oder Komfortverbesserungsschichten oder -elemente bereitgestellt sein können. Obwohl die Polsterschicht 11 als zusammenhängend gezeigt ist, kann sie alternativ in mehreren Stücken vorgesehen sein, die aneinander anliegen, voneinander beabstandet sind, einander überlappen oder irgendeine Kombination davon. Obwohl die Außenkapsel 13 als durchgehend gezeigt ist, kann sie alternativ in zwei oder mehr Stücken bereitgestellt sein, indem es z. B. einen vorderen und einen hinteren Kapselabschnitt gibt, die für die Größeneinstellung gleitfähig miteinander in Eingriff sind. Wie im Folgenden ausführlicher geschildert ist, kann die Stoßdämpfungsschicht 10 ebenfalls in mehreren zusammenwirkenden Stücken bereitgestellt sein. Andere Helmkonfigurationen sind ebenfalls möglich.
Wieder anhand von 1 enthält die Stoßdämpfungsschicht 10 eine Grundplatte 12 und mehrere unabhängige oder unabhängig zusammenschiebbare Stoßdämpfungselemente 14, die davon ausgehen. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann die Grundplatte 12 Löcher, Öffnungen, Schlitze usw. enthalten, die dadurch in nichtkritischen Bereichen, z. B. zwischen angrenzenden Stoßdämpfungselementen, für Gewichtsverringerungszwecke definiert sind. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben ist, ermöglichen die Stoßdämpfungselemente durch die Dämpfung sowohl von Linearbeschleunigungen als auch von Winkelbeschleunigungen das Management der Helmstoßdämpfung.
In einer bestimmten Ausführungsform sind die Stoßdämpfungselemente 14 direkt auf der Grundplatte 12 spritzgegossen. Alternativ können die Elemente 14 von der Grundplatte 12 getrennt geformt werden und durch irgendeinen angemessenen Prozess, z. B. unter Verwendung von Schweißen oder Klebstoff, daran befestigt werden. In einer bestimmten Ausführungsform sind die Grundplatte 12 und die Stoßdämpfungselemente 14 aus einem angemessenen Typ eines thermoplastischen Elastomers (TPE) wie etwa, aber nicht beschränkt auf, einem Polyurethanelastomer (TPU), einem Copolyamid (TPA), einem Copolyester (TPC), einem Polyolefinelastomer (TPO) oder einem thermoplastischen Polystyrolelastomer (TPS) hergestellt. Angemessene Materialien, die vorzugsweise verwendet werden können, sichern eine ausgezeichnete Biegsamkeit selbst bei niedrigen Temperaturen, eine gute Verschleißfestigkeit, eine hohe Elastizität bei ausreichender mechanischer Festigkeit und sind vorzugsweise durch Spitzguss formbar.
Die Grundplatte 12 fungiert als ein Ankerpunkt für die mehreren Stoßdämpfungselemente 14. Außerdem wird die Grundplatte 12 zu einem Teil der Helminnenstruktur. Ein vollständiges System für einen Helm enthält mehrere geformte Grundplatten 12, die für spezifische Anwendungen entworfen, geformt und optimiert sind. Die Stoßdämpfungsschicht 10 aus 1 ist als eine beispielhafte Darstellung gezeigt; die Geometrie der Grundplatte(n) sowie die Menge und der Ort der Stoßdämpfungselemente auf jeder Grundplatte hängen von der Anwendung ab. In der gezeigten Ausführungsform sind die Elemente 14 in gleichen Reihen und in gleichen Spalten, die senkrecht zu den Reihen verlaufen, ausgerichtet. Alternative Anordnungen, z. B. in Reihen und/oder Spalten mit voneinander verschiedenen Anzahlen von Elementen, die in Reihen unter einem anderen Winkel als senkrecht zu den Spalten verlaufen, die auf unregelmäßige Weise verteilt sind, die gegeneinander versetzt sind usw., sind ebenfalls möglich. Zum Beispiel enthält die Stoßdämpfungsschicht in einer bestimmten Ausführungsform, die nicht gezeigt ist, Reihen von 3 Elementen, die sich mit Reihen von 2 Elementen abwechseln.
Anhand von 2–3 sind die Stoßdämpfungselemente 14 unabhängig voneinander, d. h. nur durch die Grundplatte 12 miteinander verbunden. Jedes Stoßdämpfungselement 14 enthält ein hohles primäres Stoßdämpfungsglied 16, das in der Weise konfiguriert ist, dass es sich elastisch biegt, wenn eine ausreichende Belastung ausgeübt wird. Das hohle primäre Stoßdämpfungsglied 16 weist eine geschlossene Umfangswand auf, die von der Grundplatte bis zu einem offenen oberen Ende, das so bemessen ist, dass es vernachlässigbare Verringerung der aus dem Stoßdämpfungsglied austretenden Fluidströmung verursacht, nach oben verläuft. Wie z. B. in 3 gezeigt ist, enthält die geschlossene Umfangswand jedes Stoßdämpfungsglieds wenigstens einen Wandabschnitt, wobei jeder Wandabschnitt eine radial nach außen gebogene Form und somit einen ”rauten” – oder tonnenförmigen Außenumfang, d. h. einen, der auseinander-/zusammenläuft, um ein radial schmaleres oberes und unteres Ende des Wandabschnitts und einen radial breiteren Mittelabschnitt zu definieren, aufweist. Wie in 8 gezeigt ist und im Folgenden ausführlicher beschrieben ist, können mehrere solcher Abschnitte einteilig geformt und vertikal gestapelt sein, wie etwa, um eine faltenbalgartige Konstruktion zu bilden. Das hohle primäre Stoßdämpfungsglied 16 aus 3 weist einen unteren Anteil 18, der von der Grundplatte 12 ausgeht, und einen oberen Anteil 20, der von dem unteren Anteil 18 ausgeht, auf. Jeder Anteil 18, 20 weist einen geschlossenen Umfang auf, der durch eine oder mehrere Wände 22 gebildet ist. Der untere und der obere Anteil 18, 20 weisen Innen- und Außenoberflächen 24, 26, 28, 30 auf, die jeweils die Form eines geraden Kegelstumpfs, d. h. die Form eines Abschnitts eines Kegels oder einer Pyramide, der zwischen zwei senkrecht zu seiner Achse verlaufenden parallelen Ebenen liegt, aufweisen. In der gezeigten Ausführungsform weisen die Innen- und Außenoberflächen 24, 26, 28, 30 sowohl des unteren als auch des oberen Anteils 18, 20 eine Kegelstumpfform auf, d. h. besitzen sie einen kreisförmigen Querschnitt, so dass sowohl der untere als auch der obere Anteil eine einzelne Wand enthält, die seinen geschlossenen Umfang definiert. Alternative Stumpfformen, d. h. mit Querschnitten ohne Kreisform, sind ebenfalls möglich.
