DE60126833T2

DE60126833T2 - Flugzeugsitzkonstruktion

Info

Publication number: DE60126833T2
Application number: DE60126833T
Authority: DE
Inventors: Michael Riley; Willard Hagan
Original assignee: AmSafe Inc
Current assignee: AmSafe Inc
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2021-03-14
Also published as: WO2002062615A1; DE60126833D1; EP1363803A4; US6712614B1; EP1363803A1; EP1363803B1

Description

HINTERGRUND
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Flugzeugpassagiersitz, und insbesondere Flugzeugsitzstrukturen in Verbindung mit Airbagrückhaltesystemen.
Beschreibung des Standes der Technik
Passagiersicherheitssysteme, die bisher in Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen und Flugzeugen, zu finden sind, waren von zwei Haupttypen, speziell Sicherheitsgurten und Airbags. Der möglicherweise am frühesten verwendete war der Passagierbeckengurt, welcher an einer feststehenden Unterstruktur an jedem Ende angebracht wurde und mittels geeigneten Gurtschlossvorrichtungen über dem Schoß des Benutzers verbunden wurde. Normalerweise hatte einer der beiden Teile, die den Gurt bilden, eine festgelegte Länge, während die Länge des anderen Teils eingestellt werden konnte, damit der Gurt Benutzer aller Größen aufnehmen konnte. Dieser Typ von Gurt wurde über viele Jahre in Kraftfahrzeugen verwendet und bleibt bis heute der Haupttyp der Sicherheitsrückhaltung, der zur Rückhaltung von Passagieren in Privat- und Verkehrsflugzeugen verwendet wird.
Für den weiteren Schutz gegen eine mögliche Verletzung wurden die Beckengurte in Kraftfahrzeugen durch Einbeziehung eines Schultergurtes modifiziert, der an einem dritten Festpunkt angebracht wurde, um in einem Crashfall den Oberkörper des Passagiers gegen Vorwärtsbewegung zurückzuhalten. In letzterer Zeit wurden im Falle von Personenkraftwagen passive Rückhaltungen oder Airbags zum Schutz gegen eine Verletzung im Crashfall verwendet. Diese Airbags, welche durch Druckluft oder andere Gase aufgeblasen werden, sind in der Kraftfahrzeuglenksäule und in anderen festen Orten in dem Kraftfahrzeug, wie zum Beispiel dem Armaturenbrett oder Seitenwänden, montiert. Im Falle von plötzlicher Verzögerung des Kraftfahrzeuges, wie bei einem Crash, identifizieren Sensoren das Ereignis, und die Druckluft oder anderes Gas werden freigegeben, um die Airbags mit hohen Geschwindigkeiten direkt in Richtung zu den Passagieren zu expandieren, um ihre Vorwärtsbewegung zu verhindern. Airbags haben sich bei der Ausstattung mit Passagierschutz im Allgemeinen als wirksam erwiesen, besonders wenn sie in Verbindung mit Sicherheitsgurtrückhaltungen verwendet werden.
Gerade in letzterer Zeit kam der Gedanke, passive Rückhaltungen oder Airbags in Flugzeugen zu verwenden, um Passagiere im Crashfall zu schützen. Solche passive Rückhaltungen sind im US-Patent Nr. 5,984,350 offenbart, welches auf denselben Rechtsnachfolger wie die vorliegende Anmeldung übertragen ist. Die passive Flugzeugrückhaltung umfasst einen Sicherheitsgurt, der erste und zweite Abschnitte aufweist, die jeweils mit dem einen Ende an der Flugzeugsitzstruktur befestigt sind und mit dem anderen Ende an einer Stelle über dem Schoß eines Benutzers miteinander verbindbar sind. Der befestigte Abschnitt des Gurtes enthält: (i) einen entfaltbaren Airbag; (ii) ein Torsionselement, welches den Gurt derart positioniert und ausrichtet, dass der Airbag von dem Benutzer weg entfaltet wird; (iii) ein Gasleitungsrohr, das Gas von einer Gasquelle auf den Gasairbag richtet; und (iv) eine äußere Schutzabdeckungsanordnung, die wenigstens in dem Bereich benachbart zu dem Gasairbag zerreißbar ist, um seine Expansion zu ermöglichen.
