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Einrichtung zum Abbremsen von mit hoher Sinkgeschwindigkeit auf den
Boden auftreffenden Körpern Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum
Ab-
bremsen von mit hoher Sinkgeschwindigkeit auf den Boden auftreffenden
Körpern, welche einen hydraulischen Stoßdämpfer umfaßt, bei dem der Ausflußquerschnitt
über den Weg des Kolbens vermindert wird.
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Zum Absetzen von Lasten, beispielsweise aus Luftfahrzeugen, werden
im allgemeinen Fallschirme solcher Größe verwendet, daß die Abwurfkörper nur mit
verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit sinken, so daß beim Auftreffen der Last
auf den Boden zur Milderung des Aufpralls Stoßdämpfer mit kleinen Bremswagen genügen.
Als stoßdämpfende Elemente sind hierbei vielfach Gummipuffer oder mit Luftverdichtung
arbeitende Dämpfungseinrichtungen vorgesehen.
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Die erforderlichen Fallschirme zur Erzielung einer geringen Sinkgeschwindigkeit
der Lasten sind infolge ihrer Größe jedoch sehr kostspielig und besitzen insbesondere
bei schwere Lasten solche Dimensionen, daß die Herstellung und Verwendung der Schirme
unter Umständen erschwert ist. Darüber hinaus haben diese Schirme infolge ihrer
geringem Sinkgeschwindigkei.t eine erhebliche Abtrift, so daß auch das Absetzen
von Lasten innerhalb eines engbegrenzten Gebietes schwierig wird. Dieser Umstand
macht sich besonders beim Abwerfen von Lasten aus großen Höhen bemerkbar.
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Es sind weiterhin stoßdämpfende Einrichtungen bekannt, bei denen die
vorgenannten Nachteile durch Aufgabe einer geringen Sinkgeschwindigkeit vermieden
sind. Um auch bei diesen mit Fallschirmen geringer Größe ausgestatteten Einrichtungen
eine Beschädigung der Lasten durch zu starke. Verzögerung auszuschließen, sind deshalb
Stoßdämpfer vorgesehen, bei denen einzelne Teile bei der Aufnahme der Bremsarbeit
spanlos oder spangebend verformt werden. Die verwendeten Stoßdämpfer bestehen dabei
im allgemeinen aus Teleskoprohren oder ineinanderschiebbaren Schienen.
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Diese Einrichtungen besitzen jedoch den Nachteil, daß eine Wiederverwendung
der Stoßdämpfer infolge der bleibenden Verformung derselben ausgeschlossen bzw.
nur durch Austausch auswechselbarer Einsatzteile oder durch zeitraubendes Richten
der verformten Teile möglich ist.
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Gegenüber den vorstehend erwähnten stoßdämpfenden Einrichtungen besitzen
hydraulische Stoßdämpfer, bei denen der Ausflußquerschnitt der Stoßdämpferflüssigkeit
über den Weg des Kolbens vermindert wird, diese Nachteile nicht. Soweit derartige
Stoßdämpfer für Abwurflasten jedoch bekannt sind, erfolgt bei diesen Dämpfern die
Verminderung des Ausflußque@rschnittes ausschließlich auf mechanischem Wege, und
zwar beispielsweise mittels einer schiebergesteuerten Veränderung des Drosselquerschnitts
oder mittels einer kegeligen Stange, die in eine ringförmige Drosselstelle hineinragt
und deren Querschnitt in Abhängigkeit vom Kolbenschub stetig verkleinert.
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Unabhängig davon, welche Ausgestaltung die bekannten hydraulischen
Stoßdämpfer im einzelnen auch besitzen, ist ihnen allen der Nachteil gemeinsam,
daß ihr Aufbau erheblich aufwendig und kompliziert ist, so daß eine Verwendung zwar
für Kraftfahrzeuge, Flugzeugfahrgestelle oder Geschützbremsen, nicht jedoch für
Stoßdämpfer zum Absetzen von Abwurflasten, die mit hoher Sinkgeschwindigkeit auf
den Boden auftreffen, gerechtfertigt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten
Art so auszubilden, daß diese unter Beibehaltung einer hohen Arbeitsaufnahme: und
einer nahezu konstanten Verzögerung der Last beim Abbremsen derselben einen technisch
einfachen, gewichtsmäßig leichten und billigen Aufbau besitzt.
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Eine Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß
in der Wand des Zylinders im Abstand voneinander über den Weg des Kolbens angeordnete
Ausflußbohrungen vorgesehen sind.
