DE1430398A1

DE1430398A1 - Sicherungsvorrichtung fuer Auto- und Flugzeuginsassen sowie fuer Fallschirmabspringer

Info

Publication number: DE1430398A1
Application number: DE19621430398
Authority: DE
Inventors: Hildebrandt Dr Friedrich
Original assignee: Glanzstoff AG
Current assignee: Glanzstoff AG
Priority date: 1962-11-16
Filing date: 1962-11-16
Publication date: 1968-11-28
Also published as: FR1374668A; GB1069646A; NL299025A; US3343874A; SE314604B

Description

Wuppertal-Elberfeld Die Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung für Auto-und Flugzeuginsassen sowie für Fallschirmabspringer.
In .Kraftwagen und Flugzeugen finden Sicherheitsgurte Verwendung, die dazu dienen, die bei plötzlichen, starken Geschwindigkeitsverminderungen, wie sie z.B. bei Zusammenstößen bzw. Bauchlandungen auftreten, erfolgende stoßartige Vorwärtsbewegung der Insassen aufzufangen und so zu dämpfen, daß diese nicht in den Sitz zurückgeschleudert werden und körperlichen Schaden nehmen. Dabei wird die freiwerdende kinetische Energie zum Teil durch plastische, d.h. bleibende Verformung des textiles Gurtmaterials vernichtet.
Die Sicherheitsgurte müssen zu diesem Zweck bestimmte Bedingungen erfüllen, wie sie z.B. in den "Richtlinien für die Prüfung von Sicherheitsgurten in Kraftfahrzeugen" des Bundesministeriums für Verkehr niedergelegt sind: "Bei einer Prüflast von 1200 kg soll die Gesamtdehnung der Teilstücke mindestens 25% und höchstens 4o% betragen, dabei soll die bleibende Dehnung 2/3 der Gesamtdehnung erreichen." Der untere Grenzwert der Gesamtdehnung von 25% muß erreicht werden, damit bei plötzlich einsetzenden Bremsvorgängen so viel kinetische Energie durch bleibende Dehnung vernichtet wird, daß der Gurt seine Funktion als Sicherungsvorrichtung überhaupt ausüben kann. Die obere Grenze der Gesamtdehnung von 4osoll verhüten, daß sich der Gurt bei einem plötzlichen Bremsstoß zu stark längt und damit unwirksam wird, weil er der zu schützenden Person keinen Halt mehr bietet und diese aus dem Sitz heraus,gegen die vor ihr befindlichen Fahrzeugteile geschleudert wird.
Erfahrungsgemäß .st es schwierig, mit textilen Mitteln einen Sicherheitsgurt herzustellen, der diese Bedingungen erfüllt. So sind Sicherheitsgurte im Gebrauch, die den gestellten Anforderungen in mehr oder weniger hohem Maße genügen. Das fiauptproblem bei der Herstellung brauchbarer Sicherheitsgurte besteht in der Schaffung definierter Dehnungsverhältnisse, wie sie das Zerhältnis von Gesamtdehnung zu bleibender Dehnung vorschreibt. Dieses wird weitgehend bestimmt von der Art und den Eigenschaften des verarbeiteten Textilmaterials sowie der Gurtkonatruktion und ist darum gewissen Schwankungen unterworfen. Ein weiterer Nachtpil der bekannten Sicherheitsgurte besteht darin, daß ihr Dehnungsverhalten nicht dem Körpergewicht des Trägers angepaßt werden und, auf das Durchschnittsgewicht eines Erwachsenen eingestellt, z.B. bei einem Kind kaum wirksam werden kann. Hinzu kommt, daß das Dehnungsverhalten der bekannten Slcherheitsgurte auf Höchstbeanspruchung, d.h. auf den Katastrophenfall, eingestellt ist. Die vorzugsweise irreversible Dehnung kann darum zum Ausgleich kleiner und