Das verhältnismäßig größere (d. h. radial weitere) Ende des Stumpfs der Innenoberfläche 26 des oberen Anteils 20 ist mit dem verhältnismäßig größeren (d. h. radial weiteren) Ende des Stumpfs der Innenoberfläche 24 des unteren Anteils 18 verbunden; ähnlich ist das verhältnismäßig größere Ende des Stumpfs der Außenoberfläche 30 des oberen Anteils 20 mit dem verhältnismäßig größeren Ende des Stumpfs der Außenoberfläche 28 des unteren Anteils 18 verbunden. Somit besitzt die Wand 22 des primären Glieds 16 eine radial nach außen erweiterte oder gebogene Form, die ein rautenförmiges Profil bildet. In der gezeigten Ausführungsform weist die Wand 22 des primären Glieds 16 eine konstante Dicke auf; der Winkel θ_i zwischen den Innenoberflächen 24, 26 der zwei Abschnitte 18, 20 und der Winkel θ_o zwischen den Außenoberflächen 28, 30 der zwei Abschnitte 18, 20 sind Ergänzungswinkel, d. h., ihre Summe beträgt 360°, und es ist θ_i < 180° und θ_o > 180°. Alternativ kann die Dicke der Wand 22 über die Höhe des primären Glieds 16 in der Weise variieren, dass die zwei Winkel θ_i, θ_o keine Ergänzungswinkel sind, während weiter θ_i < 180° und θ_o > 180° gilt. Obwohl der untere und der obere Anteil 18, 20 mit ähnlichen Höhen gezeigt sind, können ihre Höhen alternativ verschieden sein, so dass sich die Verbindung zwischen den Stümpfen nicht bei dem Äquidistanzpunkt der Höhe des primären Glieds 16 befindet.
Die Grundplatte 12 stellt für das primäre Glied 16 ein geschlossenes unteres Ende 34 bereit und der obere Anteil 20 definiert ein offenes oberes Ende 32, das so bemessen ist, dass es eine vernachlässigbare Verringerung der Strömung von aus dem primären Glied 16 bei Kompression austretendem Fluid (z. B. Luft) verursacht. In der vorliegenden Beschreibung und in den vorliegenden Ansprüchen enthält ”vernachlässigbare Verringerung der Strömung” ebenfalls eine Konfiguration, in der überhaupt keine Strömungsverringerung vorhanden ist. Somit kann das Fluid das primäre Glied 16, wenn es komprimiert wird, frei oder im Wesentlichen frei verlassen. Somit stützt sich das Stoßdämpfungselement 14 für das Stoßmanagement nicht auf das darin enthaltene Fluid.
In einer bestimmten Ausführungsform ist das Verhältnis zwischen der Höhe H des primären Glieds 16 und seiner maximalen Breite W, definiert bei der Verbindung zwischen dem unteren und dem oberen Anteil 18, 20, wenigstens 1, d. h., ist die Höhe H wenigstens gleich der maximalen Breite W. In der gezeigten Ausführungsform ist das Verhältnis H/W der Höhe zur maximalen Breite (oder zum maximalen Durchmesser, da der untere und der obere Anteil 18, 20 kegelstumpfförmig sind) näherungsweise 1,28.
Unter axialer Belastung ermöglicht die radial nach außen gebogene Form der einen oder mehreren Wände 22, die den geschlossenen Umfang des primären Glieds 16 definieren, dass es sich auf kontrollierte Weise zusammenschiebt, nachdem seine kritische Belastung überschritten worden ist. Im Szenarium einer unkontrollierten Stauchung mit einer axialen Belastung, die auf einen Zylinder ausgeübt wird, und unter Verwendung eines elastischen Materials, das unter Stoß nicht versagt, ist das Material üblicherweise gezwungen, sich in sich selbst zusammenzuschieben; ein unkontrolliertes Zusammenschieben führt üblicherweise zum Verlust der effektiven Stoßdämpfungssteife und kann eine unerwünschte dauerhafte Verformung des Zylinders erzeugen. Anstatt sich während eines Stoßes in sich zusammenzuschieben, dehnt sich das primäre Glied 16 radial nach außen aus, um eine Materialkompression zu vermeiden. Diese Ausdehnung optimiert die Kontrolle des Stoßdämpfungsmanagements, indem sie zu einer höheren Stoßmanagementkonsistenz sowie zu erhöhter Zusammenschiebbarkeit des primären Glieds führt. Die Dicke der Wand bzw. der Wände 22 wird so gewählt, dass ein gewünschter Grad der Beständigkeit gegenüber linearen Belastungen bereitgestellt wird. Die Entfernung zwischen angrenzenden der Stoßdämpfungselemente 14 auf der Grundplatte 12 wird somit in der Weise ausgewählt, dass eine Wechselwirkung oder Störung während ihrer durch einen Stoß verursachten radialen Ausdehnung vermieden wird.
