SE538785C2 - Stötupptagande skikt samt en skyddshjälm med sådant skikt - Google Patents

Description

Stötupptagande skikt samt en skyddshjälm med sådant skikt TEKNISKT OMRÅDE

[0001] Föreliggande ansökan avser allmänt ett stötupptagande skikt för skydds-hjälmar, närmare bestämt ett sådant skikt som innehåller flerfaldiga stötupptagande särdrag utformade för att dämpa energin hos en stöt och skydda hjälmbära-ren från skada till följd av linjära och angulära accelerationer som uppstår under en sådan stöt.

BAKGRUND

[0002] Hjälmar bärs ofta under utövning av sport och andra aktiviteter för att skydda från skador som uppstå från stötkrafter och/eller accelerationer på hjärnan. Hjälmar kan allmänt klassificeras i två kategorier som utnyttjar olika stötdämpnings-teknik: engångshjälmar för en enda stötpåverkan och flergångshjälmar för mångfaldig stötpåverkan. Konstruktionsbegränsningar för varje hjälm innefattar typiskt totalstorlek, vikt, estetisk kommersiell potential hos konceptet och uppfyllande av samtliga reglerande stötnormer som är förenade med hjälmtypen ifråga.

[0003] Hos engångshjälmar, såsom typiska cykel-, skid- och motorcykelhjälmar, utsätts de stötupptagande elementen vanligen för permanent deformation vid en stöt eller ett slag. Hos flergångshjälmar, såsom hjälmar typiska för hockey, lacrosse och amerikansk fotboll, är de stötupptagande elementen konstruerade för att motstå mångfaldiga slag och stötar med liten till ingen permanent deformation.

[0004] Vissa flergångshjälmar använder material av antingen vinylnitril (VN) eller expanderad polypropen (EPP). Dessa material kan uppvisa försämrade egenskap-er efter mångfaldig stötpåverkan till följd av obetydlig plastisk deformation efter varje stöt, vilket kan orsaka en minskning av materialtjockleken i stötzonen och följaktligen en ökning av materialets densitet, vilket gör materialet hårdare och kan resultera i försämrad energibehandling/omvandling.

[0005] Andra kända flergångshjälmar innefattar ett stötupptagande skikt av sammanpressbara celler innehållande en fluid, t.ex. luft, varvid cellerna är slutna med undantag för en liten passage som tillåter att fluiden utträder när cellen pressas samman. Cellen har typiskt en sådan struktur att den motstår sammanpressning vid den inledande fasen av stöten, varvid passagen har en strypande verkan på fluiden som rör sig med hög hastighet; cellen sammanpressas därefter progressivt när fluiden sakta utträder ur passagen. En sådan mekanism kräver emellertid att de individuella cellerna har en relativt stor dimension, för att fluiden i cellerna ska kunna ha en inverkan på deras motstånd mot stöten. Användningen av större celler kan hindra en optimal täckning av det stötupptagande skiktet inuti hjälmen, så att den inte tillhandahåller ett korrekt heltäckande skydd.

[0006] På grund av otillräckliga mätmetoder vid tidpunkten, ansågs det i tidigare forskning att linjära och angulära accelerationer starkt korrelerade med hänsyn till kriterier för huvudskador under stötar; detta ledde till att forskare fokuserade endast på linjära accelerationer för att bestämma nivåer för huvudskador, eftersom det var den enklaste av accelerationerna att mäta. I sig mäter dagens hjälmnormer endast linjära accelerationer som kriterier för godkänd/underkänd, utan att nämna angulära accelerationer.

[0007] Nya forskningsrön verkar indikera att angulära accelerationer kan variera signifikant från linjära accelerationer under vissa stöttillstånd, och potentiellt kan även påkallade större krafter därför orsaka större skada om de inte hanteras korrekt. Exempelvis kan angulära accelerationer vara signifikanta och även förhärs-kande när en stöt tas emot vid sidan om masscentrum och följaktligen orsakar en större grad av rotation, ett scenario som är mycket sannolikt i alla sportaktiviteter där en hjälm behövs som skydd.

[0008] På det hela taget, när densiteten, styvheten, och tjockleken eller höjden av de stötupptagande elementen varieras, erhålls proportionellt linjära stöthante-ringskarakteristika. Kända typiska stötupptagande element tillhandahåller emellertid liten stötdämpning vid angulär acceleration.

[0009] Exempelvis utnyttjar en typ av känd stötteknik ett flertal stötupptagande element som är inbördes förbundna genom vävnad (webbing). Vävnaden tillåter typiskt att laster överförs mellan elementen och begränsar följaktligen sidoförflytt-ning under kollaps/sammanpressning av de inbördes förbundna elementen. Vävnaden ökar även böjmotståndet hos de rörformiga elementen och kan i sig hindra korrekt stötdämpning vid angulär acceleration.

[0010] Förbättringar är således önskvärda.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN

[0011] Ett ändamål med uppfinningen är därför att tillhandahålla ett förbättrat stötdämpande skikt, vilket är särskilt lämpligt för användning i flergångshjälmar men även lämpligt för användning i andra hjälmar och/eller annan typ av sportutrust-ning.

