头盔的制作方法

1.本发明涉及一种用于保护头部免受冲击的用于体育活动的头盔。


背景技术：

2.在现有技术中，存在几种类型的头盔：摩托车头盔、汽车比赛头盔、工业安全头盔、安全帽、自行车头盔、滑雪头盔、水上运动头盔、马术头盔、美式橄榄球头盔等。
3.本发明主要涉及用于体育活动的头盔，但不限于它们。
4.传统的头盔包括：-薄的外壳或外罩；-与外壳相匹配并布置在外壳内的保护衬垫；-用于使用户佩戴头盔时非常舒适的舒适衬垫；-保持系统，该保持系统通常包括条带和快速释放锁定系统。
5.所述外壳给予头盔特定外观并允许保护和容纳保护衬垫。外壳的材料可以是pc(聚碳酸酯)、pe(聚乙烯)、abs(丙烯腈丁二烯苯乙烯)等聚合物或玻璃纤维或碳纤维等复合材料。取决于材料，外壳通常例如在自行车头盔中是热模制或热成型的，或者例如在滑雪头盔中是注射模制的。
6.保护垫由聚合泡沫制成，通常是eps(膨胀聚苯乙烯)或epp(膨胀聚丙烯)，用于吸收碰撞期间产生的能量。eps垫或层通过压缩吸收来自冲击的能量。在自行车头盔中，由于外壳层非常薄，就像皮肤一样，因此它呈现出eps层的形状。一般而言，运动头盔的外观取决于eps层的形状。
7.舒适衬垫可以包括由合成或天然材料制成的枕件，枕件粘附于保护衬垫的内侧。以这种方式，用户的头部不直接接触保护衬垫，而是接触非常舒适的舒适衬垫。
8.保持系统用于在用户头部上将头盔保持在位，并且可以包括用于调节头盔在头部上的紧固的调节装置。
9.运动头盔被用户视为运动服装，因此这些头盔的外部形状由于当前的时尚而经常发生变化。因此，运动头盔需要定期重新设计。重新设计头盔意味着外部架构以及因此内部架构发生变化。
10.实际上，目前eps是最常用的吸收来自冲击的能量的材料，并且它被大部分的头盔使用。eps的性能因温度和湿度的变化而降低。例如，在高温下，eps变软，并且在低温下，它变得又硬又脆。因此，保护衬垫的有效期一般不超过5年。出于这个原因，某些头盔制造商建议在预定时间后更换头盔。此外，实际运动头盔的整体尺寸和形状严格取决于保护衬垫的厚度。头盔性能只能通过增加厚度或改变eps规格来改善。
11.在现有技术中还已知改进的头盔，此类头盔用其它种类的冲击吸收结构代替eps的部分能量吸收功能，如文件ep3422887和de29917109中公开的解决方案。在这个意义上的例子是包括能量吸收垫的头盔，例如以品牌推销的头盔。这种头盔100包括由pc、pe或abs制成的外壳104，由eps 101制成的层布置在外壳下方。如图1a所示，一个或多个能
量吸收垫102布置在eps层101下方，以形成保护衬垫。
12.如专利ep1694152b1所述，是能量吸收结构，其由沿其侧面相互连结的圆柱形聚合物单元组成，以实现紧凑且耐久的能量吸收垫。
13.其它类似的能量吸收垫在本领域中是已知的，例如专利申请ep3422887a1的蜂窝单元。
14.这种头盔的eps层包括凹部，其中部分容纳了能量吸收垫，例如名为的那种。与传统的运动头盔由eps层提供保护功能不同，在这种类型的头盔中，冲击力由eps层和能量吸收垫共同吸收。这种构造为头盔设计者提供了改变头盔设计中更多变量以进一步优化头盔性能的可能性。
15.这种头盔的eps层101具有非常复杂的形状，如图1所示，并且包括许多空腔106。每个空腔106具有预定的形状，以允许能量吸收垫102进入或允许空气通过。在eps层101的不具有空腔106的部分中，厚度较高。通常，在这种头盔100中，能量吸收垫102几乎完全包含在eps层101中。
16.参考图1b，具有这些空腔106的eps层101通常通过模制来实现。为了实现这些内部空腔106，阳模部分120可以包括数十个可拆卸的插入件130，在组装模具并将聚苯乙烯珠粒放入模具中之前，这些插入件需要彼此连接。这同样适用于阴模部分110，其通过许多其它部件实现。一旦聚苯乙烯珠在模具中扩张并固化层101，阴模部分110就分离并拆卸，而阳模部分120必须逐件卸下，以便在不损坏eps层的情况下从eps层中取出阳模120。这个活动非常复杂且非常耗时。此外，如果头盔尺寸有多种，例如小/中/大，则模具多于一个，并且制造复杂性增加。没有已知的解决方案解决了为这些类型的运动头盔实现eps层的这种非常复杂的方式提供替代方案的问题。
