DE102006007030A1 - Energieabsorber für Flugzeuge - Google Patents

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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
    • B64C1/061—Frames
    • B64C1/062—Frames specially adapted to absorb crash loads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
    • F16F7/123—Deformation involving a bending action, e.g. strap moving through multiple rollers, folding of members

Abstract

Heutzutage werden üblicherweise starke Halter zur Befestigung von Inneneinrichtungen an der Primärstruktur eines Flugzeugs verwendet, welche dynamische Lasten oft nur unzureichend bewältigen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Energieabsorber für Flugzeuge angegeben, welcher ein oder mehrere Energieabsorberelemente und ein Gehäuse umfasst, wobei die Energieabsorberelemente durch plastische Verformung innerhalb des Gehäuses Crashimpulse aufnehmen können. Damit wird die Belastung auf die Primärstruktur limitiert, was zu einer erhöhten passiven Sicherheit der Passagiere und einer Gewichtsreduzierung führen kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Energieabsorber für Flugzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Energieabsorber für ein Flugzeug, die Verwendung eines derartigen Energieabsorbers in einem Flugzeug und ein Verfahren zur Energieabsorption in einem Flugzeug.
  • In Flugzeugen werden Halter oder Befestigungselemente zur Halterung und Befestigung von Inneneinrichtungen, wie beispielsweise Deckenverkleidungen, Gepäckfächer oder Monumente, eingesetzt. Bei starren Befestigungselementen wirkt es sich oft als nachteilig aus, insbesondere im Falle von starken Beschleunigungen, wie sie beispielsweise im Falle heftiger Turbulenzen oder beispielsweise auch bei einer Notlandung auftreten können, dass die resultierenden Beschleunigungskräfte direkt von der Primärstruktur des Flugzeugs über den Halter an die befestigte Inneneinrichtung übertragen werden. Ebenso werden alle an der Inneneinrichtung auftretenden Kräfte oder Beschleunigungen direkt über den Halter oder das Haltersystem an die Flugzeugstruktur übertragen.
  • Bekannte Halter und die daran befestigten Inneneinrichtungen werden auf Basis von statischen Lasten bzw. maximaler Zuladung statisch ausgelegt. Ein Versagen der Halterung, wie es beispielsweise durch Herausbrechen aus der Inneneinrichtung aufgrund übermäßiger Beschleunigungskräfte auftreten kann, führt zu einer Beschädigung der Halterung, der Inneneinrichtung oder der Primärstruktur des Flugzeugs und kann weiterhin die Passagiere gefährden, verletzen oder zu Behinderungen bei einer möglichen Evakuierung führen.
    •
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Energieabsorber für Flugzeuge anzugeben, welcher eine sichere Befestigung von Inneneinrichtungen oder anderen Einrichtungen des Flugzeugs, auch unter starker mechanischer Belastung, gestattet.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Energieabsorber für ein Flugzeug angegeben, der Energieabsorber umfassend ein erstes Energieabsorberelement und ein zweites Energieabsorberelement, beide zur Absorption einer Beschleunigungsenergie bzw. daraus resultierende Beschleunigungskraft durch plastische Verformung (o. Kraftbegrenzung) durch plastische Verformung, und ein Gehäuse, wobei die plastische Verformung der Energieabsorberelemente innerhalb des Gehäuses erfolgt und wobei das zweite Energieabsorberelement parallel zum ersten Energieabsorberelement angeordnet ist und flächig an diesem anliegt.
