DE2362325A1

DE2362325A1 - Schuetzende kopfbedeckung

Info

Publication number: DE2362325A1
Application number: DE2362325A
Authority: DE
Inventors: Peter C Lammers; Frank N Stefan
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1972-12-26
Filing date: 1973-12-14
Publication date: 1974-06-27
Also published as: US3818508A; CA1018301A; GB1420703A

Description

Die Erfindung betrifft eine nicht steife schützende Kopfbedeckung. Insbesondere befaßt sie sich mit Helmen sowie deren Herstellung, unter dem Begriff "schützende Kopfbedeckung" sollen Helme sowie ähnliche schützende Gegenstände verstanden werden, die zum Schützen von Fahrzeugfahrern verwendet werden, beispielsweise zum Schützen von Motorradfahrern, Automobilfahrern etc. Ferner fallen unter den Begriff Kopfbedeckungen, wie sie zum Ausüben von bestimmten Sportarten verwendet werden, beispielsweise Baseball, Football und Hockey, desgleichen Kopfbedeckungen, die bei militärischen Übungen aufgesetzt werden, beispielsweise bei der Luftwaffe, der Flotte und der Armee. Die schützenden Kopfbedeckungen bestehen in üblicher Weise aus einer äußeren steifen Schale mit einer weichen, den Kopf kontaktierenden Auskleidung, die beispielsweise mit einem Riemen versehen ist, um die Auskleidung an die Kopf kontur des Trägers anzulegen. Ferner ist noch eine Befestigungseinrichtung

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vorgesehen, um die äußere Schale mit der inneren Auskleidung an dem Kopfe des Trägers zu befestigen, wobei es sich bei dieser Einrichtung meistens um einen Kinnriemen handelt. .

Bisher bestanden derartige schützende Kopfbedeckungen praktisch alle aus einer steifen äußeren Schale, wobei sich diese Schale über das Gesicht erstrecken konnte. Es sind auch Ausführungsformen bekannt, die in der Weise ausgebildet sind, daß sie einen Nackenschutz bilden. In einigen Fällen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die äußeren Schalen in der Weise auszugestalten, daß sie Kopfhörer oder ähnliche Vorrichtung aufzunehmen vermochten, die in oder auf der Schale befestigt wurden.

Diese seit vielen Jahren verwendeten schützenden Kopfbedeckungen sind mit einer Anzahl von Nachteilen behaftet, wobei der Hauptnachteil darin besteht, daß die äußere Schale steif ist und mit der inneren Auskleidung oder der Unterschale sowie der Einrichtung zum Einstellen der Auskleidung zusammenhängt, vim Schläge auf den Kopf des Trägers zu verteilen.

Die äußere Schale vermag ferner als schalltötende Einrichtung oder als wärmeisolierende Einrichtung zu wirken. Im Falle von Helmen für Motorradfahrer sowie Personal, das in der Nähe von Flugzeugen mit laufenden Motoren arbeitet, ist es sehr erwünscht, wenn die äußere Schale schall- oder geräuschtötende Eigenschaften besitzt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer schützenden Kopfbedeckung, bei welcher die äußere Schale nicht steif ist und als Energieabsorber durch eine Eigenkompression sowie als Schallabsorber und Wärmeisolator zu wirken vermag. Ferner soll durch die Erfindung eine schützende Kopfbedeckung geschaffen werden, die leichter ist als diejenigen bekannten Kopfbedeckungen, welche eine steife äußere Schale aufweisen.

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Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform, wobei ein Teil weggeschnitten ist, wobei aus dieser Figur die Beziehung zwischen Schale und Auskleidung hervorgeht;

Fig. 2 eine Stirnansicht ohne Kinnriemen.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die äußere Schale 5 eine verstärkte Fläche oder einen Flansch 6 an ihrem äußeren Rand auf. Dieser verstärkte abgerundete Flansch erhöht die Festigkeit der äußeren Schale. Da er halb flexibel ist, ermöglicht er eine leichtere Verteilung von ungewöhnlichen Belastungen, die auf ihn an der Halsstelle auftreffen. In der äußeren Schale sitzt eine den Kopf kontaktieirende Auskleidung, bei der es sich um einen flexiblen weichen Schaum, einen Kork etc. handeln kann, wobei außerdem ein Band vorgesehen ist, beispielsweise ein einstellbares Kopfband 8, um die Auskleidung an den Kopf des Trägers anzupassen. Dieses Band zum Anpassen der Auskleidung an den Kopf des Trägers kann aus einem der bekannten Kopfbänder bestehen. Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß die Einrichtung zum Befestigen der schützenden Kopfbedeckung an dem Träger an der äußeren Schale angenietet oder anderweitig befestigt ist und sich nach unten erstreckt, wobei eine Gleitschnalle 10 vorgesehen sein kann, die unter dem Kinn des Trägers anliegt und auf diese Weise die schützende Kopfbedeckung festhält. -