17.此外，保护衬垫的厚度t3包括在运动头盔中的预定范围内，通常可以在18mm和30mm之间变化。由于能量吸收垫102相对于eps层101在能量冲击吸收方面通常具有更好的性能，因此通过增加能量吸收垫102的厚度t2以损失eps层101的厚度t1将会获得更好的头盔吸收性能。例如，名为的能量吸收垫102在压缩85％的厚度后具有类似于固体的性能，而eps在压缩65％的厚度后具有类似于固体的性能，因此完全由材料制成的保护衬垫105将是理想的，但这种解决方案是不可能的，因为能量吸收垫102需要由为头盔提供外观并允许连接固定条带的结构所包含。此外，必须保证eps层的最小厚度t1以允许聚苯乙烯珠在它们扩张之前完全填充模具并避免eps层101在头盔生产期间破裂。此外，头盔的外部形状需要经常改变以遵循时尚的演变。这就是为什么今天eps仍然是所有上述问题的唯一经济实惠的解决方案并且对应于能量吸收垫的eps层的平均厚度从不小于10mm的原因。因此，运动头盔的效果不如预期。
18.此外，如果头盔包括多个用于促进气流的孔，则头盔结构就变得脆弱并且需要加固以防止在冲击期间破裂。通常，为了实现这种加固，增加eps的密度或与eps共同模制防滚架或框架，但这些加固技术降低了头盔在受到冲击时的性能。
19.此外，已知在现有技术的解决方案中，其中至少一部分头盔是通过3d打印制造的，例如us2019/231018和ep3130243的解决方案。
20.现有技术中存在其它头盔，但它们都没有解决所有以下与其架构有关的问题：-允许佩戴头盔的用户的头部高效通风；-改善对包含eps保护垫的头盔或完全由增材制造制成的头盔的冲击吸收；-有助于头盔的制造和组装；-降低完全通过增材制造制造的头盔的生产成本和复杂性；-允许头盔的简单个性化；-允许使单个头盔适应不同的范围和体育活动；-改善对尖刺或尖头元件的穿透阻力。
21.本领域已知的头盔有利于上述优点中的一个或两个，但绝不是全部。概述
22.现有技术的所述不便之处现在通过一种特别适用于体育活动的头盔来解决，该头盔包括第一保护性可塌缩部分、第二保护性可塌缩部分以及布置在所述第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分之间的至少一个可透气的能量吸收垫。第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分通过一个或多个机械联接部彼此联接。优选地，第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分成形为彼此匹配。术语“可塌缩部分”是指头盔的可压碎元件，可压碎元件能够吸收能量，从而将压缩载荷的动能转化为其主体的压缩变形，这使其更紧凑和更小。该解决方案允许简化组成头盔的部件的几何形状并极大地简化其组装。此外，这样设想的头盔与传统头盔一样紧凑，并且能够通过变形吸收大量的冲击能量。此外，作为第一保护性可塌缩部分、第二保护性可塌缩部分和能量吸收垫离散元件，大大提高和简化了这种头盔的维护和清洁工作。优选地，第一保护性可塌缩部分布置在第二保护性可塌缩部分之上，以这种方式也可以获得头盔外观的容易定制。
23.特别地，第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分构造成彼此配合，以允许构成头盔的构架的这两个部分的小的相对运动。此外，该配合允许避免两个保护性可塌缩部分的不期望的分离。
24.优选地，第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分中的一个包括一个或多个阳型元件，这些阳型元件构造成接合第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分中的另一个的相应一个或多个阴型元件。所述阳型和阴型联接部实现所述机械联接部。以这种方式，可以实现两个部分一个在另一个上的精细定位，并且避免/限制了脱离。
25.有利地，第一保护性可塌缩部分和/或第二保护性可塌缩部分可以包括用于容纳所述至少一个能量吸收垫的至少一个凹穴。以这种方式，简化了能量吸收垫的定位。
26.第一保护性可塌缩部分和/或第二保护性可塌缩部分可以由闭合单元聚合物泡沫制成，例如eps或epp。将本发明的头盔装置与eps或epp相结合，可获得协同效应，因为eps/epp物品的内部底切急剧减少，因此这些物品变得更容易模制并且因此相对于实际已知的解决方案更经济。