  • Durch die Energieabsorberelemente, welche zumindest teilweise im Gehäuse integriert sind, wird die mechanische Belastung auf eine Inneneinrichtung, welche durch den Energieabsorber mit einer Primärstruktur des Flugzeugs verbunden ist, und bei der es sich beispielsweise um ein über den Passagieren angebrachtes Gepäckfach handeln kann, vorteilhaft limitiert. Beispielsweise kann der Energieabsorber zur Absorption von aus der Bewegung des Flugzeugs resultierender Beschleunigungsenergie ausgeführt sein. Durch die Absorption von Beschleunigungsenergien kann die Kraftübertragung von der Primärstruktur des Flugzeugs auf die Inneneinrichtung bzw. von der Inneneinrichtung auf die Primärstruktur minimiert werden, so dass mechanische Belastungen auf die verschiedenen Strukturen verringert werden können. Dies kann zu einer erhöhten passiven Sicherheit in der Kabine führen. Weiterhin kann durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Energieabsorbers mit Energieabsorberelementen die Bauform der Inneneinrichtung material- oder gewichtssparend ausgelegt werden, da die maximal auftretenden mechanischen Belastungen geringer ausfallen. Das erlaubt eine gewichtsoptimierte aller am Lastpfad beteiligt Komponeten (z.B. Interiorkomponente, Halter und Primärstruktur). Darüber hinaus wird bei einem statisch überstimmten System eine gleichmäßige Lastverteilung insbesondere bei einer durch Belastung verformter Struktur ermöglicht.
  • Durch die Verwendung mehrerer Energieabsorberelemente, welche parallel zueinander angeordnet sind und flächig aneinander anliegen, können die Kraftniveaus erhöht werden. Gleichzeitig kann der zur Verfügung stehende Bauraum besser ausgenutzt werden und die unterschiedlich positionierten Energieabsorberelement (z.B. in Form von Blechen) bewirken durch die nun entstandenen zwei Kraftlinien eine günstigere Kräfteverteilung an den Deckschichten.
  • Somit können durch den erfindungsgemäßen Energieabsorber Crashimpulse, wie sie bei einer Notlandung auftreten können, zumindest teilweise absorbiert werden. Der resultierende Kraftstoß wird danach nicht vollständig auf die Inneneinrichtung übertragen, sondern vielmehr gedämpft bzw. teilweise auf ein definiertes Kraftniveau absorbiert, so dass Versagen verhindert werden kann.
  • Durch das Prinzip der plastischen Verformung ist es weiterhin möglich, mehrfache Crashimpulse zu absorbieren, und das in sowohl Vorwärts- als auch Rückwartsrichtung. In anderen Worten kann der Energieabsorber in zwei Richtungen arbeiten (nämlich aus dem Gehäuse herausgezogen und in das Gehäuse hineingeschoben werden) und somit Schläge in verschiedenen Richtungen abfangen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das zweite Energieabsorberelement in das erste Energieabsorberelement eingelegt.
  • Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich eine abzufangende Kraft besser auf das Gehäuse verteilt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Energieabsorber weiterhin ein drittes Energieabsorberelement und ein viertes Energieabsorberelement, wobei das dritte Energieabsorberelement in das vierte Energieabsorberelement eingelegt ist und wobei das dritte Energieabsorberelement und das vierte Energieabsorberelement benachbart zum ersten Energieabsorberelement und zweiten Energieabsorberelement angeordnet sind, so dass sich die beiden Energieabsorberpaare beim Abrollen gegeneinander abstützen. Die nach außen wirkenden Kräfte können derart reduziert werden, dass (bei geeigneter Konstruktion) auf ein separates Gehäuse verzichtet werden kann und in die zu halternde Geometrie (z.B. Honeycomb Platten beim Hatrack) integriert werden kann.
  • Hier gibt es keine durch Reibung beanspruchte Flächen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Gehäuse eine erstes Deckblech, ein zweites Deckblech und eine Einspannung für das zweite Energieabsorberelement und das erste Energieabsorberelement.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das erste Energieabsorberelement einen längsseitigen Schlitz auf, wobei das Gehäuse weiterhin eine Zwischenwand aufweist, welche im Bereich des Schlitzes angebracht ist.