Die äußere Schale ist nicht steif und halb flexibel. Ferner ist sie gewöhnlich glatt, wobei jedoch diese Glätte zur Erzielung eines dekorativen Aussehens modifiziert werden kann, beispielsweise unter Ausbildung des weiter oben erwähnten Flansches. Die äußere Schale kann in der Weise hergestellt werden, daß eine flüssige schäumbare

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Polyurethanreaktionsmischung in eine Form gegossen wird, welche die Konturen der äußeren Schale aufweist. Dabei wird eine poröse halbsteife äußere Schale gebildet. Diese äußere Schale kann aus der Form entnommen werden, worauf die den Kopf kontaktierende Auskleidung eingesetzt wird. Die Auskleidung kann an der äußeren Schale in irgendeiner bekannten Weise befestigt werden, beispielsweise kann sie angenietet, angeschraubt oder angeklebt werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Alle Teil- und Prozentangaben beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

Beispiel 1

Eine Polyester/Fiberglas-Helmschalenform für den durch Fig. 1 wiedergegebenen Helmtyp wird zusammengesetzt und mit einem PoIyäthylenformtrennmittelüberzug versehen. Dann wird der Hohlraum der Schalenform mit einer ausreichenden. Menge einer flüssigen schäumbaren Polyurethanreaktionsmischung gefüllt, und zwar vorzugsweise in der Weise, daß ein leichter positiver Druck während des Schäumens der Mischung entwickelt wird, der gewöhnlich zwisehen ungefähr 0,03 und 3,2 kg/cm (0,5 bis 45 psi) liegt. Die in die Form eingeführte Charge wird bis zum Aushärten stehengelassen. Das Aushärten ist gewöhnlich nach ungefähr 15 bis 60 Minuten beendet, wenn eine erhöhte Temperatur einwirken gelassen wird. Bei Zimmertemperatur kann es länger dauern, bevor die Form geöffnet und die halbflexible mikroporöse Schale herausgenommen werden kann.

Die Schale wird vorzugsweise mit einem dekorativen überzug aus einem elastomeren Anstrich versehen, um ihr die gewünschte Farbe und das gewünschte Aussehen zu verleihen. Wahlweise wird die flüssige schäumbare Polyurethanmischung gefärbt oder pigmentiert, wobei in diesem Falle das Bemahlen der Schale entfällt. Die Schale kann ferner durchbohrt oder darchstoßen werden, um Bolzen- oder Nietenlöcher 11 zu schaffen.

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Die weiche Auskleidung kann in der Weise hergestellt werden, daß eine weiche flexible Polyurethanreaktionsmischung in die Auskleidungsform gegossen wird, worauf sie schäumen und härten gelassen wird. Diese Auskleidung wird in die Schale eingesetzt und dabei vorzugsweise unter Verwendung einer dünnen Schicht aus einer flexiblen Polyurethanreaktionsmischung als Klebstoff angeklebt. Die weiche Auskleidung kann unter Verwendung einer der bekannten weichen flexiblen Polyurethanreaktionsmischungen hergestellt werden, welche einen Schaum mit einer Dichte von ungefähr 0,04 bis 0,32 g/ccm (2,5 bis 20 pounds per cubic foot)" sowie eine Zusammendrückbarkeit von 80 bis 100 % nach der ASTM-Methode 2204 ergeben.

Der halbflexible Schaum der äußeren Schale wird in der Weise hergestellt, daß in einer Admiral-Schäumungsvorrichtung folgender Ansatz vermischt wird:

vorgemischtes Harz * 100 Teile

Triäthylendiamin 0,Q7 Teile

Dibutylzinndilaurat 0,10 Teile

Quadrol 8,0 Teile

Wasser . O,³⁵

Quasivorpolymeres, 30 % freies NCO 1,03 Index

Eine Mischung aus 88 Teilen eines Acrylnitril-gepfropften Polypropylenäthertriols mit einem Molekulargewicht von 6400, 10 Teilen Diäthylenglykol und 2 Teilen Triisopropanolamin.

Ein Addukt aus Toluoldiisocyanat (80/20 24,26 isomere Mischung) und Diäthylenglykol. Schäume dieses Typs besitzen eine Dichte von ungefähr 0,48 bis 0,88 g/ccm.

Die weichen flexiblen Helmauskleidungsschäume werden in der Weise hergestellt, daß die folgenden Bestandteile in einer Admiral-Schäumungsvorrichtung vermischt werden:

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Harz"*■ ■ 1OO Teile

Wasser 1,5 "

Kalziumstearat 3,0 ⁿ

Triäthylendiamin 1,0 "

Zinn(II)octoat 0,25 "

Mondur MRS ** 78,1 "

85/15 (%)-Mischung aus Äthylenoxid gekapptem Polypropylenäthertriol mit einem Molekulargewicht von 45ÖO und einem Sucrosepolymeren auf Polypropylenoxidbasis mit einem Molekulargewicht von 400.

Mondur MRS ist ein rohes polymeres Isocyanat von Methandi(phenylisocyanat), d. h. MDI mit ungefähr 40 % 4,4-MDI, 10 % 2,4-MDI und 50 % trifunktianeller höherer Analoga von 2,4- und 4,4-MDI.

