Schutzwirkung von Helmen

[veloklingelis]

Wie Holzscheite davonfliegende Helmhälften kann ich da nicht wirklich erkennen?


“Es soll ein Abbrechen
von Absorptionsschaum oder sogar ein Zersplittern in mehrere Teile verhindert werden, was
vor allem einen großen Effekt für Folgekollisionen hat.“

Folgekollision. Das ist etwas ganz anderes. Und dafür reicht es auch durchaus aus wenn die Fragmente (Wie z.B. bei Küng) weiter um den Kopf herumhängen, denn bei Folgekollision aus der gleichen Richtung ist eh nichts mehr mit Knautschzone.

Beim Abgleiten stimme ich der Untersuchung uneingeschränkt zu, dafür waren bei meinen “Testflügen“ die leichten Schalen üblicher Radhelmkonstruktionen aber auch vollkommen ausreichend (1x Boss, 1x Furion, jeweils die ungefähr leichtesten Helme ihrer Klasse)

Wurde es warm? Na ja, glaube du hattest da andere Sorgen....

 

[nolen]

Schau es Dir im Bild 4 oben an, die Kompression erreicht ihr Maximimum, wenn er danach bricht, hat er seine Funktion maximal erfüllt, mehr geht halt bei der Materialstärke nicht.

Du kannst genau so gut sagen: Verliert der Bauer im Juni die Hose, so war das Gummi schon lose.

Der Helm bricht nicht irgendwie "danach". Aus den beigefügten Bildern geht dazu nicht hervor.
Wieviel Sekunden oder Minuten sollen es sein. Und was lässt ihn "danach" brechen? Du vertüdelst verschiedene Dinge, was den Bruch betrifft.

 

[big-foot]

noch ein Bild für die Besserwisser und dann bin ich raus.

 

[usr]

noch ein Bild für die Besserwisser und dann bin ich raus.

Anhang anzeigen 1325803

Das ist superspannend für die Leute die die Simulation machen, bei der Frage ob das ganze einigermaßen zu dem passt was in der Realität passiert oder nicht, aber einen Zusammenhang mit Schutzwirkung sehe ich nicht.

 

[nolen]

Wie Holzscheite davonfliegende Helmhälften kann ich da nicht wirklich erkennen?

In Sachen Fahrradhelm sollte mein Beispiel mit den davonfliegenden Holzscheiten zeigen, dass die auftreffende Kraft in eine andere Richtung umgelenkt wird und dabei und dadurch der Hauklotz geschont wird.
Es ist nicht so, dass ich meine, ein Radhelm "soll" auseinander fliegen. Jedes Material hat eine Grenze in seiner Zugfestigkeit.

Die Kraftumleitung bewirkt eine Verteilung der Stoßkraft, bis der Helm eben bricht. Der Rest der Kraft geht in den Kopf.

Die Dämpfung mit Energieaufnahme wirkt daneben auch. Das muss nicht nur Wärme sein. Was weiß ich.

 

[nolen]

Das ist superspannend für die Leute die die Simulation machen, bei der Frage ob das ganze einigermaßen zu dem passt was in der Realität passiert oder nicht, aber einen Zusammenhang mit Schutzwirkung sehe ich nicht.

Die Schutzwirkung kann man schlecht sehen. Die Bildbeschriftung kann man nicht lesen. Ich denke, es wird eine Spannungskonzentration dargestellt. Beim Simulieren erhöht man die Spannung und beobachtet was geschieht. Sobald die Spannung die Zugfestigkeit des Materials erreicht, kommt es zum Riss oder Bruch. Das ist aber nur vereinfacht gesagt, bei Pudding, Wasser oder Luft passt das nicht. An Werkstoffen gibt es noch so viel zu erforschen. Den besten Werkstoff für alle Fälle, bzw. den ohne Nachteile, gibt es nicht. Das kennen wir von Fahrradteilen. Sonst wäre ja dieses Forum ziemlich leer .

 

[nolen]

noch ein Bild für die Besserwisser und dann bin ich raus.

Manch einer glaubt alles zu wissen, der andere weiß, wie er Bilder und Diagramme findet und präsentiert, aber die anderen wissen es besser?

Alle wissen etwas, jeder kann irgend etwas, mehr oder weniger. Die Forscher forschen immer noch, die Entwickler entwickeln. Leute diskutieren, tauschen sich aus. Das ist gut so, finde ich.