  • Durch das Schlitzen des Blechs und die damit ermöglichte Unterteilung des Gehäuses durch Zwischenwände in mehrere Kammern werden die maximalen Kräfte an den Deckschichten deutlich reduziert.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Energieabsorber weiterhin einen ersten Befestigungsbereich und einen zweiten Befestigungsbereich, wobei der erste Befestigungsbereich zur Befestigung des Energieabsorbers an der Primärstruktur ausgeführt ist und wobei der zweite Befestigungsbereich zur Befestigung des Energieabsorbers an der Inneneinrichtung ausgeführt ist.
  • Vorteilhafterweise ermöglichen Befestigungsbereiche beispielsweise eine einfache Montage. Hierbei kann der Energieabsorber zunächst an einer Hüllen- oder Deckenoberfläche oder an einem Trägerelement der Primärstruktur fest angebracht werden. Im Folgenden wird dann ein Inneneinrichtungselement am zweiten Befestigungsbereich dauerhaft mit dem Energieabsorber verbunden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfolgt die Befestigung des Energieabsorbers an der Primärstruktur oder an der Inneneinrichtung mittels einer kraft- oder formschlüssigen Verbindung.
  • Vorteilhaft kann damit beispielsweise ein Energieabsorber angegeben werden, welcher einfach montierbar ist. Der erste Befestigungsbereich kann hierzu beispielsweise zusätzlich eine Profilierung, beispielsweise in Form eines Klauenelementes, aufweisen, welches auf einen rechteckförmigen Abschnitt eines Trägers aufgesteckt wird. Dabei kann das Klauenelement beispielsweise so ausgestaltet sein, dass der Energieabsorber durch dieses Aufstecken schon so an dem Träger gehaltert ist, dass sein Eigengewicht gehalten wird. Zur endgültigen Befestigung des Energieabsorbers ist der Energieabsorber dann mittels der Schraube, Niete oder dem selbstverriegelnden Steckbolzen oder ähnlichen Mitteln an dem Träger fixierbar.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der Energieabsorber weiterhin ein Stellelement auf. Das Stellelement kann den Biegeradius der Energieabsorberelemente und damit den Hebelarm verändern. Dadurch ergibt sich eine Änderung des Kraftniveaus (variables konstantes Leistniveau als auch progressives oder degressives Verhalten ist so einstellbar).
  • Auf diese Weise kann der Kraftverlauf durch stufenlose Veränderung des Deckblechabstands frei eingestellt werden.
  • Der Kraft-Wegverlauf kann darüber hinaus durch eine Konturanpassung des Deckbleches individuell angepasst werden. Ergänzend kann der Energieabsorber selbst strukturiert oder konturiert werden, um eine weitere Anpassung des Kraft-Wegverlaufes individuell anzupassen.
  • Beispielsweise kann das Deckblecheinen Buckel aufweisen, so dass dem Energieabsorberelement eine zusätzliche Verbiegung aufgezwungen werden kann, was ebenfalls das Kraftniveau beeinflusst.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der Energieabsorber eine Energieabsorptionsrichtung auf, wobei erst bei Überschreitung einer Mindestkraft (Kraftbegrenzer), welche in Richtung der Energieabsorptionsrichtung wirkt, eine Energieabsorption durch den Energieabsorber auftritt.
  • Vorteilhaft kann die Inneneinrichtung (oder dergleichen) somit bei entsprechend geringer Belastung weitgehend starr gelagert werden, so dass sie für den normalen Bordbetrieb geeignet ist. Bei erhöhter Belastung, wie beispielsweise durch einen starken Kraftstoß, setzt eine Dämpfung ein, indem beispielsweise der Energieabsorber in Absorptionsrichtung aus dem Gehäuse gezogen wird (oder in das Gehäuse hineingeschoben wird). Somit werden entsprechend starke Kraftstöße wirkungsvoll abgefangen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Energieabsorbers in einem Flugzeug angegeben.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Energieabsorption in einem Flugzeug angegeben, umfassend ein Herausziehen eines ersten Energieabsorberelements und eines zweiten Energieabsorberelements aus dem Gehäuse, und eine Absorption einer Beschleunigungsenergie durch plastische Verformung des ersten Energieabsorberelements und des zweiten Energieabsorberelements innerhalb des Gehäuses während dem Herausziehen, wobei das zweite Energieabsorberelement parallel zum ersten Energieabsorberelement angeordnet ist und flächig an diesem anliegt.