Polyurethanreaktionsmischungen, die mikroporöse Polyurethane mit einer Dichte von ungefähr 0,48 bis 0,67 g/ccm, einer Shore-A-Härte von 80 bis 1OO und einer Sticheinreißfestigkeit von 27 bis 45 kg (60 bis 100 pounds) sowie einer Hammer-Kaltbruchwiderstandsfähigkeit bis zu -40 ⁰C,(-40 ⁰F) besitzen und eine 25 mm Durchbiegung unter Belastungen von ungefähr 0,45 bis 2,25 kg (1 to 5 pounds) bei 24 ⁰C (75 ⁰F) und 2,25 - 4,5 kg (5 to IO pounds) bei -26 ⁰C (-14 ⁰F) zeigen, sind für die erfindungsgemäße Schale zufriedenstellend. Der Sticheinreißtest mißt die Widerstandsfähigkeit in kg gegenüber dem Eindringen eines flachköpfigen Stiftes mit einem Durchmesser von 3,2 mm (1/8 inch) in eine 6,3 mm (1/4 inch) dicke Probe. Der Hammer-Bruchtest wird bei abnehmenden kalten Temperaturen in 10 ⁰F-Intervallen solange gemessen, bis die Probe unter dem auftreffenden Hammer zerstört wird. Der Durchbiegungstest (Z-90-Schlag) wird gewöhnlich bei 24 ⁰C und -26 °C (75 ⁰F bzw. -14 ⁰F) durchgeführt.

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Das Ausmaß der Durchbiegung eines 6,25 χ 25 χ 150 mm (1/4 " χ 1 " χ 6 ")-Streifens, der über eine Strecke von 100 mm (4 ") eingespannt wird, wobei eine Last auf die Mitte aufgesetzt wird, um eine Durchbiegung zu erzielen, wird als mm-Abweichung bei der jeweiligen Belastung aufgezeichnet.

Aus der Fig. 1 ist zu ersehen, daß bei dieser Ausführungsform ein Polystyrolschaumkopfelement 12 sich innerhalb der Auskleidung 7 befindet, um .die Auskleidung an die Kontur des Kopfes des Trägers anzupassen. Vorzugsweise besitzt dieses Polystyrolschaumkopf element eine Zusammendrückbarkeit von wenigstens 90 bis 100 %. Das Polystyrolschaumkopfelement 12 ist mit einem eine Verschmutzung verhindernden Element 13 bedeckt, und zwar gewöhnlich einem Gewebe aus Nylon, Polyester oder Cellulose, Das eine Verschmutzung verhindernde Element 13 kann dazu verwendet werden, den Helm verschieden groß herzustellen, und zwar in der üblichen Weise unter Verwendung einer Ausstaffierung hinr ter einem Kopfband.

Jede der bekannten Polyurethanreaktiojasmischungen, die mikroporöses Polyurethan oder Schäume mit Zusasamesidrückbarkeiten von 80 bis 100 % sowie Dichten von 0,04 bis 0,32 g/ccm liefern (2,5 - 20 pounds per cubic foot), können verwendet werden» Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß die Schlagfestigkeit des mikroporösen Polyurethans ohne weiteres durch Verwendung eines tribis hexafunktionellen Vernetzungsmittels als Härtungsmittel in Mengen von ungefähr 0,5 bis 1,O Mol pro Mol an überschüssigem organischen Polyisocyanat verwendet werden kann,, Das organische Polyisocyanat wird in einem Überschuß im Bezug auf den Polyester oder Polyäther eingesetzt, und zwar gewöhnlich in einer Menge von ungefähr 1,5 bis 3,5 Mol pro Mol. Die zur Herstellung der Polyurethanreaktionsmischungen geeigneten Bestandteile werden beispielsweise in der US-PS 3 680 329 beschrieben. .

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Claims

- 8 Patentansprüche

(ly Zum Schützen des Kopfes geeignete Kopfbedeckung, gekennzeichnet durch eine aus einem mikroporösen halb flexiblen Polyurethanschaum bestehende äußere Schale (5), einen den Kopf kontaktierende Auskleidung (7) in der Schale aus einem weichen flexiblen zellförmigen Material, wobei die Auskleidung eine Einrichtung (8, Io) aufweist, um die Auskleidung der Kontur des Kopfes des Trägers anzupassen, und wobei die äußere Schale eine Dichte von ungefähr 0,48 bis Or67 g/ccm (30 - 42 pounds per cubic foot) aufweist und sich bei der Durchführung eines Durchbiegungstests (Z-90 impact) um 25 mm durchbiegt bei einer Belastung von ungefähr 0,45 bis 2,25 kg (1 to 5 pounds) sowie bei einer Temperatur von 24 °C (75 ⁰F).
2. Kopfbedeckung nach Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10) zum Anpassen der Auskleidung aus Bändern besteht, die an der Schale (7) befestigt sind. -
3. Kopfbedeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polystyrolschaumkopfelement (12) mit einer Zusammendrückbarkeit von 90 % oder darüber an der inneren Auskleidung (7) angebracht ist, um die Auskleidung der Kontur des Kopfes des Trägers anzupassen.

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