DE4336468A1 - Schichtung, insbesondere stoßabsorbierende Schichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schichtung, insbesondere eine stoßabsorbierende Schichtung, mit einer Wabenschicht als Trägerschicht.

Als Stoßschutz beispielsweise im Sport, beim Arbeitsschutz und dergleichen werden zum Schutz von verletzungsgefährdeten Kör­ perteilen meist Schaumstoffe oder aber Schutzeinlagen aus weitgehend starrem Kunststoff-Material verwendet.

Bei Verwendung von Schaumstoff-Schutzeinrichtungen können zwar flächige Druckeinwirkungen abgefangen werden, bei Druckbeauf­ schlagung durch spitze oder kantige Gegenstände, also einer im wesentlichen punktförmigen Belastung ist ein wirksamer Schutz nicht in ausreichendem Maße vorhanden.

Gegen solche Stoß- oder Schlageinwirkungen werden deshalb Schutzplatten oder Schutzeinlagen aus wenig nachgiebigem Hart­ material eingesetzt. Diese Schutzeinlagen können zwar im we­ sentlichen vor punktförmigen, äußeren Druckeinwirkungen schüt­ zen, haben aber den Nachteil, daß bei größerflächiger Druckbe­ aufschlagung die einwirkende Kraft praktisch in gleichem Maße auf das darunterliegende Körperteil übertragen wird. Außerdem sind solche Schutzeinrichtungen vergleichsweise schwer und für den Benutzer wegen ihrer begrenzten Verformbarkeit hinderlich.

Beide Schutzeinrichtungen - Schaumstoff, Kunststoff-Hartmate­ rial - haben den Nachteil, daß unter diesen Schutzeinrichtun­ gen keine Luftzirkulation möglich ist, so daß es unter anderem bei körperlicher Anstrengung zu einem Hitzestau kommt und der entstehende Schweiß nicht entweichen kann, was für den Benut­ zer zumindest unangenehm ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine stoßabsorbie­ rende Schichtung zu schaffen, die sowohl flächige als auch weitgehend punktförmige Stoßeinwirkungen wirksam abfangen kann. Außer dieser wirksamen Energieabsorption soll auch ein hoher Tragekomfort erreicht werden. Schließlich soll sich eine solche Schichtung gut an vorgegebene Formen elastisch anpassen lassen und nur ein geringes Gewicht aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß die Wabenschicht selbst in Wabenlängsrich­ tung elastisch nachgiebig ausgebildet ist, daß sich zumindest auf einer Seite der Wabenschicht eine mit dieser verbundene, elastische Zwischenschicht und auf dieser eine äußere Schutz­ schicht aus Gewebe, Folie oder dergleichen befindet und daß die Gesamtschichtung durch Poren oder Löcher in den Einzelschichten luftdurchlässig ausgebildet ist.

Eine solche Verbundschicht ist in der Lage, sowohl harte, punktförmige Schläge als auch flächige Druckeinwirkungen be­ sonders gut zu absorbieren. Die elastische Wabenschicht kann dabei auch große Krafteinwirkungen durch Verformen absorbieren und es werden durch die darauf befindlichen Schichten, die selbst schon kleinere Schläge absorbieren können, die einwir­ kenden Kräfte auch flächig verteilt.

Die äußere Schutzschicht verhindert eine Beschädigung der da­ runter befindlichen, elastischen Zwischenschicht. Somit kann jede Schicht exakt auf die ihr zugeordneten Aufgaben vom Mate­ rial und der Dicke her abgestimmt werden.

Die elastische Zwischenschicht direkt auf der Wabenschicht er­ gibt einen biegeelastischen Verbund, so daß diese Schichtung gut formanpaßbar ist.

Alle Schichten sind "atmungsaktiv", so daß ein wesentlich ver­ besserter Tragekomfort vorhanden ist. Dazu trägt auch bei, daß sich die Schichtung sehr gut zum Beispiel an die Form von zu schützenden Körperpartien anpassen läßt und insgesamt durch die Wabenstruktur der Trägerschicht nur ein geringes Gewicht hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Schienbeinschoners aus einer erfindungsgemäßen Schichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht einer schräg ange­ schnittenen Schichtung mit einer Gewebe-Schutz­ schicht, einer elastischen Folie und einer Waben­ schicht,

Fig. 3 eine Schichtung mit einer Gewebeschutzschicht, einer Zwischenschicht aus elastischem Schaumstoff und einer Wabenschicht,

Fig. 4 eine Schichtung mit einer äußeren Folien-Schutz­ schicht, einer darunter befindlichen elastischen Schaumschicht sowie einer Wabenschicht und