  • Weitere Aufgaben, Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
    •
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
  • 1A zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung des Energieabsorbers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 1B zeigt eine schematische Darstellung des Energieabsorbers der 1A in Draufsicht.
  • 2A zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Energieabsorbers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2B zeigt eine weitere schematische Querschnittsdarstellung des Energieabsorbers der 2A.
  • 3A zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Energieabsorbers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 3B zeigt eine weitere schematische Querschnittsdarstellung des Energieabsorbers der 3A.
  • 4A zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Energieabsorbers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 4B zeigt eine weitere schematische Querschnittsdarstellung des Energieabsorbers der 4A.
  • 5A zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Energieabsorbers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 5B zeigt eine weitere schematische Querschnittsdarstellung des Energieabsorbers der 5A.
  • 6A zeigt einen Energieabsorber in einer schematischen Querschnittsdarstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 6B zeigt eine weitere schematische Querschnittsdarstellung des Energieabsorbers der 6A.
  • 6C zeigt eine Detailvergrößerung eines Bereichs des Energieabsorbers der 6A.
  • 7A zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Energieabsorbers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 7B zeigt eine weitere schematische Querschnittsdarstellung des Energieabsorbers der 7A.
  • 8A zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Energieabsorbers mit Stellelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 8B zeigt eine weitere schematische Querschnittsdarstellung des Energieabsorbers der 8A.
  • 8C zeigt einen beispielhaften Kraft-Weg-Verlauf des Energieabsorbers gemäß der Konfiguration der 8A, 8B.
  • 8D zeigt den Energieabsorber der 8A, 8B bei betätigtem Stellelement.
  • 8E zeigt einen entsprechenden Kraft-Weg-Verlauf des Energieabsorbers gemäß der Konfiguration der 8D.
  • 9A zeigt einen Energieabsorber mit einem Stellelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 9B zeigt einen entsprechenden Kraft-Weg-Verlauf des Energieabsorbers gemäß der Konfiguration der 9A.
  • 9C zeigt den Energieabsorber der 9A mit anders betätigtem Stellelement.
  • 9D zeigt den entsprechenden Kraft-Weg-Verlauf des Energieabsorbers gemäß der Konfiguration der 9C.
  • 10A zeigt einen Energieabsorber mit Stellelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 10B zeigt den Energieabsorber der 10A in einer weiteren Querschnittsdarstellung.
  • 10C zeigt den entsprechenden Kraft-Weg-Verlauf des Energieabsorbers gemäß der Konfiguration der 10A, 10B.
  • 10D zeigt den Energieabsorber der 10A mit betätigten Stellelementen.
  • 10E zeigt den entsprechenden Kraft-Weg-Verlauf des Energieabsorbers gemäß der Konfiguration der 10D.
  • 11A zeigt einen Energieabsorber mit betätigten Stellelementen entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 11B zeigt den entsprechenden Kraft-Weg-Verlauf des Energieabsorbers gemäß der Konfiguration der der 11A.
  • 11C zeigt einen weiteren Energieabsorber mit betätigten Stellelementen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 11D zeigt den Kraft-Weg-Verlauf des Energieabsorbers gemäß der Konfiguration der 11C.
  • In der folgenden Figurenbeschreibung werden für gleiche oder ähnliche Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
  • Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
  • 1A zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Energieabsorbers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Energieabsorber 100 weist einen unteren Gehäusebereich 101 und einen oberen Gehäusebereich 102 auf, zwischen denen das Energieabsorberelement 1 angebracht ist.
