DE102010020533B4

DE102010020533B4 - Schockabsorbierende Strukturlagerung

Info

Publication number: DE102010020533B4
Application number: DE201010020533
Authority: DE
Inventors: Roland Krause; Werner Dürr; Christoph Schiller
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2030-05-15
Also published as: DE102010020533A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine schockabsorbierende Strukturlagerung (LG), umfassend eines oder mehrere stabförmige Crashelemente (C1, C2), wobei das oder die stabförmigen Crashelemente (C1, C2) jeweils eine, durch mindestens zwei Laschen (L) überbrückte Sollbruchstelle aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine schockabsorbierende Strukturlagerung, insbesondere zur Anwendung in Fahrzeugen.
Üblicherweise werden Strukturkomponenten (z. B. Passagiersitze, Krankentragen, sonstige Einrichtungsgegenstände) in Fahrzeugen nach einschlägigen Vorschriften für die Betriebslastfälle bis zu einem Zehnfachen des Eigengewichts belastet und zertifiziert.
In den sogenannten Crashfällen, insbesondere einer Ansprengung, z. B. durch Landminen oder sonstigen Sprengladungen, treten kurzzeitig sehr hohe Beschleunigungen in Verbindung mit grollen Verformungen auf, die von der zu lagernden Struktur möglichst zu entkoppeln sind, um Gerät, aber auch Leib und Leben der Insassen zu schützen.
Aus der DE 20 2004 015 490 U1 ist z. B. ein Minen- und Sprengschutz für Fahrzeuge bekannt, bei dem die Passagiersitze mit einer schwingenden oder schwimmenden Lagerung in Form von Gummi-Metall-Verbindungen versehen sind.
Aus der DE 103 58 492 A1 ist ein Crashelement in Form eines Hohlprofils beschrieben. Es weist in seiner Wandung eine Sollbruchstelle auf. Im Crashfalle, der dort als Aufprall des Fahrzeugs an einem Hindernis zu verstehen ist, wird das Crashelement an der Sollbruchstelle in zwei Teile getrennt, die ineinander verschoben werden.
In der AT 223 884 B ist eine Einrichtung zur aperiodischen Dämpfung der Bewegung von Körpern, insbesondere Hochspannungsleitungen, beschrieben. Sie umfasst ein stabförmiges Chrashelement, welches eine mit zwei bogenförmigen Laschen überbrückte Sollbruchstelle aufweist.
In der DE 44 23 687 A1 ist ein Verstärkungsträger als Seitenaufprallschutz in der Tür eines Fahrzeugs beschrieben. Er umfasst eine Sollbruchstelle, welche durch ein bandartiges Verbindungselement überbrückt ist. Letzteres weist an jedem Ende eine einen Bolzen umfassende Schlaufe auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung für Strukturkomponenten zu schaffen, die in der Lage ist, die auftretenden Schocklasten zuverlässig aufzunehmen und dabei die zu lagernde Strukturkomponente sowohl vor als auch nach der Ansprengung zuverlässig zu halten.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Mit der Erfindung kann eine beliebige (beliebig insbesondere bezüglich Gewicht und Abmessungen) Struktur oder ein Gerät sowohl vor als auch nach einer Ansprengung zuverlässig gehalten werden. Die geforderten Struktursteifigkeiten für die Betriebslastfälle werden also auch nach dem Crashfall erreicht. Die Erfindung kann insbesondere zum Schutz der Einrichtungen/Geräte eines Fahrzeugs eingesetzt werden, z. B. für gepanzerte Truppentransporter oder Sanitätsfahrzeuge.
Die erfindungsgemäße Lagerung ist darüber hinaus in Leichtbauweise und kostengünstig zu realisieren und weist nur einen geringen Raumbedarf auf.
Durch einen fachwerkartigen Aufbau der Lagerung kann die gewünschte Entkoppelung der Lagerung von der äußeren Einwirkung sehr gezielt in unterschiedliche Raumrichtungen erfolgen, abhängig von den im Einzelfall spezifizierten Anforderungen.
Die Erfindung wird anhand beispielhafter Ausführungen unter Bezugnahme auf Fig. näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Strukturlagerung aus einem Fachwerk von einzelnen Crashelementen, dargestellt in mehreren Ansichten;
2 eine erste Variante eines Crashelements in mehreren Ansichten;
3 eine zweite Variante eines Crashelements, in mehreren Ansichten.
Die erfindungsgemäße Strukturlagerung kann je nach Anforderung aus einem oder mehreren der in 2 gezeigten stabförmigen Crashelemente gebildet werden. Zusätzlich zu den in 2 dargestellten Crashelementen können in der Strukturlagerung weitere Crashelemente nach 3 vorhanden sein. In einer speziellen Ausführungsform können mehrere dieser stabförmigen Crashelemente zu einem ebenen oder räumlichen Fachwerk kombiniert werden, wie es an einem Beispiel in 1 dargestellt ist.
Das Funktionsprinzip ist in allen Fällen dasselbe:
Im normalen Betrieb wird die zu lagernde Struktur durch die erfindungsgemäße Strukturlagerung gelagert. Die Betriebslasten werden dabei zuverlässig aufgenommen.
Im Crashfall, also insbesondere einer Ansprengung, wirken auf die Lagerung im Verhältnis zu den geometrischen Abmessungen der Struktur hohe Verformungen, die von den Crashelementen der Lagerung aufgenommen werden, so dass die zu lagernde Struktur, z. B. eine Krankentrage geschützt wird. Dabei bleibt auch nach der Ansprengung eine Reststeifigkeit erhalten. Die zu schützende Struktur wird somit auch weiterhin sicher von der Lagerung gehalten.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Strukturlagerung LG, ausgebildet als zweidimensionales Fachwerk von insgesamt vier Crashelementen C1, C2, in diesem Beispiel zur Lagerung einer Krankentrage. Es handelt sich dabei um zwei gekreuzte Crashelemente C1 der Variante nach 2, die hier insbesondere für die Aufnahme von Zuglasten ausgebildet sind, sowie um zwei im Wesentlichen vertikal angeordneten Crashelemente C2 der Variante nach 3. Letztere sind für die Aufnahme von Zug- und Druckkräften ausgebildet. An den oberen Fachwerkknoten kann man in dem gezeigten Beispiel jeweils Anschlussbeschläge B zur Aufnahme der Krankentrage erkennen.
2 zeigt ein einzelnes, im Fachwerk nach 1 enthaltenes Crashelement C1 im Detail. Es handelt sich dabei um ein Flachprofil F, in welchem ein Loch O vorhanden ist. Im Bereich des Lochs O sind auf beiden Seiten des Flachprofils F und symmetrisch zu diesem trapezförmige Laschen L angeordnet. Die Befestigung der Laschen am Flachprofil erfolgt in dem gezeigten Beispiel mit Schraubverbindungen. Das Loch O definiert eine Sollbruchstelle, die durch die Laschen L überbrückt wird.
Die Lasten werden im normalen Betrieb über das Flachprofil F übertragen. Im Ansprengfall werden infolge der kurzzeitig wirkenden hohen Verformungen die Lochrandspannungen so hoch, dass das Flachprofil F am Lochrand zerrissen wird. Die seitlich montierten Trapezlaschen L werden dadurch in der Regel bleibend verformt. Nach dieser Verformung hat das Crashelement C1 eine durch die Trapezlaschen L definierte Reststeifigkeit und kann das zugeordnete Strukturelement weiterhin zuverlässig lagern.
3 zeigt eine weitere Variante eines Crashelements C2, wie es bereits in dem in 1 gezeigten Fachwerk enthalten ist. Es umfasst zwei ineinandergeschobene Hohlprofile H1, H2, durch deren Wandungen ein Scherstift S gesteckt ist, so dass Relativbewegungen zwischen den beiden Hohlprofilen ausgeschlossen sind. Im normalen Betrieb werden die Lasten über diesen Scherstift S übertragen.
Der Scherstift S definiert hierbei für den Crashfall eine Sollbruchstelle. Von zwei Seiten und symmetrisch zueinander sind zwei trapezförmige Laschen L vorhanden, die den Bereich des Scherstifts überbrücken und die beiden Hohlprofile miteinander verbinden.
Im Ansprengfall wird infolge der kurzzeitig wirkenden hohen Verformungen der Scherstift S abgeschert, während die seitlich montierten Trapezlaschen L in der Regel bleibend verformt werden. Nach dieser Verformung hat das Crashelement C2 eine durch die Trapezlaschen L definierte Reststeifigkeit, die es befähigen, seine Funktion als Strukturlagerung weiterhin auszuüben.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Trapezform der Laschen L in beiden Ausführungen nach den 2 und 3 lediglich als Beispiel zu sehen ist. Ebenso sind beliebige andere geometrische Formen möglich. Prinzipiell sind Ausführungen möglich, bei denen die Laschen flach ausgebildet sind und parallel zum Flachprofil bzw. zu den Hohlprofilen zu liegen kommen, also keinen Zwischenraum bilden. Allgemein bevorzugt sind jedoch solche Formen, die wie die gezeigten Trapezlaschen eine Exzentrizität bezüglich der Lagerebene der Laschen aufweisen, also einen Zwischenraum zwischen Lasche und Flachprofil bzw. Hohlprofilen bilden. Letztere weisen ein verbessertes Ansprechverhalten zur Aufnahme der hohen Verformungen im Ansprengfall auf.

