DE1161145B - Vorrichtung zum Regeln des Aufblasdruckes eines Schutzanzuges gegen die Wirkungen von Beschleunigungsaenderungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4207KW PATENTAMT Internat. Kl.: A 62 b

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 61 a - 29/12

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1161145
B 56019 V/61 a
24. Dezember 1959
9. Januar 1964

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln des Aufblasdruckes eines Schutzanzuges gegen die Wirkungen von Beschleunigungsänderungen, in der die Druckmittelzufuhr von einer Druckmittelquelle zu dem Schutzanzug durch ein Hauptventil in Abhängigkeit von den durch die jeweilige Beschleunigung verursachten Verschiebungen mindestens einer Masse aus ihrer Ruhelage dadurch gesteuert wird, daß die Masse ein Hilfsventil betätigt, das den Druck in einer Druckkammer steuert, mit dem ein druckbetätigtes Steuerglied für das Hauptventil beaufschlagt wird.

Zum Schutz gegen eine Gefährdung durch starke Beschleunigungen werden von den Insassen von Kunstflugzeugen und von Flugzeugen mit starken Triebwerken besondere Schutzanzüge getragen. Diese Anzüge sind so ausgebildet, daß sie selbsttätig bei Auftreten einer bestimmten Beschleunigung aufgeblasen werden, damit der auf gewissen Körperteilen lastende Druck um ebensoviel ansteigt wie die Beschleunigung. Sie haben insbesondere die Aufgabe, einen schnellen Blutandrang zu den Extremitäten hin zu vermeiden, da durch diesen Andrang die Durchblutung des Gehirns gestört wird und die Möglichkeit besteht, daß der Flieger das Bewußtsein verliert.

Zu diesem Zwecke wird die Zufuhr des Druckmittels, für das im allgemeinen Druckluft oder Drucksauerstoff verwendet wird und welches in die aufblasbaren Teile des Schutzanzuges eingelassen wird, durch eine Vorrichtung geregelt, die bei bekannten Ausführungsarten ein Ventil aufweist, dessen Öffnen oder Schließen durch die durch die jeweilige Beschleunigung verursachten Verschiebungen eine Masse aus ihrer Ruhelage heraus bestimmt wird. Bei einer bekannten Vorrichtung wird das Ventil immittelbar von der Masse mittels einer mechanischen Übertragungsvorrichtung gesteuert.

Um die Ansprechempfindlichkeit der Vorrichtung zu erhöhen, ist auch schon der Vorschlag bekanntgeworden, zwischen der Masse und dem die Druckmittelzufuhr steuernden Ventil ein Hilfsventil einzuschalten. Die Masse betätigt mechanisch das Hilfsventil, das seinerseits über ein Druckmittel das Hauptventil steuert.

Bei den bekannten Vorrichtungen wird der Aufblasdruck nur in Abhängigkeit von der Beschleunigung gesteuert. Es ist aber wünschenswert, ihn noch außer durch die augenblickliche Beschleunigung durch andere Kenngrößen, z. B. die Flughöhe, zu steuern, die für sich oder zusätzlich zu dem Einfluß der Beschleunigung den Aufblasdruck regeln. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die VorVorrichtung zum Regem des Aufblasdruckes
eines Schutzanzuges gegen die Wirkungen
von Beschleunigungsänderungen

Anmelder:

The Bendix Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:
Robert Louis Cramer,
Davenport, Ia. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 29. Dezember 1958

(Nr. 783 491)

richtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie auch diese Möglichkeit bietet.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Hilfsventil zusätzlich durch einen im gleichen oder im entgegengesetzten Sinn wie die dieses Hilfsventil betätigende Masse wirkenden, in seiner Größe regelbaren Steuerdruck belastet ist.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß der Druck im Anzug über den Steuerdruck zusätzlich noch in Abhängigkeit von anderen Kenngrößen, z. B. der Flughöhe, geregelt werden kann.

Außer mit einem Schutzanzug gegen die Wirkungen von Beschleunigungsänderungen werden Flieger für den Flug in großen Höhen allgemein mit Kleidungsstücken ausgerüstet, welche dazu dienen, den Träger vor dem in großen Höhen herrschenden geringen Druck zu schützen, insbesondere in den Fällen, in denen die Kabine nicht als Druckkabine ausgebildet ist. Diese Kleidungsstücke, welche mittels Druckluft oder Drucksauerstoff selbsttätig mit einem Druck aufgeblasen werden, der mit der Höhe zunimmt, können entweder ein vollständiger Anzug, der über dem Schutzanzug gegen die Wirkungen von Beschleunigungsänderungen angelegt wird, oder eine Weste sein,