Da die Elemente 14 außer über die Grundplatte 12 nicht miteinander verbunden sind, kann sich jedes primäre Glied 16 unter einer tangentialen Belastung wie etwa der, die durch eine Winkelbeschleunigung verursacht wird, unabhängig frei verformen. Eine Winkelbeschleunigung erzeugt üblicherweise oben an dem Glied 16 eine tangentiale Belastung, wobei sich die Glieder 16 jeweils ähnlich oder im Wesentlichen ähnlich wie ein Kragarm, der in seiner maximalen Entfernung vom Ankerpunkt des Arms belastet ist, der der Grundplatte 12 entspricht, durchbiegen.
Die Durchbiegung y eines Kragarms kann ausdrückt werden als:
wobei F die ausgeübte tangentiale Belastung ist, l die Kragarmlänge ist, E der Elastizitätsmodul des Materials ist und I das (Flächen-)Trägheitsmoment ist. Somit sind die Variablen, die die Durchbiegung oder Biegung des Arms beeinflussen, seine Länge l, die im Fall des Glieds 16 der Höhe H entspricht, und das Flächenträgheitsmoment I. Üblicherweise wird die Höhe H des Glieds 16 durch die Fähigkeit eines Helms, eine genormte Stoßprüfung zu bestehen, sowie durch die Marktgängigkeit des Helms bestimmt, da ein größerer Helm aus ästhetischen Gründen kommerziell nicht erfolgreich sein könnte. Obwohl die Höhe H des Glieds 16 geändert werden kann, um die gewünschte Durchbiegung zum Aufnehmen eines tangentialen Stoßes zu erzielen, ist somit das Trägheitsmoment I in den meisten Fällen diejenige Eigenschaft des Glieds 16, die zu der primären Variablen für die tangentiale Stoßdämpfung wird. Somit werden die Form des Glieds 16, die Wanddicke und das Verhältnis H/W der Höhe zur maximalen Breite in der Weise gewählt, dass dasjenige Trägheitsmoment I erhalten wird, das einen gewünschten Grad an Beständigkeit gegenüber tangentialen Belastungen sicherstellt. Außerdem wird die Entfernung zwischen angrenzenden der Stoßdämpfungselemente 14 auf der Grundplatte 12 in der Weise gewählt, dass eine Wechselwirkung oder Störung während der durch tangentiale Belastungen verursachten Durchbiegung vermieden wird.
Somit ermöglicht das Stoßdämpfungselement 14 durch Optimierung des Verhältnisses H/W von Höhe zu maximaler Breite und der Wanddicke des primären Glieds 16 das Management von Winkelbeschleunigungen und durch Optimierung der Wanddicke und der Wandwinkel des primären Glieds 16 das Management von Linearbeschleunigungen.
In der gezeigten Ausführungsform sind die Winkel θ_i, θ_o zwischen den Oberflächen 24, 26, 28, 30 des unteren und des oberen Anteils 18, 20 in der Weise gewählt, dass die Wand 22 des primären Glieds 16 einen durchgehenden rohrförmigen Abschnitt aus Material enthält, der wenigstens, wenn das primäre Glied 18 unkomprimiert (d. h. in seinem natürlichen Zustand oder Ruhezustand ist) ist, über die gesamte volle Höhe des primären Glieds 16, in 3 schematisch bei 38 gezeigt, verläuft. Dieser rohrförmige Abschnitt aus Material 38 (der von dem Rest der Wand 22 nicht verschieden ist) verhält sich unter einer axialen Belastung wie eine dünnwandige Säule und kann somit ein Anfangsstoßbelastungsmanagement sicherstellen, bis die kritische Stauchungsbelastung für diese Säule erreicht ist. Allerdings kann dieser durchgehende rohrförmige Abschnitt aus Material 38 in bestimmten Fällen nicht vorhanden sein, d. h. kann ein größerer Winkel θ_o und ein kleinerer Winkel θ_i, verwendet sein. Dies kann Fälle enthalten, in denen der von der Stoßdämpfungsschicht 10 geforderte Widerstand niedrig genug ist und/oder in denen der Widerstand des für das primäre Glied 16 verwendeten Materials hoch genug ist, ist darauf aber nicht beschränkt.
In der gezeigten Ausführungsform enthält das Stoßdämpfungselement 14 ferner einen Rand 36, der sich um das offene Ende 32 des primären Glieds 16 befindet, der als ein Versteifungsmerkmal wirkt, das ein Zusammenschieben der einen oder mehreren Wände 22 radial nach innen, wenn auf das Element 14 eine axiale und/oder eine tangentiale Belastung ausgeübt wird, verhindern hilft. Dieses Versteifungsmerkmal ermöglicht die Verwendung dünnerer Wandstrukturen zur Entwurfsoptimierung und zur Gewichtsverringerung; in Fällen, in denen die Dicke der einen oder mehreren Wände 22 des primären Glieds 16 ausreicht, um ein kontrolliertes Zusammenschieben sicherzustellen, kann der Rand 36 weggelassen sein. In der gezeigten Ausführungsform ist der Rand 36 abgerundet und verläuft nur von der Wand 22 des primären Glieds 16 radial nach außen. Alternativ kann der Rand von der Wand nur radial nach innen verlaufen oder davon sowohl radial nach innen als auch nach außen verlaufen und kann es alternative Formen geben, die z. B. durch einen sich verjüngenden Querschnitt des oberen Endes der Wand 22 definiert sind. Der Rand 36 ist als durchgehend um das offene Ende 32 gezeigt, kann aber alternativ aus mehreren in Winkelrichtung voneinander beabstandeten Abschnitten gebildet sein. In den Konfigurationen, in denen der Rand radial nach innen verläuft, ist der Rand so bemessen, dass er bei Kompression eine vernachlässigbare Verringerung der Strömung des aus dem primären Glied 16 durch das offene obere Ende 32 austretenden Fluids verursacht.