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Durch einen in, dieser Weise ausgebildeten Stoßdämpfer werden die
Nachteile der bekannten Dämpfungseinrichtungn zum Abbremsen von aus Luftfahrzeugen
abzuwerfenden und mit hoher Sinkgeschwindigkeit
auf den Boden aufsetzenden
Lasten vermieden. Insbesondere läßt eine Stoßdämpfereinrichtung gemäß der Erfindung
hohe Sinkgeschwindigkeiten zu, ohne daß bei einem Auftreffen auf den Boden die Last
durch zu starke Verzögerung beschädigt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.
Hieran sind die vorgenannten Vorteile näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen. Längsschnitt
durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Stoßdämpfer, Fig.2 die Anordnung eines
Stoßdämpfers gemäß Fig. 1 an einer aus einem Luftfahrzeug abzuwerfenden Last.
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In den Figuren ist mit 1 ein gemäß der Erfindung ausgebildeter hydraulischer
Stoßdämpfer mit einer Kolbenstange 2 und einem Zylinder 3 dargestellt. An dem in
FFg. 1 linken Ende des Zylinders 3 ist eine Hülse 4 zur Führung der Kolbenstange
2 befestigt. Ein vorzeitiges Eindringen des mit 5 bezeichneten Kolbens läßt sich
dadurch vermeiden, daß die Kolbenstange 2 in der Hülse 4 durch einen Abscherstift
6 gesichert ist. Eine Abdichtung des Kolbens 5 gegenüber der Zylinderflüssigkeit
wird durch Anordnung eines in einer Ringnut gehaltenen Dichtungsringes 7 erzielt.
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Gemäß der Erfindung ist nunmehr bei dem hydraulischen Stoßdämpfer
1 der Ausflußquerschnitt der Stoßdämpferflüssigkeit 10 über den Weg des Kolbens
durch in der Wand des Zylinders 3 angeordnete Ausflußbohrungen 8 vermindert, welche
im Abstand voneinander über den Weg des Kolbens 5 angeordnet sind. Nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung sind die Abstände der Bohrungen 8 am Anfang des Arbeitsweges
des Kolbens größer als an seinem Ende, so daß die Verzögerung der aufsetzenden Last
beim Abbremsen nahezu konstant bleibt. Hierdurch werden die eingangs genannten Vorteile
erzielt. Die Aufteilung der Ausflußbohrungen 8 an der Wand des Zylinders 3 ist so
ausgelegt, daß bei irgendeiner Kolbenstellung der restliche Ausflußquerschnitt der
Bohrungen parabolisch über den Kolbenweg abnimmt. An Stelle von im bestimmten Abstand
gemäß Fig. 1 angeordneten Ausflußbohrungen gleichen Querschnittes könnten auch in
gleichem Abstand angeordnete Bohrungen mit unterschiedlichem Ausflußquerschnitt
vorgesehen sein.
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Gemäß der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß die Ausflußbohrungen
8 im Zylinder 3 durch einen beim Auftreffen des Kolbens 5 auf den Boden leicht
lösbaren Überzug 9, beispielsweise einen Kunststoff- oder Lacküberzug, verschlossen
sind. Hierdurch ist in einfacher, aufwandsparender Weise ein Verschluß der Ausflußbohrungen
geschaffen, welcher im nicht belasteten Zustand der Kolbenstange. 2 ein Ausfließen
der Stoßdämpferfiüssigkeit vermeidet, andererseits die Bohrungen 8 aber bei Erreichen
eines bestimmten Druckes im Zylinderinnenraum sofort öffnet: Die Wirkungsweise des
gemäß der Erfindung ausgebildeten Stoßdämpfers ist folgende: Die im Zylinderinnenraum
befindliche Flüssigkeit 10 wird auf die kinetische Energie gebracht, die der abzusetzenden
Last entzogen werden soll. Durch gesteuerte zeitliche Veränderung des umgesetzten
Energiebetrages läßt sich erreichen, daß die Last in optimaler Weise gleichmäßig
verzögert wird. Die Verzögerungskraft wird über ein Luftpolster 11 durch den Flüssigkeitsdruck
in dem an einem festen Teil 12, beispielsweise einer die Last aufnehmenden Bodenplatte,
angeordneten Zylinder 3 erzeugt. Die Reaktionskraft wird an dem im Zylinder verschiebbaren
Kolben 5 und über die Kolbenstange 2 auf den Boden abgesetzt.