27.或者，第一保护性可塌缩部分和/或第二保护性可塌缩部分可以具有优选地通过增材制造获得的晶格结构，该晶格结构允许相对于传统或所述改进的头盔具有更轻且更透气的头盔。此外，在将外部部分分成两个保护性可塌缩部分的情况下，这些元件的生产经由增材制造得到了简化。
28.当保护性可塌缩部分由闭合单元聚合物泡沫或晶格结构制成时，该头盔相对于具有外壳的传统头盔更轻，而不影响安全性。
29.至少一个能量吸收垫优选地包封在第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分之间，从而保持在头盔中。术语“包封”是指至少一个能量吸收垫被第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分完全围绕。具体地，第二保护性可塌缩部分成形为当至少一个能量吸收垫布置在第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分之间时，防止至少一个能量吸收垫从头盔中抽出。以这种方式，即使在受到冲击的情况下，能量吸收垫也无法从头盔移除。
30.能量吸收垫始终保持卡在头盔中，并防止任何泄漏。
31.有利地，第一保护性可塌缩部分的至少一部分由连接于所述第一保护性可塌缩部分的外壳保护。该特征允许更有效地将冲击载荷扩散到第一保护性可塌缩部分的较宽部分上，从而减少头盔中的应力集中。
32.优选地，头盔包括具有一个或多个通风口的第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分，用于允许空气进入头盔并改善用户头部的通风。
33.每个能量吸收垫可以包括彼此连接的多个单元以形成能量吸收单元阵列。这种结构展示了改进的抗冲击性。优选地，所述相邻单元在其侧表面的一部分上彼此热焊接、胶合或结合，以减少单元弯曲并有利于单元轴向塌缩。更优选地，所述多个单元中的每个单元的纵向轴线相对于头盔的几何中心基本上径向定向。该能量吸收单元阵列基本上对应于蜂窝薄板。
34.能量吸收垫的多个单元为管状、六边形、非六边形或布置成开口单元结构。一般而言，这种结构属于已知的蜂窝材料族。
35.第二保护性可塌缩部分可以是圆顶形的，并且第一保护性可塌缩部分可以具有成形为与第二保护性可塌缩部分相匹配的内部部分。以这种方式，实现了球形联接，这允许第二保护性可塌缩部分相对于第一保护性可塌缩部分沿所有角度方向旋转，以降低对脑质量造成伤害的风险。
36.通常，能量吸收垫构造和构建成吸收比第一保护部分和/或第二保护部分更多的冲击能量。它的结构允许它在受到变形特别是塑性变形冲击的情况下吸收大量能量。以这种方式，头盔具有比外芯更能吸收能量的内芯以及更美观的部件。
37.通过本发明的从属权利要求中提供的技术特征和细节解决了进一步的不便之处。
38.得益于参考附图作为其非限制性示例给出的所述发明的不同实施例的以下描述，将更好地理解这些和其它优点。附图描述在附图中：图1a示出了已知头盔的剖面示意图；图1b示出了模制本领域已知的eps头盔所需的模具件的分解图；图2示出了根据本发明的第一实施例的头盔的剖视图；图3示出了图2所示的头盔的分解图；图4a示出了根据本发明的用于实现头盔的第二保护性可塌缩部分的模具的分解图；图4b示出了图4a所示的模具和第二保护性可塌缩部分的剖视图；图5示出了根据本发明的头盔的轴测图；
图6是图5所示头盔的部分分解图，可以看到其内部布置；图7示出了根据本发明的头盔的第二实施例；图8示出了根据本发明的头盔的第三实施例。详述
39.本发明的一个或多个实施例的以下描述参考了附图。相同的附图标记表示相同或相似的部分。保护的对象由所附权利要求书限定。下文描述的解决方案的技术细节、结构或特征能够以任何合适的方式相互组合。
40.参考图2，示出了用于自行车的头盔1，该头盔包括三个主要元件。
41.布置在外部的第一保护性可塌缩部分2、布置在第一保护性可塌缩部分的下方的第二保护性可塌缩部分4、以及定位在第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4之间的能量吸收垫3。
42.能量吸收垫3构造成可透气。
43.第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4的成形为几乎类似于传统头盔保护垫的切片，该保护垫已沿着平行于头盔表面的曲面切成两半，用户的头部可以定位在头盔表面中。
