EP3520641B1 - Ballistischer schutzhelm - Google Patents

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Publication number
EP3520641B1
EP3520641B1 EP18154496.6A EP18154496A EP3520641B1 EP 3520641 B1 EP3520641 B1 EP 3520641B1 EP 18154496 A EP18154496 A EP 18154496A EP 3520641 B1 EP3520641 B1 EP 3520641B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
helmet
layer
dome
protective helmet
protective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP18154496.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3520641A1 (de
Inventor
Georg Scharpenack
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulbrichts GmbH
Original Assignee
Ulbrichts GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Ulbrichts GmbH filed Critical Ulbrichts GmbH
Priority to EP18154496.6A priority Critical patent/EP3520641B1/de
Priority to PCT/EP2019/051995 priority patent/WO2019149661A1/de
Priority to CN201980011105.8A priority patent/CN111698920A/zh
Priority to AU2019215711A priority patent/AU2019215711B2/en
Priority to US16/263,260 priority patent/US11815337B2/en
Publication of EP3520641A1 publication Critical patent/EP3520641A1/de
Priority to IL276370A priority patent/IL276370A/en
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Publication of EP3520641B1 publication Critical patent/EP3520641B1/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A42—HEADWEAR
    • A42B—HATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00—Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04—Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/06—Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets
    • A42B3/062—Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets with reinforcing means
    • A42B3/063—Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets with reinforcing means using layered structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H1/00—Personal protection gear
    • F41H1/04—Protection helmets
    • F41H1/08—Protection helmets of plastics; Plastic head-shields

Definitions

  • the present invention relates to a ballistic protective helmet.
  • a ballistic protective helmet protects the wearer's head from direct fire from firearms, but also from splinters and the effects of cutting and stabbing weapons. Such helmets are therefore worn by special forces and increasingly also by patrol officers who arrive at the scene first (so-called “first responders”) for their own protection.
  • the basic protective effect of a protective helmet is to stop an impacting projectile (e.g. a bullet or splinter) and to prevent the projectile from penetrating the head of a wearer of the protective helmet.
  • Another important aspect of the protective effect is to keep the impact of the kinetic energy of the projectile on the wearer's head as low as possible.
  • the protective helmet can be pressed in by the projectile to such an extent that significant residual energy affects the head. This is particularly a problem in the edge area of the helmet, as the edge tends to bend inwards when hit.
  • Helmets made of aramid and/or polyethylene are known in the prior art, but these primarily protect against splinters and, in particular, do not provide an adequate protective effect when directly attacked by projectiles (from hand weapons), since they tend to massively deform when projectiles are fired at, which is often the case cause lethal impact of residual energy on the head. Especially in an edge area with a width of up to 30 mm, the edge bends so that a projectile can slip through and directly injure the head. When fired at above this edge area (up to around 50 mm), the helmet is usually deformed in such a way that considerable residual energy acts on the head. Aramid/polyethylene helmets are therefore primarily suitable for splinter protection and are less suitable for projectile fire. US 2013/047309 and DE 199 61 371 reveal ballistic protective helmets.
  • Titanium helmets prove to be much more effective under fire because they can convert the kinetic energy of the projectile into plastic deformation over a larger area and the helmet is therefore not deformed inwards to such an extent that a fatal impact on the head occurs.
  • helmets have a deflecting effect on the projectile and/or its fragments, so that not all of the momentum of the projectile is transmitted to the helmet. These two effects are particularly noticeable in the edge area.
  • the effective protective area of a titanium helmet is therefore significantly larger than that of an aramid/polyethylene helmet.
  • the aim is to improve the protective effect of the helmet against external ballistic impacts, i.e. to prevent a lethal effect in the case of larger kinetic energies/energy densities of the projectile (caused by a larger mass and/or a higher impact speed).
  • Protective helmets known from the prior art for use by special forces and police can only protect against projectiles (or fragments of equivalent kinetic energy) fired from handguns.
  • a long gun is a weapon whose barrel including the bolt exceeds a certain length (e.g. 300 mm). Alternative definitions of long weapons are based on the total length of the weapon (e.g. from 600 mm in length).
  • handguns are all other weapons. Long gun bullets have higher muzzle velocities and often harder materials (e.g. iron instead of lead) with greater penetration.
  • the kinetic energy of long gun bullets is generally higher than that of handgun bullets.
  • the invention is therefore based on the object of improving the ballistic protective helmets known from the prior art, in particular those for special forces and police, so that they can withstand expected projectile fire higher kinetic energy, especially from long weapons, provide sufficient protection.
  • the weight of the helmets should not be increased to such an extent that the wearing comfort and handling are significantly impaired.
  • a ballistic protective helmet comprising (a.) a helmet cap which is formed from a metal material, the helmet cap having an inside facing the head of a wearer and an opposite outside; and (b.) a layer arranged on the outside of the helmet cap, which is formed from a fiber composite material, the metal material being titanium or a titanium alloy.
  • the inventors have recognized that the protective effect of metal helmets, such as the titanium helmets known from the prior art, can be significantly improved if the projectile first hits a layer of fiber composite material and then the metal helmet cap.
  • Such a combination of materials prevents lethal deformation of the helmet cap even with projectiles of higher kinetic energy, i.e. greater mass (caliber) and/or impact speed, as is particularly to be expected when fired from a long weapon.
  • this effect is achieved by arranging the fiber composite material on the outside of the helmet cap, because, according to a widespread opinion among experts, this does not lead to any significant improvement, since according to this opinion, soft material on hard material would only be punched through by the impacting projectile. If protective helmets known from the prior art therefore have soft and hard materials, the soft material is arranged under the hard material in order to prevent the assumed "punching".
  • the investigations carried out by the inventors show that the combination of fiber composite material and the underlying metal dome does not result in punching, but that an unexpectedly significantly improved protective effect is achieved even against fire from long weapons.
  • the protective effect is understood to mean the ability of a ballistic protective helmet to absorb and/or deflect the impulse of an impacting projectile in such a way that the bullet does not penetrate the wearer's head and the energy acting on the head due to helmet deformation remains below a predetermined threshold, which is usually considered lethal.
  • a protective helmet with a higher protective effect than another protective helmet can therefore protect the head from a projectile with a higher kinetic energy and/or penetrating effect.
  • a projectile has a higher kinetic energy than another projectile if its mass and/or speed is higher.
  • kinetic energy is the product of mass and velocity squared divided by two.
  • the weight of the helmet according to the invention does not increase in proportion to the protective effect achieved compared to helmets of the prior art, but rather reaches an acceptable level.
  • an excellent protective effect can be achieved when bombarded with a projectile with at least three times the kinetic energy by doubling the weight per unit area compared to a helmet of the prior art.
  • the invention is therefore not a compromise between protective effect on the one hand and weight, wearing comfort and manageability on the other hand. Rather, the invention achieves an unexpected synergistic effect - in particular, for the first time, protection against long weapon fire is provided by comparatively light helmets.
  • the layer may cover substantially the entire exterior of the hard hat. In a preferred embodiment, the layer covers more than 80%, more preferably more than 90% and even more preferably more than 95% of the outside of the protective helmet. In this way, the protective helmet can protect against fire from all directions.
  • the layer can be firmly connected to the helmet cap.
  • the layer can be glued to the helmet cap with an adhesive.