Anhand von 3 enthält das Stoßdämpfungselement 14 ferner ein zweites Stoßdämpfungsglied 40, das von der Grundplatte 12 innerhalb und in der Mitte jedes primären Glieds 16 ausgeht, wenn ein erhöhter Widerstand gegen Stoß und das Management mehrerer Stoßgrade erforderlich sind. In einer bestimmten Ausführungsform ist das zweite Glied 40 hohl und außerdem gleichzeitig mit dem primären Stoßdämpfungsglied 16 direkt auf die Grundplatte 12 spritzgegossen worden, so dass die Schicht 10 monolithisch ist. In der gezeigten Ausführungsform ist das sekundäre Glied 40 ein rohrförmiges Glied mit einer zylindrischen Konfiguration und mit einem offenen oberen Ende 42. In einer alternativen Ausführungsform weist das zweite Stoßdämpfungsglied 40 ebenfalls zwei stumpfförmige Abschnitte, z. B. kegelstumpfförmige Abschnitte, auf, deren verhältnismäßig größte Enden miteinander verbunden sind. In diesem Fall kann das Profil des sekundären Glieds 40 zu dem des primären Glieds 16 (z. B. ähnliche Winkel θ_i, θ_o) spiegelbildlich sein. In einer anderen alternativen Ausführungsform weist das zweite Stoßdämpfungsglied 40 einen einzelnen stumpfförmigen Abschnitt, z. B. einen einzelnen kegelstumpfförmigen Abschnitt, auf, wobei sein verhältnismäßig kleinstes Ende mit der Grundplatte 12 verbunden ist. In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist das sekundäre Stoßdämpfungsglied 40 einen unteren Abschnitt auf, der kegelstumpfförmig ist, wobei sein verhältnismäßig größtes Ende mit einem zylindrischen oberen Anteil verbunden ist. Sekundäre Glieder 40 mit anderen als kreisförmigen Querschnitten sind ebenfalls möglich. Die sekundären Glieder 40 brauchen nicht notwendig hohl zu sein; z. B. können die sekundären Glieder 40 voll sein und aus einem geeigneten Typ eines stoßbeständigen Schaums, z. B. aus Vinylnitril (VN) oder aus expandiertem Polypropylenschaum (EPP-Schaum), hergestellt sein. Das primäre und das sekundäre Glied 16, 40 sind unabhängig voneinander, d. h., sie sind nur über die Grundplatte 12 miteinander verbunden. In einer alternativen Ausführungsform, die nicht gezeigt ist, gehen das primäre und das sekundäre Glied 16, 40 anstatt konzentrisch auf nebeneinanderliegende Weise von der Grundplatte 12 aus.
Die Höhe des sekundären Glieds 40 beträgt vorzugsweise wenigstens 2 mm und verläuft in der gezeigten Ausführungsform bis zur halben Höhe des primären Glieds 16. Das sekundäre Glied 40 sichert das Management hochenergetischer Stöße, nachdem die Wand 22 des primären Glieds 16 zu versagen begonnen hat, wie etwa, um ein Erreichen des Tiefstands des Stoßdämpfungselements 14, was zu höheren Spitzenbeschleunigungen führen könnte, zu verhindern.
In 4–6 und 7A ist ein Stoßdämpfungselement 114 in Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform gezeigt. Diese Ausführungsform kann in Bezug auf die zuvor beschriebene Ausführungsform eine verbesserte unabhängige Abstimmung für das Management von Winkelbeschleunigen und Linearbeschleunigen aufweisen. Die unabhängigen Stoßdämpfungselemente 114 sind ähnlich 1 und wie oben beschrieben auf einer Grundplatte 12 bereitgestellt.
Wie in der vorhergehenden Ausführungsform enthält das Element 114 ein hohles primäres Stoßdämpfungsglied 116 mit einem unteren Anteil 118, der von der Grundplatte 12 ausgeht, und mit einem oberen Anteil 120, der von dem unteren Anteil 118 ausgeht und ein offenes oberes Ende 132 definiert, das ebenfalls so bemessen ist, dass es bei Kompression eine vernachlässigbare Verringerung der Strömung des aus dem primären Glied 216 austretenden Fluids verursacht. Jeder Anteil 118, 120 weist einen geschlossenen Umfang auf, der durch eine oder mehrere Wände 122 gebildet ist. Die verhältnismäßig größeren Enden der Stümpfe der Innenoberflächen 124, 126 des unteren und des oberen Anteils sind direkt miteinander verbunden und die verhältnismäßig größeren Enden der Stümpfe der Außenoberflächen 128, 130 des unteren und des oberen Anteils sind über eine ringförmige Rippe 144, die um den Umfang verläuft, miteinander verbunden. In einer alternativen Ausführungsform kann die ringförmige Rippe 144 weggelassen sein. Außerdem enthält das Element 114 ein sekundäres Stoßdämpfungsglied 140, das ähnlich dem zuvor beschriebenen sekundären Glied 40 ist. In einer alternativen Ausführungsform kann das sekundäre Stoßdämpfungsglied 140 weggelassen sein.
