NO800916L - Armert sjokkmotstandsdyktig plastkonstruksjon - Google Patents

Description

i i I Foreliggende oppfinnelse vedrører en armert sjokkmotstandsdyktig plastkonstruksjon og en fremgangsmåte for dennes fremstilling .

Konstruksjonen vil heretter for enkelhets skyld bli referert til som en armert, sjokkmotstandsdyktig plastkonstruksjon laget med sjikt av forsterkende tekstilmaterialer.

Konstruksjoner av denne type finner anvendelse på mange felter,, eksempelvis tanker med sikker sjokkbeskyttende foring, karosseri-deler for kjøretøyer og spesielt beskyttelseshjeimer for bruk i sport, arbeid eller lignende anvendelser. Slike konstruksjoner

må være i stand til å motstå og absorbere sjokk i tilfelle av støt, .spesielt ved slag.

Når det gjelder fremstilling av beskyttelseshjelmer, et felt hvor oppfinnelsen har spesiell, men ikke eksklusiv anvendelse,

må hjelmene være i stand til å virke tilfredsstillende ved. støt, spesielt ved penetrasjon av fremmedlegemer for således i så stor grad som mulig å ivareta brukerens sikkerhet. Slike hjelmer må naturligvis være i stand til å motstå gjentatte sjokk med lik kraft som ikke overskrider en fastsatt grense. På

grunn av sin spesielle bruk må hjelmene, ved siden av å ha en sterk konstruksjon, være lette og hensiktsmessige å bruke.

D.er.for blir de gjerne laget av en blanding av plast og armerende

tekstilmateriale. Varmebestandig polikarbon termoplastmateriale med armerende tekstilmateriale er velegnet. Nevnte armerende tekstilmateriale lages av naturlige, kunstige eller syntetiske fibre, inklusive glassfibre som er sammenfiltret på samme karakteristiske "renning og vev"-måte som tekstiler er.

Sjokkmotstandsdyktige konstruksjoner armert med denne type be-' skyttelsesmateriale, dvs. renning og vev, medfører noen ulemper fordi de ikke gir nødvendig beskyttelse og materialhelhet mot gjentatte støt fordi konstruksjonen lett utsettes for slitasje, lett mister sin beskyttende funksjon, spesielt når den utsettes for gjentatte slag på samme sted. De tidligere kjente sjokkmotstandsdyktige konstruksjoner er også utsatt for et fenomen ivanligvis kalt delaminering, dvs. at avflakning eller delamine-j ;ring skjer fordi styrke og elastisitet varierer i samme kon- j struksjon i retninger forskjellig fra retningen for renning og vev som utgjør avstivningen. Med andre ord, styrken og elastisiteten minsker raskt med økende vinkel mellom f i lamen tenes-retning og retningen av støtet.

Denne ulempe er enda mere fremherskende i tilfelle av beskyttelseshjelmer på grunn av deres fremherskende avrundede form, samt på grunn av at støtkreftene som utøves på hjelmens overflate ikke blir møtt med en elastisk motkraft fra den armerte konstruksjon. Dette skyldes den betydelige forskjell mellom retningen

av renning- og vevfilamentene sammenlignet med støtkraften.

Videre vil hjelmens beskyttende konstruksjon ved støt sprekke

med en flakdannende virkning som progressivt nøytraliserer dens elastisitet og således ødelegger nevnte konstruksjon helt inn

i sjiktene av■armerende tekstilmateriale.

Det er oppfinnelsens hensikt å nøytralisere denne og andre ulemper og tilveiebringe en sterk piastkonstruksjon som benytter armerende tekstilmaterialer og som ved gjentatte slag innen en nærmere fastsatt intensitetsgrense vil reagere elastisk uten oppsprekking, spesielt uten fiakdannelse mellom sjiktene i den beskyttende konstruksjon.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en spesiell type armerende tekstilkonstruksjon som vil gi konstant motstand mot dynamisk påvirkning fra alle retninger; dvs. at styrken

av slaget fordeles langs støtflaten omvendt proporsjonalt med avstanden fra støtpunktet slik at det dannes en konsentrisk fordeling av spenningene som slaget forårsaker.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en sjokkmotstandsdyktig avstivning, spesielt for hjelmer, som er lett å fremstille lett av vekt og oppbygget i henhold til kjente sikkerhetsrammer, og som for samme tykkelse har elastisitet og fordelaktige reaksjoner på alle forjner for støt, selv av betydelig styrke.

