was für Chemiker - Motorradhelm und Schläge

[gplchris]

Hallo allerseits.
Ich frage mich was dran ist an der Empfehlung, den Helm auszutauschen wenn er auf den Boden gefallen ist. Im Internet habe ich nur den üblichen Kram gefunden. Ich glaube die Antwort findet sich in Funktionsweise, Aufbau des Helmes + die Eigenschaften der verwendeten Werkstoffe und die Berechnung des Stoßes. Falls jemand da gute Kenntnisse oder Theorien hat, nur raus damit. Eine schöne Berechnung, ab welcher Fallhöhe ein Helm seine Schutzwirkung verliert, wäre traumhaft.


PS: Was ich nicht wissen möchte, was bei so einer Frage aber immer zu lesen ist:

1. Jeder muss wissen, was ihm sein Kopf wert ist. (Das ist nicht die Frage)

2. Die Helmhersteller empfehlen einen Tausch. (Ist bekannt. Eine logische Begründung ist gesucht. Finde ich irgendwie nicht. Die Suche nach Haarrissen in den Styroporstücken ist irgendwie nicht so überzeugend.)

3. Mir ist meiner runtergefallen und ich fahre damit.

4. Das ist wie mit einer Autoknautschzone. (Nein, bitte keine bildhaften, falschen Vergleiche)

[Saugwurmmensch]

Auf welcher Grundlage willst du da was berechnen?
Dazu gibt es viel zu viele unbekannte Faktoren (naja, unbekannt bis jemand seinen Helm zersägt und die Materialstärke und Zusammensetzung bestimmen kann).

Fakt ist doch, dass ein geknackster Helm nichtmehr so gut schützt wie ein intakter.
Die äußere Hülle nimmt den Schlag auf und verhindert erstmal das Eindringen von Körpern, sodass sich die Kraft einigermaßen auf die Styroporschicht verteilt die wiederum viel Kraft durch verformung aufnimmt.
Ist jetzt die Äußerste Hülle kaputt ist die Verteilung auf die Styroporschicht nichtmehr vollkommen und wenn die Styroporschicht gerissen ist, wird die nächste größere auftretende Kraft die Schichten vertikal teilen und dein Kopf ist stellenweise ungeschützt auf sich selbst gestellt.

Bei einem Fall aus geringer höhe wird da noch nicht viel passieren.
Ich glaub nicht, dass die Styroporschicht so stark verdichtet ist, dass sie bei kleineren Kräften schon Schaden nimmt.
Wenn jedoch die Äußerste Schale beschädigt ist (Löcher, Risse - nicht nur kleine Kratzer) wird das schon Konsequenzen haben.

[Jais]

Ab wann ein Helm aus welcher Höhe nicht mehr ok ist, wird dir hier niemand sagen können.

Bekky hier aus dem Forum hatte mal ihren Helm fallen lassen und diesen dann röntgen lassen. Vielleicht hilft dir ja das weiter.

[berndy]

Mhh, dass man einen gefallenen Helm tauschen soll, hab ich auch schon gehört.

Ich überlege mir gerade ob es sinnvoll ist einem Helm zu trauen, der bei einem Fall aus einem Meter Höhe schon kaputt gehen soll.

Ich denke die Helmschale hält mehr aus. Wenn Risse sichtbar sind, sollte man aber auf jeden Fall tauschen genauso nach einem Sturz, wenn man mit dem Helm auf den Boden aufgeschlagen ist.

Übrigens sind die meisten tödlichen Kopf-/Hals-Verletzungen trotz Helm keine Durchdringungen oder Verletzungen aufgrund einer geplatzen Helmschale sondern der Bruch der Schädelbasis oder des Genicks. Das kommt häufig von dem Peitschenschlag-Effekt wenn der Körper gebremst wird, der Kopf aber noch weiter will. Dagegen hilft ein Helm (auch nicht der teuerste) alleine nicht, da brauchts schon das Hans-System. Das sieht aber auf dem Motorrad seltsam aus und schränkt die Beweglichkeit und die Sicht sehr ein, ist also nicht praktikabel.