[0012] I enlighet med föreliggande uppfinning tillhandahålls därför ett stötupptagande skikt för en hjälm, varvid skiktet innefattar: en basplatta; och ett flertal på avstånd anordnade stötupptagande element, vilka är arrangerade på basplattan och inbördes förbundna endast därigenom, varvid varje stötupptagande element är oberoende och elastiskt sammanpressbart för att åtminstone delvis uppta en stötlast på hjälmen, varvid de stötupptagande elementen är ihåliga och avgränsar en sluten omkretsvägg som sträcker sig uppåt från basplattan till en öppen övre ände vilken är dimensionerad för att orsaka obetydlig minskning av fluidflöde som utträder från det stötupptagande elementet, varvid den slutna omkretsväggen hos varje stötupptagande element innefattar åtminstone en väggsektion, varvid varje väggsektion uppvisar: ett första parti uppvisande motsatta inre och yttre ytor vilka var och en har formen av en stympad avsmalnande del, och ett andra parti som sträcker sig uppåt från det första partiet och är format i ett stycke med detta, varvid det andra partiet uppvisar motsatta inre och yttre ytor vilka var och en har formen av en stympad avsmalnande del, varvid de inre ytorna hos de första och andra partierna är inbördes förbundna genom relativt radiellt större ändar hos deras respektive stympade avsmalnande delar för att avgränsa en inre vinkel mindre än 180 grader mellan de inre ytorna hos de första och andra partierna, och varvid de yttre ytorna hos de första och andra partierna är inbördes förbundna genom relativt radiellt större ändar hos deras respektive stympade avsmalnande delar för att avgränsa en yttre vinkel större än 180 grader mellan de yttre ytorna hos de första och andra partierna.

[0013] I enlighet med uppfinningen tillhandahålls även ett stötupptagande skikt för en hjälm, varvid det stötupptagande skiktet innefattar: en basplatta; ett flertal på avstånd anordnade och oberoende sammanpressbara primära stötupptagande element, vilka är ihåliga och har en sluten omkretsvägg som sträcker sig från basplattan till en öppen övre ände, varvid den slutna omkretsväggen avgränsar åtminstone en väggsektion uppvisande en radiellt utåt böjd form som bildar en divergerande-konvergerande väggprofil, vilken avgränsar radiellt mindre övre och undre ändar och ett radiellt större mittparti, varvid det radiellt större mittpartiet hos väggsektionen bildar en maximal bredd hos det primära stötupptagande elementet belägen mellan den öppna övre änden därav och basplattan; och ett sekundärt stötupptagande element som sträcker sig från basplattan inom den slutna omkretsväggen hos varje primärt stötupptagande element och verkar oberoende av det primära stötupptagande elementet.

[0014] Vidare tillhandahållsenligt uppfinningen en sporthjälm innefattande: ett yttre hölje; och ett stötupptagande skikt innefattande en basplatta och ett flertal på avstånd anordnade och oberoende verkande ihåliga stötupptagande element, vilka är elastiskt sammanpressbara för att åtminstone delvis uppta en stötlast på hjälmen, stötupptagande element som sträcker sig från en yttre yta av basplattan och är inbördes förbundna endast genom basplattan, varvid de stötupptagande elementen har en öppen övre ände belägen intill en inre yta av det yttre höljet och dimension-erade för att orsaka obetydlig minskning av fluidflöde som utträder från det ihåliga elementet, varvid de stötupptagande elementen innefattar en sluten omkretsvägg uppvisande åtminstone en väggsektion, varvid var och en av nämnda väggsektion har ett första parti med motsatta inre och yttre ytor, vilka var och en har formen av en stympad avsmalnande del, ett andra parti som sträcker sig uppåt från det första partiet och uppvisar motsatta inre och yttre ytor vilka var och en har formen av en stympad avsmalnande del, varvid de inre ytorna av de första och andra partierna är inbördes förbundna genom relativt större ändar hos deras respektive stympade avsmalnande delar, och varvid de yttre ytorna av de första och andra partierna är inbördes förbundna genom relativt större ändar hos deras respektive stympade avsmalnande delar.

KORTFATTAD RITNINGSBESKRIVNING

[0015] Nu kommer att hänvisas till bifogade ritningar, som i illustrerande syfte visar en speciell utföringsform av föreliggande uppfinning och där:

[0016] FIG. 1 är en perspektivvy av ett stötupptagande skikt enligt en speciell utföringsform;

[0017] FIG. 2 är en perspektivvy av ett stötupptagande element hos skiktet i FIG. 1;

[0018] FIG. 3 är en längdsnittvy av elementet i FIG. 2;

[0019] FIG. 4 är en perspektivvy av ett stötupptagande element enligt en annan utföringsform;

[0020] FIG. 5 är en längdsnittvy längs linjen 5-5 av elementet i FIG. 4;

[0021] FIG. 6 är en längdsnittvy längs linjen 6-6 av elementet i FIG. 4;

[0022] FIG. 7A är ett schematiskt övre tvärsnitt av elementen i FIG. 4;

[0023] FIG. 7B-7C är ett schematiska övre tvärsnitt av stötupptagande element enligt olika utföringsformer;

[0024] FIG. 8 är en längdsnittvy av ett stötupptagande element enligt en ytterligare utföringsform; och

[0025] FIG. 9 är en schematisk längdsnittvy av en hjälm införlivad med det stötupptagande skiktet i FIG. 1.

DETALJERAD BESKRIVNING

[0026] Med hänvisning till FIG.1 visas ett stötupptagande skikt 10 enligt en utföringsform av uppfinningen. Som schematiskt visas i FIG. 9, är det stötupptagande skiktet 10 konstruerat för användning som en del hos den inre strukturen av en skyddshjälm 8, såsom en hjälm använd för sport, såsom exempelvis hockey, lacrosse, amerikansk fotboll, motorsport, vintersport, motorcykelsport och/eller cyk-ling. Hjälmen 8 kan vara en flergångshjälm eller en engångshjälm. Hjälmen 8 med det stötupptagande skiktet 10 kan emellertid alternativt användas för andra typer av sporter eller i icke idrotts/sportsammanhang, såsom en skyddshjälm eller "hard hat" använd t.ex. inom byggbranschen.