In dieser Ausführungsform enthält das Stoßdämpfungselement 114 ferner mehrere vertikal orientierte Rippen 146, die von der Wand 122 des primären Glieds 116 aus von der Grundplatte 12 bis zu dem offenen oberen Ende 132 nur radial nach außen verlaufen. Obwohl vier Rippen 146 gezeigt sind, können alternative Ausführungsformen mehr oder weniger Rippen enthalten. In der gezeigten Ausführungsform folgen die Rippen 146 dem Umriss der Wand 122, d. h. haben sie in einem seitlichen Querschnitt des Elements 114 (z. B. 5) gesehen eine radial nach außen gebogene Form. Alternativ brauchen die Rippen 146 der Wand 122 nicht zu folgen, d. h. können sie aus zwei Abschnitten gebildet sein, die unter einem von den Winkeln θ_o, θ_i verschiedenen Winkel verlaufen.
Die ringförmige Rippe 144 stellt eine Unterstützung für die vertikal orientierten Rippen 146 bereit, wobei der Rand 136, der das offene Ende 132 umgibt, an dem Ort der Rippen 146 Unterbrechungen enthält. Alternativ kann das obere Ende der Rippen 146 in der Weise geformt sein, dass sie zu einem durchgehenden Rand integriert sind.
In einer alternativen Ausführungsform, die schematisch in 7B gezeigt ist, verlaufen die Rippen 146' von der Wand 122' nur radial nach innen. In einer weiteren alternativen Ausführungsform, die schematisch in 7C gezeigt ist, verlaufen die Rippen 146'' von der Wand 122'' radial sowohl nach innen als auch nach außen. Die Rippen 146, 146', 146'' sind so ausgelegt, dass sie eine kontrollierte Ausdehnung der Wand 122, 122', 122'' nach außen während der Kompression des primären Glieds 116 ermöglichen. Der Querschnitt der Rippen 146, 146', 146'' kann irgendeine Form aufweisen, solange es einen Unterschied der effektiven Flächenträgheitsmomente des Querschnitts in Bezug auf die Richtung der Belastung, die die Biegebewegung verursacht, gibt. Wie schematisch in 7A gezeigt ist, weisen bei Betrachtung der Tangentialkraft F die Rippen 146a und 146c dasselbe Flächenträgheitsmoment auf und weisen die Rippen 146b und 146d dasselbe Flächenträgheitsmoment, das kleiner als das der Rippen 146a und 146c ist, auf. Somit sind die Rippen 146a und 146c wegen ihres größeren Flächenträgheitsmoments diejenigen, die primär zum Management der Biegung oder Verbiegung des Glieds unter der Kraft F beitragen. Die veränderlichen effektiven Trägheitsmomente der Rippen 146, 146', 146'' ermöglichen eine variable Wechselwirkung der Rippen und ein variables Management des Biegemoments der Rippen an dem Glied. Die Rippen 146, 146', 146'' die als Arme wirken, sind beständiger gegen Biegung, wenn sie in der Weise orientiert sind, dass ihr Flächenträgheitsmoment am höchsten ist.
Die Anwesenheit der Rippen 146, 146', 146'' kann ein verbessertes Management von Winkelbeschleunigungen zulassen, während sie weiter ein optimiertes Management von Linearbeschleunigungen aufrechterhält. Das Management von Winkelbeschleunigungen wird hauptsächlich durch die Bemessung der Rippen 146, 146', 146'' beeinflusst, während das Management von Linearbeschleunigungen durch die Dicke der einen oder mehreren Wände 122, 122', 122'' des primären Glieds 116 und durch die radiale Dicke der Rippen 146, 146', 146'' beeinflusst wird; somit können die axialen Belastungen und die Biegemomente im Wesentlichen unabhängig gemanagt werden, so dass die Optimierung des Stoßdämpfungselements 114 für das Management eines bestimmten Belastungstyps (tangential oder linear) eine beschränkte Auswirkung darauf hat, wie das Element 114 für das Management des anderen Typs optimiert wird.
In 8 ist ein Stoßdämpfungselement 214 in Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform gezeigt. Die unabhängigen Stoßdämpfungselemente 214 sind ähnlich 1 und wie oben beschrieben ebenfalls auf einer Grundplatte 12 bereitgestellt. Jedes Element 214 enthält ein hohles primäres Stoßdämpfungsglied 216 und ist hier mit einem sekundären Stoßdämpfungsglied 240 ähnlich dem zuvor beschriebenen sekundären Glied 40 gezeigt. In einer alternativen Ausführungsform kann das sekundäre Stoßdämpfungsglied 240 weggelassen sein.
Das primäre Stoßdämpfungsglied 216 weist einen unteren Anteil 218, der von der Grundplatte 12 ausgeht, einen ersten Zwischenanteil 217, der von dem unteren Anteil 218 ausgeht, einen zweiten Zwischenanteil 219, der von dem ersten Zwischenanteil 217 ausgeht, und einen oberen Anteil 220, der von dem zweiten Zwischenanteil 219 ausgeht, auf. Der obere Anteil definiert ein offenes oberes Ende 232, das von einem Rand 236 umgeben ist, der ebenfalls so bemessen ist, dass er eine vernachlässigbare Verringerung der Strömung des aus dem primären Glied 216 bei Kompression austretenden Fluids verursacht. Jeder Anteil 217, 218, 219, 220 weist einen geschlossenen Umfang auf, der durch eine oder mehrere Wände 122 gebildet ist. Jeder Anteil 217, 218, 219, 220 weist eine Innenoberfläche 123, 124, 125, 126 und einen Außenoberfläche 127, 128, 129, 130 mit der Form eines geraden Stumpfs und vorzugsweise mit einer Kegelstumpfform auf, obwohl alternative Stumpfformen, d. h. mit anderen Querschnitten als einem kreisförmigen, ebenfalls möglich sind.