  • the layer can be formed in one piece.
  • a further aspect of the present invention relates to a ballistic protective helmet, comprising (a.) a helmet cap which is formed from a metal material, the helmet cap having an inside facing the head of a wearer and an opposite outside; and (b.) a first fastening means arranged on the outside of the helmet cap, which is designed such that a layer formed from fiber composite material can be releasably attached to the outside of the helmet cap, the metal material being titanium or titanium alloy.
  • the layer can be detachably connected to the helmet cap. This makes it possible to adapt the protective effect of the helmet to the situation. For example, if fire from a long weapon is expected, the layer can be attached to the helmet cap in the form of a shield. If fire with smaller calibers is expected, the protective helmet can be worn without the shield in order to reduce the weight and increase wearing comfort. This aspect also contributes to solving the problem on which the present invention is based.
  • the layer can have a thickness of 5 to 30 mm.
  • the layer has a thickness of 6 to 20 mm, more preferably the layer has a thickness of 10 to 15 mm, more preferably 12 mm.
  • the inventors have recognized that a very good improvement in the protective effect is achieved in these thickness ranges without the weight of the helmet or its wearing comfort reaching an unacceptable level.
  • the increase in weight caused by the fiber composite material of this thickness is more than offset by the significantly improved protective effect, for example against long weapon fire.
  • the fiber composite material of the layer can have polyethylene fibers. Fiber composite material made of polyethylene in combination with the metal helmet cap proves to be excellent and reduces the residual energy acting on the head to an unexpectedly low level.
  • the fiber composite material therefore preferably has essentially, i.e. more than half of all fiber types, polyethylene fibers. Further preferably, the fiber composite material has 90% polyethylene fibers.
  • the layer can have other components, for example a resin or synthetic resin to bind the fibers, or solvents, or residues thereof.
  • the metal material of the helmet cap is titanium or a titanium alloy. The inventors have found that titanium in combination with the fiber composite material of the layer has an excellent protective effect.
  • the ballistic protective helmet according to the invention can further have a first fastening means, which is designed such that the layer formed from fiber composite material can be releasably fastened to the outside of the helmet cap. As already explained, this makes it possible to adapt the protective effect of the helmet to the situation.
  • the layer can be arranged in the forehead area of the helmet cap in the manner of a shield. This increases the protective effect of the helmet, especially in the event of frontal fire, and enables the wearer to address the dangerous situation more directly with reduced risk.
  • the first fastening means can be arranged in the forehead area of the helmet cap. This allows the layer to be attached to the forehead area with the advantages already mentioned.
  • the ballistic protective helmet can also have a metal strip that is arranged at least partially overlapping the layer and is firmly connected to the helmet cap.
  • the metal strip can be arranged in particular in the edge region of the helmet cap. Such a metal strip further increases the protective effect, especially in the problematic edge area. Especially in cooperation with the Layer or shield made of fiber composite material, such a metal strip proves to be very advantageous.
  • the protective helmet can be designed in such a way that when the helmet is worn, the smallest distance between the inside of the helmet dome and the wearer's head is at least 10 mm.
  • the distance is preferably 10 mm to 40 mm, more preferably 15 mm to 30 mm.
  • the distance between the helmet cap and the head prevents or at least reduces impacts on the head due to deformation of the helmet cap when fired upon.
  • the ballistic protective helmet according to the invention can further have a headband connected to the helmet cap, which keeps the helmet cap at a distance from the head of a wearer when the helmet is worn. As already mentioned, such a distance is advantageous for the protective effect.
  • the headband also increases wearing comfort because the protective helmet does not rest directly on the head. In this way, pressure points are avoided or at least reduced and ventilation of the head is ensured, which is particularly advantageous when outside temperatures are high.
  • the layer can have a second fastening means, which is designed such that the layer can be releasably fastened to the outside of the helmet cap.
  • the second fastening means can be a means that interacts with the first fastening means.
  • the first and second fastening means together can form a Velcro fastener.
  • the first and/or the second fastening means can also be at least one push button, magnet, snap fastener or the like.
  • the layer of fiber composite material may have a concave surface which corresponds to a convex region of the outside of the helmet cap in which the shield is arranged.
  • the layer therefore has a negative shape of the helmet cap surface. Only a minimal distance remains between the layer and the helmet cap, which is essentially due to the fastening means (for example a Velcro fastener or an adhesive layer). This results in a compact ballistic protective helmet.
  • Fig. 1A shows a frontal view of an exemplary embodiment of a protective helmet 1 according to the invention.
  • Fig. 1B shows a section through the in Fig. 1A Plane designated by the reference number A, which is perpendicular to the paper plane.
  • the protective helmet 1 has a helmet cap 2, which is made of metal according to the invention. In the exemplary embodiment Figures 1A and 1B it is titanium.
  • the metal can be in the form of an alloy.
  • the helmet cap 2 is preferably made from a one-piece titanium sheet in a deep-drawing process.
  • the helmet cap 2 is designed in one layer and has a sheet thickness of 1 mm to 5 mm.
  • a multi-layer structure is also possible.
  • the protective helmet 1 further has a layer 3, which is made of a fiber composite material.
  • a fiber composite material made from layers of high molecular weight polyethylene fibers (UHMW-PE) has proven to be particularly advantageous.
  • aramid fibers are added to this.
  • UHMW-PE is a thermoplastic polymer made from very long molecular chains of polyethylene. The individual fibers have a comparatively high specific strength.
  • the fibers are processed into layers in which the individual fibers are aligned essentially parallel.
  • a layer can also have a matrix material, for example a resin.
  • a matrix material for example a resin.
  • two or more fiber layers are combined essentially at right angles to one another and wound onto a roll.
  • the perpendicular orientation of the molecular chains creates a thin layer with a high tensile strength in essentially all directions.
  • a typical layer thickness is 200 ⁇ m. Blanks are cut out of the thin layer wound on the roll using a CNC cutting machine or a laser, for example, and stacked into a package.
  • layer 3 has a thickness 14 of 6 mm to 20 mm.
  • fiber composites can also be used within the scope of the present invention, for example comprising aramid fibers.
  • Thermoplastic fibers have proven to be particularly effective. Mixtures of different types of fibers, e.g. polyethylene and aramid, are also conceivable.
  • the layer 3 has a concave surface, which corresponds to a convex area of the outside 4 of the helmet cap 2, in which the layer 3 is arranged.
  • the contour of layer 3 therefore follows the contour of the helmet cap 2.
  • a Velcro strap instead of a Velcro strap, other fastening means can also be used, e.g. snap fasteners or magnets, or the layer 3 can be permanently connected to the helmet cap 2, e.g. using an adhesive.
  • the layer 3 has a width 6 of 222 mm and a height 7 of 124 mm.
  • the surface area of layer 3 is, for example, 300 cm 2 to 500 cm 2 .
  • the protective helmet 1 has a width 8 of 225 mm and a depth 9 of 269 mm.
  • the surface of the helmet is, for example, 1000 cm 2 to 1500 cm 2 .
  • the standard head 10 shown is size 62. These size details, especially the length details, are only examples.
  • the layer 3 does not necessarily have to be arranged in the manner of a shield in the forehead area. In other exemplary embodiments, the layer is arranged on the sides or in the area of the back of the head.