44.对应于头盔1的上部的第一保护性可塌缩部分2能够可选地包括外壳7以保护头盔的下置部件。
45.如果第一保护性可塌缩部分2由闭合单元聚合物泡沫制成，例如eps或epp，则外壳7保护更易碎且更柔软的下方部分免于变形和降解。
46.如果第一保护性可塌缩部分2为晶格结构或蜂窝结构，则外壳7用于将载荷冲击扩散到晶格结构的较宽区域上。
47.外壳7由例如聚碳酸酯、聚乙烯或丙烯腈丁二烯苯乙烯的聚合材料制成，但也可以采用其它材料。
48.第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4包括多个通风口5，用于冷却佩戴头盔1的运动员的头部。
49.当第一保护性可塌缩部分和/或第二保护性可塌缩部分由可模制的闭合单元聚合物泡沫状eps或epp制成时，第一部分2和第二部分4成形为使在模制所述部分时难以实现的底切最小化。例如在图2的实施例中，在第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4中几乎不存在内部底切，尽管如此，头盔1具有通风口5和用于接纳能量吸收垫3的凹穴8。
50.在已知的头盔中，当代用于能量吸收垫3和通风口5的凹穴8的存在在没有底切的情况下是不可能的；这意味着使用传统eps/epp保护垫的头盔不容易实现，并且它们的模具形状非常复杂，零件很多，如背景章节所述。相反地，如在本发明中将保护性可塌缩部分分成两片/层减少甚至消除了底切，并且这些部分的模制过程变得容易且更经济。
51.具体地，参考图4a，第二保护性可塌缩部分4包括通风口和凹穴，其借助制成为单件的正模具9和负模具10来实现，在模制之前没有要组装的插入件。图4a示出了与图4b相同的元件的分解图，其中第二保护性可塌缩部分4与制成为单件的阴模10和阳模9分开。由于模具简化，这种头盔的制造简单、快捷、更经济，而且不需要具有特殊技能的造模者。
52.第一保护性可塌缩部分2通常布置在第二保护性可塌缩部分4之上，以便具有纵向展开的分离表面。分离表面是第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4之间的假
想接触表面。
53.作为根据上下方向分开的第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4，这些部分可以有不同的颜色并且可以很容易地定制头盔。例如，下方的第二保护性可塌缩部分4可以始终为灰色，而上方的第一保护性可塌缩部分2可以用不同的颜色着色，从而通过简单地选择优选的上部2来实现头盔的个性化。
54.此外，第一保护性可塌缩部分2可以构造成具有不同的机械或空气动力学特性。以这种方式，山地自行车手可以选择为越野骑行设计的第一保护性可塌缩部分，它提供更大的覆盖范围和更多的保护免受树枝和其它尖锐物品的穿透，而公路自行车手可以选择第一保护性可塌缩部分，它更纤薄，更符合空气动力学，重量更轻，并且适合最新的公路自行车美学。同样，城市自行车手可以选择更时尚的上晶格部分，该部分对于日常使用还更透气并且更耐用。
55.在一具体实施例(未示出)中，第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分根据左右方向布置，因此根据垂直纵向平面划分。
56.在另外的特定实施例(未示出)中，第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分根据前后方向布置，因此根据垂直横向平面划分。
57.在另一实施例(未示出)中，保护性可塌缩部分多于两个，以进一步简化头盔的实现和组装。
58.第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4构造成彼此配合。
59.第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4是互补的，以有助于相互定位。
60.此外，如图6，7所示，下方的第二保护性可塌缩部分4包括两个垂直销元件11(阳型元件)，垂直销元件构造成与布置在上第一保护性可塌缩部分2中的两个凹部12(阴型元件)配合。每个销元件11与对应凹部12的联接允许避免或最小化第一保护性可塌缩部分2相对于第二保护性可塌缩部分4的侧向位移。该突起/阳型元件11和对应的凹部/阴型元件12代表第一机械联接部。