 

[usr]

Die Kraftumleitung bewirkt eine Verteilung der Stoßkraft, bis der Helm eben bricht. Der Rest der Kraft geht in den Kopf.

Bremsweg ist Bremsweg, und weil der Kopf eben “ein bisschen“ anders geformt ist als eine Axt (und sollte der Gegner so geformt sein ist eh alles zu spät...) gibt es keine Kraftumleitung: auch nach dem Riss bleiben die Fragmente zwischen “Hammer“ (Schädel) und “Amboss“ (hoffentlich kein echter...).

Natürlich sollte die Beschleunigung möglichst gleichmäßig verteilt sein (oder idealerweise wohl gleichmäßig bis auf einen gewissen ramp-up/ramp-down an den Enden, aber so genau wird das keiner wissen da man keine künstliche Versuche macht und bei realen Unfallereignissen fehlt die genaue Aufzeichnung). Wenn der riss stattfindet wird es sicherlich eine kleine Beschleunigungslücke geben bis die Fragmente fertig sind mit “nachgeben per Flex“ und sie wieder bei “nachgeben lediglich per Kompression“ sind aber eine Annahme “nach dem Riss ist es vorbei mit der Schutzwirkung“ ist völlig absurd. Tatsächlich kann es auch genau anders herum laufen, ohne Riss würde die bereits stark komprimierte Schale den Kopf schon nach einem halben weiteren Millimeter mir einem starken Kraftanstieg abrupt stoppen, mit Riss geht der Bremsvorgang noch einen halben Zentimeter weiter. Eine pauschale Beurteilung von Riss==schlecht halte ich für fahrlässig.

 

[nolen]

Bremsweg ist Bremsweg, und weil der Kopf eben “ein bisschen“ anders geformt ist als eine Axt (und sollte der Gegner so geformt sein ist eh alles zu spät...) gibt es keine Kraftumleitung: auch nach dem Riss bleiben die Fragmente zwischen “Hammer“ (Schädel) und “Amboss“ (hoffentlich kein echter...).

Lastverteilung ist eine Kraftumleitung.

Du sitzt wahrscheinlich auch auf einem Sattel und nicht mit der dämpfenden Backe auf dem Sattelrohr. Alle Stöße kommen durch das Sattelrohr auf Deinen ... zu. Und dann wirkt der Sattel verteilend.

Nun stürzen wir nicht mit dem Kopf auf Axtklingen oder Sattelrohre, aber der Helm ist rund und ein Aufprall auf Straße oder Autotür wirkt so wie eine Punktlast auf den Helm. Ein Durchstich erfolgt trotzdem nicht, kann ja nicht, weil da kein Dolch sticht. Aber der Helm ist rund. In der dicke des Helms wird die Last umgelenkt und verteilt und "verteilt gedämpft". Das bewirkt die harte Außenschale im Verbund mit dem dicken Styropor. Ist die Kraft zu groß, bricht der Helm leider ähnlich wie eine Schüssel, auf die man draufhaut, aber eben nicht so wie eine leere Schüssel.

Wer mit Stahlhelm Motorrad fährt, hat wohl nichts zu schützen, er will wohl nur cool aussehen und Bußgeld vermeiden.

 

[veloklingelis]

Manch einer glaubt alles zu wissen, der andere weiß, wie er Bilder und Diagramme findet und präsentiert, aber die anderen wissen es besser?

Alle wissen etwas, jeder kann irgend etwas, mehr oder weniger. Die Forscher forschen immer noch, die Entwickler entwickeln. Leute diskutieren, tauschen sich aus. Das ist gut so, finde ich.

Ich finde es auch gut so. Je nach den Formen der Fronten lässt es sich mit Vektoren darstellen. Beim Holzhacken ist es noch easy.
Glaube die halben Stahldeckel sind in D nicht zugelassen....?

 

[Herr Sondermann]

Ist halt immer schade, wenn diejenigen, die zum Thema wirklich etwas qualifiziertes beitragen können vergrault werden, weil "kannnichtseinichhabrechtderweissdochauchnichts"...

Ja, man diskutiert und tauscht sich aus. Aber Physik ist nicht wirklich diskutabel und man könnte froh sein, wenn User mit entsprechendem Fachwissen dieses teilen.

 

[Daubeck]

Hui, ganz schön akademisch hier.