Den sjokkmotstandsdyktige konstruksjon ifølge foreliggende opp-.

finnelse er laget av plast med en innlemmet armerende tekstil-ramme og karakteriseres ved at i det minste eii del av armeringen er laget av et jersey-materiale (tricot) i et nettmønster e.1. slik at trådene av det armerende tekstilmateriale på settbg vis " forløper motsatt vevemønsteret for selve tekstilarmeringen.

Dette konsept kan i praksis benyttes på mange måter avhengig

av behov og bruk. Eksempelvis gis tricoten en egnet spenning for å forankre den sikkert til plastsjiktet med forønsket forspenning. Videre kan forspenningen mellom de enkelte tekstil-armeringselementer i avstivningen varieres for å gi en ramme hvor overlappende tekstilsjikt har forskjellig forspenning for . å gi det forønskede resultat.

Videre kan det motstandsdyktige tekstilmateriale som utgjør avstivningen ha forskjellig karakteristikk både fra ét fysisk synspunkt (eksempelvis dimensjoner og lay-put av tricoten og filamentene) og fra et kjemisk synspunkt (bruk av naturfibre og/eller filamenter, kunstige fibre, syntetiske materialer så

som glassfiber etc).

I en utførelse ifølge oppfinnelsen for fremstilling av kapsler

og beskyttende hjelmer, kan tricoten og/eller nettavstivningen bestå av flere rørformede overlappende elementer som er lukket i den ene ende for å danne hetter. Disse hetter er innrettet til å overlappe slik at de danner skjøter som f.eks. er sydd sammen for å gi en avstivning som er i stand til å motstå betydelige spenninger. I en ytterligere utførelse av oppfinnelsen består tekstilavstivningen av et eller flere på hverandre følgende elementer, av hvilke hvert består av en vevet hette eller nett anordnet i spiralform. Nevnte overlappende hetter er innrettet til å gi sentrale soner som er forskjøvet i forhold til hverandre slik at de danner en polygonal kontur.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til de utførelseseksempler som er vist på tegningen.

Fig. 1 og 2 er perspektiviske skisser av hjelmer konstruert i ^henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

I

!Fig. 3 er en detalj fra fig. 1 vist i snitt i større målestokk.<j>

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil lett kunne forstås under henvisning til de konstruksjonsegenskaper som er vist på ovennevnte tegninger.

Hjelmen vist på fig. 1 består av en kappe A fremstilt av en egnet type plast, eksempelvis termoplast eller.varmemotstands-dyktig herdeplast tilveiebragt ved hjelp av verktøy som er formet til å gi de nødvendige profiler. I dette spesielle tilfelle er det fremre parti av hjelmen A forsynt med en åpning Al hvis kant A2 danner en hylle innrettet til å huse et gjennom-siktig visir som ikke er vist på ovennevnte tegninger. Åpningen Al tilveiebringes etter støpeoperasjonen av kapselen A ved stansing eller en lignende fremgangsmåte.

Det skal nå som eksempel beskrives de forskjellige fremstillings-trinn fcr kapselen A ved bruk av et verktøy som består av to separate deler, dvs. en første eller hanndel av verktøyet som med et visst spillerom passer inn i hulrommet i det andre eller hunnelementet.. Hannelementet av verktøyet (som gir den inn-vendige fasong av kappen A) er forsynt med flere hetteelementer Bl, B2 etc. (se fig. 3) slik at det dannes en tekstilavstivning av egnet tykkelse for kappen A.

Ifølge oppfinnelsen består i det minste en del av elementene

B av trieotaktig materiale som danner en rutedelt struktur

som består av flere firkantede, femkantede, sekskantede polygoner.