Das System weist ferner eine Gasquelle und eine Steuer- und Zündschaltung mit Elektronik zum Identifizieren eines Crashfalls auf. Die Energiequelle des Systems kann sein entweder: (a) eine bestimmte, elektrischen Strom zuführende Batteriequelle, welche von der elektrischen Fahrzeugenergiequelle unabhängig ist; oder (b) eine bestimmte Fahrzeugenergiequelle. Ein Schaltmechanismus ist in dem Gurtschloss und in der Gurtlasche enthalten, was die Aktivierung des Systems ermöglicht, wenn die beiden Gurtabschnitte richtig ausgerichtet und mit dem Airbag verbunden sind, der zur Expansion von dem Körper des Benutzers weg positioniert ist.
Bei bisherigen Verwendungen von passiven Rückhaltesystemen im Flugzeug war ein separates Fach unter der Sitzstruktur erforderlich, um die Gasquelle unterzubringen. Dieses zusätzliche Fach erhöhte das Gewicht des Flugzeuges und verdrängte Raum unter dem Sitz, der normalerweise zur Passagiergepäckablage verwendet wird.
Ein Flugzeugpassagiersitz nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist in US 6029993 A offenbart.
Das Ziel der Erfindung ist es, einen Flugzeugpassagiersitz mit einer einfacheren und leichteren Konstruktion zu schaffen.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Flugzeugpassagiersitz mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG
Bei der vorliegenden Erfindung benutzt ein passives Rückhaltesystem in einem Flugzeug die Sitzstruktur des Flugzeuges, um die Quelle von Druckgas oder Festbrennstoff unterzubringen, die zum Expandieren der passiven Rückhaltung notwendig ist. Die Sitzstruktur des Flugzeuges weist mehrere hohle Rohre auf, und diese hohlen Rohre können benutzt werden, um Druckgas direkt zu speichern. Somit ist kein zusätzlicher Flugzeugsitzraum über die bereits bestehende Sitzstruktur hinaus erforderlich, um das Druckgas unterzubringen. Durch Verwendung der bestehenden Sitzstruktur zur Unterbringung der Druckgasquelle können erhebliche Raum- und Gewichtseinsparungen realisiert werden, von denen beide wichtige Faktoren bei der Flugzeugsitzgestaltung sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Flugzeugsitzrohr zur Speicherung des Druckgases durch Einbeziehen unterschiedlicher Rohrdurchmesser, Rohrwanddicken, Rohrmaterialien und Rohrherstellungsverfahren in Abhängigkeit von den in der Druckgasquelle erforderlichen Drücken modifiziert werden. Die Zündvorrichtung und die Gasaustrittsöffnung, die in dem passiven Rückhaltesystem verwendet werden, können durch die Platzierung eines Kopfstückabschnitts, der die Zündvorrichtung, die Gasdruckfreigabemembran, die Gasstromsteuereinrichtung, die Gasaustrittsöffnung und die Verbindung mit dem Gasleitungsrohr hält, mit dem Sitzrohr integriert werden.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, und sind auch durch die Anwendung der Erfindung zu erlernen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine allgemeine schematische Darstellung einer Flugzeugsitzstruktur, die ein bestehendes hohles Rohr einbezieht, das einen Druckgasgeneratorbehälter unterbringt, der kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist;
2 ist eine Querschnittsansicht eines hohlen Sitzrohres aus einer Flugzeugsitzstruktur, die einen Druckgasgeneratorbehälter enthält, der kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist;
3 ist eine Querschnittsansicht eines hohlen Sitzrohres aus einer Flugzeugsitzstruktur, die einen Gasgeneratorvorrichtungsbehälter enthält, der kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist;
4 ist eine allgemeine schematische Darstellung einer Flugzeugsitzstruktur, die eine integrierte Sitzrohr- und Gasgeneratorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einbezieht; und
5 ist eine Querschnittsansicht eines Sitzrohres aus einer Flugzeugsitzstruktur, die einen in ein Sitzrohr integrierten Gasdruckbehälter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einbezieht.