Fig. 5 eine Schichtfolge mit einer äußeren Gewebe-Schutz­ schicht einer darunter befindlichen elastischen Fo­ lien-Zwischenschicht, einer Wabenschicht sowie einer sich daran anschließenden, abwechselnden Schichtung aus elastischer Schaumschicht und Wabenschicht.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen erfindungsgemäße Schichtungen 1, 1a, 1b, denen gemeinsam ist, daß sie eine äußere Schutzschicht 2 eine darunter befindlichen elastische Zwischenschicht 3 sowie eine Wabenschicht 4 aufweisen. Die Wabenschicht 4 selbst ist in Wabenlängsrichtung (vgl. Doppelpfeil Pf1 in Fig. 2) ela­ stisch nachgiebig ausgebildet.

Um die einzelnen Schichten gut erkennen zu können, sind in den Darstellungen gemäß Fig. 2 bis 4 Schrägschnittdarstellungen vorgesehen.

Die Schichtungen 1, 1a, 1b aus wenigstens drei Einzelschichten dienen insbesondere zur Energieabsorption bei Stoß- und Schlagbeaufschlagung. Die Schutzschicht 2 und auch die ela­ stische Zwischenschicht sind luftdurchlässig ausgebildet, so daß sich in Verbindung mit der luftdurchlässigen Wabenschicht 4 eine insgesamt "atmungsaktive" Schichtung ergibt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 besteht die äußere Schutzschicht 2 aus einer Gewebeschicht 8. Je nach Anwendungs­ fall kann diese Gewebeschicht aus textilem Material oder aber aus Glasgewebe, Kohlefaser- oder Aramidgewebe und dergleichen bestehen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine Schutzschicht aus Leder oder ähnlichem Material vorzusehen. Die Hauptaufgabe dieser Schutzschicht 2 besteht darin, eine abriebfeste und gegen Durchdringen sichernde Oberfläche zu schaffen, die auch bei Einwirkung durch mehr punkt- oder linienförmige Belastungen eine Beschädigung der darunter befindlichen Schichten vermeiden soll. Außerdem soll hier bereits eine Kraftverteilung auf eine etwas größere Fläche erfolgen.

Die Schutzschicht 2 kann zwar aus elastischem Material be­ stehen, es ist hier aber in erster Linie ein Schutz gegen das Eindringen spitzer Gegenstände sowie eine Kraftverteilung auf die darunterliegenden Schichten vorgesehen. Dementsprechend kann diese Schutzschicht auch aus einem Material bestehen, daß in der Schichtebene weitgehend unnachgiebig ist, wie dies beispielsweise bei Glasgewebe der Fall ist.

Auch bei Verwendung eines im wesentlichen in der Schichtebene starren Materiales für die Schutzschicht, bleibt die gesamte Schichtung 1a elastisch verbiegbar bzw. formanpaßbar, da sich zwischen der Schutzschicht 2 und der Wabenschicht 4 die ela­ stische Zwischenschicht 3 befindet, die hierfür einen entspre­ chenden Ausgleich schafft. Würde man in der Schichtebene un­ nachgiebiges Material direkt mit der Wabenschicht 4 verbinden, so würde sich ein biegesteifer Verbund ergeben.

In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die elastische Zwischenschicht 3 aus einer elastischen Folie, die durch Kaschieren mit der Wabenschicht 4 verbunden ist. Bevor­ zugt besteht diese Zwischenschicht aus dem gleichen Material wie die Wabenschicht, insbesondere einem thermoplastischen Elastomer wie zum Beispiel Polyurethan, Polyester-Elastomer, Polyolefine-Elastomer und dergleichen.

Dadurch ist einerseits die Verbindbarkeit durch Kaschieren gut möglich und außerdem ist durch Verwendung einheitlicher Materialien für die Wabenschicht 4 und die Zwischenschicht das Recyclen erleichtert.

Je nach Dicke der elastischen Folie kann diese außer der vor­ erwähnten Funktion als verschiebeelastische Verbindungsschicht zwischen der Schutzschicht 2 und der Wabenschicht 4 auch be­ reits eine teilweise Absorption von äußeren Krafteinwirkungen und das Weiterleiten und Verteilen auf darunter befindliche Schichten, insbesondere die Wabenschicht 4 ermöglichen. Härte Druck- und Schlageinwirkungen werden dann von der Wabenschicht 4 abgefangen. Die Absorption in diesem Wabenschicht-Bereich erfolgt insbesondere durch elastische Verformung, wobei die einzelnen Wabenkörper in etwa zieharmonikaartig zusammenge­ drückt werden.

Es können so auch sehr starke Krafteinwirkungen gut absorbiert und von einem unterhalb der Schichtung 1 befindlichen, zu schützenden Teil ferngehalten werden.

