DE9106781U1

DE9106781U1 - Sporthelm

Info

Publication number: DE9106781U1
Application number: DE9106781U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1992-10-01
Anticipated expiration: 2001-06-04
Also published as: AU1922792A; WO1992021256A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Sporthelm, insbesondere Fahrradhelm, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

An Sporthelme, insbesondere Fahrradhelme, werden unterschiedliche Anforderungen gestellt, die in der Regel nur in Form eines Kompromisses gelöst werden. So muß ein zugelassener Sporthelm z.B. an bestimmten Kopfbereichen eine vorgegebene Schlagfestigkeit aufweisen. Auf der anderen Seite muß der Helm eine Luftkonvektion im Bereich der Kopfhaut
ermöglichen. Dies ist sehr wichtig, da der Sportler und vor allem der Fahrradfahrer im Hochleistungsbereich sehr stark transpiriert. Mangelnde Luftkonvektion oder gar eine durch den Helm bedingte Wärmeisolierung gegenüber der Umgebungsluft bewirkt hier einen Hitzestau, der die Leistungsfähigkeit des Sportlers mindert oder im Extremfall zu gesundheitlichen Problemen führen kann.

Bisher versuchte man, das Problem in der Art zu lösen, daß man in eine Helmschale aus Kunststoffschaum Bohrungen oder Schlitze anordnete, die zu einer Zwangskonvektion des
Fahrtwindes durch die Innenseite des Helms führen sollten. Andere Lösungen führten zu Helmen, die aus mehreren Kunststoffelementen bestanden, die über Bänder miteinander verbunden waren.

Diese Versuche ergaben jedoch in der Regel nicht zufriedenstellende Lösungen, was durch die negative Einstellung
der Radprofis in der Helmfrage zum Ausdruck kam.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Sporthelm, insbesondere Fahrradhelm, der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der eine gute Schutzfunktion und eine ausreichende Luftkonvektion gewährleistet.

Die Aufgabe wird bei einem Sporthelm der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine grundsätzliche Idee ist hierbei, ein offenzelliges, die Luftkonvektion zulassendes Material zu verwenden, das schlagdämpfend ist und somit eine gute Schutzfunktion gewährleistet.

Die offene Porosität des harten oder gehärteten Kunststoffschaums erlaubt eine weitgehend widerstandsfreie Luftkonvektion bis in den Innenbereich der Helmschale. Hierfür ist es notwendig, daß der Kunststoffschaum in mindestens einer Raumrichtung völlig offenzellig ist und eine Porengröße von größer als 1 mm aufweist. Dies bedeutet nicht, daß alle Poren größer als 1 mm sein müssen, es ist jedoch notwendig, daß der Volumenanteil an großen Poren überwiegt. Durch die Offenzelligkeit und die großen Poren wird die Bildung von Sackporen verhindert, die einen erheblichen Widerstand gegen die Konvektion durch den Kunststoffschaum verursachen. Durch die großen Poren wird weiterhin der durch die Porenwände erzeugte Luftwiderstand verringert, weil bezogen auf das Volumen weniger Porenwände vorhanden sind.

Der Kunststoffschaum ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in allen drei Raumrichtungen völlig offenzellig, wodurch eine Luftkonvektion nicht nur von der Außenseite zur Innenseite und vice versa, sondern auch in der Ebene der Helmschale stattfinden kann. Somit ist eine

Luftkonvektion auch in Bereichen möglich, die vom Fahrtwind nicht so sehr erfaßt werden, z.B. im Bereich des Hinterkopfes.

Der Kunststoffschaum ist vorzugsweise über miteinander verzweigte massivere und überwiegend eindimensional ausgeformte Materialbrücken vernetzt. Diese Morphologie des Kunststoffschaums ermöglicht unter Aufrechterhaltung einer grossen Härte einen sehr guten Luftdurchgang auch durch dickere Schaumstoffschichten. Wenn der Helm aus einem derartigen Kunststoffschaum in einer Dicke von mehr als 1 cm ausgebildet ist, wird außerdem ein sehr gutes Dämpfungsverhalten erreicht, da der in obiger Weise ausgeformte Kunststoffschaum neben einem gewissen Grad an reversibler Verformung auch über einen weiten Bereich irreversibel verformbar ist und auf diese Weise harte Schläge stark abdämpft.