61.图6、7所示的实施例还包括另外的销15，该另外的销布置在第一保护性可塌缩部分1的前方。当第一保护性可塌缩部分2与第二保护性可塌缩部分4重叠时，该另外的销15接合布置在第二保护性可塌缩部分4的前部中的凹部16。该另外的销15允许限制或防止第一保护性可塌缩部分2相对于第二保护性可塌缩部分4的向后运动。另外的销15和对应的凹部16之间的这种联接提供了第二机械联接部。
62.如图6，7所示，第一保护性可塌缩部分2的后部包括齿13，该齿构造成与布置在第二保护性部分14的后部中的互补凹部14配合。以这种方式，第一保护性可塌缩部分2与第二保护性可塌缩部分4相匹配，从而限制/防止第一保护性可塌缩部分2相对于第二保护性可塌缩部分4的向上和向前运动。即使在这种情况下，齿13和凹部14还代表第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4之间的第三机械连接。
63.这些系列的销/齿11，15和凹部/空腔12、16对应于第一保护性可塌缩部分2与第二保护性可塌缩部分4的所述机械联接部。
64.第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4之间的机械连接通过分别属于第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4的阳型元件和阴型元件实现，反之亦
然。
65.基本上，分别属于第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分的元件成形为互补的。这些联接部中的每一个都防止或限制所述可塌缩部分2，4的至少一个相对自由度。
66.一旦第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4被彼此夹持/粘住，能量吸收垫3就不能在不将第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4彼此分离的情况下提取。
67.机械联接部防止或限制第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分的断开并允许小的相对运动。
68.在第一可塌缩部分和第二可塌缩部分以快速和容易的方式机械地连接/脱离的情况下，简化了机械和美学特性方面的个性化，并且甚至可以定制一个或多个内部能量吸收垫。
69.另外的连接装置可以将第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4连接在一起，从而避免它们断开。这些连接装置的示例可以是穿过第一保护性可塌缩部分2并拧在第二保护性可塌缩部分4上的螺钉(未示出)，或者反之亦然。或者，这些连接装置可以是一个或多个弹性环，该弹性环与分别布置在第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4的外侧上的钩子(未示出)接合，以避免上部2从下部移除4。这些钩子可以侧向、在背部或在前部布置。通过使用粘合剂也可以减少或完全消除这些连接装置。
70.一个或多个能量吸收垫3布置在所述第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4之间并且容纳在形成于第一保护性可塌缩部分2和/或第二保护性可塌缩部分4中的特定凹穴8中。
71.在图2-3的实施例中，能量吸收垫3只有一个并且部分地接纳于在第一保护性可塌缩部分2中实现的半凹穴8’中并且部分地接纳于在第二保护性可塌缩部分2中实现的另一个半凹穴8”中。
72.在图6、7的实施例中，三个能量吸收垫3定位在第二保护性可塌缩部分4的相应凹穴8”中。
73.一旦第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4彼此匹配，该至少一个凹穴8就捕获至少一个能量吸收垫3，因此它不能从头盔1逃逸。
74.尽管至少一个能量吸收垫3捕获在第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4之间，但它可以优选地相对于第一保护性可塌缩部分2在布置在第一保护性可塌缩部分2的内侧上的低摩擦层/涂层20上滑动，从而允许减少由于脑质量旋转引起的脑损伤。
