CZ8080U1

CZ8080U1 - Ochranná obuv proti účinkům náálapných min

Info

Publication number: CZ8080U1
Application number: CZ19988570U
Authority: CZ
Inventors: Libor Ing. Zeman
Original assignee: Libor Ing. Zeman
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1998-10-15
Publication date: 1998-11-30

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká speciální ochranné obuvi, chránící tělo člověka, zejména pak jeho dolní končetiny, proti účinkům nášlapných min.

Dosavadní stav techniky

V současné době vyráběné protipěchotní nášlapné miny patří k prostředkům hromadného ničení, které svojí účinností příliš nezaostávají za zbraněmi nukleárními, chemickými a biologickými. Je známo, že miny vzhledem ke svému charakteru působí především proti civilnímu obyvatelstvu a to často ještě dlouho po skončení ozbrojeného konfliktu. Odhaduje se, že v současné době je v zemi uloženo na sto miliónů nášlapných min, tedy cca jedna na každých 50 obyvatel Země. Navíc se často jedná o miny vyvinuté tak, aby přímo nezabíjely, ale působily bolestivá zranění s trvalými následky.

S ohledem na výše uvedené skutečnosti je pochopitelná snaha vyvinout speciální ochrannou obuv, která by člověka, vystaveného nebezpečí účinků nášlapných min, co nejvíce chránila. Historicky nejstarším ochranným prostředkem tohoto druhu jsou vícekomorové ochranné polštáře, které se prostřednictvím rámu svázáním upevňují pod běžnou obuv. Jednotlivé, po stranách polštáře navzájem propojené, komory jsou zhotoveny z vnitřní pryžové duše a z vnějšího materiálu, odolného proti obrušování a prořezání. Polštář je dále opatřen popruhy například se suchými zipy pro upevnění rámu s vázáním. Ochranné polštáře sice poměrně dobře chrání proti účinkům nášlapných min, jejich nošení ale značně ztěžuje a omezuje pohyb, což je zejména ve vojenských podmínkách neúnosné.

Stejná potíž, i když ne v tak velké míře, je i u dalšího řešení - ochranné platformy, která je tvořena speciálním odchylovačem nárazu, odchylovacím hranolem, uloženým v profilované podešvi z polyuretanové pěny. Nášlapná plocha platformy je opatřena protiskluzovou vrstvou. K platformě je dále připevněno vázání, skořápka, která sahá nad kotník, poskytuje oporu při chůzi a chrání před střepinami. Do vázání se upevňuje běžná obuv pomocí řemenů.

Odchylovač nárazu je umístěn po celé délce i šířce chodidla. Má kónický tvar s vrcholovým úhlem menším než 90° a je umístěn tak, že jeho vrchol směřuje k nášlapné straně platformy. Tím se jednak zvětší plocha, na kterou působí exploze nášlapné miny, a jednak kónický tvar stěn odchylovače usměrní dráhu střepin žádoucím směrem. Z hlediska konstrukčního může být odchylovač buď plný nebo dutý, vyrobený z kovu nebo z plastových kompozitů. V doporučeném provedení je použit trubkovitý plastový kompozit obalený tkaninou.

Jak již bylo uvedeno, spadá výše uvedené řešení, to znamená ochranná platforma do oblasti speciálních ochranných pomůcek, které sice dobře chrání lidské tělo proti účinkům nášlapných min, současně ale dosti výrazně brání přirozenému pohybu při chůzi a zejména pak při běhu, skoku a podobně.

Proto se stále více prosazuje snaha vyvinout pro ochranu proti účinkům min ochrannou obuv, která by na jedné straně účinně chránila při případném výbuchu miny, ale zároveň se na druhé straně svojí konstrukcí co nejméně lišila od běžné obuvi. V tomto směru představuje v současné době pravděpodobně nej lepší řešení ochranná obuv, která má v mezipodešvi nebo v podešvi uloženu alespoň jednu ochrannou vrstvu tvořenou nejméně 10 na sobě uloženými vrstvami paraaramidové, Kevlarové, tkaniny. Touto úpravou lze sice dosáhnout velmi dobré ochrany proti působení nášlapných min, ovšem za cenu použití vyššího počtu vrstev Kevlarové tkaniny v ochranné vrstvě. Bylo například odzkoušeno, že bota s ochrannou vrstvou, složenou ze 30 vrstev Kevlarové tkaniny, odolá výbuchu nášlapné miny s obsahem až 50 g výbušniny.