mittlerer Bremsstöße, denen die Insassen von Kraftfahrzeugen gelegentlich ausgesetzt sind, nicht benutzt werden und macht, wenn sie bei einem starken Brerisstoß einmal voll in Anspruch genommen worden ist, den Gart für- eine weitere Verwendung als Sicherungsvorrichtung unbrauchbar. Es wurde nun gefunden, daß die beim Aufprallen eines Kraftwagens auf ein Hindernis bzw. bei der Landung eines Flugzeuges freiwerdende kinetische Energie, soweit sie sich auf die Fahrzeuginsassen auswirkt, in wirksamer und für diese unschädlicher Weise umgewandelt werden kann mittels einer Bremsvorrichtung, deren Wirkung durch geeignete Gurte oder Geschirre auf die zu schützenden Personen übertragen wird. Die Bremseinrichtung kann nach an sich bekannten Prinzipien arbeiten, und zwar grundsätzlich so, daß der Haltegurt einer möglichst geringen Zugbelastung ausgesetzt ist, so daß die elastische Dehnung des Gurtes möglichst klein gehalten wird. Die Befestigung der erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung kann an sich in der gleichen Weise erfolgen wie bei den bekannten Sicherheitsgurten. Als besonders zweckmäßig erweist es sich, die Bremsvorrichtung zwischen oder unter die Sitze zu legen und in Boden zu verankern Fig. 1. Die Befestigung muß in der Weise vorgenommen werden, daß sich die Bremseinrichtung jeweils so einstellen kann, daß die außen angreifenden Kräfte in einer Linie wirken, was in an sich bekannter Weise z.B. durch ein eingebautes Kardangelenk erreicht wird. Fig. 1 zeigt, wie die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung beispielsweise in einem Kraftwagen angebracht werden kann. Die Bremseinrichtung 15 wird neben dem Sitz durch die Befestigung 16 am Boden gehalten und ist durch das Kardangelenk 1o freibeweglich. Durch den Verschluß 17 ist sie mit einem Schultergurt 18 lösbar gekoppelt, der mit seinem anderen Ende an der Seitenwand befestigt ist 19. Die Bremsvorrichtung kann mit allen bekannten Gurtarten und Haltegeschirren gekoppelt werden. Besonders vorteilhaft ist die Verbindung mit einem Schultergurt. Geeignet sind alle möglichen hochfesten Gurte aus natürlichem oder synthetischem Material mit geringer Dehnung. So stellt ein Gurt, der nicht die in den "Richtlinien für die Prüfung von Sicherheitsgurten in Kraftfahrzeugen" festgelegten Dehnungswerte hat und der gemäß der Erfindung mit einer Bremseinrichtung gekoppelt Ist, eine in jedem Fall einwandfrei funktionierende Sicherungsvorrichtung für Insassen von Kraftwagen und Flugzeugen dar. Ist z.B. ein solcher Sicherheitsgurt an einen zweiseitig wirkenden, pneumatischen Bremszylinder angeschlossen, der neben dem Sitz im Boden verankert und über ein Kardangelenk freibeweglich ist, so fängt dieser die Wucht des Aufpralls des menschlchen Körpers bei einem Zusammenstoß auf und läßt diesen danach langsam in den Sitz zurückgleiten.
Ein Bremszylinder arbeitet dabei z.B. so, daß die in einem Gehäuse befindliche Feder über einen Kolben und Kolbenstange die beim Abbremsen auf die zu schützende Person wirkende Energie aufnimmt und speichert. Bei dieser Kolbenbewegung wird durch ein Rückachlagventil Luft angesaugt, die'beim Entspannen der Feder wieder langsam durch ein zwei-