  • the layer 3 can also have a large number of elements comprising fiber composite material, which are arranged next to one another on the helmet cap 2.
  • the protective helmet can have a fiber composite layer 3 all around in order to achieve an increased protective effect from all sides.
  • two fiber composite layers are similar to that in the exemplary embodiment Figures 1A and 1B Layer 3 shown is arranged at least partially overlapping.
  • Layer 3 shown is arranged at least partially overlapping.
  • two fiber composite layers can be arranged in an overlapping manner, while in other areas the helmet cap 2 is covered with only one fiber composite layer.
  • the protective helmet 1 also has a headband 11, which holds the helmet cap at a distance 12 of 10 mm to 40 mm, preferably 15 mm to 30 mm, from the head 10.
  • a metal strip 13 which is arranged at the edge of the forehead area of the helmet under the layer 3 and reinforces the helmet dome there.
  • the metal strip 13 extends from the right to the left temple area and preferably has a height of approximately 20 mm to 30 mm.
  • the metal strip 13 additionally increases the edge fire capability of the helmet 1 up to a distance from the edge of approximately 15 mm.
  • the metal strip 13 can be glued to the helmet cap 2 using a two-component adhesive and a fiberglass mat.
  • Fig. 2A shows a frontal view of a further exemplary embodiment of a protective helmet 1 according to the invention.
  • Fig. 2B shows a section through the in Fig. 2A Plane designated by the reference symbol B, which is perpendicular to the paper plane.
  • the protective helmet 1 has a helmet cap 2, which is identical to the helmet cap 2 of the exemplary embodiment from the Figures 1A and 1B is comparable. With regard to the helmet cap 2, this applies to what is stated in the Figures 1A and 1B shown embodiment said.
  • the protective helmet 1 has in the exemplary embodiment Figures 2A and 2 B a layer of fiber composite material, which consists of three segments 3a, 3b and 3c.
  • the segment 3a is arranged in the forehead area, the segment 3b on the right side and the segment 3c on the left side of the protective helmet 1.
  • the thickness of the layer formed from the three segments 3a, 3b and 3c is 6 mm to 20 mm.
  • the following generally applies to the fiber composite material used in relation to the exemplary embodiment Figures 1A and 1B Said.
  • the three segments 3a, 3b and 3c of the fiber composite layer are connected to the helmet cap 2 via a Velcro strap 5.
  • Other fastening means such as snap fasteners or magnets are conceivable.
  • the three segments 3a, 3b and 3c are permanently connected to the helmet cap, for example by means of an adhesive.
  • some segments can be permanently connected to the helmet cap 2, while other segments can be detachably connected to the helmet cap 2.
  • the segment 3a in the forehead area can be permanently connected to the helmet cap 2, while the side segments 3b and 3c can be detachably connected to the helmet cap 2.
  • the three segments 3a, 3b and 3c do not abut each other, ie a small gap remains between them.
  • the three segments 3a, 3b and 3c can abut one another and thus form a continuous layer of fiber composite material.
  • the number of segments in the exemplary embodiment is also Figures 2A and 2 B just an example.
  • the protective helmet may have two or more than three segments of a layer of fiber composite material.
  • the protective helmet of the exemplary embodiment Figures 2A and 2 B has a width 8 of 253 mm and an internal dimension 15 of 225 mm.
  • the depth 9 is 271 mm and the distance from the inside of the helmet cap 2 to the standard head 10 (size 62) is 15 to 40 mm. This distance is as in the exemplary embodiment Figures 1A and 1B caused by a headband 11.
  • the surface of the segments 3a, 3b and 3c is between 300 cm 2 and 500 cm 2 in this exemplary embodiment.
  • the surface of the protective helmet 1 is between 1000 cm 2 and 1500 cm 2 . All dimensions mentioned are examples and may have different values in other exemplary embodiments.
  • the protective helmet 1 has in the exemplary embodiment Figures 2A and 2 B also has a metal strip 13, for which the Figures 1A and 1B What has been said applies.
  • Fig. 3A shows a frontal view of a further exemplary embodiment of a protective helmet 1 according to the invention.
  • Fig. 3B shows a section through the in Fig. 3A Plane designated by the reference symbol C, which is perpendicular to the paper plane.
  • the protective helmet 1 has a helmet cap 2, which corresponds to the helmet cap 2 of the exemplary embodiments from the Figures 1A , 1B , 2A and 2 B is comparable. With regard to the helmet cap 2, this applies in relation to the ones in the Figures 1A , 1B , 2A and 2 B embodiments shown.
  • the fiber composite layer 3 is arranged essentially on the entire outside 4 of the helmet cap 2, ie the layer 3 essentially completely covers the helmet cap.
  • layer 3 is designed as a one-piece fiber composite layer. This applies to the production of such a fiber composite layer in relation to the exemplary embodiments Figures 1A , 1B , 2A and 2 B Said.
  • the layer 3 is permanently connected to the underlying helmet cap 2 by means of a connecting layer 5.
  • a connecting layer can, for example, be based on an adhesive, for example a two-component adhesive and possibly a glass fiber mat.
  • the protective helmet of the exemplary embodiment Figures 3A and ⁇ B has a width 8 of 253 mm and an internal dimension 15 of 225 mm.
  • the depth 9 is 269 mm and the distance from the inside of the helmet cap 2 to the standard head 10 (size 62) is 15 to 40 mm. This distance is as in the exemplary embodiment Figures 1A and 1B caused by a headband 11.
  • the height 7 of the helmet is 202 mm.
  • the surface of the protective helmet 1 is between 1000 cm 2 and 1500 cm 2 . All dimensions mentioned are examples and may have different values in other exemplary embodiments.
  • the protective helmet 1 has in the exemplary embodiment Figures 3A and 3B also has a metal strip 13, for which the Figures 1A , 1B , 2A and 2 B What has been said applies.
  • the protective helmet according to the invention can have a visor and/or a neck protector (not shown in the figures).
  • the protective helmet can have one or more fastening means in order to releasably connect the visor and/or the neck protection to the protective helmet.
  • the visor and/or the neck protection can be firmly connected to the helmet dome.
  • Ballistic protective helmets can, for example, be tested for their protective effect according to the test guidelines for “bullet-resistant helmet with visor and neck protection” from the Association of Testing Centers for Attack-Resistant Materials and Construction (VPAM). According to this test guideline, the energy transferred to a measuring head (usually made of soap) must not exceed 25 joules when bombarded. Depending on the caliber and projectile speed at which this upper limit is not exceeded, ballistic protective helmets are divided into test levels. While previously known ballistic protective helmets are grouped up to test level 3, an exemplary embodiment of the protective helmet according to the invention can be grouped into test level 6 ("VPAM 6").
  • embodiments of the present invention may result in other residual energies.
  • embodiments of the present invention can also be tested according to other test guidelines and/or norms and/or standards.
  • the embodiments of the present invention relate to ballistic protective helmets for special forces and police officers.
  • the invention is not limited to this, but can also be used, for example, on protective helmets for military use.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Helmets And Other Head Coverings (AREA)

Description

    1. Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen ballistischen Schutzhelm.