[0027] Hjälmens 8 stötupptagande skikt kan vara sandwichartat inlagt mellan ett inre dämpskikt 11, framställt av t.ex. skummaterial, och hjälmens stela yttre skal 13, vilket kan vara framställt av hårdplast, fastän ett antal andra skyddande, deko-rativa eller komforthöjande skikt eller element kan dessutom vara anordnade. Fastän dämpskiktet 11 visas vara kontinuerligt, kan det alternativt vara anordnat i ett flertal stycken som anligger mot varandra, är anordnade på avstånd från varandra, överlappar varandra eller varje kombination därav. Fastän det yttre ska-let 13 visas kontinuerligt, kan det alternativt vara anordnat i två eller flera stycken, exempelvis genom att ha främre och bakre skalpartier vilka ingriper glidbart med varandra för storleksinställning. Det stötdämpande skiktet 10 kan även vara anordnat i ett flertal samverkande stycken, som kommer att ytterligare beskrivas i det följande. Andra hjälmkonfigurationer är även möjliga.

[0028] Återvändande till FIG. 1 innefattar det stötupptagande skiktet 10 en basplatta 12 och ett flertal oberoende, eller oberoende kollapsibla/sammanpressbara stötdämpande element 14 som sträcker sig därifrån. Fastän ej visat, kan basplattan 12 innefatta hål, öppningar osv. avgränsade därigenom i icke-kritiska områden i viktminskande syfte, exempelvis mellan intilliggande stötupptagande element. De stötupptagande elementen tillåter hantering av stötdämpning i hjälmen genom att dämpa både linjära och angulära accelerationer, som kommer att ytterligare förkla-ras i det följande.

[0029] I en speciell utföringsform är de stötupptagande elementen 14 sprutgjutna direkt på basplattan 12. Alternativt kan elementen 14 vara gjutna separerat från basplattan 12 och förbundna därmed genom varje lämpligt förfarande, t.ex. genom användning av svetsning eller bindemedel. I en speciell utföringsform är basplattan 12 och de stötupptagande elementen 14 framställda av en lämplig typ av termoplastisk elastomer (TPE), såsom, men ej begränsat till, en polyuretane-lastomer (TPU), en sampolyamid (TPA), en sampolyester (TPC), en ployolefine-lastomer (TPO) eller en termoplastisk elastomer av polystyren (TPS). Lämpliga material som kan användas tillhandahåller företrädesvis överlägsen böjbarhet även vid låga temperaturer, gott nötningsmotstånd, hög elasticitet med tillräcklig meka-nisk hållfasthet, och är företrädesvis sprutgjutbara.

[0030] Basplattan 12 tjänstgör som en förankringspunkt för de många stötupptagande elementen 14. Basplattan 12 blir även en del av den inre hjälmstrukturen. Ett komplett system för en hjälm innefattar ett flertal gjutna basplattor 12, vilka är konstruerade, utformade och optimerade för speciella tillämpningar. Det stötupptagande skiktet 10 i FIG. 1 visas i form av ett exempel; basplattans eller basplattor-nas geometri samt mängden och placeringen av de stötupptagande elementen på varje basplatta är beroende av tillämpningen. I den visade utföringsformen är elementen14 anordnade i linjer av likadana rader och likadana kolumner som sträcker sig vinkelrätt till raderna. Alternativa arrangemang är även möjliga, exempelvis rader och/eller kolumner uppvisande inbördes avvikande antal element, rader sträckande sig i en vinkel avvikande från den vinkelräta till kolumnerna, fördelade på ett oregelbundet sätt, förskjutna med avseende till varandra, osv. Exempelvis i en ej visad speciell utföringsform innefattar det stötupptagande skiktet rader med 3 element, vilka omväxlar med rader med 2 element.

[0031] Med hänvisning till FIG. 2-3, är de stötupptagande elementen 14 oberoende av varandra, dvs. de är inbördes förbundna endast genom basplattan 12. Varje stötupptagande element 14 innefattar ett ihåligt primärt stötupptagande element 16, vilket är konfigurerat för att utböjas elastiskt när en tillräcklig last påförs. Det ihåliga primära stötupptagande elementet 16 har en sluten omkretsvägg som sträcker sig uppåt från basplattan till en öppen ände dimensionerad för att orsaka obetydlig minskning av fluidflöde som utträder från det stötupptagande elementet. Den slutna omkretsväggen hos varje stötupptagande element innefattar åtminstone en väggsektion, varvid varje väggsektion har en radiellt utåt böjd form och därigenom avgränsar en ruter- eller tunnformig ytterperiferi, dvs. en som är divergerande-konvergerande för att avgränsa radiellt mindre övre och undre ändar hos väggsektionen och ett radiellt större mittparti, som t.ex. visas i FIG. 3. Flera sådana sektioner kan vara formade i ett stycke och vertikalt staplade, såsom för att bilda en bälgliknande konstruktion, såsom visas i FIG. 8 och kommer att beskrivas mer detaljerat i det följande. Det ihåliga primära stötupptagande elementet 16 i FIG. 3 har ett bottenparti 18 som sträcker sig från basplattan 12 och ett övre parti 20 som sträcker sig från det undre partiet 18. Varje parti 18, 20 har en sluten inre omkrets bildad av en eller flera väggar 22. De undre och övre partierna 18, 20 har inre och yttre ytor 24, 26, 28, 30 vilka var och en har formen av en rät avsmalnande stympad del, dvs. formen av en stympad kon eller pyramid, vilken ligger mellan två parallella plan som sträcker sig vinkelrätt till dess axel. I den visade utföringsformen har de inre och yttre ytorna 24, 26, 28, 30 hos både de undre och övre partierna 18, 20 en stympad konisk form, dvs. har ett cirkulärt tvärsnitt, så att vart och ett av de undre och övre partierna innefattar en enda vägg som avgränsar dess slutna omkrets. Avsmalnande stympade delar med alternativa former är likaså möjliga, dvs. med tvärsnitt uppvisande en icke cirkulär form.