Idet det vises til fig. 1, oppnås hvert rørformet element ved

å vikle et stykke flatt tricotmateriale til et rør og forbinde de to således overlappende kanter ved hjelp av langsgående sting Cl (eller ved sveising i tilfelle tricotmaterialet består av syntetiske fibre). En av de to endene av det således oppnådde rørformede element lukkes deretter, igjen ved hjelp av sying (eller sveising), for således å få en hette som har en lukket bunn og den andre ende åpen. Forskjellige hetter kan

så settes inn etter tur, slik det tidligere er nevnt, på hann-iverktøyet for å danne en tekstilarmering som består av flere

isjikt, idet de lukkede ender er anbragt på toppen av hannverk- : tøyet med sømmene Cl langs meridianene av dette som vist på

fig. 1. Fra samme figur kan det ses at i denne utførelse er

'de forskjellige hetter anbragt på en slik måte at sømmene Cl

er orientert langs forskjellige meridianer som fortrinnsvis er angulært forskjøvet i forhold til hverandre, idet samme vinkel dannes mellom to påfølgende sømmer. Det vil ses fra fig. 1

at de forskjellige sømmer Cl tilsvarer forskjellige hetter, idet . en hette befinner seg inne i den neste, slik at kun én av sømmene er synlig på utsiden mens de andre ses gjennom en eller flere av hettene som ligger utenpå dem.

Avhengig av de.spesifikke krav, kan hetteelementene B impregneres med plast for å gi egnet klaring mellom sjiktene av tekstil-materialet. Påføring og overlapping av de forskjellige hetter på hannverktøyet utføres ved å utsette i det minste en del av hetteelementene for strekk for å deformere deres kantede struktur av tekstiltricoten. Strekket som utøves i et enkelt hetteelement kan variere gradvis fra den første til den siste hette i av-stivningskonstruksjonen. Den avrundede form av angjeldende hannverktøy gjør at strekket kan utøves jevnt i et hetteelements hele åpning eller omkrets. Strekket kan også lokaliseres til et bestemt parti eller område av åpningen for å danne en eller flere forskjellige strekksoner som orienteres langs en meridian . for kappen A. Eksempelvis kan en sone med forskjellig strekk plasseres i en stilling tilsvarende sømmen Cl. Siden stingene i Cl ved bunnen av tekstilhetten B kan strekke seg stort sett • over kappens A hele topparti, kan sømmene Cl for hettene for-skyves med en vinkel etter meridianene som vist på fig. 1. Det er således mulig å tilveiebringe en sterk konstruksjon hvis. armeringssoner forløper parallelt med kappens A meridianer.

Åpningene av hetteelementene B forankres sikkert til basisen av hannverktøyet for å holde hettene stramme inntil støpeprosessen er over.

Når hetteelementene B er anordnet i riktig rekkefølge, innsettes hannverktøyet i hunnverktøyet og en egnet flytende plast føres jinn i verktøyet for å. amalgamere avstivningen. Denne faste ut-. iføres på vanlig måte, eksempelvis ved innhelling, neddykning, i innsprøyting etc. for å oppnå full penetrasjon av substansen i formhulrommet for således å gi gjenstanden form av en kappe A. Når plasten er stivnet kan kappen A fjernes fra formen og utsettes for vanlige ferdiggjøringsoperasjoner så som gradfjerning, glatting etc. I det spesielle tilfelle av hjelmer blir kappen

A bearbeidet mekanisk for å gi åpningen Al, hull etc. og andre detaljer nødvendig for dens bruk.

På fig. 3 kan man i detalj se et forstørret snitt av kappen A. Fig. 3 viser også forskjellige lag av tricot B2, B3 og B4 som er blitt utsatt for forskjellig strekk for å modifisere deres kantede struktur innlemmet og forankret i plastsubstansen i kappen A. Fig. 2 viser et annet utførelseseksempel på kappen A hvor tekstil-forsterkningen B består av flere lag tekstilmateriale som over-lapper hverandre og som hver består av tricotmateriale med spiralplasséring. I dette tilfelle plasseres de overlappende hetter på hanndelen av formen slik at det sentrale parti C2 av de overlappende hetter er forskutt i forhold til den sentrale sone på en slik måte at sentrene C2 er plassert ved hjørnene av en polygon. Også i dette tilfelle kan i det minste en del av hetteelementene utsettes for et forutbestemt strekk, hvilket strekk kan varieres i forhold til de tilstøtende hetter. For å gi god forankring av tekstilkomponentene som utgjør armeringen B, kan kantene av åpningen i hetteelementene i det minste delvis forsterket eller gjøres tykkere ved kanten av åpningen A3 i kappen A.

