КОРПУС ЗАЩИТНОЙ КАСКИ
BODY OF PROTECTIVE HELMET

Данное изобретение относится к средствам защиты верхней части головы человека от повреждений падающими предметами, от воздействия влаги, электрического тока, брызг металла и т.д.
Защитная каска в большинстве случаев предназначена для защиты головы человека от падающих сверху предметов. Особенно уязвима, согласно п. 6.7.3. ГОСТ Р 12.4.207-99 "Система стандартов безопасности труда. КАСКИ ЗАЩИТНЫЕ", зона внутри круга радиусом 50 мм с центром в вершине каски.
Известна защитная каска по патенту №2310354, содержащая корпус с козырьком в передней части и с карманами внутри корпуса для крепления к нему наголовника, основной пояс жесткости с водоотливом в виде расположенной с задней и боковых частей корпуса канавки, верхнюю куполообразную часть с продольными симметрично расположенными снаружи ребрами жесткости, плавно сопряженными с передней, боковыми и задней частями корпуса, при этом ребра жесткости имеют закругления в передней и задней частях в сторону основного пояса жесткости, в которой корпус выполнен с дополнительным поясом жесткости, образованным наклонно расположенной стенкой корпуса в его нижней части и вертикальной стенкой основного пояса жесткости, передняя, задняя и боковые части корпуса во фронтальных проекциях корпуса на участках между основным поясом жесткости и куполообразной верхней частью имеют наклонные прямолинейные стенки, соединенные линиями перехода с наклонной стенкой дополнительного пояса жесткости, при этом в поперечном сечении дополнительный и основной пояса жесткости имеют U-образную форму. Наклонные прямолинейные стенки корпуса расположены под углом α=7÷13° к вертикали.
Недостатком известной каски является увеличение размера каски за счет создания дополнительного пояса жесткости в нижней части каски, который одновременно препятствует скольжению предметов по поверхности каски, и слабая защита зоны внутри круга радиусом 50 мм с центром в вершине каски и наличие плоскостей, препятствующих скольжению предметов по поверхности каски при падении сверху (дополнительный пояс жесткости и сопряжение куполообразной верхней части с боковой частью корпуса).
Известна защитная каска по патенту РФ №2184471, содержащая корпус, представляющий собой купол в виде отсеченной верхней половины эллипсоида со срезанной плоскостью лобовой частью, имеющий продольное плоское ребро жесткости, и внутреннюю оснастку, в которой ребро жесткости в затылочной части раздваивается, образуя трехосный опорный силовой каркас с центром в вершине купола, опирающийся на места крепления внутренней оснастки к корпусу каски, при этом форма ребер жесткости задается эллипсовидными контурами на боковых поверхностях и полуэллипсовидным - в затылочной части.
Недостатком известной каски является увеличение размера каски за счет создания эллипсоидов по бокам, слабая защита зоны внутри круга радиусом 50 мм с центром в вершине каски и наличие плоскостей (ребер эллипсоидов), перпендикулярных падающим сверху предметам.
Известен корпус защитной каски из патента РФ №80730 на полезную модель, содержащий основание и снабженный ребром жесткости купол, имеющий на поверхности элемент для амортизации удара, отличающийся тем, что элемент для амортизации удара охватывает затылочную и боковые части купола и выполнен ступенчатым изгибом затылочной и боковых частей купола, расположенным наклонно в направлении от середины затылочной части к основанию, при этом толщина плоской части изгиба меньше толщины купола.
Недостатком известной каски является увеличение размера каски в сторону затылочной части за счет формирования элемента для амортизации удара, ступенчатый изгиб с уменьшением толщины плоской части приводит к появлению слабо защищенной зоны каски от вертикально падающих предметов как в вертикальном положении каски, так и при наклоне, а также слабая защита зоны внутри круга радиусом 50 мм с центром в вершине каски.