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Bei einem Absetzen der Last auf völlig unnachgiebigen Boden zeigt
sich die vorhandene Sinkgeschwindigkeit der Last als Kolbengeschwindigkeit. Durch
die in der Mantelfläche des Zylinders 3 angeordneten Bohrungen 8, die, wie bereits
erwähnt und aus Fig. 1 ersichtlich, durch einen Abdecklack 9 verschlossen sind,
kann die im Zylinderinnenraum befindliche Flüssigkeit 10, die durch den Kolben 5
verdrängt wird, nach Absprengen des Abdecklackes 9 abfließen. Über den vom Kolben
5 zurückgelegten Weg wird der Ausflußquerschnitt durch entsprechende Bohrungen 8
so vermindert, daß der Druck im Zylinder 3 nahezu konstant bleibt. Die Geschwindigkeit
des Kolbens 5 gegenüber der Last und damit auch die Geschwindigkeit der Last selbst
nimmt dann zwangläufig in der vorgesehenen Weise ab.
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Durch Eindringen der Spitze 2a in den Boden wird das Maß der Verzögerung
noch weiter abgeschwächt. Darüber hinaus bietet das Eindringen der Stoßdämpferspitze
in den Boden noch den Vorteil, daß gleichzeitig auch Lasten mit geringem Gewicht
und solche, bei denen eine Auflagefläche fehlt, vor dem Umkippen bewahrt werden.
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Um bei extrem weichem Boden, z. B. Sand, ein zu tiefes Eindringen
der Kolbenstange 2 zu vermeiden und damit den erfindungsgemäß ausgebildeten Stoßdämpfer
nahezu wirkungslos zu machen, kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung am
freien Ende der Kolbenstange 2, in geringem Abstand von der Spitze 2a derselben,
eine das Eindringen in weichen Boden verhindernde Widerstandsfläche 13 ausgebildet
sein. Diese Fläche kann, wie in den Figuren gezeigt, starr ausgebildet und mit der
Kolbenstange 2 verbunden sein oder aus aufspreiz- oder klappbaren, beim Auftreffen
auf den Boden gegen feste Anschläge bewegbaren Teilen bestehen.
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In Fig. 2 ist die Anordnung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten
Stoßdämpfers an einer von einem Luftfahrzeug abzuwerfenden quaderförmigen Last gezeigt.
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In der genannten Figur ist der Stoßdämpfer 1 an der Unterseite eines
die Last aufnehmenden Rahmens 14 starr befestigt. An den Ecken des Rahmens 14 sind
ferner Ösen 15 angebracht, an denen Tragleinen 16 eines Bremsfallschirmes 17 befestigt
sind. Durch die Anordnung eines Fallschirmes soll in diesem Fall erreicht werden,
daß die Belastung auf ein Maß herabgesetzt wird, auf welches der hydraulische Stoßdämpfer
1 ausgelegt ist.
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Die Erfindung ist jedoch keineswegs von dem Vorhandensein eines Bremsfallschirmes
oder einer ähnlichen Einrichtung, wie z. B. einer Bremsluftschraube oder Bremsflächen,
abhängig, sondern das Absetzen der Last auf den Boden könnte in bestimmten Fällen
auch ohne solche zusätzlichen Bremseinrichtungen erfolgen. In einem solchen Fall
wären lediglich Stabilisierungseinrichtungen anzuordnen, die den Zweck haben, ein
Überschlagen der Last nach dem Abwerfen in der Luft zu verhindern und ein Auftreffen
auf den oder die hydraulischen Stoßdämpfer sicherzustellen.
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Da die zusätzlichen Brems- bzw. Stabilisierungseinrichtungen von an
sich bekannter Art sein können
und nicht Gegenstand der Erfindung
sind, kann auf eine nähere Darstellung bzw. Beschreibung derselben verzichtet werden.
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Unabhängig davon, welche Ausgestaltung die Erfindung im einzelnen
erfahren kann, und unabhängig von der Art und Größe der abzusetzenden Last sind
die durch die Erfindung geschaffenen Vorzüge hinsichtlich einer sicheren Abbremsung
der Last beim Auftreffen auf den Boden ohne Beschädigung oder Zerstörung der Last
gewährleistet, wozu der besondere Vorteil eines technisch einfachen und funktionssicheren
Aufbaues der erfindungsgemäßen Stoßdämpfereinrichtung sowie eine nahezu konstante
Verzögerung der Last beim Abbremsen derselben hinzukommt.