Also da gibt es eine Norm, die laut wikipedia EN10781997 in England entstand, zur EN wurde und 2012 letztmalig überarbeitet wurde. (Ich hab sie als freien Download auf die Schnelle nicht gefunden, ein paar Infos zu den Tests und weiteren Normen findet man zudem hier Helm Normen ).
Zur Kenntnis nehme ich, dass die Norm (stein)alt ist und für Fahrrad-, Skateboard- und Rollschuhfahrer gilt. Über die verschieden Disziplinen im Bereich Rad haben wir uns ja schon ausgetauscht.

Dann gibt es die Uni Virginia Tech (hier im Thread mehrfach erwähnt) mit seinen eigenen Prüfungen und die Uni Stuttgart: Materialprüfungsanstalt und wahrscheinlich noch weitere Institute mit denen Magazine wie MTB oder Stiftung Warentest zusammenarbeiten - und natürlich diese Diskussion

Da ich die Norm nicht kenne, wäre sinnvoll zu klären vor WAS der Helm schützen soll und welche 'use cases' berücksichtigt werden.
Es wäre zu diskutieren, ob der EN1078 normierte Helm auf einen (wie auch immer gearteteten) Aufprall mit 50km/h auf einen Metallzaun ausgelegt wurde.
Was ist mit dem 'use case' dooring?
...

Primäres Schutz-Ziel
Was soll der Helm eigentlich schaffen? Kann er z. B. eine Gehirnerschütterung überhaupt verhindern (im American Football tragen die Spieler im Training einen Helm über dem Helm und die Schutzwirkung vor der Gehirnerschütterung ist damit 'nur ' um 10% reduziert)?
....

Sekundäres Ziel
Soll der Helm aerodynamisch Vorteile bringen, mit eingebauter Brille vor Fliegen schützen?

Lösungen:
Es wäre zu klären welche Schicht welche Funktion übernimmt, ich als Physik-amateur würde ja behaupten, dass die Außenschale eines Rennradhelmes schön 'rutschig' sein sollte, wenn man/frau über den Asphalt schliddert.
In wie weit ist berücksichtigt, dass sich die Durchschnittsgeschwindigkeit bei Unfällen seit dem Pedelecboom erhöht hat (Vermutung)
...

 

[usr]

Lastverteilung ist eine Kraftumleitung.

Du sitzt wahrscheinlich auch auf einem Sattel und nicht mit der dämpfenden Backe auf dem Sattelrohr. Alle Stöße kommen durch das Sattelrohr auf Deinen ... zu. Und dann wirkt der Sattel verteilend.

So lange der Schädel nicht bricht ist der Helm aber hinsichtlich Lastverteilung gut genug gewesen. Ob die zur Geschwindigkeitsänderung wirksamen Kräfte über eine größere Fläche oder über eine kleinere übertragen werden ist für das Hirn hinter der intakten Schädeldecke vollkommen egal. Eine bessere Verteilung oberhalb dieses Schwellwerts ist höchstens noch für das Thema Hautirritationen oder völlig folgenfreie Platzwunden relevant. Glaub mir, wenn du auf die Murmel fällst sind ein paar Stiche am der Kopfhaut völlig uninteressant. (bei mir tatsächlich so uninteressant dass es trotz endlos vielen Arztkontakten in dieser Zeit von allen inklusive mir zunächst vergessen wurde und die verbliebenen Fäden dann spontan mit einigen Tagen Verspätung am Wohnzimmertisch gezogen wurden - immerhin nicht völlig unqualifiziert sondern wie es der Zufall wollte von einer Neurochirurgie-Professorin)

Der entscheidende Punkt ist dass unsere Helme hinsichtlich des vermeiden von Schädelbrüchen längst gut genug sind. Wenn das trotzdem geschieht (z.B. weil man es durch irgendeinen freakwave-Zufall geschafft hat die Kante der Autotür genau und vor allem nur mit dem Kopf zu treffen dann war die Beschleunigung so hoch dass sie auch alleine, ohne Schädelverletzung “gereicht hätte“. Verteilung ist ein gelöstes Problem, mit dem Material das wir haben.

 

[nolen]

Hui, ganz schön akademisch hier.

...bis zur Haarspalterei mit der Axt.