Je nach den zu erwartenden Belastungen kann die Wabenschicht auf diese Belastungen konstruktiv abgestimmt sein. Die Absorptionsfähigkeit läßt sich dabei beeinflussen durch den Durchmesser der einzelnen Wabenkörper 5, deren Wandungsdicke und auch von der Länge der Wabenkörper und somit der Dicke der Wabenschicht.

Um ein kontrolliertes, zieharmonikaartiges Verformen der Wabenkörper bei Druckbeaufschlagung zu erreichen, können diese im Verlauf ihrer Längsrichtung etwa ringförmige Abschnitte mit gegenüber benachbarten Bereichen verringerter oder größerer Materialdicke aufweisen. Dadurch ist ein gezieltes Ausknicken in vorgegebenen Bereichen möglich.

Durch die Pfeile Pf2 ist die Luftdurchlässigkeit der Schich­ tungen verdeutlicht.

Die in Fig. 3 gezeigt Schichtung 1a unterscheidet sich von der in Fig. 2 gezeigten Schichtung 1 dadurch, daß hier die elasti­ sche Zwischenschicht 3 durch eine etwas dickere Schaumschicht 6 beispielsweise aus Polyurethanschaum oder Polyethylenschaum gebildet ist. Diese Schichtung 1a kann beispielsweise dann be­ vorzugt eingesetzt werden, wenn äußere Krafteinwirkungen zu erwarten sind, die durch die Schaumschicht 6 besser abgefangen werden können, wobei es sich hierbei um mehr flächige Kraft­ einwirkungen handelt kann.

Deutlich zu erkennen sind die in der Schaumschicht 6 angedeu­ teten porenartigen Durchgangslöcher 7, die einen Luftaustausch durch die gesamte Schichtung 1a ermöglichen. Als Schutzschicht 2 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel eine Gewebeschicht 8 vorgesehen, die durch ihre Gewebestruktur entsprechend luft­ durchlässig ist.

Eine wiederum abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen Schichtung 1b zeigt Fig. 4. Als äußere Schutzschicht 2 ist hier eine widerstandsfähige Folie 9 vorgesehen, durch die die darunter befindliche elastische Schaumschicht 6 vor Abrieb und der Einwirkung spitzer Gegenstände geschützt ist. Auch hier wird eine äußere Krafteinwirkung von der äußeren Schutz­ schicht auf die elastische Schaumschicht übertragen und ver­ teilt und von der Schaumschicht dann bereits teilweise absor­ biert. Weiter durchdringende Krafteinwirkungen werden dann von der elastisch nachgiebigen Wabenschicht 4 abgefangen.

Die äußere Folie 9 ist mit einer Vielzahl von Poren 10 verse­ hen, so daß auch hier die Luftdurchlässigkeit der gesamten Schichtung 1b gegeben ist.

Die auf der einen Seite der Wabenschicht 4 befindlichen Schichten können sich auch auf der anderen Seite der Wabenschicht befinden. Auch könnte eine Schichtung mit sich wiederholenden Schichtfolgen vorgesehen sein, wie dies nachfolgend an einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt ist.

Fig. 5 zeigt eine Schichtung 1c, die sich insbesondere für den Aufbau von Sitzpolsterungen zum Beispiel im Kraftfahrzeugbe­ reich eignet. An eine äußere Schutzschicht 2 zum Beispiel aus textilem Gewebe schließt sich hier die Zwischenschicht 3 aus einer elastischen Folie oder aber aus Schaum an und darunter befinden sich dann mehrere Schichtungen bestehend aus einer Wabenschicht 4, einer elastischen Schaumschicht 6a, einer wei­ teren Wabenschicht 4a und einer darunter befindlichen Schaum­ schicht 6b.

Die Anzahl der Schichtungen und die jeweilige Dicke sind so bemessen, daß sich ein entsprechend hoher Sitzkomfort ergibt. Der besondere Vorteil liegt außer der sehr leichten Bauweise auch darin, daß die gesamte Schichtung luftdurchlässig ist und dadurch der Sitzkomfort ganz erheblich gegenüber bisherigen Sitzen mit luftundurchlässigen Schaumstoffüllungen verbessert ist. Außerdem läßt sich durch die Anzahl der Schichten und deren jeweilige Dicke eine exakte Anpassung an die gewünschten Sitzeigenschaften - weich und nachgiebig oder mehr straff - vornehmen.

Eines von vielen Anwendungsbeispielen für die erfindungsgemä­ ßen Schichten zeigt Fig. 1. Es ist hier ein Schienbeinschoner 11 dargestellt, der eine Schichtung etwa vergleichbar mit der in Fig. 2 aufweist und der zusätzlich innenseitig auf der Wabenschicht 4 eine Schaumschicht 6 trägt.