[0032] Den relativt större (dvs. radiellt större) änden av den avsmalnande stympade delen hos den inre ytan 26 hos det övre partiet 20 är förbunden med den relativt större (dvs. radiellt större) änden av den avsmalnande stympade delen hos den inre ytan 24 hos det undre partiet 18; på liknande sätt är den relativt större änden av den avsmalnande stympade delen hos den yttre ytan 28 hos det övre partiet 20 förbunden med den relativt större änden av den avsmalnande stympade delen hos den yttre ytan 28 hos det undre partiet 18. I sig, har det primära elementets 19 vägg 22 en radiellt utåt svängd eller böjd form vilken bildar en ruterformad profil. I den visad utföringsformen har väggen 22 hos det primära elementet 16 en konstant tjocklek; vinkeln ©i mellan de inre ytorna 24, 26 hos de båda partierna 18, 20 och vinkeln 0O mellan de inre ytorna 28, 30 hos de båda partierna 18, 20 är konjugatvinklar, dvs. deras summa är 360° och ©i < 1800 och 0O > 180 °. Alternativt kan tjockleken hos väggen 22 variera tvärs höjden av det primära elementet 16, så att de båda vinklarna ©i, ©o inte är konjugatvinklar, medan fortfarande ©i < 180° och ©o > 180 °. Fastände undre och övre partierna 18, 20 visas som att de har lika höjd, kan alternativt deras höjd vara olika, så att förbindelsen mellan deras avsmalnande stympade delar inte är belägen vid mittpunkten av det primära elementets 16 höjd.

[0033] Basplattan 12 åstadkommer att det primära elementet 16 har en sluten undre ände 34, medan det övre partiet 20 avgränsar en öppen övre ände 32 vilken är dimensionerad för att orsaka en obetydlig eller försumbar minskning av fluiden (t.ex. luft) som utträder från det primära elementet 16 vid sammanpressning. I föreliggande beskrivning och patentkrav innefattar "obetydlig minskning av flödet" även en konfiguration där ingen flödesminskning alls uppträder. Fluiden kan därför fritt eller väsentligen fritt utträda från det primära elementet 16 när det sammanpressas. Det stötupptagande elementet 14 är följaktligen inte beroende av den däri upptagna fluiden för att hantera eller ta hand om stöten.

[0034] I en speciell utföringsform är förhållandet mellan höjden H hos det primära elementet 16 och dess maximala bredd W, definierad vid förbindelsen mellan de undre och övre partierna 18, 20, åtminstone 1, dvs. höjden H är åtminstone lika med den maximala bredden W. I den visade utföringsformen är förhållandet H/W mellan höjd och maximal bredd (eller maximal diameter eftersom de undre och övre partierna 18, 20 stympat koniska) ungefär 1,28.

[0035] Under axiell last tillåter den utåt böjda formen hos väggen(/väggarna) 22 som definierar den slutna omkretsväggen hos det primära elementet 16 att detta sammanpressas på ett kontrollerat sätt efter det att dess kritiska last har överskri-dits. Vid ett okontrollerat knäckningsscenario med en axiell last verkande på en cylinder av ett elastiskt material som inte bryts vid en stöt, kommer materialet typiskt att sammanpressas/kollapsa på sig självt; okontrollerad kollaps resulterar vanligen i förlust av effektiv stötdämpande styvhet, och kan förorsaka oönskad permanent deformation av cylindern. I stället för att kollapsa på sig självt, expande-rardet primära elementet 16 radiellt utåt för att undvika materialkompression. Denna expansion optimerar kontrollen eller styrningen av stötdämpningshantering-en genom att resultera i bättre konsistens hos stöthanteringen samt förbättrad sammanpressning av det primära elementet. Tjockleken hos väggen(/väggarna) 22 är vald för att åstadkomma en önskad motståndsnivå mot linjära laster. Avståndet mellan intilliggande stötupptagande element 14 på basplattan 12 är följaktligen valt för att undvika inbördes påverkan eller interferens under denna av en stöt orsakad radiella expansion.

[0036] Under en tangentiell last, såsom den som orsakas av en angulär acceleration, kan varje primärt element 19 oberoende fritt deformeras, eftersom elementen 14 inte är inbördes förbundna annat än via basplattan 12. En angulär acceleration alstrar typiskt en tangentiell last vid den övre delen av elementet 16, och elementen 16 utböjs liksom eller väsentligen liksom en fast inspänd balk som belastas vid sitt maximala avstånd från balkens förankringspunkt, vilken motsvarar basplattan 12.

