本發(fā)明涉及一種多材料防護頭盔以及制造這種頭盔的方法。

背景技術：

防護頭盔必須既輕巧又緊湊，以保證使用者的舒適性。它們還必須適于吸收沖擊和保護用戶。幾種類型的材料可用于制造滿足這些要求的頭盔，特別是發(fā)泡聚苯乙烯和發(fā)泡聚丙烯。

申請人以商標銷售的頭盔包括由發(fā)泡聚苯乙烯制成的冠部。由于這種材料是脆弱的，冠部有利地被保護殼覆蓋以保證良好的沖擊吸收，而且還防止劃傷。這導致這種頭盔相對較重，雖然它是緊湊的。

由申請人以商標銷售的頭盔具有由膨脹聚丙烯制成的整體結構。這種防護頭盔是市場上最輕的頭盔之一，但呈現(xiàn)出體積龐大的缺點。膨脹聚丙烯事實上吸收沖擊不如膨脹聚苯乙烯好，這意味著冠部因此必須具有更大的厚度以實現(xiàn)相同的沖擊吸收水平。另一方面，膨脹聚丙烯稍微柔軟，因此比膨脹聚苯乙烯更不易碎，并且這種頭盔的冠部因此不必由保護外殼覆蓋以防止破損和劃傷。

頭盔的緊湊性及其重量是影響使用者選擇的標準，因此需要提供一種具有這些特征同時保證良好的沖擊吸收的頭盔。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于提供一種輕質且緊湊的防護頭盔，同時在碰撞的情況下正確地保護使用者。

為此目的，防護頭盔包括：

冠部，包括：

由膨脹聚丙烯制成的在其頂部部分上限定了通孔的主要部分，

填充所述通孔的沖擊吸收部分，

熱成型外殼，其固定到主要部分的頂部部分并完全覆蓋通孔，

沖擊吸收部分與主要部分機械連接，并與外殼化學結合，使得主要部分、沖擊吸收部分和外殼牢固地結合在一起。

根據(jù)本發(fā)明的一個特征，外殼可以有利地由防刺穿材料制成。后者可以例如選自聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚乙烯、玻璃纖維、碳纖維或聚(對苯二甲酰對苯二胺)纖維。

就其本身而言，沖擊吸收部分可以由發(fā)泡聚苯乙烯制成。

根據(jù)一個實施例，通孔的內壁可以是傾斜的(bevelled)，使得通孔在冠部的外表面上的橫截面小于在內表面上的橫截面。在這種情況下，外殼可以有利地大于通孔的外橫截面，以便防止沖擊吸收部分朝向防護頭盔的內部移動。

根據(jù)替代實施例，通孔的內壁可以被倒角。

本發(fā)明還涉及用于制造具有上述特征的防護頭盔的方法。

該方法包括以下步驟：

·提供在其頂部部分上包括通孔的主要部分，

·提供完全覆蓋主要部分的通孔的外殼，

·將外殼放置在通孔上，以完全覆蓋通孔，

·用設計成形成沖擊吸收部分的材料填充所述通孔，使得所述材料與所述通孔的內壁和所述外殼接觸，以形成與所述主要部分的機械連接和與外殼的化學結合。

根據(jù)該方法的特定實施例，可以通過注射執(zhí)行孔填充步驟。還可以添加在外殼的內表面上沉積膠的附加步驟，以便將外殼粘附到主要部分上和沖擊吸收部分上。

附圖說明

通過僅為非限制性示例目的給出并且在附圖中表示的本發(fā)明的具體實施例的以下描述，其它優(yōu)點和特征將變得更加清楚，其中：

-圖1以示意性方式示出了根據(jù)第一實施例的防護頭盔的概況，

-圖2和圖3呈現(xiàn)了根據(jù)兩個可能的替代實施例的防護頭盔的橫截面圖。

具體實施方式

希望實現(xiàn)既輕質又緊湊的頭盔的技術人員可以使用申請人銷售的和頭盔，并試圖修改其結構。

為了使頭盔更加緊湊，首先，簡單地，用于形成冠部的材料的量需要被限制。然而這對沖擊吸收能力是有害的。因此，為了克服這個問題，可以考慮的是外殼可以添加到冠部上。然而這是不可能的，因為用于形成冠部的膨脹聚丙烯是化學惰性的，這防止了在冠部和附加部分之間形成化學鍵。

為了使頭盔更輕，一種解決方案可以是減小外殼的尺寸，以僅保持最受沖擊的部分，即頂部部分。然而，重量增益仍然是最小的，因為與冠部的體積相比，由外殼占據(jù)的體積是可忽略的。因此，這種修改不能提供令人滿意的結果。