Wie bereits beschrieben, werden durch die äußere Schutzschicht 2 Beschädigungen der darunter befindlichen, stoßabsorbierenden Schichtungen verhindert und es wird gleichzeitig auch eine Kraftverteilung auf diese stoßabsorbierenden Schichten er­ reicht. Die innenseitig befindliche Schaumschicht 6 ergibt einen hohen Tragekomfort und eine noch bessere Verteilung der auftretenden Druckkräfte.

Durch die Porosität des Schienbeinschoners 11 kann es auch bei großer körperlicher Anstrengung nicht zu einem Hitzestau kommen, und der entstehende Schweiß kann durch die vorhandene Luftzirkulation gut entweichen. Der Schienbeinschoner 11 kann beispielsweise durch Klettverschlüsse 12 gehalten werden.

Die erfindungsgemäße Schichtung eignet sich in unterschied­ lichen, angepaßten Ausführungsformen für eine Vielzahl von An­ wendungsfällen.

Beispielsweise seien hier Fahrradhelme oder Einlagen für Motorradhelme, Einlagen für Motorradbekleidung, Knie-, Ellbogen-Torsoschutz für Sportler und Arbeiter, Schlagschutz für Sicherheitspersonal, ballistische Westen, Sehnenschoner für Pferde, Schlagschutz für die Pferde der berittenen Polizei, Sitze jeglicher Art sowie auch für elastische Sportböden und dergleichen genannt.

Erwähnt sein noch, daß durch die Luftdurchlässigkeit und die damit erreichte atmungsaktive Ausführung der Schichtungen auch ein gutes Durchtrocknung beispielsweise nach einer Reinigung möglich ist.

Claims (9)

1. Schichtung, insbesondere stoßabsorbierende Schichtung mit einer Wabenschicht als Trägerschicht, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wabenschicht (4) selbst in Wabenlängsrichtung elastisch nachgiebig ausgebildet ist, daß sich zumindest auf einer weite der Wabenschicht eine mit dieser verbun­ dene, elastische Zwischenschicht (3) und auf dieser eine äußere Schutzschicht (2) aus Gewebe, Folie oder derglei­ chen befindet und daß die Gesamtschichtung (1, 1a, 1b, 1c) durch Poren in den Einzelschichten luftdurchlässig ausge­ bildet ist.

2. Schichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Zwischenschicht (3) eine elastische, perfo­ rierte Folie (Fig. 2) ist, die durch Kaschieren mit der Wabenschicht (4) verbunden ist.

3. Schichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als äußere Schutzschicht (2) eine perforierte Folie (9) (Fig. 4) vorgesehen ist und daß zwischen dieser Schutzschicht und der Wabenschicht vorzugsweise eine Schaumstoffschicht (6) als elastische Zwischenschicht vorgesehen ist.

4. Schichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen einer äußeren, vorzugsweise aus Gewebe bestehenden Schutzschicht (2) und der Wabenschicht (4) eine stoßelastische Zwischenschicht (3) vorzugsweise aus einem porösen Schaumstoff und auf der anderen Seite der Wabenschicht eine Auflageschicht (6) aus porösem Schaumstoff, Folie oder dergleichen vorgesehen ist.

5. Schichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf den Umriß und/oder die Form eines zu schützenden Körperteiles eines Menschen oder eines Tieres zugeschnit­ ten ist und Halterungen, vorzugsweise Klettverschlüsse (12) oder dergleichen zum Anbringen an dem zu schützenden Körperteil aufweist.

6. Schichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schutzschicht (2) eine Ge­ webeschicht vorzugsweise aus textilem Material ist und daß sich daran eine oder mehrere Schichtfolgen bestehend aus elastischer Zwischenschicht vorzugsweise aus Schaumstoff und einer Wabenschicht anschließen.

7. Schichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Teil eines Sitzes, vorzugsweise eines Fahrzeugssitzes ist.

8. Schichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Material für die Wabenschicht (4a) und die vorzugsweise aufkaschierte, elastische Zwischen­ schicht (3) thermoplastische Elastomere, insbesondere Po­ lyurethan, Polyester-Elastomer, Polyolefin-Elastomer und dergleichen und für die Schaumstoffschicht(en) vorzugs­ weise Polyurethan oder Polyethylen vorgesehen ist.

9. Schichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einzelnen Wabenkörper der Waben­ schicht (4) im Verlauf ihrer Längserstreckung vorzugsweise ringförmige Abschnitte mit gegenüber benachbarten Berei­ chen verringerter oder größerer Materialdicke aufweisen.