6 ist eine Querschnittsansicht eines Sitzrohres aus einer Flugzeugsitzstruktur, die einen in ein Sitzrohr integrierten Gasdruckbehälter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einbezieht.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Beschreibung eines passiven Rückhaltesystems für die Verwendung in einem Flugzeug ist im US-Patent Nr. 5,984,350 enthalten, welche auf denselben Rechtsnachfolger wie die vorliegenden Anmeldung übertragen ist. Es wird ausführlich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, deren Beispiele in den begleitenden Zeichnungen 4-6 dargestellt sind.
Nun ist mit Bezug auf 1 eine bestehende Flugzeugsitzanordnung 10 mit einem vorderen hohlen Rohr 12 und einem hinteren hohlen Rohr 14 gezeigt, die zwischen zwei Seitenstrukturen 16 und 18 verbunden sind. Das hintere hohle Rohr 14 der Sitzstruktur 10 enthält einen Druckgasgeneratorbehälter 20. Das hintere hohle Rohr 14 enthält auch eine Zünd- und Gasfreigabevorrichtung 22, die mit dem Druckgasgeneratorbehälter 20 verbunden ist.
Die 2 und 3 zeigen ausführlicher jeweils einen Querschnitt des hinteren hohlen Rohres 14, das den Druckgasgeneratorbehälter 20 und die Zünd- und Gasfreigabevorrichtung 22 enthält, wie in 1 gezeigt ist. In dem hinteren hohlen Rohr 14 sind zwei Halter 24 und 26, die den Druckgasgeneratorbehälter 20 in dem hinteren hohlen Rohr 14 halten. Ferner sind Vibrationsisolatoren 28 zwischen den hinteren hohlen Rohr 14 und dem Druckgasgeneratorbehälter 20 platziert. Die Zünd- und Gasfreigabevorrichtung 22 ist an dem Druckgasgeneratorbehälter 20 angebracht. Eine Gasstromsteuereinrichtung 23 und eine Gasaustrittsöffnung 30 sind an der Zünd- und Gasfreigabevorrichtung 22 angebracht, um Gas in einer gesteuerten Weise von dem Druckgasgeneratorbehälter 20 über ein Gasleitungsrohr an den Airbag (nicht gezeigt) zu transportieren, um den Airbag im Falle einer plötzlichen Verzögerung aufzublasen. Eine elektrische Leitung 32 verbindet die Zünd- und Gasfreigabevorrichtung 22 mit einer Steuer- und Zündsystemschaltung (nicht gezeigt). Für eine ausführlichere Beschreibung des Betriebs und des Aufbaus der Zünd- und Gasfreigabevorrichtung 22, des Zündsystems und des Airbags wird bitte auf das US-Patent Nr. 5,984,350 verwiesen, wie oben Bezug genommen wurde.
Bei der Konstruktion der in 2 gezeigten Kombination aus dem hinteren hohlen Rohr 14 und dem Druckgasgeneratorbehälter 20 kann ein bestehendes hohles Rohr einer Sitzstruktur verwendet werden, und eine beschränkte Neukonstruktion der Sitzstruktur mit Ausnahme der Austrittsöffnungen für die Gasaustrittsöffnungen 30 und die elektrische Leitung 32 ist erforderlich. Die Halter 24 und 26 und die Vibrationsisolatoren 28 werden zur Installation und Anbringung des Druckgasgeneratorbehälters 20 in dem hinteren hohlen Rohr 14 verwendet. Die Gasstromsteuervorrichtung 23 und die Gasaustrittsöffnung 30 werden an das Zündsystem und die Gasfreigabevorrichtung 22 angebracht, nachdem die Vorrichtung in dem hinteren hohlen Rohr 14 installiert wurde.