為了示例的目的，在附圖中示出了所提出的能夠實現(xiàn)緊湊且輕質的頭盔的解決方案。

圖1示出了包括由兩個部分制成的冠部2的防護頭盔1：包括有利地在其頂部部分上通孔的孔的主要部分2a和位于主要部分2a的孔中的沖擊吸收部分2b，如將進一步看到的。冠部2的頂部部分由覆蓋形成在主要部分2a中的孔的外殼3覆蓋。

防護頭盔1還包括可通過調節(jié)環(huán)5調節(jié)的后頭帶4a、前頭帶4b和下顎帶4c，該調節(jié)環(huán)5能夠打開和關閉以便使用者能夠放置和移除防護頭盔1。

防護頭盔1可以包括容納在冠部2內部并且直接與使用者的頭部接觸的泡沫襯墊(未示出)。冠部2還可以設置有被設計成提高使用者舒適性的通氣孔(未示出)。

外殼3覆蓋冠部2的頂部部分。外殼3由具有非常強的耐沖擊性和良好的耐老化性的材料制成。有利的是用這種類型的材料防護頭盔的頂部部分，因為它是最可能受到?jīng)_擊并因此最快速老化的部分。另一方面，在頭盔的側向部分上，添加外殼是不太感興趣的，因為這些區(qū)域不太可能受到?jīng)_擊。因此，將外殼3僅放置在頭盔的頂部部分上因而能夠顯著地限制重量，然而不會對用戶的安全造成不利影響。

外殼3例如由聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚乙烯、玻璃纖維、碳纖維，或商標為或的聚(對苯二甲酰對苯二胺)纖維制成。這些材料非常堅固并且與膨脹聚丙烯相比提供改進的耐沖擊性。與結構相同但完全被外殼覆蓋的頭盔(例如頭盔)相比，僅將外殼3放置在冠部2的頂部部分上能夠實現(xiàn)約30％的重量減輕。

為了保證防護頭盔1的輕重量，冠部2的主要部分2a有利地由膨脹聚丙烯制成，其方式類似于頭盔，但是與現(xiàn)有技術頭盔相比使用較小的材料厚度。

為了形成輕質、非常堅固并且在沖擊的情況下確保良好的能量吸收的攀巖頭盔，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，外殼3必須通過不同于膨脹聚丙烯的中間元件牢固地結合到冠部2的主要部分2a。該中間元件由填充孔的沖擊吸收部分2b形成。

該沖擊吸收部分2b布置在頭盔的頂部部分，在形成于發(fā)泡聚丙烯中的孔的內部。沖擊吸收部分2b由鑄件通過模制而形成，以填充存在于冠部2的主要部分2a中的孔，從而重新密封冠部。以這種方式，冠部2是整體的，并且在頂部部分和也稱為主要部分2a的周邊區(qū)域之間呈現(xiàn)不同的機械性能。沖擊吸收部分2b的厚度小于頭盔的頂部部分的厚度，使得防護頭盔1比現(xiàn)有技術緊湊得多。

沖擊吸收部分2b還由體積質量密度接近于膨脹聚丙烯的體積質量密度并且大幅低于外殼3的體積質量密度的材料制成，以便不使頭盔1比現(xiàn)有技術中對由膨脹聚丙烯專門制成的冠部實現(xiàn)的頭盔重。沖擊吸收部分2b由在受到?jīng)_擊時呈現(xiàn)良好地吸能性質的材料制成，以便向用戶傳遞較小的力并且提高用戶的防護和舒適性。

可觀察到，當在主要部分2a和沖擊吸收部分2b之間進行機械連接而不是化學結合時，增強了防護頭盔的強度。

根據(jù)有利的實施例，形成在冠部2的主要部分2a中并由沖擊吸收部分2b填充的孔被構造成防止沖擊吸收部分2b在孔內旋轉，這種旋轉會加速摩擦區(qū)域中的老化。

還有利的是，在冠部2的主要部分2a中形成的并且被沖擊吸收部分2b填充的孔被構造成防止沖擊吸收部分2b在垂直于頭盔的頂部部分的方向上的平移，即具有使得沖擊吸收部分2b相對于冠部2的其余部分可移除的構造。