  • Die Energieabsorber 100, in die diese Energieabsorptionselemente 1 eingebaut werden, unterteilen sich grundsätzlich in sog. Eindecker mit einem Blech bzw. mit mehreren ineinandergelegten Blechen und sog. Mehrdecker mit zwei oder mehreren gegeneinander laufenden Blechen (welche jeweils wieder aus mehreren ineinandergelegten Blechen bestehen können).
  • Es können also mehrere Bleche ineinander verschachtelt werden, um beispielsweise eine Optimierung der Deckschichtbelastung, bessere Volumenausnutzung oder erhöhtes Kraftniveau zu erreichen.
  • Weiterhin umfasst der Energieabsorber 100 eine Einspannung 103 für das Energieabsorberelement 1 und Kraftanschlusspunkte 105–112, 115.
  • 1B zeigt den Energieabsorber der 1A in einer um 90° gedrehten Darstellung. Das obere Gehäuseteil oder Doppeldeckerblech 102 weist eine Bohrung 113 zur Befestigung beispielsweise an der Primärstruktur des Flugzeugs auf. Das Energieabsorberelement 1 weist eine Bohrung 114 zur Befestigung beispielsweise an einem Inneneinrichtungsteil des Flugzeugs auf. Wirkt nun auf das Gehäuse eine Kraft in Pfeilrichtung 116 und auf das Absorberelement 1 eine Kraft in entgegengesetzter Richtung 117, so wird das Absorberelement bei Überschreitung einer gewissen Mindestkraft aus dem Gehäuse durch plastische Verformung herausgezogen. Dabei wird Energie absorbiert.
  • Die Absorption funktioniert auch in umgekehrter Richtung, indem nämlich das Energieabsorberelement 1 in das Gehäuse hineingedrückt wird. Die Kraftanschlusspunkte 105 bis 112 und 115 dienen einerseits zur Verbindung der Deckbleche 101, 102 und zur Verteilung der auftretenden Kräfte (durch Kraftlinie 118 und Pfeile 119, 120 symbolisiert).
  • Die in 1 dargestellte Bauform stellt die Grundform des Eindeckers dar. Hier stützt sich das Energieabsorberelement 1 gegen die Deckschichten 101, 102 ab und wird bei Erreichen der Triggerkraft umgeformt.
  • 2A, 2B zeigen Querschnittsdarstellungen eines Energieabsorbers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Diese Bauform ist prinzipiell genauso aufgebaut wie die Bauform der 1. Durch das Schlitzen des Blechs 1 und die damit ermöglichte Unterteilung des Gehäuses 102, 101 durch Zwischenwände 202 in mehrere Kammern werden die Kräfte an den Deckschichten deutlich reduziert bzw. gleichmäßiger verteilt.. Bezugsziffer 201 stellt einen Schlitz im Blech 1 dar, in welchem Zwischenwand 202 verläuft.
  • 3A, 3B zeigen einen weiteren Energieabsorber gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in zwei Querschnittsdarstellungen. Diese Bauform kann als eigenständiges Umformprinzip angesehen werden. Da hier jedoch vorrangig nur ein Energieabsorberelement 1 verformt wird, wird diese Bauform ebenfalls zu den Eindeckern gerechnet. Das Blech wird hier mehrfach um Rollen 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307 herumgeführt. Die Rollen sollen drehbar ausgeführt sein, um den Reibungseffekt gering zu halten.
  • 4A, 4B zeigen einen Energieabsorber gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welcher der Bauform „Doppeldecker" angehört.
  • Hier stützt sich das erste Energieabsorberelement 1 auf der einen Seite gegen die Deckschicht 102 ab. Es ist ein zweites Energieabsorberelement 3 vorgesehen, welches sich auf der anderen Seite gegen die untere Deckschicht 101 abstützt. Die Energieabsorberelemente 1, 3 werden bei Erreichen der Triggerkraft umgeformt und rollen gegeneinander ab..