- 1 CZ 8080 UI

Je zřejmé, že cenou za dobrou odolnost proti účinkům nášlapné miny je v tomto případě dosti komplikovaný způsob výroby ochranné obuvi. V jeho průběhu je třeba do mezipodešve nebo podešve zabudovat ochrannou vrstvu dosti značné tloušťky, navíc složenou z více vrstev výztužné Kevlarové tkaniny. Tato skutečnost se kromě toho, že je sama o sobě dosti složitým technologickým problémem, promítá i v užitných vlastnostech hotové obuvi. Zde se jedná především o obtížné řešení kompromisu mezi do značné míry protichůdnými požadavky na ochrannou účinnost obuvi, potřebnou flexibilitu jejích spodkových dílců při chůzi, běhu, popřípadě skoku, a životnost obuvi v průběhu nošení, danou soudržností spodkových dílců se zabudovanou ochrannou vrstvou.

Podstata technického řešení

K odstranění výše uvedených problémů do značné míry přispívá nová konstrukce ochranné obuvi proti účinkům nášlapných min podle předloženého technického řešení. Tato obuv je obdobně jako známé typy obuvi tvořena svrškem s napínací stélkou a k němu přímo nebo prostřednictvím mezipodešve připojenou podešví. Podstata technického řešení spočívá v tom, že napínací stélka a/nebo mezipodešev jsou zhotoveny jako kompaktní polotovar z plošného kompozitního materiálu, který je tvořen alespoň 6 vrstvami textilie na bázi para-aramidového vlákna, fixovanými v polymemí matrici. Současně je ve struktuře podešve uložen tlumící člen kónického tvaru s vrcholem, směřujícím k nášlapné straně podešve, který je tvořen dutým pancířem příslušného tvaru a vnitřní výplní voštinové struktury.

Textilními vrstvami plošného kompozitního materiálu napínací stélky, respektive mezipodešve, jsou s výhodou textilie na bázi Kevlarového vlákna. Polymemí matricí, v níž jsou tyto textilie fixovány, může být s výhodou elastomemí směs, zejména pak pryž, kaučuková směs, nebo polyuretanová směs, nebo termoplast, například kopolymer etylén-vinylacetát.

Vnitřní výplň voštinové struktury tlumícího členu je s výhodou fixována na krycí planžetě, opatřené prvky pro uchycení k pancíři. Z materiálového hlediska jsou jednotlivé části tlumícího členu s výhodou kovové, dutý pancíř tlumícího členu je s výhodou zhotoven z oceli, vnitřní výplň voštinové struktury pak z lehké kovové slitiny, zejména duralu.

Tlumicí člen je zapuštěn do centrální části podešve, která má k tomuto účelu alespoň v části délky obuvi tvar komolého jehlanu a je po obvodu obuvi alespoň z části obklopena sloupkovými figurami dezénu podešve. Menší podstava centrální části tvoří při tom spolu s podstavami sloupkových figur nášlapnou plochu podešve.

Hlavní přínos nové konstrukce ochranné obuvi podle předloženého technického řešení spočívá v optimálním vyvážení požadavků na ochrannou účinnost obuvi, hmotnost a flexibilitu obuvi při chůzi, běhu, popřípadě skoku, a životnost obuvi v průběhu nošení. Tohoto optimálního vyvážení se dosahuje kombinací ochranných účinků výztužných para-aramidových textilií a nově konstruovaného tlumícího členu. Z hlediska účinku je významná také skutečnost, že napínací stélka a/nebo mezipodešev neobsahují ochrannou vrstvu para-aramidových vláken jako cizorodé těleso, ale jsou zhotoveny jako kompaktní polotovar na bázi plošného kompozitního materiálu, který má vrstvy textilie na bázi para-aramidového vlákna fixovány a navzájem propojeny v polymemí matrici. Tím je dán optimální soulad mezi požadovanou flexibilitou a životností obuvi, ovlivněnou soudržností jejích jednotlivých částí.