[0037] Utböjningen hos en fast inspänd balk kan uttryckas som Image available on "Original document" DärFär den applicerade tangentiella kraften, / är inspänningslängden,Eär materialets elasticitetsmodul, och / (det andra) tröghetsmomentet. I sig är variab-lerna som påverkar utböjningen av balken dess längd /, vilken i fallet för elementet 16 motsvarar höjdenH,och det andra tröghetsmomentet/. Vanligen bestäms höjden av elementet 16 av förmågan för en hjälm att bli godkänd i ett standardiserat test samt av hjälmens förmåga på marknaden, eftersom en större dimensionerad hjälm ej skulle kunna vara kommersiellt framgångsrik av estetiska skäl. Medan höjden H av elementet 16 kan varieras för att uppnå den önskade utböjningen för att uppta tangentiella stötar, är i de flesta fall tröghetsmomentet / den egenskap hos elementet 16 som blir den primära variabeln för tangentiell stötupptagning. Följaktligen väljs elementets 16 form, väggtjockleken och förhållandet mellan höjd och maximal bredd H/W för att erhålla det tröghetsmoment / som tillhandahåller en önskad motståndsnivå mot tangentiella laster. Avståndet mellan intilliggande stötupptagande element 14 på basplattan 12 väljs även för att undvika inbördes påverkan eller interferens under utböjningen som orsakas av tangentiella laster.

[0038] Det stötupptagande elementet 14 tillåter således hantering av angulära accelerationer genom optimering av förhållandet mellan höjd och maximal bredd HA/V samt väggtjockleken hos det primära elementet 16, och hantering av linjära accelerationer genom optimering av väggtjocklek och väggvinklar hos det primära elementet 16.

[0039] I den visade utföringsformen, är vinklarna ©i, 0O mellan ytorna 24, 26, 28, 30 hos de undre och övre partierna 18, 20 valda så att väggen 22 hos det primära elementet 16 innefattar ett kontinuerligt rörformigt materialparti som sträcker sig över hela längden av det primära elementet 16, som visas schematiskt vid 38 i FIG. 3, åtminstone när det primära elementet 18 är osammanpressat (dvs. i sitt naturliga eller vilande tillstånd). Detta rörformiga materialparti 38 (vilket inte skiljer sig från återstoden av väggen 22) uppträder liksom en tunnväggig stång under en axiell last, och kan som sådan tillhandahålla inledande stötlasthantering tills den kritiska knäcklasten uppnås för denna stång. Detta kontinuerligt rörformiga materialparti 38 behöver emellertid inte vara närvarande, dvs. en större vinkel ©i och en mindre vinkel 0O kan användas i vissa fall. Dessa kan innefatta, men ej begränsat därtill, fall där det nödvändiga motståndet hos det stötupptagande skiktet 10 är tillräckligt litet och/eller där motståndet hos det material som används för det primära elementet 16 är tillräckligt stort.

[0040] I den visade utföringsformen innefattar det stötupptagande elementet 14 vidare ett brätte 36 lokaliserat runt den öppna änden 32 hos det primära elementet 16 och verkande som en förstyvningsfunktion som bidrar till att hindra att väggen(/väggarna) 22 kollapsar när en axiell eller tangentiell last appliceras på elementet 14. Denna förstyvningsfunktion tillåter användning av tunnare väggstruk-turer i syfte att optimera konstruktionen och minska vikten; i de fall när tjockleken hos väggen(/väggarna) 22 hos det primära elementet 16 är tillräcklig för att garan-tera kontrollerad kollaps/sammanpressning, kan brättet undvaras. I den visade utföringsformen är brättet rundat och sträcker sig endast radiellt ut från väggen 22 hos det primära elementet 16. Alternativt kan brättet sträcka sig endast radiellt inåt från väggen eller både radiellt inåt och utåt därifrån, och kan ha alternativa former, exempelvis avgränsade genom ett avsmalnande tvärsnitt vid väggens 22 övre ände. Brättet 36 visas som kontinuerligt runt den öppna änden 32, men kan alternativt vara bildat av ett flertal i vinkelled på avstånd anordnade sektioner. I de konfigurationer där brättet sträcker sig radiellt inåt, är brättet dimensionerat för att orsaka en obetydlig minskning av fluidflödet som utträder från det primära elementet 16 genom den öppna övre änden 32 vid sammanpressning.

[0041] Med hänvisning till FIG. 3, när ett ökat motstånd är nödvändigt mot stötar och hantering av ett flertal stötnivåer, innefattar det stötupptagande elementet 14 vidare ett sekundärt stötupptagande element 40 som sträcker sig från basplattan 12 inuti och vid mitten av varje primärt element 16. I en speciell utföringsform är det sekundära elementet 40 ihåligt och även sprutgjutet direkt på basplattan 12, samti-digt som det primära stötupptagande elementet 16, så att skiktet 10 är monolitiskt. I den visade utföringsformen är det sekundära elementet 40 ett rörformigt element med en cylindrisk konfiguration och en öppen övre ände 42. I en alternativ utföringsform har det sekundära stötupptagande elementet även två partier formade som avsmalnande stympade delar, t.ex. stympade koniska delar, vilkas största ändar är inbördes förbundna. I detta fall kan profilen av det sekundära elementet 40 vara en spegelbild av det primära elementet 16 (t.ex. lika vinklar ©i, 0O). I en annan alternativ utföringsform har det sekundära stötupptagande elementet 40 ett enda parti format som en avsmalnande stympad del, exempelvis en enda stympad konisk del, vars relativt minsta ände är förbunden med basplattan 12. I en annan alternativ utföringsform har det sekundära stötupptagande elementet 40 ett undre parti som är stympat koniskt, vars relativt största ände är förbunden med ett cylind-riskt övre parti. Sekundära element 40 med andra tvärsnitt än cirkulära är även möjliga. De sekundära elementen 40 behöver inte nödvändigtvis vara ihåliga; exempelvis kan de sekundära elementen 40 vara massiva och framställda av en lämpligg typ av stötklassat skum, t.ex. vinylnitril- (VN) eller expanderat polypropen-(EPP) -skum. De primära och sekundära elementen 16, 40 är oberoende av varandra, dvs. de är inbördes förbundna endast via basplattan 12. I en ej visad alternativ utföringsform sträcker sig de primära och sekundära elementen 16, 40 från basplattan 12 på ett sätt där de är anordnade sida vid sida i stället för koncentriskt.