Из уровня техники известен также корпус защитной каски, описанный в патенте №2311863 на изобретение, содержащий купол с продольным ребром жесткости, имеющий элементы для амортизации удара, при этом элементы для амортизации удара выполнены в виде пазов, расположенных на внутренней поверхности купола с обеих сторон ребра жесткости с уменьшением толщины купола в них, при этом внутренние стороны пазов плавно переходят в ребро жесткости, а глубина пазов при приближении к основанию купола сходит на нет. Ширина пазов составляет 4-6 мм.
Однако известная конструкция корпуса обладает недостаточной защитой затылочной части при наклоне головы и слабая защита зоны внутри круга радиусом 50 мм с центром в вершине каски.
Описанные выше конструкции корпусов защитных касок существенно отличаются от заявленной.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции корпуса каски с увеличением его защитной функции за счет дополнительного введения к нижнему (основному) поясу жесткости двухступенчатого продольного защитного пояса, а также минимизация объема каски за счет выполнения корпуса защитной каски в виде геометрической фигуры, повторяющей геометрию верхней части головы с учетом установленных допусков.
Указанная задача достигается тем, что корпус защитной каски содержит верхнюю куполообразную часть с козырьком в передней части, места крепления внутренней оснастки к корпусу каски, основной пояс жесткости и двухступенчатый продольный защитный пояс для защиты от удара в верхнюю и заднюю части каски, при этом первая (нижняя) жесткая ступень защитного пояса выполнена в виде опирающейся в передней и затылочной частях корпуса на основной пояс жесткости продольной полосы, расположенной между местами крепления внутренней оснастки в передней и затылочной частях каски к корпусу каски и ограниченной с каждой стороны формообразующим ребром жесткости, вторая (верхняя) демпфирующая ступень защитного пояса выполнена в виде опирающегося в затылочной части корпуса на основной пояс жесткости и сужающегося к передней части корпуса лепестка, причем на первую (нижнюю) ступень лепесток опирается через формообразующее ребро жесткости, а ширина ступени не выходит за пределы круга радиусом 50 мм с центром в вершине каски, в котором расположена зона, наиболее подверженная попаданию падающих предметов, и приближена к его диаметру.
Для достижения поставленной задачи целесообразно первую ступень защитного пояса выполнять переменного сечения с плавным уменьшением толщины в направлении к формообразующим ребрам жесткости и основному поясу жесткости, причем наибольшую толщину полосы выбирают на 0,8-1,5 мм больше толщины корпуса, а наименьшую толщину полосы - не меньше толщины самого корпуса.
Желательно, чтобы толщина второй ступени защитного корпуса, по крайней мере, в месте расположения круга радиусом 50 мм с центром в вершине каски была на 0,8-1,5 мм больше толщины первой (нижней) ступени, а толщина остальной части лепестка (свободной от круга радиусом 50 мм) не меньше толщины первой ступени; а сечение полосы защитного пояса было близко к сферической форме.
Желательно также, чтобы корпус защитной каски был выполнен в виде геометрической фигуры, повторяющей геометрию верхней части головы по ГОСТ Р 12.4.207-99 и ЕН 960-94 с учетом установленных допусков; формообразующие ступени защитного пояса ребра жесткости были выполнены наклонными; толщина формообразующих ребер была не меньше самой меньшей толщины соответствующей ступени; соотношение осей корпуса каски должно определяться по большему размеру и для размера 62 должно составлять 1,3:1,6:1, соответственно, ширина, длина и высота корпуса.
Сужающаяся часть лепестка может быть выполнена с закруглением; с внутренней части корпуса каски могут быть выполнены адаптеры для крепления наушников и/или защитного экрана; а пояс жесткости может быть выполнен с водоотливом в виде расположенной в затылочной и боковых частях корпуса канавки.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена защитная каска, вид сбоку, разрез; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.3 - вид сзади, разрез; на фиг.4 - объемное изображение защитной каски.