孔的形狀可以具有一個或多個突出區(qū)域，以便防止沖擊吸收部分相對于冠部的其余部分平移和/或旋轉。這種類型的實施例在圖2中示出。通孔的內壁可以被倒角，使得主要部分2a和沖擊吸收部分2b之間的機械連接防止沖擊吸收部分2b朝向冠部2的內部和外部兩者的移動。在這種情況下，外殼3可以具有與通孔的形狀和尺寸相同的形狀和尺寸，以便在不壓在主要部分2a上的情況下覆蓋通孔。然而，為了滿足安全和/或美學要求，外殼3可以非常容易地占據(jù)冠部2的外部的更大的表面。

通孔的內壁可以具有其它形狀，唯一的要求是防止沖擊吸收部分的移動。任何形式的陽/陰型能夠在主要部分2a和沖擊吸收部分2c之間進行機械連接，并且因此被構造成實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的防護頭盔1。

根據(jù)在圖3中示意性地示出的替代實施例，可以通過與固定到外殼3的沖擊吸收部分協(xié)作的孔的形狀來防止旋轉和/或平移。在這種情況下，外殼3延伸超過沖擊吸收部分2b，即，到冠部2的主區(qū)域2a的外部上。具體來說，通孔的內壁可以是傾斜的(bevelled)，以便防止沖擊吸收部分2b朝向冠部2的外部移動。因此，通孔的內壁被切割成使得孔在冠部2的外表面上的橫截面小于在內表面上的橫截面。為了防止沖擊吸收部分2b朝向冠部2的內部移動，外殼3具有有利地大于主要部分2a的孔的橫截面的橫截面，以便壓在后者上。如將進一步看到的，將沖擊吸收部2b和外殼3化學結合以防止沖擊吸收部分2b朝向冠部2的內部的任何平移也是有利的。

已經(jīng)觀察到的是，在沖擊的情況下，通過借助沖擊吸收部分2b的優(yōu)選方式緩沖沖擊，使用未化學結合到膨脹聚丙烯冠部2的主要部分的外殼3能夠更好地分散能量。與期望相反，該實施例似乎提供比將外殼3直接結合到冠部2的其余部分上更好的性能。

然而，由于外殼3具有小的厚度，例如小于2mm，需要在沖擊吸收部2b和外殼3之間進行化學粘合。外殼3化學固定到?jīng)_擊吸收部分2b，并且它通過存在于沖擊吸收部分2b和冠部的主要部分2a之間的機械連接而固定到冠部2的其余部分。

然而，作為變型，也可以僅在某些點處將外殼3粘在冠部2上。

外殼3與沖擊吸收部分2b的結合以形成頭盔的頂部部分是特別有利的，因為這使得能夠生產(chǎn)具有與現(xiàn)有技術的頭盔相同的沖擊吸收性能的頭盔，同時更加緊湊和輕質。該結合還使得可以使冠部2的頂部部分變薄。

為了制造包含剛剛提到的特征的防護頭盔1，首先必須提供在頂部部分的水平處設置孔的主要部分2a，該孔至少開放到冠部2的外表面上。主要部分2a可以有利地通過注射模制。通孔可以通過兩種不同的方式實現(xiàn)，即通過包括通孔的模具，或者通過在主要部分2a從模具中取出之后對主要部分2a進行鉆孔。

根據(jù)所使用的材料的類型，外殼3通過注射或熱成型來成型。外殼3的形狀有利地選擇為緊密地配合冠部2的外部部分，特別是完全覆蓋在主要部分2a中形成的通孔。

外殼3然后抵靠冠部2的外部放置，在它于制造方法的結束時必須具有的最終位置處，即完全覆蓋通孔和可能壓在冠部2的主要部分2a上。

根據(jù)第一實施例，然后孔被膨脹聚丙烯完全填充以形成沖擊吸收部分2b。材料被插入以便與孔的內壁接觸，以形成與主要部分2a的機械連接。調節(jié)材料的量，使得沖擊吸收部分2b的厚度與主要部分2a的厚度相同。因此，冠部2具有均勻的厚度，這使得其能夠以舒適的方式使用。

當沖擊吸收部分2b和外殼3接觸時，在外殼3的材料和膨脹聚丙烯之間發(fā)生化學反應，使得這兩個部分彼此化學結合。

由膨脹聚丙烯填充孔可以通過注射進行。如果孔是通孔，則優(yōu)選地從冠部2的內部填充它，因為外殼3在冠部2的外表面上覆蓋孔。

根據(jù)替代實施例，沖擊吸收部分2b可以通過在模具中注射形成，然后插入孔中?？赡苄枰獜娭撇迦朐摬糠?，特別是如果孔的內壁被倒角時。

如果必要的話，膠層可以應用到設計為與冠部2的外表面接觸的外殼3的壁。這改善了沖擊吸收部分2b與外殼3之間的化學結合。