  • Die 5A, 5B zeigen einen Energieabsorber gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Diese Bauform ist prinzipiell genauso aufgebaut wie die Bauform der 4. Durch das Ineinanderlegen von zwei oder mehreren Blechen 1, 2 bzw. 3, 4 können die Kraftniveaus erhöht werden. Beispielsweise können so größere Lasten abgefangen werden. Gleichzeitig nutzt man den Bauraum besser aus und die unterschiedlich positionierten Bleche bewirken durch die nun entstandenen zwei Kraftlinien 118 eine günstigere Kräfteverteilung an den Deckschichten 101, 102.
  • Die 6A, 6B, 6C zeigen eine weitere Ausführungsform des Energieabsorbers. Hier werden jeweils zwei (oder mehr) Bleche ineinander gelegt (1, 2 bzw. 3, 4 bzw. 5, 6 bzw. 7, 8). Weiterhin werden die verschiedenen Gruppen von ineinandergelegten Blechen jeweils übereinander gelegt. Das Blechpaar 1, 2 stützt sich beim Abrollen gegen das Blechpaar 3, 4 ab und das Blechpaar 5, 6 stützt sich beim Abrollen gegen das Blechpaar 7, 8.
  • Der Bauraum wird hier sehr günstig ausgenutzt. Die mehrfach übereinanderliegenden Bleche wirken durch ihre Anordnung selber wie Deckbleche und reduzieren daher die auf die Deckschichten 101, 102 wirkenden Kräfte.
  • Weiterhin kann durch das Nebeneinanderlegen solcher Bleche die Dicke des Energieabsorbers 100 (also der Abstand der beiden Deckbleche 101, 102) bei gleichbleibendem Kraftverlauf verringert werden. Dieses könnte eine Integration des Energieabsorber in eine z.B. Sandwichpalatten ermöglicht, was wiederum reduzierung des Gehäuses haben kann.
  • 7A, 7B zeigen einen Energieabsorber gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Diese Bauform zeichnet sich besonders durch eine schlanke Gestalt aus. Hier sind die einzelnen Energieabsorberelemente 1, 2, 3, 4, 9, 10 über einen zentralen Zugstab 701 miteinander verbunden. Die unterschiedlich positionierten Bleche bewirken durch die nun entstandenen drei Kraftlinien 1181, 1182, 1183 eine günstige Kräfteverteilung an den Deckschichten 101, 102.
  • Die 8A bis 9D zeigen einen Energieabsorber mit Stellelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Kraftverlauf lässt sich durch stufenlose Veränderung des Deckblechabstands frei einstellen. Dieses Stellelementesystem ist sowohl für das Ein- als auch für das Doppel- oder Mehrdeckerprinzip anwendbar.
  • Das Stellelementesystem umfasst ein erstes Stellelement 801, ein zweites Stellelement 802 und ein Deckblech 803, welches sich durch Betätigung der beiden Stellelemente 801, 802 verschieben lässt.
  • Durch Betätigung der Stellelemente 801, 802 kann das Deckblech 803 derart verschoben werden, dass das Energieabsorberelement 1 mehr oder weniger stark zusammengequetscht wird.
  • In der in den 8A, 8B dargestellten Konfiguration ergibt sich der gleichmäßige, weitgehend konstante Kraft-Weg-Verlauf der 8C.
  • In der in der 8D dargestellten Einstellung (hier sind die Stellelemente 801, 802 stärker hineingeschraubt, so dass das Deckblech 803 das Energieabsorberelement 1 stärker zusammendrückt) ergibt sich der in 8D dargestellte Kraft-Wege-Verlauf (auf höherem Niveau als in 8C).