Also da gibt es eine Norm, die laut wikipedia EN10781997 in England entstand, zur EN wurde und 2012 letztmalig überarbeitet wurde. (Ich hab sie als freien Download auf die Schnelle nicht gefunden
...

Normen wie DIN EN 1078 kann man kaufen, diese für 82,00 € bei beim Beuth-Verlag, 24 Seiten. Leider darf eine DIN-Norm nicht verteilt werden. Freier Download? Im Darknet war ich noch nicht.

Es wäre zu diskutieren, ob der EN1078 normierte Helm auf einen (wie auch immer gearteteten) Aufprall mit 50km/h auf einen Metallzaun ausgelegt wurde.

50 km/h ist messbar. Der Zaun ist nicht normiert. Welcher soll es sein? Hasendraht, Maschendraht, Doppelstabmatte, temporäres Straßenabsperrgitter, Gefängnisgitter...? Sonst könnte man nicht normen.

Egan Bernal fuhr sehr schnell (50 km/h?) gegen den Bus und lebt noch. Der Bus hatte eine Blechklappe, die verformt worden ist, aber für konkrete Teile kann diese Helm-Norm nicht gemacht sein.

Ich kenne die Helmnorm nicht. Man legt für vergleichbare Prüfungen i.d.R. ersatzweise Medien fest, auf denen die Tests ablaufen bzw. auf die ein Prüfkörper draufgeschleudert wird. Und dazu legt man fest, wie man die Kraft einbringt und wie groß diese sein soll. Man simuliert. Es geht um vergleichbare Prüfergebnisse die aber irgendwie zur Realität passen sollen.

Normen werden von Zeit zu Zeit fortgeschrieben und werden manchmal ganz anders. Nach dem Motto: Das wusste man damals noch nicht. Das DIN e.V. ist ein Verein. An einer Norm kann theoretisch jeder (Fachmann) mitarbeiten. Interessengruppen aus der Industrie sind natürlich gern dabei und bringen Geld ein. Wie das in anderen Ländern ist, weiß ich nicht. Normen sind i.d.R. auf einem Jahre alten Stand, selten auf dem Stand der Wissenschaft und Technik.

 

[Daubeck]

Der mit der Haarspalterei war gut

Ich wollte die Norm nicht kaufen, so viel ist mir da Thema dann doch nicht Wert.

Bei dem Zaun bezog ich mich auf den Unfall von S Küng als 'use case'

Das Bernal Beispiel ist interessant, ungeschützte Körperteile sind erheblich in Mitleidenschaft gezogen worden, und das Vorderrad hat wohl nicht viel Energie aufgenommen

 

[nolen]

Ich nun mal die Suchmaschine befragt:
"Laut DIN-Norm EN 1078 müssen Fahrradhelme etwa den Kopf vor einem Aufschlag auf ebener Fläche mit einer Geschwindigkeit von bis zu 19,5 Kilometern pro Stunde schützen."

https://www.abendblatt.de/ratgeber/...rentest-Fahrradhelme-werden-immer-besser.html

 

[QTrotter]

...bis zur Haarspalterei mit der Axt.

Ohh ja... Einer sagt was mit "gewünschtem Anspruch", der nächste findet das nicht präzise oder unvollständig oder .... -> Dann geht der Krieg los. Natürlich gibt kaum einer mal zu, dass er Unrecht hat - im Internet schon gleich gar nicht...
Ob das noch was mit den Thema zu tun hat, ist dann fast egal.

Was war noch mal das Thema?

 

[die schwelle]

ich bin jetzt hier durch ein paar seiten geflogen, und muss sagen: ich bin beeindruckt.
nicht unbedingt positiv, aber nichtsdestotrotz: das muss man schon wirklich wollen.

 

[marcfw]

Mein Prof meinte (vor 30 Jahren):
Helme machen nur schönere Leichen.

 

[iNeedToTrain]

Ich hatte mal einen Professor für Biophysik, der behauptete, nach gängigen Definitionen sind Kühlschränke Lebewesen und als solche auch zu betrachten. (Definition über aktive lokale Entropieverringerung)
Gebe beidem nicht viel Beachtung, gerade weil es sich in beiden Fällen um platte Aussagen handelt. Auch heute werden noch Kollegen berufen, die zwar Teile ihres Berufs sicher können, aber nicht für den wissenschaftlichen Gedanken stehen, der nunmal Differenziertheit voraussetzt.