[0042] Höjden av det sekundära elementet 40 är företrädesvis åtminstone 2mm och sträcker sig i den visade utföringsformen upptill halva höjden av det primära elementet 16. Det sekundära elementet 40 är anordnat för hantering av stötar med hög energi efter det att det primära elementets 16 vägg 22 har börjat ge efter, för att hindra att det stötupptagande elementet 14 bottnar, vilket kunde resultera i högre maximala accelerationer.

[0043] Med hänvisning till FIG. 4-6 och 7A, visas ett stötupptagande element 114 enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen. Denna utföringsform kan uppvisa en förbättrad oberoende inställning för angulär och linjär accelerationshantering jämfört med den senast beskrivna utföringsformen. De oberoende stötupptagande elementen 114 är anordnade på en basplatta liknande den i FIG. 1 visade och ovan beskrivna basplattan.

[0044] Liksom I den föregående utföringsformen innefattar elementet 114 ett ihåligt primärt stötupptagande element 116 med ett undre parti 118 som sträcker sig från basplattan 12 och ett övre parti 120 som sträcker sig från det undre partiet och avgränsar en öppen övre ände 132 vilken är likaså dimensionerad för att orsaka en obetydlig minskning av flödet hos den fluid som utträder från det primära elementet 216 vid sammanpressning. Varje parti 118, 120 har en sluten omkrets bildad av en eller flera väggar 122. De relativt större ändarna hos de avsmalnande stympade delarna hos de undre och övre delarnas inre ytor 124, 126 är direkt inbördes förbundna, och de relativt större ändarna hos de avsmalnande stympade delarna hos de undre och övre delarnas yttre ytor 128, 130, är inbördes förbundna genom en ringformig fläns 144 som sträcker sig runt omkretsen. I en alternativ utföringsform kan den ringformiga flänsen 144 vara utelämnad. Elementet 114 innefattar även ett sekundärt stötupptagande element 140 liknande det tidigare beskrivna sekundära elementet 40. I en alternativ utföringsform kan det sekundära stötupptagande elementet 140 vara utelämnat.

[0045] I denna utföringsform innefattar det stötupptagande elementet 114 vidare ett flertal vertikalt orienterade flänsar 146, vilka sträcker sig endast radiellt utåt från väggen 122 hos det primära elementet 116, från basplattan 12 till den öppna övre änden 132. Fastän fyra flänsar 146 visas, kan alternativa utföringsformer ha fler eller färre flänsar. I den visade utföringsformen följer flänsarna 146 väggens 122 kontur, dvs. de har en radiellt utåt böjd form när elementet 114 betraktas i längdsnitt (t.ex. FIG. 5). Alternativt behöver flänsarna 146 inte följa väggen 122, t.ex. kan de vara formade av två delar som sträcker sig med en vinkel avvikande från vinklarna ©i, 0O.

[0046] Den ringformiga flänsen 144 tillhandahåller stöd för de vertikalt orienterade flänsarna 146, och brättet 136 som omger den öppna änden 132 innefattar avbrott vid läget för flänsarna 146. Alternativt kan den övre änden av flänsarna 146 vara formad till ett sammanhängande brätte.

[0047] I en alternativ utföringsform som schematiskt visas I FIG. 7B, sträcker sig flänsarna 146' endast radiellt inåt från väggen 122'. I en annan alternativ utföringsform som schematiskt visas i FIG. 7C, sträcker sig flänsarna 146" både radiellt inåt och utåt från väggen122". Flänsarna 146, 146', 146" är konstruerade för att tillåta kontrollerad utåtriktad expansion av väggen 122, 122', 122" under sammanpress-ningen av det primära elementet 116. Tvärsnittet hos flänsarna 146, 146', 146" jan vara av varje form, i den utsträckning som det finns en skillnad i de effektiva andra tröghetsmomenten hos tvärsnittet relativt riktningen för lasten som orsakar det böjande momentet. Som schematiskt visas i FIG. 7A, vid betraktande av den tangentiella kraften F, har flänsarna 146a och 146c lika andra tröghetsmoment, och flänsarna 146b och 146d har lika andra tröghetsmoment, vilket är mindre än det för flänsarna 146a och 146c. Flänsarna 146a och 146c är sålunda de som tillhandahåller det primära bidraget till hanteringen av elementets utböjning under kraften F, tack vare deras större andra tröghetsmoment. De varierande effektiva tröghetsmomenten hos flänsarna 146, 146', 146" tillåter varierbarflänsinteraktion och hantering av det böjande momentet på elementet. Flänsarna 146, 146', 146", verkande som balkar, gör mer motstånd mot böjning när de är orienterade så att deras andra tröghetsmoment är det som är störst.