  • In der Einstellung der 9A, in welcher das Deckblech 803 schräg eingestellt ist, ergibt sich der in 9B dargestellte Kraftverlauf. Hier ist nach Aufwendung einer Mindestkraft der Kraftverlauf nicht konstant, sondern nimmt beim Herausziehen des Streifens 1 ab. Umgekehrt nimmt der Kraftverlauf beim Hineindrücken des Streifens zu.
  • Das Deckblech 803 kann auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise einen Buckel 808, der dazu führt, dass das Blech 1 noch zusätzlich im Bereich 809 verbogen wird, dadurch ändert sich der Kraft-Wegverlauf entsprechend
  • In der in 9C dargestellten Konfiguration ergibt sich ein umgekehrter Kraftverlauf (siehe 9D), bei dem beim Herausziehen des Bleches 1 die dafür aufzuwendende Kraft ansteigt (und umgekehrt).
  • Die 10A bis 11D zeigen ein Doppeldeckersystem mit Stellelementen 801, 802, 805, 806 und Deckblechen 803, 807.
  • Der aus der Konfiguration der 10A, 10B resultierende Kraftverlauf ist in 10C dargestellt. Die Kraft verläuft hier beim Herausziehen bzw. Hereindrücken der Bleche 1, 3 konstant.
  • Werden die Stellelemente 801, 802, 805, 806 hereingeschraubt (siehe 10D), ergibt sich ein erhöhter Kraftverlauf (siehe 10E).
  • Werden die Stellelemente unterschiedlich stark hereingeschraubt, wie in 11A dargestellt, ergibt sich ein beim Herausziehen abfallender Kraftverlauf (siehe 11B).
  • Werden hingegen die Stellelemente entgegengesetzt zu der Konfiguration der 11A eingeschraubt (siehe 11C), ergibt sich ein ansteigender Kraftverlauf beim Herausziehen der Streifen 1, 2 (siehe 11D).
  • Die Stellelemente können anstatt durch Schrauben (siehe 11A und 11C) auch über hydraulische Stößel, Exzenterscheiben oder elektrische Stellantriebe positioniert werden.
  • Somit kann das Kraftniveau der Absorption auch sehr schnell und/oder durch eine Automatisierung, der individuellen Situation angepasst, eingestellt werden.
  • Natürlich ist auch die Anwendung von anderen Materialien möglich z.B plastisch verformbare Kunststoffe oder andere plastisch verformbare Materialien/Materialmischungen.
  • Der dargestellte Energieabsorber kann als Energieabsorber in sog. Tie-Rods eingesetzt werden. Weitere Einsatzbereiche sind z.B:
    Energieabsorber in Tie-Rods von Hatrackketten. Der besondere Effekt ist die Übergabe von Kräften der ausgelösten Halter auf davor liegende Hatracks und damit ein Redundanzpotenzial dieser Halterungskonzepte. Grundsätzlich sind diese Prinzipien dort einsetzbar, wo einen permanente kraftschlüssige Verbindung (kinematisch Bestimmt) notwendig ist
    Energieabsorber in Fahrwerken.
    Energieabsorber bei Gurtsystemen.
    Energieabsorber in Ruderanlenkungen für große Landeklappen und Ruder.
    Energieabsorber für Sitze.
    Energieabsorber bei der Sicherung von Fracht.
    Integration von Energieabsorbern in den Befestigungspunkten von Monumenten der Kabine.
    Energieabsorber für APU, insbesondere zur Befestigung der APU („Auxiliary Power Unit").
    Energieabsorber für Trennwände bzw. Fangnetze.
  • Durch Veränderung der Geometrie der Absorberelemente, des Biegeradius und der Materialkennwerte können die Kraftniveaus variiert werden. Weiterhin ist das Kraftniveau durch veränderlichen Abstand der Deckbleche einstellbar. Es besteht ein permanenter Kraftschluss. Das System ist gegen Umweltbedingungen unempfindlich. Darüber hinaus ist das System unempfindlich gegen Schrägzug (also z.B. schräg bzgl. dem Pfeil in 9A), welcher z.B. bei einem crash durch Verformung der Primärstruktur auftreten kann. Hier kann eine Relativerschiebung von Elementen/Bauteielen auftreten, die eine Abweichung in der Auszugsrichtung zur folge haben könnte.