    • 2. Stand der Technik
  • Ein ballistischer Schutzhelm schützt den Kopf seines Trägers vor direktem Beschuss mit Feuerwaffen, aber auch vor Splittern und der Einwirkung von Hieb- und Stichwaffen. Derartige Helme werden daher von Spezialeinsatzkräften und zunehmend auch von Streifenpolizisten, welche zuerst am Einsatzort eintreffen (sogenannte "First Responder"), zum Eigenschutz getragen.
  • Die grundsätzliche Schutzwirkung eines Schutzhelms besteht darin, ein auftreffendes Projektil (z.B. ein Geschoss oder einen Splitter) zu stoppen und zu verhindern, dass das Projektil den Kopf eines Trägers des Schutzhelms penetriert. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Schutzwirkung besteht darin, die Einwirkung der kinetischen Energie des Projektils auf den Kopf des Trägers möglichst gering zu halten. Insbesondere soll verhindert werden, dass der Schutzhelm durch das Projektil soweit eingedrückt werden kann, dass eine erhebliche Restenergie auf den Kopf einwirkt. Dies ist insbesondere im Randbereich des Helms ein Problem, da der Rand dazu neigt bei Beschuss nach innen zu abzuknicken.
  • Im Stand der Technik sind Helme aus Aramid und/oder Polyethylen bekannt, welche jedoch primär vor Splittern schützen und insbesondere bei direktem Beschuss durch Geschosse (aus Handwaffen) keine ausreichende Schutzwirkung entfalten, da diese bei Beschuss mit Geschossen zu massiven Verformungen neigen, welche eine oft letale Einwirkung von Restenergie auf den Kopf bewirken. Besonders in einem Randbereich mit einer Breite bis 30 mm knickt der Rand um, so dass ein Projektil durchrutschen und den Kopf direkt verletzen kann. Bei Beschuss oberhalb dieses Randbereichs (bis etwa 50 mm) wird der Helm in der Regel so verformt, dass eine erhebliche Restenergie auf den Kopf einwirkt. Aramid-/Polyethylenhelme eignen sich daher vorwiegend für den Splitterschutz und weniger bei Geschossbeschuss. US 2013/047309 und DE 199 61 371 offenbaren Ballistische Schutzhelme.
  • Als wesentlich wirkungsvoller bei Beschuss erweisen sich Titanhelme, da diese die kinetische Energie des Projektils über eine größere Fläche in eine plastische Verformung umwandeln können und der Helm daher nicht soweit nach innen verformt wird, dass es zu einer tödlichen Einwirkung auf den Kopf kommt. Außerdem haben derartige Helme auf das Projektil und/oder seine Splitter eine ablenkende Wirkung, so dass nicht der gesamte Impuls des Projektils auf den Helm übertragen wird. Diese beiden Effekte machen sich insbesondere im Randbereich bemerkbar. Die wirksame Schutzfläche eines Titanhelms ist daher wesentlich größer als bei einem Aramid-/Polyethylenhelm.
  • Grundsätzlich besteht bei jeder Art von ballistischem Schutzhelm das Bestreben, die Schutzwirkung des Helms gegen äußere ballistische Einwirkungen zu verbessern, d.h. bei größeren kinetischen Energien/Energiedichten des Projektils (verursacht durch eine größere Masse und/oder eine höhere Auftreffgeschwindigkeit) eine letale Wirkung zu verhindern. Aus dem Stand der Technik bekannte Schutzhelme für den Einsatz bei Spezialkräften und Polizei können dabei höchstens vor Geschossen (oder Splittern äquivalenter kinetischer Energie) schützen, welche aus Kurzwaffen abgegeben werden. Ein Schutz vor Beschuss mit Langwaffen besteht nicht. Unter einer Langwaffe wir dabei eine Waffe verstanden deren Lauf inkl. Verschluss eine bestimmte Länge (z.B. 300 mm) überschreitet. Alternative Definitionen von Langwaffen stellen auf die Gesamtlänge der Waffe (z.B. ab 600 mm Länge) ab. Kurzwaffen sind definitionsgemäß alle anderen Waffen. Langwaffengeschosse weisen höhere Mündungsgeschwindigkeiten und oft härtere Materialien (z.B. Eisen statt Blei) mit höherer Penetrationswirkung auf. Die kinetische Energie von Langwaffengeschossen ist in der Regel höher als die von Kurzwaffengeschossen.
    • 3. Zusammenfassung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten ballistischen Schutzhelme, insbesondere solche für Spezialkräfte und Polizei, dahingehend zu verbessern, dass diese bei zu erwartendem Beschuss mit Projektilen höherer kinetischer Energie, insbesondere aus Langwaffen, eine ausreichende Schutzwirkung entfalten. Dabei soll das Gewicht der Helme nicht soweit erhöht werden, dass der Tragekomfort und die Handhabbarkeit wesentlich beeinträchtigt werden.
  • Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst durch einen ballistischen Schutzhelm, aufweisend (a.) eine Helmkalotte, welche aus einem Metallmaterial gebildet ist, wobei die Helmkalotte eine zum Kopf eines Trägers weisende Innenseite und eine gegenüberliegende Außenseite aufweist; und (b.) eine auf der Außenseite der Helmkalotte angeordnete Schicht, welche aus einem Faserverbundmaterial gebildet ist, wobei es sich bei dem Metallmaterial um Titan oder eine Titanlegierung handelt.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass die Schutzwirkung von Metallhelmen wie beispielsweise die aus dem Stand der Technik bekannten Titanhelme wesentlich verbessert werden kann, wenn das Projektil zunächst auf eine Schicht aus Faserverbundmaterial und anschließend auf die Helmkalotte aus Metall trifft. Eine derartige Materialkombination verhindert letale Deformationen der Helmkalotte auch bei Projektilen höherer kinetischer Energie, d.h. größerer Masse (Kaliber) und/oder Auftreffgeschwindigkeit, wie sie vor allem beim Beschuss aus einer Langwaffe zu erwarten ist.
  • Überraschenderweise wird diese Wirkung dadurch erzielt, dass das Faserverbundmaterial auf der Außenseite der Helmkalotte angeordnet ist, denn nach einer in der Fachwelt verbreiteten Meinung führt dies zu keiner wesentlichen Verbesserung, da nach dieser Meinung weiches Material auf hartem Material von dem auftreffenden Geschoss lediglich durchstanzt würde. Weisen aus dem Stand der Technik bekannte Schutzhelme daher weiche und harte Materialien auf, so wird das weiche Material unter dem harten Material angeordnet, um das angenommene "Durchstanzen" zu verhindern. Die von den Erfindern angestellten Untersuchungen zeigen, dass es bei der Kombination von Faserverbundmaterial und darunterliegender Metallkalotte nicht zu einem Durchstanzen kommt, sondern dass unerwartet eine wesentlich verbesserte Schutzwirkung sogar vor dem Beschuss mit Langwaffen erzielt wird.
  • Unter der Schutzwirkung wird im Rahmen dieser Offenbarung die Fähigkeit eines ballistischen Schutzhelms verstanden, den Impuls eines auftreffenden Projektils so aufzunehmen und/oder abzulenken, dass die Kugel den Kopf eines Trägers nicht penetriert und die auf den Kopf einwirkende Energie aufgrund von Helmdeformationen unter einem vorbestimmten Schwellwert bleibt, welcher in der Regel als letal angesehen wird. Ein Schutzhelm mit einer höheren Schutzwirkung als ein anderer Schutzhelm kann daher den Kopf vor einem Projektil mit einer höheren kinetischen Energie und/oder Penetrationswirkung schützen. Ein Projektil hat jedenfalls dann eine höhere kinetische Energie als ein anderes Projektil, wenn seine Masse und/oder seine Geschwindigkeit höher ist. Im Allgemeinen ist die kinetische Energie das Produkt von Masse und Geschwindigkeit zum Quadrat geteilt durch zwei.