[0048] Närvaron av flänsarna 146, 146', 146" kan tillåta förbättrad hantering av angulära accelerationer, medan de fortfarande upprätthåller optimerad hantering av linjära accelerationer. Hanteringen av angulära accelerationer påverkas huvudsak-ligen av dimensioneringen av flänsarna 146, 146', 146", medan hanteringen av linjära accelerationer påverkas av tjockleken av väggen(/väggarna) 122, 122', 122" hos det primära elementet 116 och den radiella tjockleken hos flänsarna 146, 146', 146"; i sig kan de axiella lasterna och böjande moment hanteras väsentligen oberoende, så att optimeringen av det stötupptagande elementet 114 hör hantering av en specifik typ av last (tangentiell eller linjär) har begränsad inverkan på hur elementet 114 är optimerat för att hantera den andra typen.

[0049] Med hänvisning till FIG. 8 visas ett stötupptagande element 214 enligt en alternativ utföringsform. De oberoende stötupptagande elementen 214 är likaså anordnade på en basplatta 12 liknande den visad i FIG. 1 och beskriven i det föregående. Varje element 214 innefattar ett ihåligt primärt stötupptagande element 216 och visas här med ett sekundärt stötupptagande element 240 liknande det tidigare beskrivna sekundära elementet 40. I en alternativ utföringsform kan det sekundära stötupptagande elementet 40 vara utelämnat.

[0050] Det primära stötupptagande elementet 216 har ett undre parti 218 som sträcker sig från basplattan 12, ett första mellanliggande parti 217, som sträcker sig från det undre partiet 218, ett andra mellanliggande parti 219 som sträcker sig från det första mellanliggande partiet 217, och ett övre parti 220 som sträcker sig från det andra mellanliggande partiet 219. Det övre partiet avgränsar en öppen övre ände 232 omgiven av ett brätte 236, likaså dimensionerat för att orsaka en obetydlig minskning av det flöde av den fluid som utträder från det primära elementet 216 vid sammanpressning. Varje parti 217, 218, 219, 220 haren sluten omkrets bildad av en eller flera väggar 122. Varje parti 217, 218, 219, 220 har en inre yta 123, 124, 125, 126 och en yttre yta 127, 128, 129, 130 uppvisande formen av en rät avsmalnande stympad del, företrädesvis en stympat koniskform, fastän även alternativa former av avsmalnande stympade delar är möjliga, t.ex. med tvärsnitt som har en icke cirkulär form. [0051 ] Det undre partiet 218 och det första mellanliggande partiet 217 har sina inre ytor 124, 123 och sina yttre ytor 128, 127 inbördes förbundna vid de relativt större ändarna av deras avsmalnande stympade delar. De första och andra mellanliggande partierna 217, 219 har sina inre ytor 123, 125 och sina yttre ytor 127, 129inbördes förbundna vid de relativt mindre (dvs. radiellt mindre) ändarna av deras avsmalnande stympade delar. Det andra mellanliggande partiet 219 och det övre partiet 120 har sina inre ytor 125, 126 och sina yttre ytor 129, 130 inbördes förbundna vid de relativt större ändarna av deras avsmalnande stympade delar. I sig har väggen 222 hos det primära elementet 216 formen av en bälg, med två sektioner, vilka är böjda utåt vid de övre och undre ändarna och med en radiell in-åtböj mellan dessa båda sektioner. I den visade utföringsformen har väggen 222 hos det primära elementet 216 en konstant tjocklek, och de båda bälgsektionerna, dvs. sektionen avgränsad av det undre partiet 218 och det första mellanliggande partiet 217 och sektionen avgränsad av det andra mellanliggande partiet 219 och det övre partiet 120, har en liknande geometri. I sig sammanpressas de båda bälgsektionerna i en likartad utsträckning, men behöver ett mindre radiellt fotavtryck, dvs. mindre radiellt utrymme för att åstadkomma att elementet 16 i FIG. 1 har lika dimensioner.

[0052] Alternativt kan tjockleken hos väggen 222 variera tvärs höjden av det primära elementet 216. Fastän partierna 217, 218, 219, 220 visas med lika höjd, kan alternativt deras höjd vara olika. Förbindelsen mellan det andra mellanliggande partiet 219 och det övre partiet 120 kan även avgränsa en annan bredd än förbindelsen mellan det undre partiet 218 och det första mellanliggande partiet 217. Om sålunda de båda bälgsektionerna har olika geometriska konstruktioner, kan de vara utförda för att sammanpressas/kollapsa i varierande utsträckning. Detta kan åstadkomma bättre energihantering från låg till hög energi inom en konstruktion. I denna typ av konstruktion verkar det sekundära elementet 240, exempelvis sträckande sig upp till under förbindelsen mellan de mellanliggande partierna 217, 219, som ett tredje energihanterande element.

[0053] De stötupptagande elementen 14, 114, 214 tillåter följaktligen hantering av både linjära och angulära accelerationer och, genom närvaron av det sekundära elementet 40, 140, 240 hantering av flera stötnivåer. Geometrin hos det stötupptagande elementet 14, 114, 214 åstadkommer en kontrollerad sammanpressning/kollaps, vilket ökar förutsägbarheten hos dess uppträdande. De i ett stycke gjutna stötupptagande elementen 14, 114, 214 och basplattan 12 kan underlätta tillverkningsoperationer. Det stötupptagande skiktet 10 kan vara optimerat för en speciell tillämpning genom fördelning av de stötupptagande elementen på basplattan 12 och dimensionering av de individuella stötupptagande elementen 14, 114, 214, vilka kan eller inte behöver ha samma storlek och kan eller inte behöver ha samma konfiguration.

