12.03.2013

Hohenstein Institute

Helme, die perfekt sitzen

Motorradfahrer tun es. Bauarbeiter tun es. Und auch für immer mehr Skifahrer und Snowboarder gilt: Nicht ohne meinen Helm! Während früher vor allem Kleinkinder und Sicherheitsfanatiker Skihelme nutzten, ist inzwischen vielen Wintersportlern bewusst, dass ein Helm bei Stürzen oder Zusammenstößen schützen kann. Doch nicht jeder Helm passt jedem. Wie sollte er auch? Denn Kopf ist nicht gleich Kopf: Es ist bekannt, dass sich Form und Umfang von Mensch zu Mensch deutlich unterscheiden können. Auch die Hersteller von Helmen wissen das, sie müssen jedoch mit den Maßinformationen leben, die es derzeit für Helme gibt.

Hier setzt ein Forschungsprojekt (AiF-Nr. 16976 N) der Hohenstein Institute in Bönnigheim an, das im Sommer 2012 angelaufen ist: Die Wissenschaftler wollen in dem auf zwei Jahre angelegten Projekt die Datengrundlage für optimierte textilbasierte Kopfschutzsysteme schaffen. „Auch der sicherste Helm kann nicht optimal sitzen und schützen, wenn er nicht zur individuellen Kopfgröße und -form seines Trägers passt“, sagt Simone Morlock, die das Projekt bei den Hohenstein Instituten leitet. Anhand der Forschungsergebnisse wird es den Herstellern künftig möglich sein, den Verbrauchern Helme mit besseren Passformen anzubieten.

Die Ergebnisse lassen sich auf sämtliche Kopfschutzsysteme übertragen – und davon gibt es inzwischen viele in Beruf und Freizeit: Die Spanne reicht vom Baugewerbe über die Polizei und das Militär bis zu Helmen für Fahrradfahrer, Skater, Reiter oder Wassersportler. Bei sogenannten persönlichen Schutzausrüstungen, zum Beispiel für die Feuerwehr, spielt auch der Gesichts-, Gehör- und Atemschutz eine wichtige Rolle. Laut der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung gab es allein im Jahr 2011 knapp 79.000 meldepflichtige Arbeitsunfälle mit Kopfverletzungen. Der Kopf gilt als die dritthäufigste Verletzungsregion. Da Kopfschutzsysteme aber nur konsequent getragen werden, wenn sie bequem sind, ist eine optimale Passform so wichtig.

Trotz des großen Bedarfs an passenden Kopfschutzsystemen sind bis heute in Deutschland keine fundierten anthropometrischen Kopfdaten von Frauen, Männern und Kindern verfügbar. Die bekannten Normen, die für die Kopfschutzsysteme Anwendung finden, enthalten zum einen nicht die erforderlichen Maßinformationen, um daraus 3D-Formen ableiten zu können, zum anderen entsprechen Sie in Bezug auf die Maße nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik. Die Kommission Arbeitsschutz und Normung (KAN), in der in Deutschland alle für den Arbeitsschutz relevanten Institutionen vereint sind, empfiehlt ausdrücklich, die anthropometrischen Daten der Normen, die älter als zehn Jahre sind, mit aktuellen Daten abzugleichen.

Andere Länder sind bei der Durchführung von Projekten, die optimierte Kopfschutzsysteme zum Ziel haben, deutlich weiter. Anthropometrische Daten, die in anderen Staaten erhoben wurden, etwa in China oder den USA, sind aber nicht auf Deutsche zu übertragen, weil sich unterschiedliche ethnische Gruppen genetisch bedingt grundsätzlich in ihren Körper- respektive Kopfmorphologien unterscheiden.

Die Forscher der Hohenstein Institute nutzen für das Projekt ihren repräsentativen Pool an Rohscandaten von weiblichen und männlichen Probanden aller Altersgruppen als Basis, um daraus charakteristische 3D-Kopfmorphologien zu definieren, mittlere Kopfformen zu erstellen und alle relevanten Parameter für die Entwicklung von entsprechenden Schutzsystemen fundiert abzuleiten. „Dadurch wird erstmals die Verteilung der tatsächlichen Kopfformen und nicht nur die der Kopfumfänge repräsentativ für die deutsche Bevölkerung ermittelt“, erläutert Projektleiterin Simone Morlock.

Die Wissenschaftler der Hohenstein Institute werden neben den bekannten Kopfmaßen aus den Ergonomienormen weitere zusätzliche Maße neu vermessen und auswerten, um charakteristische Kopfmorphologien abzuleiten. Neben der Kopfform sollen auch die Gesichtsabmessungen erforscht und maßtechnisch beschrieben werden, also mögliche Maßkorrelationen zwischen den Bereichen Augen, Nase, Mund und Ohren. Ein wichtiger Schritt wird die Einteilung dieser Morphologien in repräsentative Kopfformen für Frauen, Männer und Kinder sein. Interessierten Herstellern stehen dann letztlich spezifische Größensysteme zur Beschreibung der aktuellen Kopf- und Gesichtsdimensionen zur Verfügung, um auf dieser Grundlage Kopfschutzsysteme konstruieren zu können. Darüber hinaus wird es standardisierte, realitätsgetreue virtuelle mittlere 3D-Kopfformen geben.

Neben passformspezifischen Kriterien wirken sich physiologische Aspekte des Feuchtetransports wesentlich auf den Tragekomfort aus. Die eingesetzten Materialien beeinflussen die klimatischen Bedingungen unter einem Helm. Daher ist es wichtig, die textilen Innenauskleidungen von Helmen bekleidungsphysiologisch und hygienisch zu optimieren. So sollen zum Beispiel Skihelme sowohl vor Kälte schützen, als auch den Feuchtetransport gewährleisten. Die hygienischen Eigenschaften wiederum bleiben bislang bei Kopfschutzsystemen vollkommen unberücksichtigt, spielen aber zum Beispiel beim Helmverleih eine große Rolle. Durch verstärktes Schwitzen unter dem Kopfschutz wird ein feuchtwarmes Klima erzeugt, das einerseits den Tragekomfort verschlechtert und andererseits ideale Wachstumsbedingungen für Mikroorganismen schafft. Dies führt zu unerwünschter Geruchsentwicklung und kann die Entwicklung von Kopfhauterkrankungen auslösen.

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