Přehled obrázků na výkresech

K bližšímu objasnění podstaty technického řešení slouží přiložené výkresy, kde představuje obr. 1 řez ochrannou obuví podle technického řešení, obr. 2a a 2b detaily řešení podešve se zabudovaným tlumícím členem a speciálním dezénem obr. 3 detail tlumícího členu.

-2CZ 8080 Ul

Příklady provedení technického řešení

Ochranná obuv proti účinkům nášlapných min v příkladném provedení podle obr. 1 je tvořena svrškem I s napínací stélkou 2. K napínací stélce 2 je švy, procházejícími napínací záložkou, přišita mezipodešev 3 a na ní je pak navulkanizována pryžová podešev 4.

Svršek i má střih vysoké vojenské obuvi a je ušitý zhovězinové usně. Zadní část svršku i je bandážovaná, šněrování je ve spodní části řešeno kroužky a v horní části rychlošněrovadly.

Napínací stélka 2 i mezipodešev 3 jsou zhotoveny jako kompaktní polotovary z plošných kompozitních materiálů. Tyto kompozitní materiály jsou tvořeny vždy 12 vrstvami textilie z para-aramidového vlákna, Kevlaru, fixovanými a navzájem propojenými v pryžové matrici, která je reakčním produktem kaučukové směsi na bázi kombinace přírodního, polybutadienového a butadien-styrenového kaučuku, se sírovým vulkanizačním systémem a kombinací plniv saze uhličitan vápenatý. Okraj mezipodešve 3 je po celém obvodu perforován otvory pro zatečení směsi podešve 4 o průměru cca 3 až 4 mm, vzdálenými od sebe 4 mm.

V patní části obuvi je ve struktuře pryžové podešve 4 podle obr. 1 uložen tlumící člen 5 kónického tvaru podle obr. 3 s vrcholem, směřujícím k nášlapné stradě podešve 4. Tento tlumící ?

člen 5 je tvořen dutým pancířem 6 příslušného tvaru a vnitřní výplní 7 voštinové struktury. Dutý pancíř 6 je zhotoven z nerezové oceli o tloušťce 1,8 mm. Vnitřní výplň 7 voštinové struktury má buňky o velikosti cca 2.8 mm. je zhotovena z duralu a je fixována na krycí planžetě 8, opatřené prvky pro uchycení k pancíři 6.

Tlumící člen 5 je v patní části obuvi zapuštěn do centrální části 9 podešve 4, která tvar komolého jehlanu. Ve zbývající části obuvi má podešev 4 vytvořeny dvě za sebou umístěné centrální jehlanové figury 11, které mají tvar komolých jehlanů a spolu s centrální částí 9 jsou po obvodu obuvi obklopeny sloupkovými figurami 10 dezénu podešve 4. Menší podstava centrální části 9, menší podstavy centrálních jehlanových figur 11 a podstavy sloupkových figur 10 tvoří společně nášlapnou plochu podešve 4.

Při výrobě ochranné obuvi podle technického řešení se předem připraví potřebné polotovary, tedy napínací stélky 2 se připraví jako kompaktní polotovary, vylisované z nálože, tvořené _;ř předem vyřezanými dílci tvaru stélky zKevlarové tkaniny, které jsou proloženy tvarově <

shodnými výseky fólie z kaučukové směsi, a dále mezipodešve 4 se zhotoví z pásu vrstveného kompozitního materiálu vyřezáváním vodním paprskem. Pás vrstveného materiálu se připraví předem kontinuálním slisováním střídavě uložených vrstev Kevlarové tkaniny a fólií kaučukové směsi. Dále se připraví jednotlivé části tlumících členů 5 ve výše specifikovaném provedení v kovovýrobě.

Při vlastní výrobě ochranné obuvi podle technického řešení se napínací stélka 2 přibije na kopyto, načež se standardním způsobem, v pořadí špice, strany a pata, napne ušitý svršek I.