Das Schlagabsorptionsverhalten und der Tragekomfort lassen sich gleichermaßen verbessern, wenn der Kunststoffschaum verschieden harte Kunststoffschichten aufweist. Die am Kopf anliegende innere Schicht des Kunststoffschaums kann z.B. völlig ungehärtet sein und die Härte kann zur Helmaußenseite hin zunehmen. Auf diese Weise wird zum einen vermieden, daß auf der Innenseite des Helms eine zusätzliche Weichschaumstoffschicht zur Erhöhung des Treibekomforts angeordnet werden muß, da derartige Weichschaumstoffschichten wiederum die Luftkonvektion im Innenbereich des Helms verhindern und an den am Kopf anliegenden Stellen die Schweißbildung fördern. Zum anderen entfällt die Notwendigkeit einer harten massiven Kunststoffschale, die das Problem der Luftkonvektion im wesentlichen auf die Verbindungsstelle zwischen Helmschale und Kunststoffschaumschicht verlagern würde. Der Härteübergang von der Innen- zur Außenseite des Helms kann in diskreten Stufen, z.B. durch Verbindung zweier unterschiedlich gehärteter Schaumstoffschichten oder

kontinuierlich erfolgen. Der kontinuierliche Härteübergang läßt sich z.B. dadurch erreichen, daß die Außenseite des Helms einem längeren Härtungsprozeß unterworfen wird.

Der Kunststoffschaum kann z.B. ein Polyurethanschaum auf Polyester- und/oder Polyetherbasis sein. Ein derartiger Kunststoffschaum ist als Filterschaum in Form von Weichschaumstoff matten erhältlich. Die Härtung eines derartigen Schaums erfolgt durch Tränkung mit einem polymeren Reaktionsharz. Zum Beispiel kann hierfür ein Reaktionsharz auf der Basis eines ungesättigten Polyesters, wie UP 303 (WZ "Adpolit") verwendet werden. Eine unterschiedliche Härtung über die Dicke des Schaums läßt sich z.B. dadurch einstellen, daß man die Aussenseite länger als die Innenseite mit dem Reaktionsharz tränkt, daß man für die Tränkung der Außenseite ein höherviskoses Reaktionsharz verwendet und/ oder daß man die Tränkung nicht über die gesamte Dicke der Kunststoffschaumschicht bis zur Innenseite des Helms durchführt.

Die Weichkunststoffschaummatte wird auf die obige Weise oder auch thermisch, chemisch oder physikalisch formgehärtet. Dies bedeutet, daß die Weichkunststoffschaummatte bei der Härtung ihre Helmform erhält.

Verwendet man zwei oder mehrere Kunststoffschaumschichten zur Herstellung des Helms, so kann die an der Helminnenseite liegende Schicht eine etwas geringere, mittlere Porengröße als die äußere Schicht aufweisen, was den Tragekomfort des Helms erhöht.

Der Helm kann einteilig oder auch mehrteilig ausgebildet sein. Im letzteren Fall empfiehlt es sich, die Formteile

aus Kunststoffschaum mit Durchbrechungen zu versehen, durch die Bänder geführt sind. Über diese Bänder werden zum einen die Teile des Kunststoffhelms zusammengehalten und zum anderen wird der Helm damit auf dem Kopf des Sportlers befestigt. Die Ausbildung des Sporthelms als über Bänder verbundener mehrteiliger Helm hat zusätzlich den Vorteil, daß die Verpackung des Helms einfacher gestaltet werden kann, wodurch die Transportabmessungen verkleinert werden und daß sich der Helm der Kopfgröße des Sportlers anpaßt. Neben der

ohnehin durch den Kunststoffschaum erfolgenden Luftkonvektion erfolgt nebenher die Konvektion durch die offenen Bereiche zwischen den Helmteilen.

Obwohl die Härte des Kunststoffschaummaterials ausreichend ist, kann der Sporthelm selbstverständlich eine textile Umhüllung oder eine massive Hartkunststoffschale aufweisen. Im letzteren Fall ist dafür Sorge zu tragen, daß durch entsprechende Lüftungsschlitze im Frontbereich des Helms eine Zwangskonvektion zwischen Helmschale und Kunststoffschaum hergestellt wird. Diese Konvektion kann weiterhin dadurch verbessert werden, daß der Kunststoffschaum nicht vollflächig an der Helmschale anliegt, so daß über die gesamte Helmbreite ein breiter Strömungskanal zwischen der Schale und dem Kunststoffschaum gebildet wird. Diese Helmform empfiehlt sich jedoch lediglich bei Sportarten, die an die Schutzfunktion des Helms besonders hohe Ansprüche stellen, z.B. Kanufahrer oder Radfahrer in Querfeldeinrennen.

Der Sporthelm kann auch aus synthetisch hergestellten dreidimensionalen Strukturen bestehen, z.B. aus vernetzten Fäden, die entweder selbst aus härterem Kunststoff bestehen, oder die durch Tränkung mit einem polymeren Reaktionsharz gehärtet werden. In diesem Fall lassen sich über die Geometrie des dreidimensional vernetzten Gebildes die Härte

und strömungstechnischen Eigenschaften des Helmbereichs sehr genau einstellen.