  • Die durch die Kombination von Metallkalotte und Faserverbundschicht erzielte Schutzwirkung geht dabei unerwartet weit über die Summe der jeweils für sich betrachteten Schutzwirkungen von Metall und Faserverbundmaterial hinaus. Erfindungsgemäß steigt daher das Gewicht des erfindungsgemäßen Helms verglichen mit Helmen des Stands der Technik nicht proportional zur erzielten Schutzwirkung an, sondern erreicht ein akzeptables Niveau. Gleiches gilt dementsprechend für den Tragekomfort und die Handhabbarkeit. Beispielsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Helm durch eine Verdoppelung des Flächengewichts verglichen mit einem Helm des Stands der Technik eine hervorragende Schutzwirkung bei Beschuss mit einem Projektil der mindestens dreifachen kinetischen Energie erzielt werden. Es handelt sich bei der Erfindung also nicht um einen Kompromiss zwischen Schutzwirkung auf der einen Seite und Gewicht, Tragekomfort und Handhabbarkeit auf der anderen Seite. Vielmehr erzielt die Erfindung einen unerwarteten synergistischen Effekt - insbesondere wird zum ersten Mal ein Schutz vor Beschuss mit Langwaffen durch vergleichsweise leichte Helme bereitgestellt.
  • Die Schicht kann im Wesentlichen die gesamte Außenseite des Schutzhelms bedecken. In einer bevorzugten Ausführungsform bedeckt die Schicht mehr als 80 %, weiter bevorzugt mehr als 90 % und noch weiter bevorzugt mehr als 95 % der Außenseite des Schutzhelms. Auf diese Weise kann der Schutzhelm seine Schutzwirkung für Beschuss aus allen Richtungen entfalten.
  • Die Schicht kann fest mit der Helmkalotte verbunden sein. Beispielsweise kann die Schicht mit einem Kleber auf die Helmkalotte aufgeklebt werden. Außerdem kann die Schicht einteilig ausgebildet sein. In einer alternativen Ausführungsform besteht die Schicht aus zwei oder mehr Teilen. Die zwei oder mehr Teile können auf der Helmkalotte so angeordnet sein, dass sie aneinanderstoßen. Auf diese Weise kann aus zwei oder mehr Teilen eine im Wesentlichen lückenlose Schicht aus Faserverbundmaterial gebildet werden, welche aus mehreren Segmenten besteht. Beispielsweise kann ein Segment im Stirnbereich, ein Segment auf der linken Seite und ein Segment auf der rechten Seite des Helms angeordnet sein.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen ballistischen Schutzhelm, aufweisend (a.) eine Helmkalotte, welche aus einem Metallmaterial gebildet ist, wobei die Helmkalotte eine zum Kopf eines Trägers weisende Innenseite und eine gegenüberliegende Außenseite aufweist; und (b.) ein auf der Außenseite der Helmkalotte angeordnetes erstes Befestigungsmittel, welches so ausgebildet ist, dass eine aus Faserverbundmaterial gebildete Schicht auf der Außenseite der Helmkalotte lösbar befestigt werden kann, wobei es sich bei dem Metallmaterial um Titan oder Titanlegierung handelt.
  • Gemäß dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Schicht also lösbar mit der Helmkalotte verbunden werden. Dies ermöglicht die Schutzwirkung der Helms situativ anzupassen. Ist beispielsweise ein Beschuss aus einer Langwaffe zu erwarten, so kann die Schicht in der Art eines Schilds an der Helmkalotte befestigt werden. Bei zu erwartendem Beschuss mit kleineren Kalibern kann der Schutzhelm ohne den Schild getragen werden, um das Gewicht zu reduzieren und den Tragekomfort zu erhöhen. Auch dieser Aspekt trägt zur Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe bei.
  • Die Schicht kann eine Dicke von 5 bis 30 mm aufweisen. Vorzugsweise weist die Schicht eine Dicke von 6 bis 20 mm auf, weiter vorzugsweise weist die Schicht eine Dicke von 10 bis 15 mm auf, weiter vorzugsweise von 12 mm. Die Erfinder haben erkannt, dass in diesen Dickenbereichen eine sehr gute Verbesserung der Schutzwirkung erzielt wird, ohne dass das Gewicht des Helms oder dessen Tragekomfort ein inakzeptables Niveau erreichen. Die durch das Faserverbundmaterial dieser Dicke verursachte Gewichtszunahme wird durch die dadurch erheblich verbesserte Schutzwirkung, z.B. vor Langwaffenbeschuss, mehr als aufgewogen.
  • Das Faserverbundmaterial der Schicht kann Polyethylenfasern aufweisen. Faserverbundmaterial aus Polyethylen in Kombination mit der Helmkalotte aus Metall erweist sich als hervorragend und reduziert die auf den Kopf einwirkende Restenergie auf ein unerwartet niedriges Maß. Vorzugsweise weist das Faserverbundmaterial daher im Wesentlichen, d.h. zu mehr als der mengenmäßigen Hälfte aller Faserarten, Polyethylenfasern auf. Weiter vorzugsweise weist das Faserverbundmaterial 90 % Polyethylenfasern auf.
  • Die Schicht kann neben Fasern weitere Bestandteile aufweisen, z.B. ein Harz oder Kunstharz, um die Fasern zu binden, oder Lösungsmittel, bzw. Rückstände davon.
  • Bei dem Metallmaterial der Helmkalotte handelt es sich um Titan oder eine Titanlegierung. Die Erfinder haben festgestellt, dass Titan in Kombination mit dem Faserverbundmaterial der Schicht eine hervorragende Schutzwirkung entfaltet.
  • Der erfindungsgemäße ballistische Schutzhelm kann weiter ein erstes Befestigungsmittel aufweisen, welches so ausgebildet ist, dass die aus Faserverbundmaterial gebildete Schicht auf der Außenseite der Helmkalotte lösbar befestigt werden kann. Wie bereits erläutert, ermöglicht dies, die Schutzwirkung der Helms situativ anzupassen.
  • Die Schicht kann im Stirnbereich der Helmkalotte in der Art eines Schilds angeordnet sein. Dies erhöht die Schutzwirkung des Helms vor allem bei Frontalbeschuss und ermöglicht seinem Träger, sich der Gefahrensituation bei vermindertem Risiko direkter zuzuwenden.
  • Das erste Befestigungsmittel kann im Stirnbereich der Helmkalotte angeordnet sein. Dies ermöglicht eine Befestigung der Schicht im Stirnbereich mit den bereits erwähnten Vorteilen.
  • Der ballistische Schutzhelm kann weiter einen zumindest teilweise mit der Schicht überlappend angeordneten und mit der Helmkalotte fest verbundenen Metallstreifen aufweisen. Der Metallstreifen kann insbesondere im Randbereich der Helmkalotte angeordnet sein. Ein solcher Metallstreifen erhöht die Schutzwirkung zusätzlich, vor allem im problematischen Randbereich. Insbesondere im Zusammenwirken mit der Schicht bzw. dem Schild aus Faserverbundmaterial erweist sich ein solcher Metallstreifen als sehr vorteilhaft.