Napínací záložka svršku I se s napínací stélkou 2 spojí rozpouštědlovým lepidlem. Poté se provede stabilizace tvaru svršku i.

K napnutému svršku I se přiloží, ústředí askobičkami zajistí mezipodešev 4, načež pak následuje prošívání stehy, které se provádí od patní části ke klenku. Po přišití se na celou plochu mezipodešve 4 nanese kaučukové lepidlo tak, aby prostoupilo i všemi vyseknutými otvory na povrchu mezipodešve 4.

Polotovar obuvi se nazuje na lisovací nožku vulkanizačního lisu. Na půdu obuvi se uloží nálož j pryžové podešve 4 spolu se zkompletovaným tlumícím členem 5 a takto připravený komplet se zalisuje. Po skončení vulkanizace podešve 4 se forma otevře, vylisovaná obuv se sejme s lisovací nožky a provedou se potřebné dokončovací práce.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Ochranná obuv proti účinkům nášlapných min, tvořená svrškem s napínací stélkou a k němu přímo nebo prostřednictvím mezipodešve připojenou podešví, vyznačující se tím, že napínací stélka (2) a/nebo mezipodešev (3) jsou zhotoveny jako kompaktní polotovar z plošného kompozitního materiálu, který je tvořen alespoň 6 vrstvami textilie na bázi paraaramidového vlákna, fixovanými v polymemí matrici, a že ve struktuře podešve (4) je uložen tlumící člen (5) kónického tvaru s vrcholem, směřujícím k nášlapné straně podešve, který je tvořen dutým pancířem (6) příslušného tvaru a vnitřní výplní (7) voštinové struktury.
2. Ochranná obuv podle nároku 1, vyznačující se tím, že para-aramidovým vláknem, z něhož jsou zhotoveny textilní vrstvy plošného kompozitního materiálu napínací stélky (2), respektive mezipodešve (3), je vlákno kevlarové.
3. Ochranná obuv podle nároku 1, vyznačující se tím, že polymemí matricí je elastomemí směs.
4. Ochranná obuv podle nároku pryž.
5. Ochranná obuv podle nároku matrice na bázi polyuretanu.
6. Ochranná obuv podle nároku matrice na bázi termoplastu.

vyznačující s e t i m vyznačující s e t í m vyznačující s e t í m

že polymemí matricí je že polymemí matricí je že polymemí matricí je
7. Ochranná obuv podle nároku 6, vyznačující se tím, matrice na bázi kopolymeru etylén-vinylacetát.

že polymemí matricí je
8. Ochranná obuv podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní výplň (7) voštinové struktury tlumícího členu (5) je fixována na krycí planžetě (8), opatřené prvky pro uchycení k pancíři (6).
9. Ochranná obuv podle nároku 1, vyznačující se tím, že části tlumícího členu (5) jsou kovové.
10. Ochranná obuv podle nároku 9, vyznačující se tím, že dutý pancíř (6) kovového tlumícího členu (5) je zhotoven z oceli.
11. Ochranná obuv podle nároku 9, vyznačující se tím, že vnitřní výplň (7) voštinové struktury kovového tlumícího členu (5) je zhotovena z lehké kovové slitiny, zejména duralu.
12. Ochranná obuv podle nároku 1, vyznačující se tím, že tlumící člen (5) je zapuštěn do centrální části (9) podešve (4), která má k tomuto účelu alespoň v části délky obuvi tvar komolého jehlanu a je po obvodu obuvi alespoň zčásti obklopena sloupkovými figurami (10) dezénu podešve (4), přičemž menší podstava centrální části (9) spolu s podstavami sloupkových figur (10) tvoří nášlapnou plochu podešve (4).

-4CZ 8080 Ul
13. Ochranná obuv podle nároku 12, vyznačující se tím, že tlumící člen (5) je zapuštěn do jehlanové centrální části (9) podešve (4) v patní části obuvi, přičemž ve zbývající části má podešev (4) vytvořenu alespoň jednu centrální jehlanovou figuru (11), která je spolu s centrální částí (9) po obvodu obuvi obklopena sloupkovými figurami (10) dezénu podešve (4).

1 výkres