Bewährt hat sich ein Herstellungsverfahren, bei dem eine Filterschaumstoffmatte, z.B. in der Größe von 50 &khgr; 50 cm, in ein polymeres Reaktionsharz getaucht wird und vor oder während der Erstarrungsphase in eine Form eingebracht wird.

Die Härtung könnte bei einem entsprechenden Harz thermisch oder chemisch erfolgen. Als Härtungsmittel ließe sich auch ein flüssiges Acrylmaterial verwenden, das unter UV-Bestrahlung aushärtet.

Bei der Härtung der Schaumstoffmatte ist darauf zu achten, daß die Viskosität des Reaktionsharzes möglichst gering ist, damit die Porenstrukturen nicht durch das Harz verstopft werden.

Gegenüber den bekannten Styroporhelmen hat der aus dem neuen Material hergestellte Sporthelm den Vorteil, daß die Luftzirkulation stark verbessert und der sagitale Bereich des Kopfes wesentlich besser geschützt wird. Es ist prinzipiell jedoch auch vorstellbar, den Kopfring für den Helm weiterhin aus Styropor zu fertigen, ohne daß die Luftzirkulation erheblich verschlechtert wird.

Als Schaummaterialien lassen sich duroplastische und thermoplastische Kunststoffe verwenden. Die Stärke der Kunststoff schaumschicht sollte zwischen 1 und 4 cm liegen.

In einem vorteilhaften Herstellungsverfahren wird eine Weichkunststoffschaummatte mit einem polymeren Reaktionsharz getränkt und dadurch gehärtet. Die getränkte Weich-

kunststoffschaummatte wird vorzugsweise vor der Erstarrung geformt. Wenn die Weichkunststoffschaummatte nicht in ihrer gesamten Dicke getränkt wird, kann man den äußeren Bereich der Helmschale stärker härten als den am Kopf liegenden inneren Bereich der Helmschale. Die Härtung kann z.B. vorzugsweise in unter UV-Strahlung aushärtendem Acrylharz erfolgen.

Das völlig offenporige Kunststoffmaterial ist nicht nur für die Herstellung der Helmschale allein verwendbar, sondern kann auch dazu dienen, insbesondere große Durchbrechungen für die Luftzirkulation bei bestehenden Helmen auszukleiden und damit gegen Stoßbeeinträchtigungen abzusichern. Auf diese Weise werden die Helme trotz derartiger Luftöffnungen und Durchbrechungen im Schlagabsorptionsverhalten äußerst sicher.

Auch erscheint es zweckmäßig, das erfindungsgemäße Kunststoffmaterial als eine innere Helmschale mit einer äußeren Hartschale des Helms zu verwenden.

Weiterhin ist die Verwendung gehärteter aufgeschäumter Naturkautschukmaterialien möglich.

Geeignet sein könnte z.B. auch ein Kunststoffschaum wie illpren S- oder T-Filterschaum SPPI/TPPI 10-30 der Firma Illbruck, Leverkusen.

Claims

Ansprüche

1. Sporthelm, insbesondere Fahrradhelm, mit einer ein- oder mehrteiligen Helmschale,

dadurch gekennzeichnet, daß die Helmschale zur Erzielung einer guten Luftdurchströmung zumindest teilweise aus dreidimensional vernetztem, schlagdämpfendem, offenzelligem Material, insbesondere Kunststoff, besteht.

2. Sporthelm nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff in mindestens einer Raumrichtung offenzellig ist und, bezogen auf das Volumen, eine mittlere Porengröße von mehr als 1 mm aufweist.

3. Sporthelm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff in allen drei Raumrichtungen völlig offenzellig ist.

4. Sporthelm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Porengröße des Kunststoffs, bezogen auf das Volumen, zwischen 3 und 8 mm liegt.

5. Sporthelm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff über miteinander vernetzte bzw. verzweigte und überwiegend eindimensional ausgeformte Materialbrücken vernetzt ist.

6. Sporthelm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Helmschale aus verschieden harten Schaumstoff schichten besteht.

7. Sporthelm nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Härte des Sporthelms in der/den Schaumstoffschicht/en von innen nach außen hin zunimmt.

8. Sporthelm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Helmschale aus mehreren Schaumstoffschichten unterschiedlicher Härte und/oder Porosität besteht.

9. Sporthelm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Helmschale aus Polyurethanschaum besteht.

10. Sporthelm nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethanschaum auf Polyester- und/oder Polyetherbasis hergestellt ist.

11. Sporthelm nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethanschaum durch Tränkung mit einem polymeren Reaktionsharz gehärtet ist.

12. Sporthelm nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Helmschale aus Polyesterschaum besteht.

13. Sporthelm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Helmschale aus einer thermisch, chemisch oder physikalisch formgehärteten Weichkunststoffschaummatte mit einer Porengröße größer 1 mm besteht.

14. Sporthelm nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichkunststoffschaummatte mit einem polymeren Reaktionsharz gehärtetet ist.