[Jais]

Es geht im eigentlichen auch nicht um die Helmschale. Wenn die einen Riss hat, dann sieht man das in der Regel.
Das Innenleben ist das wichtige.

Das ist so konzipiert, dass es genau einen Sturz auffängt bzw. die optimale Bremsung des Kopfes bei dem sowieso schon viel zu kurzen Bremsweg.
Wenn man jetzt den Helm fallen lässt, besteht definitiv die Chance, dass Fasern reißen. Insofern besteht nicht mehr das eben angesprochene Optimum. Inwieweit es jetzt das Leben beeinflussen kann im Falle eines Falles, muss jeder selber für sich entscheiden.

[acidicX]

Das kommt ganz auf die Helmart an. Bei Fieberglashelmen (XLite, etc) ists egal wenn der runterfällt, da bei denen die Kraft beim sturz innendrin aufgefangen wird (durch die Styropor-Kalotte). Die Polycarbonathelme (Nolan, etc) sollten auch nach dem runterfallen getauscht werden weil bei diesen Helmen die Schale die Aufschlagskraft absorbiert... somit bietet er dann keinen ausreichenden Schutz mehr.

[verbali]

Egal ob Plastik, oder Fiberglashelm.
Der Schlag wird von der Schale verteilt, und die Energie von dem Styroporkern Adsorbiert.
Da gibt es keinen unterschied.










Gruß
Verbali

[acidicX]

Nein, weil bei Fieberglashelmen die Schale nicht bricht/reisst und immernoch ausreichend Schutz bietet - bei Polycarbonathelmen ist das nun einmal nicht der Fall. Der Styroporkern absorbiert ja nur wenn ein Kopf im Helm ist.

[berndy]

Vermutlich besteht bei GFK, CFK oder Kevlar-FK weniger die Gefahr, dass die Helmschale komplett durchreißt weil das Gewebe einen besseren Schutz gegen durchgängige Risse bietet. Bei einem homogenen Material wie bei Policarbonat kann das schon eher passieren.

Jedenfalls leuchtet mir das Tauschen nach einem Unfall eher ein als nach einem Fall aus einem Meter Höhe auf Gras.

Letztlich muss das aber jeder für sich selber entscheiden.

[Jais]

Bei Gras würde ich mir da keine Sorgen machen, bei Asphalt oder Bürgersteig, harter Untergrund also, wäre das zumindest für mich was anderes.

Zitat von Acidix

Der Styroporkern absorbiert ja nur wenn ein Kopf im Helm ist.

Der Kern bringt auch ein Eigengewicht mit.
Wenn der Bremsweg ca. 1mm beträgt(Asphalt, Bürgersteig, ...), dann besteht definitiv die Möglichkeit, dass die Fasern reißen und die Absorbierung im Falle eines Falles beeinträchtigt.

[Tomato]

Bei den Sicherheitstest lassen die doch einen 1KG Block aus 1m Höhe drauffallen, hab ich mal gehört.

Wenn man jetzt bedenkt, dass ein Helm ca 1-1,5KG wiegt und die Sitzbank der GS ca. 80cm hoch ist liegt das doch eigentlich schon nah an dem, was die Testen, oder?

[berndy]

Ich hab mal ein bisschen gegoogelt.

http://www.vulcan800.de/helm/helm.html

Interessant ist, dass die Helmschale nur 5 % der Aufprallenergie schluckt, den Rest nimmt die Styroporinnenstruktur auf, steht da zumindest.

[gplchris]

Ah, der Link ist gut. Scheint jedenfalls er zu bestätigen, dass die Suche nach Haarissen im Styropor nicht so sinnvoll ist. In meinem Nolan ist es eh schon unterteilt.
Für weitere Schlussfolgerungen fehlt mir jetzt die Verfassung. Bezingeruch aus einem übergelaufenen Vergaser und Bremsenreiniger haben heute ihre Wirkung nicht verfehlt.