Når det spesielt gjelder å tilveiebringe beskyttelseshjelmer

og andre formede konstruksjoner, kan tekstilarmeringen sammen-settes av vevede elementer av nett- eller tricottype formet på en slik måte at de gir den forønskede form. Eksempelvis kan tricoten lages eller formes til stort sett samme form som kappen A som vist på tegningen, dvs. med åpningen Al.

Av det forestående vil det være klart at oppfinnelsens formål er !oppnådd og at det er tilveiebragt en sjokkmotstandsdyktig plast-j-

I

i konstruksjon som er i stand til å motstå kollisjon, og spesielt er i stand til å dempe slag selv i tilfelle av gjentatte sådanne uten å lide av delaminering eller flakdannelse, takket være

dens monolittiske konstruksjon med tekstilarmering B som til-later jevn og Hovedsakelig konsentrisk fordeling av støtkraften.

Videre tilveiebringer oppfinnelsen et markert fremskritt når

det gjelder fremstilling av sjokkmotstandsdyktig armering fordi den ved å forbedre de allerede eksisterende konstruktive egenskaper ved produktet også sikrer stabilitet av produktets fysiske egenskaper slik at det kan fremstilles med automatisk eller semiautomatisk utstyr for således å gi konkurransedyktige priser.

Det vil være klart at oppfinnelsen kan varieres i forhold til de viste utførelseseksempler innen rammen av de påfølgende krav.

Claims (10)

1. Sjokkmotstandsdyktig plastkonstruksjon med armerende avstivning av tekstilmateriale, karakterisert ved at i dét minste en del av det armerende tekstilmateriale er laget av tricot eller et lignende nettmønster.

2. Konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at i det minste noen av tricottekstillagene ér innleiret i plasten under strekk.

3. Konstruksjon ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at tekstilarmeringen er utformet i det minste delvis av tricotaktig nettmateriale som er vevet på en måte for å gi stort sett samme form som konstruksjonen og som er forsterket i det minste langs kantene.

4. Fremgangsmåte for å tilveiebringe en sjokkmotstandsdyktig konstruksjon ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at i det minste et lag av tricotaktig nettmateriale anordnes på ordnet måte på eller i et av elementene av et verktøy, at kantene av tricotmaterialet festes til verktøyelementet, at verktøyelementet derpå innføres i det andre komplementære verktøyelement, og at hulrommet som således dannes mellom elementene fylles med flytende plast for å amalgamere og innlemme laget av tricotaktig lettmateriale. i plasten.

5.. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at forspenning utøves i det minste en del av tekstillagene i armeringen og ved at lagene holdes under strekk mens plasten innføres og inntil denne har herdet.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at et egnet belegg, eksempelvis plast, påføres i det minste noen av tekstillagene for å adskille overlappende, lag fra hverandre.

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 4-6,j karaktérisert ved at et rørformet tekstil ' ■ ■ ' ' ■ '• 'benyttes for den armerende tekstilforsterkning, hvor den ene i ende lukkes ved hjelp av sying, sveising eller lignende midler .og hvor slike rørformede elementer eller hetter anordnes på .verktøyet med deres sømmer forskutt i forhold til hverandre.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 4 - 6, karakterisert ved at spiralformede tricot- tekstilelementer benyttes for tekstilarmeringen.

9,. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 4-8, karakterisert ved at det for tricottekstillagene benyttes tråder som har forskjellige fysiske og kjemiske egenskaper, så som naturlige, kunstige eller syntetiske fibre, etc.

10. Beskyttelseshjelm, karakterisert ved at den omfatter en sjokkmotstandsdyktig konstruksjon som er forsynt med en tekstilarmering ifølge et av kravene 1-3 og som er utført ifølge fremgangsmåten beskrevet i et ay kravene 4-9.