75.低摩擦层/涂层20布置在第一保护性可塌缩部分2和能量吸收垫3之间，以允许它们之间的相对滑动。优选地，低摩擦层/涂层20是可渗透的。
76.低摩擦层20由低摩擦材料制成，如ptfe、聚碳酸酯、尼龙或者限定有小于0.5的摩擦系数的任何材料。或者，它可以是粘弹性材料，这种材料也能够从不同头盔部件的相对运动中吸收能量。
77.在另一实施例中，如图8所示，第二保护性可塌缩部分4’成形为像圆顶，因此具有形状基本上像球体的外侧。在该实施例中，第一保护性可塌缩部分2’的内表面具有与所述圆顶形第二保护性可塌缩部分4’的内表面互补的部分。此外，能量吸收垫3具有成形为与所述圆顶形第二保护性可塌缩部分4’的外侧形状互补的内侧。
78.在该具体实施例中，低摩擦或粘弹性材料层21布置在圆顶形第二保护性可塌缩部分4’的外侧上。由于第二保护性可塌缩部分4’的这种特定形状，它可以像球形接头的球一样旋转进入第一保护性可塌缩部分2’并进入能量吸收垫3。
79.这种特定的布置允许使脑质量旋转的风险最小化。可以提供最终行程结束装置以限制第二保护性可塌缩部分4’相对于第一保护性可塌缩部分2’的行程。
80.在所表示的另一实施例(未示出)中，头盔1包括第一保护性可塌缩部分2，该第一保护性可塌缩部分经由多个柔性元件连接于第二保护性可塌缩部分4。每个柔性元件具有连接于第一保护性可塌缩部分2的一端和连接于第二保护性可塌缩部分4的相对端。柔性元件可以是弹性元件，例如由橡胶或另一种弹性体材料制成。柔性元件的端部可以成形为卡扣配合到第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4的特定孔或空腔中。以这种方式，第一保护性可塌缩部分2可以在第二保护性可塌缩部分4上滑动，从而产生在冲击期间减小对脑质量的扭矩的小自由度。
81.在图2、3、5和6的实施例中，第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4由闭合单元聚合物泡沫如eps制成。
82.如已经描述的，当第一保护性可塌缩部分和/或第二保护性可塌缩部分由闭合单元聚合物泡沫eps或epp制成时，它们的生产被简化。
83.通常运动头盔具有非常复杂的形状，因此eps/epp部分的制造非常复杂。将这种复杂性扩散到更多的部件上允许使部件具有更简单的形状。例如，可以避免或最小化底切。以这种方式，第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4的整体形状可以保持复杂，如图2、3、5和6所示，而无需复杂的模具和过多的生产时间和成本。
84.或者，第一保护性可塌缩部分2和/或第二保护性可塌缩部分4可以具有晶格结构，如图7所示。
85.在图7中示出了具有上部第一保护性可塌缩部分2的头盔，该上部第一保护性可塌缩部分具有晶格结构17，即具有根据预定规则彼此互连的梁的结构，从而产生能够吸收冲击载荷并将冲击载荷扩散到下置的能量吸收垫3上的三维网格。第一保护性可塌缩部分2的晶格结构17相对于等效eps/epp部分也更加可渗透。实际上，来自头盔1外部的空气可以通过外部通风口5或头盔1的孔进入并且自由地循环进入晶格结构17直到用户头部，因此它是完全通风的。
86.由图7的晶格结构17制成的第一保护性可塌缩部分还可以包括外壳7，该外壳对应于通风口5开孔。
87.在该实施例中，第二保护性可塌缩部分4由闭合单元聚合物泡沫如eps或替代地epp制成，以便使头盔1非常舒适。
88.泡沫第二保护性可塌缩部分4包括构造成允许能量吸收垫3进入的凹穴8。
89.在该实施例的头盔中，第二保护性可塌缩部分4还包括纵向空气通道19，该空气通道通过第二保护性可塌缩部分4内侧的凹入/凸出部分实现。
90.在替代实施例(未示出)中，第一保护性可塌缩部分由闭合单元聚合物泡沫制成，如eps/epp，而第二保护性可塌缩部分具有晶格结构。
91.在另外的替代实施例中，第一保护性可塌缩部分和第二保护性可塌缩部分都是晶格。
92.第一保护性可塌缩部分2和/或第二保护性可塌缩部分4都可以具有晶格结构，即满部的三维网格，该三维网格也称为杆或梁，其限定了空部。