[Eleven7]

ich habe mich schon öfters gefragt, was dran ist an der Annahmen, dass ein Helm tatsächlich kaputt ist, wenn er z.B. vom Tisch oder der Sitzbank fällt.

Es gibt ja immer wieder solche Spießer (?), die sich tierisch aufregen (ich will einen neuen), wenn deren Helm runterfällt. Meiner ist schon x-mal heruntergefallen, und ich fahre immer noch damit, ohne irgendwelche Einschränkungen zu bemerken.

[Jais]

Die Einschränkung wirst du, wenn überhaupt, nur bei einem Unfall merken.

Das ist ja auch die Funktion des Helmes. Den Kopf schützen im Falles eines Falles.

[chrischl]

du brauchst keinen chemiker- eher einen pyhsiker, und das entscheidende wort ist hier leider nicht gefallen - lediglich bezüge darauf:

kerbwirkung!

ähnlich wie der versuch mit der dose (eine ganze, unverformte dose kann dein gewicht tragen - sobald jemand eine delle rein macht, bricht sie zusammen) haben spröde werkstoffe die gewohnheit, auf inhomogänitäten im material empfindlich zu reagieren. dabei ists wurscht ob PC oder GFK/CFK .... gfk/GFK ist alleine deshalb "unempfindlicher", weils VIEL stabiler bei gleicher wandstärke ist. PC ist sogar kerbschlagunempfindlicher, wenn mich mein gedächtnis nicht täuscht. und genau das ist es, wenn man seinen helm auf den boden fallen lässt, und er unglücklich aufkommt. dann hast du einen tieferen kratzer, einen "pickel" oder sonstwas drin. und wenn der helm dann beansprucht wird, wird er an dieser stelle zuerst brechen. hast du pech, und einen riss im helm, isses wohl klar, dass diese schale kaum noch was aushalten wird. (im bezug auf einen unfall - die kräfte, die dabei freiwerden sind jedenfalls ungeheuer groß)

und genau deswegen wird keine versicherung zahlen, und kein hersteller für einen runtergefallenen helm garantie übernehmen. ist eine reine "wir putzen uns wo ab"-gschicht - wie wenn du blöd genug bist, und selber an einem gelesaten auto rumschraubst, oder ähnliches, .... mein helm fiel auch schon 2 mal, und ziert immer noch meinen schädel, ..... ich kanns mir halt leider nicht leisten, alle 6 monate einen neuen zu haufen, .... (könnt ichs, würd ich mir allerdings einen neuen kaufen, sobald der alte fiel, ...)

[gplchris]

Also muss man drauf warten bis das einer zum Thema seiner Diplomarbeit macht.

[Saugwurmmensch]

dafür werden die Hersteller ihre Materialzusammensetzungen zu geheim halten.

[Cosmo]

Zitat von gplchris

Also muss man drauf warten bis das einer zum Thema seiner Diplomarbeit macht.

Ich kann mir gut vorstellen, dass es dazu Diplomarbeiten gibt.
Aber die dürfen nicht veröffentlicht werden aufgrund der Geheimhaltung!

[AmigaHarry]