Claims

Schockabsorbierende Strukturlagerung (LG), umfassend ein oder mehrere stabförmige Crashelemente (C1, C2), wobei das oder die stabförmigen Crashelemente (C1, C2) jeweils eine, durch mindestens zwei Laschen (L) überbrückte Sollbruchstelle aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einem der Crashelemente (C1, C2) die Sollbruchstelle durch ein in einem Flachprofil (F) befindlichen Loch gebildet ist.
Schockabsorbierende Strukturlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben mindestens einem Crashelement (C1), welches als Sollbruchstelle ein in einem Flachprofil (F) befindliches Loch aufweist, mindestens ein weiteres Crashelement (C2) vorhanden ist, das zwei ineinandergeschobene Hohlprofile (H1, H2) umfasst, wobei die Sollbruchstelle durch einen Scherstift (S) gebildet ist, über den die Betriebslasten zwischen den Hohlprofilen (H1, H2) übertragen werden.
Schockabsorbierende Strukturlagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Crashelemente (C1, C2) zusammen ein Fachwerk in zwei oder drei Dimensionen bilden.
Schockabsorbierende Strukturlagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (L) eine Exzentrizität bezüglich der Lagerebene der Laschen (L) aufweisen.
Schockabsorbierende Strukturlagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (L) trapezförmig ausgebildet sind.
Schockabsorbierende Strukturlagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Aufnahme einer Krankentrage oder eines Sitzes eingerichtet ist.