  • Der Schutzhelm kann so ausgebildet sein, dass beim Tragen des Helms der kleinste Abstand zwischen der Innenseite der Helmkalotte und dem Kopf eines Trägers mindestens 10 mm beträgt. Vorzugsweise beträgt der Abstand 10 mm bis 40 mm, weiter vorzugsweise 15 mm bis 30 mm. Im Zusammenwirken mit der Schicht aus Faserverbundmaterial bewirkt der Abstand der Helmkalotte zum Kopf, dass Einwirkungen auf den Kopf aufgrund einer Verformung der Helmkalotte bei Beschuss verhindert oder zumindest verringert werden.
  • Der erfindungsgemäße ballistische Schutzhelm kann weiter ein mit der Helmkalotte verbundenes Kopfband aufweisen, welches die Helmkalotte beim Tragen des Helms auf Abstand zum Kopf eines Trägers hält. Wie bereits erwähnt, ist ein solcher Abstand für die Schutzwirkung vorteilhaft. Das Kopfband erhöht außerdem den Tragekomfort, da der Schutzhelm nicht unmittelbar auf dem Kopf aufliegt. Auf diese Weise werden Druckstellen vermieden oder zumindest reduziert und die Belüftung des Kopfes sichergestellt, was vor allem bei hohen Außentemperaturen vorteilhaft ist.
  • Die Schicht kann ein zweites Befestigungsmittel aufweisen, welches so ausgebildet ist, dass die Schicht auf der Außenseite der Helmkalotte lösbar befestigt werden kann. Bei dem zweiten Befestigungsmittel kann es sich um ein mit dem ersten Befestigungsmittel zusammenwirkendes Mittel handeln. Beispielsweise können das erste und zweite Befestigungsmittel zusammen einen Klettverschluss bilden. Das erste und/oder das zweite Befestigungsmittel kann aber auch zumindest ein Druckknopf, Magnet, Rastverschluss oder dergleichen sein.
  • Gemäß allen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann die Schicht Faserverbundmaterial eine konkave Oberfläche aufweisen, welche einem konvexen Bereich der Außenseite der Helmkalotte entspricht, in welchem der Schild angeordnet ist. Die Schicht weist also eine Negativform der Helmkalottenoberfläche auf. Zwischen Schicht und Helmkalotte verbleibt nur ein minimaler Abstand, welcher im Wesentlichen dem Befestigungsmittel geschuldet ist (beispielsweise einem Klettverschluss oder einer Klebeschicht). Hierdurch wird ein kompakter ballistischer Schutzhelm erhalten.
    • 4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Aspekte der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1A:
    eine Frontalansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schutzhelms mit einer im Stirnbereich angeordneten Faserverbundschicht;
    Fig. 1B:
    einen Schnitt durch den in Fig. 1A gezeigten Schutzhelm;
    Fig. 2A:
    eine Frontalansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schutzhelms mit einer dreiteiligen Faserverbundschicht;
    Fig. 2B:
    einen Schnitt durch den in Fig. 2A gezeigten Schutzhelm;
    Fig. 3A:
    eine Frontalansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schutzhelms mit einer die im Wesentlichen gesamte Helmkalotte bedeckenden Faserverbundschicht; und
    Fig. 3B:
    einen Schnitt durch den in Fig. 3A gezeigten Schutzhelm.
    5. Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Fig. 1A zeigt eine Frontalansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schutzhelms 1. Fig. 1B zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 1A mit dem Bezugszeichen A bezeichnete Ebene, welche rechtwinklig auf der Papierebene steht. Der Schutzhelm 1 weist eine Helmkalotte 2 auf, welche erfindungsgemäß aus Metall gefertigt ist. In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B handelt es sich dabei um Titan. Das Metall kann als Legierung vorliegen.
  • Die Helmkalotte 2 wird in einem Tiefziehprozess vorzugsweise aus einem einstückigen Titanblech hergestellt. Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B ist die Helmkalotte 2 einschichtig ausgebildet und weist eine Blechstärke von 1 mm bis 5 mm auf. Ein mehrschichtiger Aufbau ist ebenfalls möglich.
  • Der Schutzhelm 1 weist weiter eine Schicht 3 auf, welche aus einem Faserverbundmaterial hergestellt ist. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Faserverbundmaterial aus Lagen von hochmolekularen Polyethylenfasern (Ultra High Molecular Weight Polyethylene, UHMW-PE) erwiesen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden diesem Aramidfasern beigemischt. UHMW-PE ist ein thermoplastisches Polymer, welches aus sehr langen Molekülketten von Polyethylen hergestellt wird. Die einzelnen Fasern weisen eine vergleichsweise hohe spezifische Festigkeit auf.
  • Die Fasern werden zu Lagen verarbeitet, in denen die einzelnen Fasern im Wesentlichen parallel ausgerichtet sind. Neben den Fasern kann eine solche Lage auch ein Matrixmaterial, z.B. ein Harz aufweisen. Für die Herstellung der Schicht 3 im Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B werden zwei oder mehr Faserlagen im Wesentlichen rechtwinklig zueinander zusammengefasst und auf einer Rolle aufgewickelt. Durch die rechtwinklige Orientierung der Molekülketten entsteht eine dünne Schicht mit einer im Wesentlichen in allen Richtungen hohen Zugfestigkeit. Eine typische Schichtdicke beträgt 200 µm. Aus der auf der Rolle aufgewickelten dünnen Schicht werden Zuschnitte z.B. mit einer CNC-Schneidemaschine oder einem Laser ausgeschnitten und zu einem Paket gestapelt. Typischerweise werden hierfür 70 bis 120 dünne Schichten übereinandergelegt und dann unter hohem Druck von typischerweise 50 bis 330 bar und hoher Temperatur von typischerweise 100° bis 150° zu einem Laminat verpresst. Hierzu wird eine beheizbare Presse verwendet. Nach dem Verpressen wird aus dem Laminat die finale Kontur der Schicht 3 herausgeschnitten. Die Schicht 3 weist im Ausführungsbeispiel eine Dicke 14 von 6 mm bis 20 mm auf.
  • Grundsätzlich können auch andere Faserverbundstoffe im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, z.B. aufweisend Aramidfasern. Als besonders wirkungsvoll haben sich dabei thermoplastische Fasern erwiesen. Denkbar sind auch Gemische verschiedener Arten von Fasern, z.B. Polyethylen und Aramid.
  • Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B weist die Schicht 3 eine konkave Oberfläche auf, welche einem konvexen Bereich der Außenseite 4 der Helmkalotte 2 entspricht, in welchem die Schicht 3 angeordnet ist. Die Kontur der Schicht 3 folgt somit der Kontur der Helmkalotte 2. Zwischen der Helmkalotte 2 und der Schicht 3 befindet sich ein Klettband 5. Die Schicht 3 ist somit lösbar mit der Helmkalotte 2 verbunden.
  • Grundsätzlich können statt eines Klettbands auch andere Befestigungsmittel verwendet werden, z.B. Druckknöpfe oder Magnete, oder die Schicht 3 dauerhaft mit der Helmkalotte 2 verbunden werden, z.B. mittels eines Klebers.