93.空部彼此互连，从而形成空气可以在其中流动的空置的空间网络。满部根据预定的分布规律进行组织和分布。晶格结构优选地组织在基本单体单元中，这些基本单体单元都相等并且根据垂直和水平方向以相同的方式重复。
94.基本单体单元可以成形为以下类型之一：金刚石面心立方(dfcc)、金刚石六方(dhex)、体心立方(bcc)、面心立方(fcc)或3d kagome。可以使用晶格结构的杆的其它布置，如螺旋体或开口单元结构。具体地，如果晶格结构沿着径向方向被压缩，则其中满部弯曲的晶格结构是优选的。
95.当需要吸收多次冲击时，例如在滑板头盔的情况下，晶格结构的材料可以优选地是弹性聚合物，例如热塑性聚氨酯(tpu)。由于tpu是可逆的，因此头盔即使在受到冲击后也能保持其形状和性能。或者，晶格结构的材料可以优选地是非弹性聚合物，例如当需要吸收更多能量时，例如在自行车头盔中的聚酰胺(pa)。在这种情况下，满部经历吸收大量能量的塑性变形。在这种情况下，受到冲击的晶格结构不可逆地牺牲。
96.晶格结构是通过增材制造进行制造的，增材制造也称为3d打印。优选地，晶格结构通过逐层制造技术制造。
97.每个能量吸收垫3具有外弯曲表面和内弯曲表面，分别与第一保护性可塌缩部分2的内表面和第二保护性可塌缩部分4的外表面的至少一部分匹配，优选地与所述凹穴8对应。
98.所述能量吸收垫3优选地是可渗透型的。
99.可渗透的能量吸收垫3构造成允许气流穿过其身体，从而允许第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4之间的空气交换。
100.每个能量吸收垫3包括彼此连接的多个单元18以形成能量吸收单元阵列。能量吸收垫3具有允许气流传输通过它的结构。
101.如图3所示，能量吸收垫3可以像专利ep1694152b1那样构造，该专利关于单元布置和能量吸收垫构造以参见的方式纳入本文。
102.在这种类型的能量吸收垫3中，空气从外侧流过能量吸收垫的圆柱形单元并到达佩戴者的头部。
103.能量吸收垫3包括代表其单元18的多个短圆柱管，这些短圆柱管沿着它们的侧部彼此连接以形成蜂窝薄板。
104.蜂窝面板通过将相邻单元18的侧向表面彼此结合而获得。结合是通过加热单元18直到它们部分融合在一起或通过胶合或焊接在一起来实现的。或者，通过布置在相邻管状单元之间的粘合剂层实现结合。
105.如此获得的蜂窝面板是平坦的并且这些单元18的所有纵向轴线都彼此平行。随后，薄板在类似于标准头型的弯曲表面上热成型，从而使薄板弯曲并形成具有其弯曲形状的能量吸收垫3。
106.或者，蜂窝面板可以是拉胀的，以便更容易地贴合头型而无需任何热成型。由于其双曲率的缘故，拉胀的几何形状在受到平面外压缩时会在平面内收缩，从而提供一种固有的局部增强。在面板的弯曲活动之后，单元18的轴线变得根据径向方向定向并且不再彼此
平行。这些单元18相对于构造成用于接纳佩戴者头部的头盔1的内部空置空间6的几何中心基本上径向定向。单元18的这种定向允许高效地吸收径向地到达垫3的外表面上的冲击。当第一保护性可塌缩部分2受到冲击时，载荷通过第一保护性可塌缩部分2主体的塌缩而被部分地吸收，在闭合单元聚合物泡沫或晶格布置的情况下都是如此。在第二保护性可塌缩部分4中发生相同的塌缩。当泡沫的闭合单元或晶格结构的基本单元在压缩载荷下塌陷到彼此上时，就发生这些塌缩。第一保护性可塌缩部分2将冲击载荷扩散到下置的能量吸收垫3的宽区域上。能量吸收垫3因此根据其外表面的法线方向接收来自冲击的能量，并且因此单元18倾向于沿着它们的纵向轴线被压缩。然后冲击的其余能量被下置的第二可塌缩部分4吸收。
107.被压缩的单元18将会侧向弯曲，但由于它们是彼此连接的，因此它们唯一允许的变形是压碎，从而沿着它们的纵向轴线塌缩。以这种方式获得最大的能量吸收。如果能量吸收垫3的单元18的结构类似于具有六角形或非六角形横截面的管(未示出)，这同样适用。
108.能量吸收垫的特征在于其能够通过相对于第一保护性可塌缩部分2和/或第二保护性可塌缩部分4的变形来吸收更多能量。此外，第一保护性可塌缩部分2可以构造成相对于第二保护性可塌缩部分4吸收更多或更少的能量，这取决于它可能的用途。
109.气流从管状单元18的最外边缘流向它们的最内边缘。在这些情况下，在能量吸收垫3中可以识别出重复的离散单元。
110.或者，能量吸收垫3由开口单元泡沫(未示出)形成，其中，单元的大部分彼此连接，从而实现互连的空气通道网络，这允许空气横跨垫的主体传输。