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Federenergie verhindert. titatt einer pneumatischen Dremsvorrichtung sind natürlich auch andere Eremsconstruhtionen für den vorliegenden Zweck brauchbar, vor allem hydraulisch wirkende Stoßdämpfer und solche, die nur mit Federkraft arbeiten. Als weitere beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung wird nachstehend eine beidseitig wirkende hydraulische Stoßdäupfung beschrieben, die meit einem Haltegurt oder -geschirr gekoppelt werden kann: Beschreibung der Arbeitsweise der hydraulischen Bremseainrichtung Fig. 2.
Die Bremseinrichtung ist mit dem Bolzen 1o gelenkig am Boden verankert. Ein Haltegurt, mit dem die zu schützende Person festgeschnallt wird, ist an der Kolbenstange 7' befestigt. Die Bremseinrichtung ist bis unter den Schraubdeckel 2 mit Diehtung 3 vollständig mit einer Bremsflüssigkeit gefüllt. Wird eine Zugkraft auf die Kolbenstange 7 ausgeübt, so drückt die Kolbenringfläche auf die darüber im Innenzylinder 4 befindliche Flüssigkeit und preßt diese durch die Auslaßö5ffnungen 8 in den Raum zwischen Innenzylinder 4 and Außenzylinder 1 . Von dort gelangt die Bremsflüssigkeit durch die Etnlaßschlitze 9 unter den Ko lben G. Im Verlauf der Aufwärtsbewegung des Kclbens 6 fallen nach und nach die Auslaßöffnungen 8 für den Austritt der unter Druck stehenden Bremsflüssigkeit im Innenzylinder 4 aus. Damit wird die Ausflußgeschwindigkeit in den noch wirksamen Ausla ßöffnungen 8 größer und @benfa lls die Flüssigkeitsreibung. Es tritt also eine anwachsende Dämpfung der Kolbenbeweg ung ein. Die Feder 5 hat nur die Aufgabe, den Kolben 6 nach der Aufwärtsbewegung, langsam wieder in seine Ausgangslage zu drücken.
Die Änderung der Zahl der Auslaßüffnungen 8 sowie deren Durchmesser und die Wahl von Bremsflüssigkeiten mit geeigneter Zähigkeit geben die Möglichkeit, in der Bremseinrichtung bei begrenzter Dehnung große kinetische Energien zu kompensieren.
Eine andere Ausführungsform einer mechanischen Bremseinrichtung arbeitet z.B. allein mit Federkraft: Beschreibung der Arbeitsweise der mechanischen Bremseinrichtung Fig. 3..
Die Bremseinrichtung, ist mit dem Bolzen 1o gelenkig am Boden verankert. Der Haltegurt, mit dem die zu schützende Person festgeschnallt wird, ist an der Kolbenstange 7 befestigt, Wird als Folge einer plötzlichen Abbremsung des Fahrzeuges eine Zugkraft auf die Kolbenstange 7 ausgeübt, so drückt der Kolben o die Feder 5 zusammen. Ist die Feder 5 vollkommen zusammengepreßt, so schiebt sich der bei diesem Vorgang sich aufwärts bewegende Kolben 6 zwischen die Haltebügel 11. Die Bügel sind auf den Stiften 12 drehbar gelagert und werden durch den Kolben 6 an ihren Kröpfungen soweit nach außen gedrückt, daß das Federende von den Haltpbiigeln 11 freigegeben wird und sich die @eder 5 in den oberen Teil des Gehäuses 13 entspannt. Die Spreizung der Haltebügel 11 Y:ird durch die Haken 14 begrenzt, so daß die Nasen der Haltebügel 11 noch in das Gehäuse 13 ragen und eine weitere Aufwärtsbewegung des Kolbens 6 verhindern. Durch die Entspannung der Feder 5 wird die in ihr gespeicherte Energie vernichtet, ohne sich auf die angeschnallte Person auswirken zu können. Diese Bremseinrichtung spricht, ähnlich den bekannten Sicherheitsgurten, nur bei Überschreitung einer durch die Feder 5 gegebMen Belastung an und muß dann durch erneute Klemmung der Feder 5 zwischen Kolben 6 und Haltebügel 11 wieder gebrauchsfähig gemacht werden.
Die gemäß der Erfindung mit einem Gurt oder Haltegeschirr gekoppelten Bremsvorrichtungen für Kraftwagen- und Flugzeuginsassen sind verhältnismäßig klein, besitzen eine handliche Form und lassen sich an jeder geeigneten Stelle des Fahrzeuges ohne Schwierigkeit anbringen. Bei bestimmten Konstruktionen, z.B. dem in Fig. 2 gezeigten Stoßdämpfer, können auch in ihrer Größe sehr unterschiedliche Energiemengen kompenßiert werden, ohne daß es einer besonderen Einstellang bedarf. Außerdem kehrt der Kolben automatisch nach dem Fortfall der Belastung in seine Ausgangsstellung zurück. Damit wird die Sicherungseinrichtung sogleich wieder einsatzbereit. Andere Konstruktionen, z.B. die in Fig. 3 gezeigte mechanische Bremseinrichtung, kann verhältnismäßig leicht wieder zum Gebrauch hergerichtet werden. Somit sind die in der Erfindung aufgezeigten Sicherungseinrichtungen praxtiseh beliebig oft zu gebrauchen. Bei rein textilen Sicherheitsvorrichtungen ist noch einmaliger Brnutzung eine weitere plastische Verformung nicht mehr möglich, so daß keine kinetische Energie mehr komr,4,#nsiert werden kann. Didurch sind diese Giirtel nach einmaligem Gebrauch wertlos und müssen durch neue ersetzt werden. Ebenso wie in Kraftwagen läßt sich die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung in Verbindung mit einem Haltegurt oder Haltegeschirr auch in Flugzeugen verwenden. Sie kann ferner auch an Fallschirmen angebracht werden,*um den sogenannten Entfaltungsstoß beim Öffnen des Schirme aufzufangen und abzubremsen.

Claims

P a t e n t a n s p r üc h e . 1) Sicherungsvorrichtung für Insassen von Kraftwagen und Flugzeugen sowie für Fallschirmabspringer, dadurch gekennzeichnet daß eine Bremsvorrichtung über einen Haltegurt.oder ein Haltegeschirr mit der zu schützenden Person verbunden ist und mit. diesen zusammenarbeitet.
2) Sicherungsvorrichtung nach Anspruch-1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer hydraulischen Bremsvorrichtung.
3) Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer pneumatischen Bremsvorrichtung.
4) Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer mechanischen Bremsvorrichtung.
5) Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer elektrischen Bremsvorrichtung.
6) Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Bremsvorrichtung, die nach mehreren der unter 2 bis 5 genannten Prinzipien ` arbeitet.