  • In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B weist die Schicht 3 eine Breite 6 von 222 mm und eine Höhe 7 von 124 mm auf. Die Oberfläche der Schicht 3 beträgt beispielhaft 300 cm2 bis 500 cm2. Der Schutzhelm 1 weist eine Breite 8 von 225 mm und eine Tiefe 9 von 269 mm auf. Die Oberfläche des Helms beträgt beispielhaft 1000 cm2 bis 1500 cm2. Der gezeigt Norm-Kopf 10 hat die Größe 62. Diese Größenangaben, insbesondere die Längenangaben, sind nur beispielhaft. Auch muss erfindungsgemäß die Schicht 3 nicht zwingend in der Art eines Schilds im Stirnbereich angeordnet sein. In anderen Ausführungsbeispielen ist die Schicht an den Seiten oder im Bereich des Hinterkopfs angeordnet. Auch kann die Schicht 3 eine Vielzahl von Faserbundmaterial aufweisenden Elementen aufweisen, welche auf der Helmkalotte 2 nebeneinander angeordnet sind. So kann der Schutzhelm z.B. rundherum eine Faserverbundschicht 3 aufweisen, um eine erhöhte Schutzwirkung von allen Seiten zu erzielen.
  • In anderen Ausführungsbeispielen sind zwei Faserverbundschichten ähnlich der im Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B gezeigten Schicht 3 zumindest teilweise überlappend angeordnet. Beispielsweise können in Bereichen, in welchen vorwiegend mit direktem Beschuss zu rechnen ist, z.B. im Stirnbereich, zwei Faserverbundschichten überlappend angeordnet sein, während in anderen Bereichen die Helmkalotte 2 mit nur einer Faserverbundschicht bedeckt ist.
  • Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B weist der Schutzhelm 1 außerdem ein Stirnband 11 auf, welches die Helmkalotte in einem Abstand 12 von 10 mm bis 40 mm, vorzugsweise 15 mm bis 30 mm zum Kopf 10 hält. Ein weiteres, optionales, Merkmal des Helms 1 ist ein Metallstreifen 13, welcher am Rand des Stirnbereichs des Helms unter der Schicht 3 angeordnet ist und die Helmkalotte dort verstärkt. Der Metallstreifen 13 erstreckt sich von rechtem zu linkem Schläfenbereich und weist vorzugsweise eine Höhe von etwa 20 mm bis 30 mm auf. Der Metallstreifen 13 erhöht zusätzlich die Randbeschussfähigkeit des Helms 1 bis auf einen Abstand vom Rand von etwa 15 mm. Der Metallstreifen 13 kann mit einem Zweikomponentenkleber und einer Glasfasermatte auf die Helmkalotte 2 aufgeklebt werden.
  • Fig. 2A zeigt eine Frontalansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schutzhelms 1. Fig. 2B zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 2A mit dem Bezugszeichen B bezeichnete Ebene, welche rechtwinklig auf der Papierebene steht. Der Schutzhelm 1 weist eine Helmkalotte 2 auf, welche mit der Helmkalotte 2 des Ausführungsbeispiels aus den Figuren 1A und 1B vergleichbar ist. Bezüglich der Helmkalotte 2 gilt daher das in Bezug auf das in den Figuren 1A und 1B gezeigte Ausführungsbeispiel Gesagte.
  • Anders im Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B, weist der Schutzhelm 1 im Ausführungsbeispiel der Figuren 2A und 2B eine Schicht aus Faserverbundmaterial auf, welche aus drei Segmenten 3a, 3b und 3c besteht. Das Segment 3a ist dabei im Stirnbereich, das Segment 3b auf der rechten Seite und das Segment 3c auf der linken Seite des Schutzhelms 1 angeordnet. Die Dicke der aus den drei Segmenten 3a, 3b und 3c gebildeten Schicht beträgt 6 mm bis 20 mm. Zu dem verwendeten Faserverbundmaterial gilt grundsätzlich das in Bezug auf das Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B Gesagte.
  • Die drei Segmente 3a, 3b und 3c der Faserverbundschicht sind über ein Klettband 5 mit der Helmkalotte 2 verbunden. Andere Befestigungsmittel wie z.B. Druckknöpfe oder Magnetes sind denkbar. In anderen Ausführungsbeispielen sind die drei Segmente 3a, 3b und 3c dauerhaft mit der Helmkalotte verbunden, z.B. mittels eines Klebers. In anderen Ausführungsbeispielen können einige Segmente dauerhaft mit der Helmkalotte 2 verbunden sein, während andere Segmente lösbar mit der Helmkalotte 2 verbunden sein können. Zum Beispiel kann das Segment 3a im Stirnbereich dauerhaft mit der Helmkalotte 2 verbunden sein, während die seitlichen Segmente 3b und 3c lösbar mit der Helmkalotte 2 verbunden sein können.
  • Die drei Segmente 3a, 3b und 3c stoßen nicht aneinander, d.h. es verbleibt dazwischen ein kleiner Spalt. In anderen Ausführungsbeispielen können die drei Segmente 3a, 3b und 3c aneinanderstoßen und so eine durchgehende Schicht aus Faserverbundmaterial bilden. Auch ist die Anzahl der Segmente im Ausführungsbeispiel der Figuren 2A und 2B nur beispielhaft. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Schutzhelm zwei oder mehr als drei Segmente einer Schicht aus Faserverbundmaterial aufweisen.
  • Der Schutzhelm des Ausführungsbeispiels der Figuren 2A und 2B weist eine Breite 8 von 253 mm und ein Innenmaß 15 von 225 mm auf. Die Tiefe 9 beträgt 271 mm und der Abstand von der Innenseite der Helmkalotte 2 zum Norm-Kopf 10 (Größe 62) beträgt 15 bis 40 mm. Dieser Abstand wird wie im Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B durch ein Stirnband 11 verursacht. Die Oberfläche der Segmente 3a, 3b und 3c ist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen 300 cm2 und 500 cm2. Die Oberfläche des Schutzhelms 1 liegt zwischen 1000 cm2 und 1500 cm2. Alle genannten Maße sind beispielhaft und können in anderen Ausführungsbeispielen andere Werte aufweisen.
  • Der Schutzhelm 1 weist im Ausführungsbeispiel der Figuren 2A und 2B ebenfalls einen Metallstreifen 13 auf, für den das in Bezug auf die Figuren 1A und 1B Gesagte gilt.
  • Fig. 3A zeigt eine Frontalansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schutzhelms 1. Fig. 3B zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 3A mit dem Bezugszeichen C bezeichnete Ebene, welche rechtwinklig auf der Papierebene steht. Der Schutzhelm 1 weist eine Helmkalotte 2 auf, welche mit der Helmkalotte 2 der Ausführungsbeispiele aus den Figuren 1A, 1B, 2A und 2B vergleichbar ist. Bezüglich der Helmkalotte 2 gilt daher das in Bezug auf die in den Figuren 1A, 1B, 2A und 2B gezeigten Ausführungsbeispiele Gesagte.
  • Im Ausführungsbeispiel der Figuren 3A und 3B ist die Faserverbundschicht 3 im Wesentlichen auf der gesamten Außenseite 4 der Helmkalotte 2 angeordnet, d.h. die Schicht 3 bedeckt die Helmkalotte im Wesentlichen vollständig. Die Schicht 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel als einteilige Faserverbundschicht ausgebildet. Zur Herstellung einer solchen Faserverbundschicht gilt das in Bezug auf die Ausführungsbeispiele der Figuren 1A, 1B, 2A und 2B Gesagte.