In einer alternativen Ausführungsform wird ein Hybridsystem verwendet, das Druckgas und Festtreibstoff enthält, um anders als mit einem Druckgas allein den Airbag aufzublasen, wie mit Bezug auf die 1-3 unten weiter beschrieben ist. Die Typen von Hybridsystemen, die in dieser Ausführungsform verwendet werden können, sind in der Technik wohlbekannt. In dieser alternativen Ausführungsform würde ein Hybridsystem 20 enthalten sein, wie gezeigt ist. Die Zünd- und Gasfreigabevorrichtung 22 zündet eine kleine pyrotechnische Ladung, welche das in dem Druckgasgeneratorbehälter 20 enthaltende Gasgemisch erhitzt. Wenn das Gas erhitzt ist, wird dieses dann über die Gasstromsteuereinrichtung 23 und die Gasaustrittsöffnung 30 zu dem Airbag (nicht gezeigt) über ein Gasleitungsrohr transportiert, um den Airbag aufzublasen.
Nun ist mit Bezug auf 4 eine modifizierte Flugzeugsitzanordnung 50 mit einem vorderen hohlen Rohr 52 und einem in das hintere Sitzrohr integrierten Druckgas(oder Gasgenerator)behälter 54 gezeigt, der zwischen zwei Seitenstrukturen 56 und 58 verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der in das hintere Rohr integrierte Gas(oder Gasgenerator)behälter 54 der Sitzstruktur 50 Druckgas 60. Der in das hintere Rohr integrierte Gasbehälter 54 weist einen Kopfstückabschnitt 62 auf, der das Zündsystem, die Gasstromsteuereinrichtung und die Gasfreigabevorrichtung einschließt.
Die 5 und 6 zeigen ausführlicher, wie in 3 gezeigt, jeweils einen Querschnitt des in das hintere Rohr integrierten Gasbehälters 54. Innerhalb des in dem hinteren Rohr integrierten Gasbehälters 54 ist ein integriertes Endelement 64, das die Flugzeugsitzrohrstruktur 66 und die Druckbehälterwand 68 verbindet. Das integrierte Endelement 64 ist durch eine metallurgische Verbindung, wie eine Reib schweißung, mit der Druckbehälterwand 68 verbunden. Außerdem kann das Endelement 64 und die Druckbehälterwand 68 einstückig hergestellt und dann an der Flugzeugsitzstruktur 66 angebracht werden. Die Druckbehälterwand 68 muss derart konfiguriert sein, dass sie größeren Belastungen als die Flugzeugsitzrohrstruktur 66 standhält, so das im Gegensatz zu der in den 1-3 gezeigten Ausführungsform die in den 4-6 gezeigte Ausführungsform eine besonders gestaltete Flugzeugsitzstruktur 50 erfordert.
Ein integriertes Kopfstück 70 ist mit der Druckbehälterwand 68 an dem entgegengesetzten Ende von dem integrierten Endelement 64 verbunden. Eine Zündvorrichtung 72 ist in dem integrierten Kopfstück 70 enthalten. Die Zündvorrichtung 72 ist über eine Leitung 74 mit einem Zündsystem (nicht gezeigt) verbunden. Ebenso ist mit dem integrierten Kopfstück 70 eine Druckmembran 76 verbunden, die das Druckgas in dem Druckbereich 78 hält, der durch die Druckbehälterwand 68, das integrierte Endelement 64 und das integrierte Kopfstück 70 definiert ist. In dem integrierten Kopfstück 70 ist eine Gasstromsteuereinrichtung 81 und eine Gasaustrittsöffnung 80 enthalten. Die Druckmembran 76 ist zwischen dem Druckbereich 78 und der Gasaustrittsöffnung 80 angeordnet. Wenn die Zündvorrichtung 72 von dem Zündsystem ausgelöst wird, wird die Druckmembran 76 zerrissen, was ermöglicht, dass Gas aus dem Druckbereich 78 in einer gesteuerten Weise über die Gasstromsteuereinrichtung 81 und die Gasaustrittsöffnung 80 zu dem Airbag (nicht gezeigt) über ein Gasleitungsrohr strömt und den Airbag aufbläst. Für eine ausführlichere Beschreibung des Betriebs und des Aufbaus der Zündvorrichtung 72, des Zündsystems und des Airbags wird bitte auf das US-Patent Nr. 5,984,350 verwiesen, wie oben Bezug genommen wurde.