Die Innenoberflächen 124, 123 und die Außenoberflächen 128, 127 des unteren Anteils 218 und des ersten Zwischenanteils 217 sind bei den verhältnismäßig größeren Enden ihrer Stümpfe miteinander verbunden. Die Innenoberflächen 123, 125 und die Außenoberflächen 127, 129 des ersten und des zweiten Zwischenanteils 217, 219 sind bei den verhältnismäßig kleineren (d. h. radial schmaleren) Enden ihrer Stümpfe miteinander verbunden. Die Innenoberflächen 125, 126 und die Außenoberflächen 129, 130 des zweiten Zwischenanteils 219 und des oberen Anteils 120 sind bei den verhältnismäßig größeren Enden ihrer Stümpfe miteinander verbunden. Somit besitzt die Wand 222 des primären Glieds 216 eine ”Faltenbalg”-Form mit zwei Abschnitten, die oben und unten radial nach außen gebogen sind, und mit einem radial nach innen gebogenen zwischen diesen zwei Abschnitten. In der gezeigten Ausführungsform weist die Wand 222 des primären Glieds 216 eine konstante Dicke auf und weisen die zwei Faltenbalgabschnitte, d. h. der durch den unteren Anteil 218 und durch den ersten Zwischenanteil 217 definierte Abschnitt und der durch den zweiten Zwischenanteil 219 und durch den oberen Anteil 120 definierte Abschnitt, eine ähnliche Geometrie auf. Somit schieben sich die zwei Faltenbalgabschnitte in Verwendung mit einer ähnlichen Rate zusammen, erfordern dafür aber eine kleinere radiale Grundfläche, d. h. weniger radialen Raum, als das Glied 16 aus 1 mit ähnlichen Dimensionen.
Alternativ kann die Dicke der Wand 222 über die Höhe des primären Glieds 216 variieren. Obwohl die Anteile 217, 218, 219, 220 mit ähnlichen Höhen gezeigt sind, können ihre Höhen alternativ verschieden sein. Der Übergang zwischen dem zweiten Zwischenanteil 219 und dem oberen Anteil 120 könnte ebenfalls eine andere Breite als der Übergang zwischen dem unteren Anteil 218 und dem ersten Zwischenanteil 217 definieren. Falls die zwei Faltenbalgabschnitte unterschiedliche geometrische Entwürfe aufweisen, kann somit veranlasst werden, dass sie sich mit unterschiedlichen Raten zusammenschieben. Dies könnte ein besseres Energiemanagement von niedriger bis zu hoher Energie innerhalb eines Entwurfs bereitstellen. In diesem Entwurfstyp wirkt das sekundäre Glied 240, das z. B. bis unter den Übergang zwischen den Zwischenanteilen 217, 219 nach oben verläuft, als ein drittes Energiemanagementglied.
Somit können die Stoßdämpfungselemente 14, 114, 214 das Management sowohl von Linear- als auch von Winkelbeschleunigungen und durch die Anwesenheit des sekundären Glieds 40, 140, 240 das Management mehrerer Stoßgrade ermöglichen. Die Geometrie des Stoßdämpfungselements 14, 114, 214 sichert ein kontrolliertes Zusammenschieben, was die Vorhersagbarkeit seines Verhaltens erhöht. Die einteilig geformten Stoßdämpfungselemente 14, 114, 214 und die Grundplatte 12 können Herstellungsoperationen erleichtern. Die Stoßdämpfungsschicht 10 kann durch Verteilung der Stoßdämpfungselemente 14, 114, 214 auf der Grundplatte 12 und durch Bemessung der einzelnen Stoßdämpfungselemente 14, 114, 214, die eine selbe Größe aufweisen können oder nicht aufweisen können und die dieselbe Konfiguration aufweisen können oder nicht aufweisen können, für eine bestimmte Anwendung optimiert werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sollen beispielhaft sein. Der Fachmann auf dem Gebiet wird somit würdigen, dass die vorstehende Beschreibung nur veranschaulichend ist und dass verschiedene alternative Konfigurationen und Änderungen erdacht werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die vorliegende Erfindung alle solchen alternativen Konfigurationen, Änderungen und Veränderungen, die im Umfang der beigefügten Ansprüche liegen, enthalten.

Claims

Stoßdämpfungsschicht für einen Helm, wobei die Schicht umfasst: eine Grundplatte; und mehrere voneinander beabstandete Stoßdämpfungsglieder, die auf der Grundplatte angeordnet und nur durch sie miteinander verbunden sind, wobei jedes der Stoßdämpfungsglieder unabhängig und elastisch zusammenschiebbar ist, um wenigstens teilweise eine Stoßbelastung auf den Helm aufzunehmen, wobei die Stoßdämpfungsglieder hohl sind und eine geschlossene Umfangswand definieren, die von der Grundplatte zu einem offenen oberen Ende, das so bemessen ist, dass es eine vernachlässigbare Verringerung der aus dem Stoßdämpfungsglied austretenden Fluidströmung verursacht, nach oben verläuft, wobei die geschlossene Umfangswand jedes Stoßdämpfungselements wenigstens einen Wandabschnitt enthält, wobei jeder Wandabschnitt aufweist: einen ersten Anteil mit gegenüberliegenden Innen- und Außenoberflächen, die jeweils die Form eines Stumpfs aufweisen, und einen zweiten Anteil, der von dem ersten Anteil nach oben verläuft und einteilig damit gebildet ist, wobei der zweite Anteil gegenüberliegende Innen- und Außenoberflächen aufweist, die jeweils die Form eines Stumpfs aufweisen, wobei die Innenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils durch die radial verhältnismäßig breiteren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden sind, um zwischen den Innenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils einen Innenwinkel kleiner als 180 Grad zu definieren, und wobei die Außenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils durch die radial verhältnismäßig breiteren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden sind, um zwischen den Außenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils einen Außenwinkel größer als 180 Grad zu definieren.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 1, wobei jedes der Stoßdämpfungsglieder ein primäres Stoßdämpfungsglied ist und die ferner ein sekundäres Stoßdämpfungsglied umfasst, das von der Grundplatte unabhängig nach oben verläuft und innerhalb der geschlossenen Umfangswand jedes der primären Stoßdämpfungsglieder angeordnet ist, wobei die sekundären Stoßdämpfungsglieder unabhängig zusammenschiebbar sind.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 2, wobei das zweite Glied hohl ist und einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 2, wobei die zweiten Stoßdämpfungsglieder eine kleinere Höhe von der Grundplatte als die primären Stoßdämpfungsglieder aufweisen.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 1, wobei die Außenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils und die Innenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils relativ in der Weise orientiert sind, dass das Glied einen durchgehenden rohrförmigen Anteil aus Material enthält, der von der Grundplatte zu dem offenen Ende verläuft, wenn das Stoßdämpfungsglied unkomprimiert ist.