Es gibt sogar sehr viele Arbeiten zur Rissinduktion und Ausbreitung in Kunststoffen. Grundsätzlich gibt es nur einen externen Mechanismus, der die Rissinduktionsenergie von z.B. PC-Schalen heruntersetzt: Kerben! Solange er keine Kerben hat, wird er der Rissinduktion und Ausbreitung immer den selben Widerstand entgegensetzen (Alterungsphänomene mal aussen vor), auch wenn er mal wo runtergefallen ist. Anders als bei Metallen oder anderen Werkstoffen gibt es bei Kunststoffen keine stoßinduzierte Gefügeänderung des Materials. Der Hersteller muss sich aber absichern, da Kerben nicht immer als solche erkannbar sind - kleine, oberflächliche Microrisse können auch eine "Kerbe" darstellen. Nun ist es aber nicht so, daß ein Helm, wenn er vom stehendem Motorrad auf die Straße fällt gleich unbrauchbar wird - ist ja kein Keramik........
Die Risswiderstandsenergie ist grundsätzlich höher, je duktiler das Material ist - da PC sogar sehr duktil ist (es ist sogar "schmiedbar") hat es da die besseren Karten als beispielsweise Fieberglashelme. Das sagt natürlich nichts über den Verformungswiderstand im Falle eines Aufschlages aus - da sind andere Materialien wieder besser. Die Hersteller müssen hier naturgemäß einen Kompromiss eingehen (natürlich auch bei den Kosten...). Daß die Innenpolsterung den Großteil der Aufprallenergie aufnehmen muss liegt auch auf der Hand: Hoher Durchschlag- und Deformationswiderstand gegenüber Deformationsenergievernichtung lassen sich halt nicht gut in einem monophasigen Material vereinen..... Microrisse im Schaumstoff der Innenpolsterung spielen allerdings dabei kaum bis gar keine Rolle.
Interessant sind faserverstärkte Materialen, die sowohl der Deformation- als auch dem Durchschlag einen extrem hohen Widerstand entgegen setzen, aber dafür kaum Deformationsenergie vernichten können - den Stoß mehr oder weniger energieelastisch an die Innenpolsterung weiterleiten - was eben auch nicht im Sinne des Kopfschutzes ist.... auch hier ist man daher zu einem Kompromiss gezwungen...... Ein echter Vorteil der Faserverbundhelme ist allerdings ihr geringeres Gewicht (einige schaffen es unter die 1000g Grenze).

[Saugwurmmensch]

Aber die Schale selbst ist doch nicht das, was den Helm schwer macht...da bringen die paar Lagen Gewebe nicht viel Gewichtsersparnis.
Die wirklich leichten Helme (um 1050g) sparen einfach an der Ausstattung.
Ohne viel Futter und Belüftungskram lässt sich Gewicht sparen.
Allerdings fehlt es dann an Komfort (wenn man da wert drauf legt).

Man kann es schon berechnen aber nicht aus dem "stehgreif". Man könnte einen Kerbschlagbiegeversuch machen... und dies dann mit verschiedenen Methode untersuchen. Also wenn jemand Werkstoffkunde studiert und ein Labor hat Geld und Zeit kann er das machen...

[AmigaHarry]

Gewichtsbeispiele zur Schale:

spezifisches Gewicht Polycarbonat unverstaerkt : 1,20
Spezifisches Gewicht Polypropylen CF-Verstaerkt: 0.96!

Gibt bei einer Schale mit rund 1000g bereits eine Differenz von 240g! Weitere Gewichtsersparnis (10-15%) durch Wandstaerkenreduktion und Einsatz von zaehen (langkettigen) Polymertypen moeglich!
PP-CF-Helme gibt es bereits einige Zeit im Radsport und fuer Alpinisten. Bei den Motorraedern werden sie im Rennsport auch bereits verwendet, fuer Otto-Normalverbraucher sind sie aber erst am Sprung zur Zulassung...

[Saugwurmmensch]

Aber die Schale ist doch nur ganz wenige Millimeter dick...da kommen doch keine erheblichen Gewichte zusammen.

[AmigaHarry]

Doch! So duenn ist die nicht - die bringt (meist) das halbe Gesamtgewicht (bei manchen Modellen sogar mehr)! Bei einem Helm mit 1600-1700g (ja, solche schweren Toepfe gibts immer noch..) sind das schon um die 800g....
Kannst ja mal bei deinem Helm nachwaegen......

[Saugwurmmensch]

Na sowas...hätt ich nicht gedacht...da werd ich den nächsten ausgemusterten Helm mal öffnen