  • Im Ausführungsbeispiel der Figuren 3A und 3B ist die Schicht 3 dauerhaft mittels einer Verbindungsschicht 5 mit der darunterliegenden Helmkalotte 2 verbunden. Eine solche Verbindungsschicht kann z.B. auf einem Kleber basieren, z.B. einem Zweikomponentenkleber und ggf. einer Glasfasermatte.
  • Der Schutzhelm des Ausführungsbeispiels der Figuren 3A und §B weist eine Breite 8 von 253 mm und ein Innenmaß 15 von 225 mm auf. Die Tiefe 9 beträgt 269 mm und der Abstand von der Innenseite der Helmkalotte 2 zum Norm-Kopf 10 (Größe 62) beträgt 15 bis 40 mm. Dieser Abstand wird wie im Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B durch ein Stirnband 11 verursacht. Die Höhe 7 des Helms beträgt 202 mm. Die Oberfläche des Schutzhelms 1 liegt zwischen 1000 cm2 und 1500 cm2. Alle genannten Maße sind beispielhaft und können in anderen Ausführungsbeispielen andere Werte aufweisen.
  • Der Schutzhelm 1 weist im Ausführungsbeispiel der Figuren 3A und 3B ebenfalls einen Metallstreifen 13 auf, für den das in Bezug auf die Figuren 1A, 1B, 2A und 2B Gesagte gilt.
  • Der erfindungsgemäße Schutzhelm kann ein Visier und/oder einen Nackenschutz (in den Figuren nicht gezeigt) aufweisen. Hierzu kann der Schutzhelm ein oder mehrere Befestigungsmittel aufweisen, um das Visier und/oder den Nackenschutz lösbar mit dem Schutzhelm zu verbinden. Alternativ kann das Visier und/oder der Nackenschutz fest mit der Helmkalotte verbunden sein.
  • Ballistische Schutzhelme können beispielsweise nach der Prüfrichtlinie "Durchschusshemmender Helm mit Visier und Nackenschutz" der Vereinigung der Prüfstellen für angriffshemmende Materialien und Konstruktion (VPAM) auf ihre Schutzwirkung hin geprüft werden. Nach dieser Prüfrichtlinie darf die an einen Messkopf (üblicherweise aus Seife) übertragene Energie bei Beschuss nicht mehr als 25 Joule betragen. Je nachdem, bei welchem Kaliber und welcher Projektilgeschwindigkeit diese Obergrenze nicht überschritten wird, werden ballistische Schutzhelme in Prüfstufen eingeteilt. Während vorbekannte ballistische Schutzhelme dabei bis in die Prüfstufe 3 eingruppiert werden, kann ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schutzhelms in die Prüfstufe 6 ("VPAM 6") eingruppiert werden. Konkret wurde auf den Messkopf eine Energie von lediglich 2 Joule bei Beschuss nach VPAM mit Kaliber 7,62 × 39 FeC / M43 und einer Projektilgeschwindigkeit von 720 m/s abgegeben. Ein derartiges Kaliber wird typischerweise aus Langwaffen abgefeuert.
  • Selbstverständlich kann sich bei anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung andere Restenergien ergeben. Außerdem können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auch nach anderen Prüfrichtlinien und/oder Normen und/oder Standards geprüft werden.
  • Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen ballistische Schutzhelme für Spezialeinsatzkräfte und Polizisten. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern ist z.B. auch auf Schutzhelme für den militärischen Einsatz anwendbar.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Schutzhelm
    2
    Helmkalotte
    3
    Faserverbundschicht
    4
    Außenseite der Helmkalotte
    5
    Befestigungsmittel
    6
    Schichtbreite
    7
    Höhe
    8
    Breite
    9
    Tiefe
    10
    Norm-Kopf
    11
    Stirnband
    12
    Abstand Kopf zu Helmkalotte
    13
    Metallstreifen
    14
    Schichtdicke
    15
    Innenmaß

Claims (11)

  1. Ballistischer Schutzhelm (1), aufweisend:
    a. eine Helmkalotte (2), welche aus einem Metallmaterial gebildet ist, wobei die Helmkalotte (2) eine zum Kopf eines Trägers weisende Innenseite und eine gegenüberliegende Außenseite (4) aufweist; und
    b. eine auf der Außenseite (4) der Helmkalotte (2) angeordnete Schicht (3), welche aus einem Faserverbundmaterial gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    c. es sich bei dem Metallmaterial um Titan oder eine Titanlegierung handelt.
  2. Ballistischer Schutzhelm (1), aufweisend:
    a. eine Helmkalotte (2), welche aus einem Metallmaterial gebildet ist, wobei die Helmkalotte (2) eine zum Kopf eines Trägers weisende Innenseite und eine gegenüberliegende Außenseite (4) aufweist; und
    b. ein auf der Außenseite (4) der Helmkalotte (2) angeordnetes erstes Befestigungsmittel (5), welches so ausgebildet ist, dass eine aus Faserverbundmaterial gebildete Schicht (3) auf der Außenseite (4) der Helmkalotte (2) lösbar befestigt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass
    c. es sich bei dem Metallmaterial um Titan oder eine Titanlegierung handelt.
  3. Ballistischer Schutzhelm (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schicht (3) eine Dicke (14) von 5 bis 30 mm aufweist.
  4. Ballistischer Schutzhelm (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Faserverbundmaterial Polyethylenfasern aufweist.
  5. Ballistischer Schutzhelm (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 3-4, weiter aufweisend ein erstes Befestigungsmittel (5), welches so ausgebildet ist, dass die aus Faserverbundmaterial gebildete Schicht (3) auf der Außenseite (4) der Helmkalotte (2) lösbar befestigt werden kann.
  6. Ballistischer Schutzhelm (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 3-5, wobei die Schicht (3) im Stirnbereich der Helmkalotte (2) in der Art eines Schilds angeordnet ist.
  7. Ballistischer Schutzhelm (1) gemäß einem der Ansprüche 2-5, wobei das erste Befestigungsmittel (5) im Stirnbereich der Helmkalotte (2) angeordnet ist.
  8. Ballistischer Schutzhelm (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend einen zumindest teilweise mit der Schicht (3) überlappend angeordneten und mit der Helmkalotte (2) fest verbundenen Metallstreifen (13).
  9. Ballistischer Schutzhelm (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schutzhelm (1) so ausgebildet ist, dass beim Tragen des Schutzhelms (1) der kleinste Abstand zwischen der Innenseite der Helmkalotte (2) und dem Kopf (10) eines Trägers mindestens 10 mm beträgt.
  10. Ballistischer Schutzhelm (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend ein mit der Helmkalotte (2) verbundenes Kopfband (11), welches die Helmkalotte (2) beim Tragen des Schutzhelms (1) auf Abstand zum Kopf (10) eines Trägers hält.
  11. Ballistischer Schutzhelm (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schicht (3) ein zweites Befestigungsmittel aufweist, welches so ausgebildet ist, dass die Schicht (3) auf der Außenseite (4) der Helmkalotte (2) lösbar befestigt werden kann.
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