In einer alternativen Ausführungsform wird ein Hybridsystem verwendet, das Druckgas und Festtreibstoff enthält, um anders als mit einem Druckgas allein den Airbag aufzublasen, wie mit Bezug auf die 4-6 unten weiter beschrieben ist. Die Typen von Hybridsystemen, die in dieser Ausführungsform verwendet werden können, sind in der Technik wohlbekannt. In dieser alternativen Ausführungsform ist ein Hybridsystem in dem Druckbereich 78 enthalten. Die Zündvorrichtung 72 zündet eine kleine pyrotechnische Ladung, welche den doppelten Zwecken des Zerreißens der Druckmembran 76 und des Erhitzens des in dem Druckbereich 78 enthaltenen Gasgemisches dient. Wenn das Gasgemisch erhitzt ist, wird dieses über die Gasstromsteuereinrichtung 81 und die Gasaustrittsöffnung 80 zu dem Airbag (nicht gezeigt) über ein Gasleitungsrohr transportiert, um den Airbag aufzublasen.
Es versteht sich, dass ein breiter Bereich von Änderungen und Modifikationen an den oben beschriebenen Ausführungsformen für technisch versierte Fachleute ersichtlich ist, und diese Änderungen und Modifikationen hierin betrachtet werden. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorhergehende ausführliche Beschreibung anders als eine Beschränkung als erläuternd anzusehen ist, und dass es sich versteht, dass es die folgenden Ansprüche sind, die den Bereich der Erfindung definieren.

Claims

Flugzeugpassagiersitz, aufweisend: eine Mehrzahl von vorgeformten Strukturelementen (52, 54, 56, 58), die miteinander verbunden sind, um einen Passagiersitzbasisrahmen zu definieren, wobei wenigstens eines der Strukturelemente ein inneres Volumen (78) definiert; und eine Quelle von Expansionsgas, das in dem inneren Volumen (78) wirksam enthalten ist, um einen Passagierairbag aufzublasen, wenn er aktiviert wird, wobei die Quelle von Expansionsgas eine Menge von Druckgas und eine zugehörige Zündvorrichtung (72) ist, die das Druckgas freigibt, wenn sie aktiviert wird, und dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturelement, das ein inneres Volumen (78) definiert, direkt die Quelle von Expansionsgas in dem inneren Volumen (78) enthält.
Flugzeugpassagiersitz nach Anspruch 1, wobei das Strukturelement, das direkt die Quelle von Expansionsgas enthält, ferner aufweist: eine Druckbehälterwand (68); ein in das Sitzrohr integriertes Endelement (64), das mit der Druckbehälterwand (68) gekuppelt ist; eine Flugzeugsitzrohrstruktur, die mit dem in das Sitzrohr integrierten Endelement (64) gekuppelt ist; und ein in das Sitzrohr integriertes Kopfstück, das mit der Druckbehälterwand (68) gekuppelt ist; wobei ein Druckbereich durch die Druckbehälterwand (68), das in das Sitzrohr integrierte Endelement (64) und das in das Sitzrohr integrierte Kopfstück (70) definiert ist.
Flugzeugpassagiersitz nach Anspruch 2, wobei das in das Sitzrohr integrierte Kopfstück (70) die Zündvorrichtung (72), eine Druckmembran, eine Gasstromsteuereinrichtung (81) und eine Gasaustrittsöffnung enthält.
Flugzeugpassagiersitz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Quelle von Expansionsgas eine kombinierte Menge von Druckgasgemisch und Festbrennstoff und eine zugehörige Zündvorrichtung (72) ist, die den Festbrennstoff zündet, wenn sie aktiviert wird, welcher dann das Gasgemisch erwärmt und freigibt.