111.在所有这些情况下，能量吸收垫3除了提供能量吸收功能外，还允许空气流通，有助于更高效地对整个用户头部进行通风。
112.能量吸收垫3的单元18优选地由聚碳酸酯、聚酯或聚丙烯制成并且通过塑性变形吸收压缩载荷。
113.实现垫3的薄板具有恒定的厚度，因此垫3在其内弯曲侧和外弯曲侧之间也具有恒定的厚度。该特征允许更好地布置到能量吸收垫3的凹穴8中。
114.头盔1可以包括如图2，3和7的实施例中的外壳7。在图1和2中，外壳7是pc(聚碳酸酯)薄层，其与聚合物泡沫的第一保护性可塌缩部分2一起热模制。
115.外壳7可以替代地由abs(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、pe(聚乙烯)或玻璃纤维或碳纤维等复合材料制成，并且可以利用胶水、机械连接或任何其它连接装置连接于第一保护性可塌缩部分2。
116.在图7中，外壳7整体地连接于晶格结构17。外壳7可以与晶格结构一起通过将这两个部分同时3d打印来实现。以这种方式，它们形成单件。
117.外壳7允许将冲击能量扩散到晶格第一保护性可塌缩部分2的较宽区域上。外壳7比头盔1的其它元件更硬，保护免受更强烈的冲击，尤其是尖锐件的冲击。
118.该外壳7包括用于允许空气进入的一些通风口。外壳7的每个通风口流体连接于第一保护性可塌缩部分2的相应通风口5。
119.所述第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4包括一个或多个通孔5’、5”。第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4的对应通孔5’、5”提供所述通风口5。
120.第一保护性可塌缩部分2的通孔5’包括与第二保护性可塌缩部分4的通孔5”的侧壁基本上共面的侧壁，以实现更符合空气动力学的通风口5。如此实现的通风口对应于能量吸收垫3。
121.通过这些通风口5，大量空气穿过可渗透的能量吸收垫3并到达用户头部。实际上，通过这些通风口5，可以看到能量吸收垫3，如图2和5所示。
122.第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4的通风口5’、5”小于能量吸收垫3，从而防止能量吸收垫3从头盔1意外释放。
123.空气可以借助第二保护性可塌缩部分4的所述纵向通道19进一步高效地重新分布在用户头部上。
124.在图2和3的第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4的内部布置了一个单一的能量吸收垫3。第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4包括构造成允许能量吸收垫3的一部分进入的相应凹穴8。
125.在图6的实施例中，三个能量吸收垫3仅布置到第二保护性可塌缩部分4的相应凹穴8中。
126.在另一实施例(未示出)中，至少一个能量吸收垫布置到第一保护性可塌缩部分2中。
127.根据之前和之后的实施例，构造成接纳能量吸收垫3的一个或多个凹穴8可以完全布置在第一保护性可塌缩部分2中、完全布置在第二保护性可塌缩部分4中、或部分布置在第一保护性可塌缩部分2中并且部分布置在第二保护性可塌缩部分4中。
128.第一保护性可塌缩部分2的外部形状设计成像传统头盔的外侧，而第二保护性可塌缩部分4的内部形状设计成像传统头盔的内侧。
129.第一保护性可塌缩部分2和第二保护性可塌缩部分4是具有互补形状的半壳，如图5所示，以整体提供传统头盔，特别是传统运动头盔的外观。
130.在具体实施例中，头盔1包括可渗透的低摩擦元件(未示出)，该低摩擦元件布置并连接于第二保护性可塌缩部分4的内表面，使得该可渗透的低摩擦元件面向用户头部所布置的空间6。
131.尽管本发明的头盔适用于体育活动，但本发明的保护范围包括具有相同特征但用于不同领域的头盔，例如摩托车/汽车/飞机头盔或工业安全头盔。
132.总之，如此构思的本发明易于进行许多修改和变化，所有这些修改和变化都落入本发明构思的范围内，此外，所有特征可以被技术上等同的替代方案所代替。实际上，数量可以根据具体的技术要求而变化。最后，之前描述的实施例的所有特征能够以任何方式组合，从而获得出于实用性和清楚的原因在此未描述的其它实施例。