ЗАЩИТНАЯ КАСКА Российский патент 2002 года по МПК A42B3/00 

Изобретение относится к технике безопасности, а более конкретно - к средствам защиты головы человека от ударов.

Известно большое количество конструкций защитных касок, корпус которых для увеличения прочности имеет ребро жесткости (Промышленные защитные каски. Альбом-каталог. ВЦСПС, ВНИИ, охраны труда - Свердловск, 1981, 28с.).

Недостатком этих касок является недостаточная прочность корпуса.

Известна защитная каска, содержащая корпус, представляющий собой купол в виде отсеченной верхней половины эллипсоида со срезанной плоскостью лобовой частью, имеющий продольное плоское ребро жесткости, и внутреннюю оснастку (RU, 2175515, кл. А 42 В 3/00, 2000 г.). Указанное решение принято в качестве ближайшего аналога. Однако и эта известная каска не свободна от указанного недостатка.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности корпуса без увеличения толщины стенок.

Для решения поставленной задачи в защитной каске, содержащей корпус, представляющий собой купол в виде отсеченной верхней половины эллипсоида со срезанной плоскостью лобовой частью, имеющий продольное плоское ребро жесткости, и внутреннюю оснастку, 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; центры эллипсовидных контуров, задающих форму ребер жесткости на боковых поверхностях купола сдвинуты в сторону лобовой части, а большие оси их повернуты относительно плоскости основания, увеличивая размер подкрепленной затылочной части; ребра жесткости лобовой и затылочной частей в наиболее узком месте имеют одинаковую ширину; в соединение ребер жесткости в верхней части купола вписывается окружность диаметром 100 мм с центром в вершине каски.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен вид каски спереди; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.3 - вид сбоку; на фиг. 4 - объемное изображение (вид спереди); на фиг.3 - объемное изображение (вид сзади).

Защитная каска содержит корпус 1 и внутреннюю оснастку 2. Купол 3 корпуса 1 представляет собой отсеченную верхнюю часть эллипсоида со срезанной плоскостью лобовой частью 4. Эллипсоид имеет соотношение полуосей 1:1,2:1,25 (ширина, длина, высота), которое выбрано на основе антропометрических данных человека и с учетом требований ГОСТ 12.4.128-83, предъявляемых к высоте безопасного зазора (расстояния по вертикали между головой и внутренней поверхностью корпуса) и величине кольцевого зазора (расстояния по горизонтали между головой и внутренней поверхностью корпуса) защитных касок. Соотношение является оптимальным и позволяет для различных размеров головы использовать один и тот же корпус каски, а размер регулировать только с помощью внутренней оснастки. Купол 3 корпуса 1 имеет ребро жесткости 5, которое раздваивается в затылочной части на ребра 6 и 7. Форма ребер задается эллипсовидными контурами 8 и 9 на боковых поверхностях и полуэллипсовидным 10 в затылочной части. Эллипсовидные контуры получены пересечением эллиптических цилиндров с отсеченной частью эллипсоида купола 3. Эллипсовидные контуры 8 и 9 на боковых поверхностях сдвинуты в сторону лобовой части и большие оси их повернуты относительно плоскости основания на угол 19^o. В соединение ребер жесткости 5, 6 и 7 в верхней части купола 3 вписывается окружность диаметром 100 мм с центром в вершине корпуса 1 каски. С внутренней стороны корпуса 1 имеются карманы 11, в которые вставлены вкладыши 12. К вкладышам 12 крепится внутренняя оснастка 2. Карманы 11 и вкладыши 12 в затылочной части расположены по осям ребер 6 и 7, в лобовой части - в боковых продолжениях ребра 5.

Защитная каска работает следующим образом. При ударе по каске нагрузка, приложенная в местах крепления внутренней оснастки 2 к корпусу 1 с помощью карманов 11 и вкладышей 12, воздействует, в первую очередь, на опорный силовой каркас, образованный ребрами жесткости 5, 6 и 7 и удар воспринимается не всем корпусом 1 каски, а ее опорным силовым каркасом. На остальные поверхности купола 3 каски нагрузка передается через ребра жесткости 5, 6 и 7 в радиальном направлении и распределяется по линиям пересечения боковых сторон ребер 5, 6, 7 с поверхностью купола 3 каски. Раздвоение ребра жесткости 5 в затылочной части увеличивает число боковых сторон ребер до шести, благодаря чему нагрузка на купол 3 каски уменьшается. Боковые поверхности ребер жесткости 5, 6 и 7 играют роль подкреплений купола 3 каски, что увеличивает его изгибную жесткость, а следовательно, и прочность. В то же время на первой фазе удара происходит локальная деформация корпуса 1 в месте соединения ребер 5, 6, 7 в вершине купола 3, при этом часть энергии гасится на преодоление сил упругой деформации. В связи с тем, что в своей наиболее узкой части ребра 5, 6, 7 имеют одинаковую ширину, в среднем изгибная жесткость купола 3 одинакова как в лобовой части, так и в затылочной.

При ударе острым предметом наиболее вероятен пробой корпуса 1 и касание острым предметом (конусным ударником по ГОСТ 12.4.128-83) головы в вершинной части купола 3. Так как в вершинной части купола 3 соединяются ребра жесткости 5, 6 и 7, образуя приподнятую поверхность, определенную окружностью диаметром 100 мм, увеличивается вертикальный безопасный зазор, исключается значительный прогиб верхней части купола 3 и, как следствие, касание головы при ударе острым предметом.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить прочность корпуса каски в диапазоне температур от -40 до +40^oС без увеличения толщины стенок, а значит и без увеличения массы защитной каски. Кроме того, заявляемая защитная каска обладает повышенными защитными свойствами к действию острых падающих предметов.

Изобретение относится к средствам защиты головы человека от ударов. Защитная каска состоит из корпуса с внутренней оснасткой. Купол корпуса представляет собой отсеченную верхнюю часть эллипсоида со срезанной плоскостью лобовой частью, имеет плоское ребро жесткости, которое раздваивается в затылочной части, образуя трехосный силовой каркас с центром в вершине купола, опирающийся на места крепления внутренней оснастки к корпусу каски. Форма ребер жесткости задается эллипсовидными контурами на боковых поверхностях и полуэллипсовидным - в затылочной части, что повышает прочность корпуса без увеличения толщины стенок. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Защитная каска, содержащая корпус, представляющий собой купол в виде отсеченной верхней половины эллипсоида со срезанной плоскостью лобовой частью, имеющий продольное плоское ребро жесткости, и внутреннюю оснастку, отличающаяся тем, что 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. 2. Защитная каска по п. 1, отличающаяся тем, что центры эллипсовидных контуров, задающих форму ребер жесткости на боковых поверхностях купола, сдвинуты в сторону лобовой части, а большие оси их повернуты относительно плоскости основания, увеличивая размер подкрепленной затылочной части. 3. Защитная каска по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что ребра жесткости лобовой и затылочной частей в наиболее узком месте имеют одинаковую ширину. 4. Защитная каска по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что в соединение ребер жесткости в верхней части купола вписывается окружность диаметром 100 мм с центром в вершине каски.