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 1, wobei die Stoßdämpfungsglieder einen Rand enthalten, der das offene Ende der geschlossenen Umfangswand umschreibt und radial davon ausgeht.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 1, wobei jedes Stoßdämpfungsglied mehrere Rippen enthält, die radial nach außen und/oder radial nach innen von der geschlossenen Umfangswand ausgehen, wobei die Rippen von der Grundplatte zu dem offenen oberen Ende verlaufen.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 1, wobei jedes der Stoßdämpfungsglieder einen einzelnen der Wandabschnitte aufweist, wobei der erste Anteil des Wandabschnitts von der Grundplatte nach oben verläuft und der zweite Anteil des Wandabschnitts das offene obere Ende des Stoßdämpfungsglieds definiert.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 1, wobei jedes der Stoßdämpfungsglieder wenigstens zwei der Wandabschnitte aufweist, wobei ein erster der Wandabschnitte von der Grundplatte nach oben verläuft und ein zweiter der Abschnitte von dem ersten der Abschnitte nach oben verläuft und ein offenes oberes Ende definiert, wobei die angrenzenden der Innenoberflächen des ersten und des zweiten Abschnitts durch die radial verhältnismäßig schmaleren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden sind und die angrenzenden der Außenoberflächen des ersten und des zweiten Abschnitts durch die radial verhältnismäßig schmaleren Enden des jeweiligen Stumpfs miteinander verbunden sind.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 1, wobei jedes der Stoßdämpfungsglieder eine Höhe, die von der Grundplatte bis zu dem offenen Ende definiert ist, und eine maximale Breite, die bei der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anteil des Wandabschnitts definiert ist, aufweist, wobei die Höhe wenigstens gleich der maximalen Breite ist.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 1, wobei die Innen- und die Außenoberflächen jeweils eine Kegelstumpfform aufweisen.
Stoßdämpfungsschicht für einen Helm, wobei die Stoßdämpfungsschicht umfasst: eine Grundplatte; und mehrere voneinander beabstandete und unabhängig zusammenschiebbare primäre Stoßdämpfungsglieder, die hohl sind und eine geschlossene Umfangswand aufweisen, die von der Grundplatte zu einem offenen oberen Ende verläuft, wobei die geschlossene Umfangswand wenigstens einen Wandabschnitt definiert, der eine radial nach außen gebogene Form aufweist, wobei die Form ein auseinander-/zusammenlaufendes Wandprofil bildet, das ein radial schmaleres oberes und unteres Ende und einen radial breiteren Mittelanteil definiert, wobei der radial breitere Mittelanteil des Wandabschnitts eine maximale Breite des an einem Ort zwischen dem offenen oberen Ende davon und der Grundplatte angeordneten primären Stoßdämpfungsglieds bildet; und ein zweites Stoßdämpfungsglied, das innerhalb der geschlossenen Umfangswand jedes primären Stoßdämpfungsglieds von der Grundplatte ausgeht und unabhängig von dem primären Stoßdämpfungsglied wirkt.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 12, wobei das zweite Stoßdämpfungsglied eine kleinere Höhe als das primäre Stoßdämpfungsglied aufweist.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 12, wobei das zweite Stoßdämpfungsglied hohl ist und eine geschlossene Umfangswand mit einer anderen Form als die primäre Stoßdämpfungsschicht definiert.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 14, wobei das zweite Stoßdämpfungsglied rohrförmig ist und einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 12, wobei das offene obere Ende der geschlossenen Umfangswand so bemessen ist, dass es eine vernachlässigbare Drosselung der aus dem primären Stoßdämpfungsglied austretenden Fluidströmung verursacht.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 12, wobei das primäre und das sekundäre Stoßdämpfungsglied elastisch durchbiegbar sind.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 12, wobei der wenigstens eine Wandabschnitt der geschlossenen Umfangswand des primären Stoßdämpfungsglieds enthält: einen ersten Anteil mit gegenüberliegenden Innen- und Außenoberflächen, die jeweils die Form eines Stumpfs aufweisen, und einen zweiten Anteil, der von dem ersten Abschnitt nach oben verläuft und einteilig damit gebildet ist, wobei der zweite Anteil gegenüberliegende Innen- und Außenoberflächen aufweist, die jeweils die Form eines Stumpfs aufweisen, wobei die Innenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils durch die radial verhältnismäßig breiteren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden sind, um zwischen den Innenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils einen Innenwinkel kleiner als 180 Grad zu definieren, und die Außenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils durch die radial verhältnismäßig breiteren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden sind, um zwischen den Außenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils einen Außenwinkel größer als 180 Grad zu definieren.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 12, wobei der wenigstens eine Wandabschnitt zwei Abschnitte definiert, die jeweils die radial nach außen gebogene Form aufweisen und einteilig gebildet sind und aufeinandergestapelt sind, wobei der wenigstens eine Wandabschnitt zwischen den zwei Abschnitten eine radiale Biegung nach innen definiert.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 12, wobei die Grundplatte, die primären Stoßdämpfungsglieder und die sekundären Stoßdämpfungsglieder in der Weise einteilig gebildet sind, dass die Schicht monolithisch ist.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 12, wobei jeder Wandabschnitt des primären Stoßdämpfungsglieds einen unteren Anteil und einen oberen Anteil, die auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des radial breiteren Mittelanteils angeordnet sind, aufweist, wobei die Innenwandoberflächen des unteren und des oberen Anteils unter einem Winkel kleiner als 180 Grad voneinander ausgehen.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 12, wobei die geschlossene Umfangswand einen durchgehenden rohrförmigen Abschnitt aus Material enthält, der von der Grundplatte zu dem offenen Ende verläuft, wenn das Stoßdämpfungsglied unkomprimiert ist.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 12, wobei die primären Stoßdämpfungsglieder einen Rand enthalten, der das offene Ende der geschlossenen Umfangswand umschreibt und radial davon ausgeht.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 12, wobei die primären Stoßdämpfungsglieder mehrere Rippen enthalten, die von der Grundplatte zu dem offenen oberen Ende verlaufen, wobei die Rippen radial nach außen und/oder radial nach innen von der geschlossenen Umfangswand vorstehen.