[0054] De ovan beskrivna utföringsformerna av uppfinningen är avsedda att vara exempel. En fackman på området kommer därför att inse att ovanstående beskrivning endast är illustrerande, och att olika alternativa konfigurationer och modifikationer kan genomföras utan avvikelse från omfattningen av föreliggande uppfinning. Föreliggande uppfinning är följaktligen avsedd att inbegripa samtliga sådana alternativa konfigurationer, modifikationer och varianter som faller inom omfånget av bifogade patentkrav.

Claims (13)

1. Stötupptagande skikt (10) för en hjälm (8), kännetecknat av : en basplatta (12); och ett flertal på avstånd anordnade stötupptagande element (14), vilka är arrangerade på basplattan och inbördes förbundna endast därigenom, varvid varje stötupptagande element (14) är oberoende och elastiskt sammanpressbart för att åtminstone delvis uppta en stötlast på hjälmen, varvid de stötupptagande elementen (14) är ihåliga och avgränsar en sluten omkretsvägg (22) som sträcker sig uppåt från basplattan till en öppen övre ände (32) vilken är dimensionerad för att orsaka obetydlig minskning avfluidflöde som utträder från det stötupptagande elementet, varvid den slutna omkretsväggen (22) hos varje stötupptagande element innefattar åtminstone en väggsektion, varvid varje väggsektion uppvisar: ett första parti (18) uppvisande motsatta inre och yttre ytor (24, 28) vilka var och en har formen av en stympad avsmalnande del, och ett andra parti (20) som sträcker sig uppåt från det första partiet och är format i ett stycke med detta, varvid det andra partiet uppvisar motsatta inre och yttre ytor (26, 30) vilka var och en har formen av en stympad avsmalnande del, varvid de inre ytorna (24, 26) hos de första och andra partierna (18, 20) är inbördes förbundna genom relativt radiellt större ändar hos deras respektive stympade avsmalnande delar för att avgränsa en inre vinkel (©i ) mindre än 180 grader mellan de inre ytorna (24, 26) hos de första och andra partierna, och varvid de yttre ytorna (28, 30) hos de första och andra partierna är inbördes förbundna genom relativt radiellt större ändar hos deras respektive stympade avsmalnande delar för att avgränsa en yttre vinkel (0O ) större än 180 grader mellan de yttre ytorna (28, 30) hos de första och andra partierna.

2. Stötupptagande skikt enligt krav 1, varvid varje stötupptagande element (14) är ett primärt stötupptagande element (16), och vidare uppvisande ett sekundärt stötupptagande element (40) som oberoende sträcker sig uppåt från basplattan (12) och är arrangerat inom den slutna omkretsväggen (22) hos varje primärt stötupptagande element (16), varvid de sekundära stötupptagande elementen (40) är oberoende sammanpressbara.

3. Stötupptagande skikt enligt krav 2, varvid det sekundära elementet (40) är ihåligt och har ett cirkulärt tvärsnitt.

4. Stötupptagande skikt enligt krav 2, varvid de sekundära stötupptagande elementen (40) har en mindre höjd bort från basplattan än höjden hos de primära stötupptagande elementen (16).

5. Stötupptagande skikt enligt krav 1, varvid de yttre ytorna (28, 30) hos de första och andra partierna och de inre ytorna (24, 26) hos de första och andra partierna är orienterade relativt varandra så att elementet innefattar ett kontinuerligt rörformigt materialparti som sträcker sig från basplattan (12) till den öppna änden när det stötupptagande elementet (14) är osammanpressat.

6. Stötupptagande skikt enligt krav 1, varvid de stötupptagande elementen (14) innefattar ett brätte (36) som sträcker sig runt och radiellt från den öppna änden (32) av den slutna omkretsväggen (22).

7. Stötupptagande skikt enligt krav 1, varvid varje stötupptagande element (14) innefattar ett flertal flänsar (146) som sträcker sig åtminstone åt det ena av radiellt utåt och radiellt inåt från den slutna omkretsväggen (22), varvid flänsarna (146) sträcker sig från basplattan till den öppna övre änden (32).

8. Stötupptagande skikt enligt krav 1, varvid varje stötupptagande element har en enda av nämnda väggsektioner, varvid det första partiet (18) hos väggsektionen sträcker sig uppåt från basplattan (12) och det andra partiet (20) hos väggsektionen avgränsar den öppna övre änden av det stötupptagande elementet (14).

9. Stötupptagande skikt enligt krav 1, varvid varje stötupptagande element (214) har åtminstone två av nämnda väggsektioner med en första av sektionerna sträckande sig uppåt från basplattan och en andra av sektionerna sträckande sig uppåt från den första av sektionerna och avgränsande den öppna övre änden (232), varvid de inre ytor som är intilliggande av de inre ytorna hos de första och andra sektionerna är inbördes förbundna genom radiellt relativt mindre ändar hos deras respektive stympade avsmalnande delar, och varvid de yttre ytor som är intilliggande av de yttre ytorna hos de första och andra sektionerna är inbördes förbundna genom radiellt relativt mindre ändar hos deras respektive stympade avsmalnande delar.

10. Stötupptagande skikt enligt krav 1, varvid varje stötupptagande element har en höjd avgränsad från basplattan till den öppna övre änden och en maximal bredd avgränsad vid förbindningen mellan de första och andra partierna av väggsektionen, varvid höjden är åtminstone lika med den maximala bredden.

11. Stötupptagande skikt enligt krav 1, varvid de inre (24, 26) och yttre (28, 30) ytorna var och en har en stympad konisk form.

12. Skyddshjälm (8) innefattande ett yttre hölje (13) och ett stötupptagande skikt (10) enligt något av krav 1-11.

13. Skyddshjälm enligt krav 12, varvid skyddshjälmen (8) är en sporthjälm.