Claims (11)

  1. Energieabsorber (100) für ein Flugzeug, der Energieabsorber (100) umfassend: ein erstes Energieabsorberelement (1) und ein zweites Energieabsorberelement (2), beide zur Absorption einer Beschleunigungsenergie durch plastische Verformung; ein Gehäuse (101; 102); wobei die plastische Verformung der Energieabsorberelemente (1; 2) innerhalb des Gehäuses (101; 102) erfolgt; und wobei das zweite Energieabsorberelement (2) parallel zum ersten Energieabsorberelement (1) angeordnet ist und flächig an diesem anliegt.
  2. Energieabsorber (100) nach Anspruch 1, wobei das zweite Energieabsorberelement (2) in das erste Energieabsorberelement (1) eingelegt ist.
  3. Energieabsorber (100) nach Anspruch 2, weiterhin umfassend: ein drittes Energieabsorberelement (3) und ein viertes Energieabsorberelement (4); wobei das dritte Energieabsorberelement (3) in das vierte Energieabsorberelement (4) eingelegt ist; und wobei das dritte Energieabsorberelement (3) und das vierte Energieabsorberelement (4) benachbart zum ersten Energieabsorberelement (1) und zweiten Energieabsorberelement (2) angeordnet sind, so dass sich die beiden Energieabsorberpaare beim Abrollen gegeneinander abstützen.
  4. Energieabsorber (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (101; 102) ein erstes Deckblech (101), ein zweites Deckblech (102) und eine Einspannung (103; 104) für das zweite Energieabsorberelement (2) und das erste Energieabsorberelement (1) umfasst.
  5. Energieabsorber (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Energieabsorberelement (1) einen längsseitigen Schlitz (201) aufweist; wobei das Gehäuse (101; 102) weiterhin eine Zwischenwand (202) aufweist, welche im Bereich des Schlitzes angebracht ist.
  6. Energieabsorber (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: einen ersten Befestigungsbereich (113); einen zweiten Befestigungsbereich (114); wobei der erste Befestigungsbereich (113) zur Befestigung des Energieabsorbers (100) an der Primärstruktur ausgeführt ist; und wobei der zweite Befestigungsbereich (114) zur Befestigung des Energieabsorbers (100) an der Inneneinrichtung ausgeführt ist.
  7. Energieabsorber (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Befestigung des Halters an der Primärstruktur oder an der Inneneinrichtung mittels einer Schraube, Niete oder selbstverriegelnden Steckbolzen erfolgt.
  8. Energieabsorber (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Energieabsorber (100) weiterhin ein Stellelement (801) aufweist; und wobei über das Stellelement (801) ein Biegeradius des Energieabsorberelements (1) stufenlos einstellbar ist.
  9. Energieabsorber (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Energieabsorber eine Energieabsorptionsrichtung aufweist; und wobei erst bei Überschreitung einer Mindestkraft, welche in Richtung der Energieabsorptionsrichtung wirkt, eine Energieabsorption durch den Energieabsorber auftritt.
  10. Verwendung eines Energieabsorbers (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Flugzeug.
  11. Verfahren zur Energieabsorption in einem Flugzeug, das Verfahren umfassend die Schritte: Herausziehen eines ersten Energieabsorberelements (1) und eines zweiten Energieabsorberelements (2) aus einem Gehäuse; Absorption einer Beschleunigungsenergie durch plastische Verformung des ersten Energieabsorberelements (1) und des zweiten Energieabsorberelements (2) innerhalb des Gehäuses (101; 102) während dem Herausziehen; wobei das zweite Energieabsorberelement (2) parallel zum ersten Energieabsorberelement (1) angeordnet ist und flächig an diesem anliegt.
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