Stoßdämpfungsschicht nach Anspruch 12, wobei jedes der primären Stoßdämpfungsglieder eine von der Grundplatte zu dem offenen Ende davon definierte Höhe definiert, wobei die Höhe größer oder gleich der maximalen Breite ist.
Schutzhelm, der eine Außenkapsel und eine Stoßdämpfungsschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 25 umfasst.
Sporthelm, der umfasst: eine Außenkapsel; und eine Stoßdämpfungsschicht, die eine Grundplatte und mehrere voneinander beabstandete und unabhängig wirkende hohle Stoßdämpfungsglieder enthält, die elastisch zusammenschiebbar sind, um eine Stoßbelastung auf den Helm wenigstens teilweise aufzunehmen, wobei die Stoßdämpfungsglieder von einer Außenoberfläche der Grundplatte ausgehen und nur über die Grundplatte miteinander verbunden sind, wobei die Stoßdämpfungsglieder ein offenes oberes Ende aufweisen, das sich angrenzend an eine Innenoberfläche der Außenkapsel befindet und so bemessen ist, dass es eine vernachlässigbare Verringerung der aus dem hohlen Glied austretenden Fluidströmung verursacht, wobei die Stoßdämpfungsglieder eine geschlossene Umfangswand mit wenigstens einem Wandabschnitt enthalten, wobei jeder Wandabschnitt einen ersten Anteil mit gegenüberliegenden Innen- und Außenoberflächen, die jeweils die Form eines Stumpfs aufweisen, einen zweiten Anteil, der von dem ersten Anteil mit gegenüberliegenden Innen- und Außenoberflächen, die jeweils die Form eines Stumpfs aufweisen, nach oben verläuft, aufweist, und wobei die Innenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils über die verhältnismäßig größeren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden sind und wobei die Außenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils über die verhältnismäßig größeren Enden ihrer jeweiligen Stümpfe miteinander verbunden sind.
Sporthelm nach Anspruch 27, bei dem die Innenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils dazwischen einen Innenwinkel kleiner als 180 Grad definieren und die Außenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils dazwischen einen Außenwinkel größer als 180 Grad definieren.
Sporthelm nach Anspruch 27, der ferner eine Polsterschicht umfasst, die angrenzend an eine Innenoberfläche der Grundplatte angeordnet ist.
Helm nach Anspruch 27, bei dem jedes der Stoßdämpfungsglieder einen einzelnen Abschnitt mit einem ersten Anteil, der von der Grundplatte ausgeht, und mit dem zweiten Anteil, der das offene obere Ende definiert, aufweist.
Sporthelm nach Anspruch 27, bei dem jedes Glied wenigstens zwei der Abschnitte aufweist, wobei ein erster der Abschnitte von der Grundplatte ausgeht und ein zweiter der Abschnitte von dem ersten der Abschnitte nach oben verläuft und das offene obere Ende definiert und wobei die angrenzenden der Innenoberflächen des ersten und des zweiten Abschnitts durch die verhältnismäßig kleineren Enden des jeweiligen Stumpfs miteinander verbunden sind und wobei die angrenzenden der Außenoberflächen des ersten und des zweiten Abschnitts durch die verhältnismäßig kleineren Enden des jeweiligen Stumpfs miteinander verbunden sind.
Sporthelm nach Anspruch 27, bei dem die Innen- und die Außenoberfläche des Wandabschnitts der Stoßdämpfungselemente eine Kegelstumpfform aufweisen.
Sporthelm nach Anspruch 27, bei dem jedes der Stoßdämpfungsglieder ein primäres Stoßdämpfungsglied ist und wobei ein zweites Stoßdämpfungsglied unabhängig von der Grundplatte nach oben ausgeht und innerhalb der geschlossenen Umfangswand jedes der primären Stoßdämpfungsglieder angeordnet ist, wobei die sekundären Stoßdämpfungsglieder unabhängig von dem primären Stoßdämpfungsglied wirken.
Sporthelm nach Anspruch 33, bei dem das zweite Glied hohl ist und einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Sporthelm nach Anspruch 33, bei dem die zweiten Stoßdämpfungsglieder eine kleinere Höhe von der Grundplatte als die primären Stoßdämpfungsglieder aufweisen.
Sporthelm nach Anspruch 27, bei dem die Außenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils und die Innenoberflächen des ersten und des zweiten Anteils relativ in der Weise orientiert sind, dass das Glied einen durchgehenden rohrförmigen Abschnitt aus Material enthält, der von der Grundplatte zu dem offenen Ende verläuft, wenn das Stoßdämpfungsglied unkomprimiert ist.