Корпус каски содержит верхнюю куполообразную часть 1 с козырьком 2 в передней части 3, места крепления внутренней оснастки к корпусу каски, нижний (основной) пояс жесткости 4 с водоотливом в виде расположенной в затылочной 5 и боковых частях 6 корпуса канавки 7.
С целью защиты головы человека от удара в верхней и задней частях каски купол корпуса каски снабжен двухступенчатым продольным защитным поясом, состоящим из первой (нижней) жесткой ступени 8 и второй (верхней) демпфирующей ступени 9.
Первая (нижняя) жесткая ступень защитного пояса выполнена в виде опирающейся в передней и затылочной частях корпуса на основной пояс жесткости продольной полосы, расположенной между местами крепления внутренней оснастки в передней и затылочной частях каски к корпусу каски 10 и 11, соответственно, и ограниченной с каждой стороны формообразующим ребром жесткости 12 и 13. Сечение полосы защитного пояса близко к сферической форме.
Вторая (верхняя) демпфирующая ступень защитного пояса выполнена в виде опирающегося в затылочной части корпуса на основной пояс жесткости и сужающегося к передней части корпуса лепестка, при этом на первую (нижнюю) жесткую ступень демпфирующая ступень опирается через формообразующее ребро жесткости 14, причем ширина второй ступени не выходит за пределы круга радиусом 50 мм с центом в вершине каски, в котором расположена зона, наиболее подверженная попаданию падающих предметов, и приближена к его диаметру. Зона, наиболее подверженная попаданию падающих предметов, определена п.6.7.3 ГОСТа Р 12.4.207-99 "Каски защитные. Общие технические требования. Методы испытаний". Сужающаяся часть лепестка выполнена с закруглением. Верхняя ступень защитного пояса за счет его наклонных стенок, организованных в трех направлениях, демпфирует удар за счет гибкой деформации.
Первая (нижняя) ступень защитного пояса выполнена переменного сечения с плавным уменьшением толщины в направлении к формообразующим ребрам жесткости 12 и 13 и основному поясу жесткости 4, причем наибольшая толщина полосы на 0,8-1,5 мм больше толщины корпуса, а наименьшая толщина полосы не меньше толщины самого корпуса.
Толщина второй (верхней) демпфирующей ступени защитного корпуса, по крайней мере, в месте расположения круга радиусом 50 мм с центром в вершине каски (зоны, наиболее подверженной попаданию падающих предметов) определена на 0,8-1,5 мм больше толщины первой жесткой ступени, а толщина остальной части лепестка (свободной от круга радиусом 50 мм) не меньше толщины указанной первой ступени.
Для минимизации объема каски корпус защитной каски выполнен в виде геометрической фигуры, повторяющей геометрию верхней части головы по ГОСТ Р 12.4.207-99 "Каски защитные. Общие технические требования. Методы испытаний" и европейскому стандарту ЕН 960-94 "Макеты головы для испытания защитных касок" с учетом установленных допусков. Ширина, длина и высота корпуса зависят от диапазона размеров защитной каски и определяются по наибольшему размеру диапазона. Так, для диапазона размера 54-62 ширина, длина и высота корпуса определяется по 62 размеру и соотношение осей составляет 1,3:1,6:1 соответственно.
Для увеличения защитной функции корпуса формообразующие ступени защитного пояса ребра жесткости выполнены наклонными (фиг.3), а их толщина не меньше самой меньшей толщины соответствующей ступени.
С внутренней части корпуса каски выполнены адаптеры для крепления наушников и/или защитного экрана.
Работает защитная каска следующим образом. При ударе тяжелым предметом по верхней части корпуса нагрузка передается и гасится каждой ступенью защитного пояса и основным поясом жесткости, при этом нагрузка перераспределяется между поясами (двухступенчатым продольным защитным поясом и основным поясом жесткости), а затем более равномерно передается на расположенный внутри корпуса наголовник (не показано) и через него - на голову человека. В результате перераспределения нагрузки уменьшается концентрация силы удара, что повышает защитные качества каски и ее надежность.