309 778/60

3 4

welche nur den oberen Teil des Körpers umgibt, so wird der zusätzliche Steuerdruck von einer Druckgasdaß in diesem Fall der Schutzanzug gegen die Wir- Zuführungsvorrichtung geliefert, die von einer bekungen von Beschleunigungsänderungen, welcher vor stimmten Höhe an und mit wachsender Höhe die aufallem für den unteren Teil des Körpers wichtig ist. blasbare Weste mit Druckmittel speist. In diesem Fall von dem anderen Kleidungsstück getrennt ist. 5 ist der an der Auslaßöffnung 24 sich ergebende Druck Wird der Schutzanzug gegen die Wirkungen von gleich der Summe der Drücke, die ausgeübt werden, Beschleunigungsänderungen mit einem westenartigen um einerseits die Beschleunigungswirkungen und Höhenanzug zusammen benutzt, so muß der Druck, andererseits die Verringerung des Luftdruckes in welcher auf den Körper des Fliegers in den Teilen großer Höhe zu berücksichtigen. Werden jedoch die wirkt, die nur von dem Schutzanzug gegen die Wir- io Regelvorrichtung und der Schutzanzug gegen die kungen von Beschleunigungsänderungen bekleidet Wirkungen von Beschleunigungsänderungen zusamsind, die Summe zweier Werte sein. Von diesen ent- men mit einem den Körper völlig umschließenden, spricht der eine dem als Schutz gegen die Beschleu- aufblasbaren Druckanzug oder ohne einen solchen nigung dienenden Druck und der andere dem als verwendet, so bleiben die Öffnungen 34 und 36 zur Schutz gegen die Höhe dienenden Druck. Die Vor- 15 Umgebungsluft hin geöffnet, so daß dann der an der richtung nach der Erfindung ist imstande, den zum Auslaßöffnung 24 sich ergebende Druck dem Druck Schutz gegen die Druckverringerung in der Höhe zu- entspricht, der durch die Beschleunigungswirkung sätzlich erforderlichen Druck dadurch zu liefern, daß allein hervorgerufen wird.

die Druckverringerung einen zusätzlichen Steuer- Die Öffnung 34 ist über eine Leitung 40 mit einer druck auf das Hilfsventil hervorruft, dessen Wirkung 20 Druckkammer 38 verbunden, die durch eine Memzu derjenigen der von der Beschleunigung betätigten bran 42 abgeschlossen ist, auf deren anderer Seite Masse hinzutritt. eine das Hilfsventil 48 aufnehmende Kammer 44 an-Eine Weiterbildung der Erfindung bei Ausführung geordnet ist; diese Kammer 44 ist ihrerseits über eine der Vorrichtung mit einem Entlüftungsventil, das Leitung 46 mit der Gegendruckkammer 16 verbeim Nachlassen der Beschleunigung selbsttätig 25 bunden. An der Mündung dieser Leitung in die Druckmittel aus dem Anzug ausströmen läßt, besteht Kammer 44 befindet sich der Ventilsitz 52 für den darin, daß das Entlüftungsventil in Schließrichtung Verschlußkörper 50 des Hilfsventil 48, welcher am ebenfalls von dem zusätzlichen Steuerdruck beauf- Ende eines auf der Achse 56 drehbar gelagerten schlagt ist. Ferner steuert vorteilhafterweise das zweiarmigen Hebels 54 angeordnet ist. Hilfsventil den Druck in einer Gegendruckkammer 30 Das andere Ende des Hebels 54 wird von der für ein das Hauptventil betätigendes, die Gegen- Membran 42 entgegen dem Druck einer Feder 58 druckkammer abschließendes druckbetätigtes Steuer- betätigt, welche den Hebel über eine auf einem mittel, z. B. eine Steuermembran; die unter dem Druck Federteller 60 aufliegende Kugel 62 belastet. Das des Druckmittels stehende Steuerkammer steht dann Hilfsventil 48 hält die Leitung 46 gewöhnlich damit der Gegendruckkammer über eine Drosselöffnung 35 durch verschlossen, daß sein Verschlußkörper 50 in Verbindung. unter der Einwirkung der Feder 58 auf den Ventil-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an sitz 52 gedrückt wird.

Hand der Zeichnung erläutert, in der die Vorrich- Die Öffnung 36 ist mit einer Kammer 64 vertung im Schnitt dargestellt ist. bunden, die durch eine Membran 68 abgeschlossen Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 10 auf, das mit 40 ist, an deren Mitte der Verschlußkörper 74 eines einer Einlaßöffnung 12 versehen ist, an welche die Entlüftungsventils 66 befestigt ist, dessen Ventil-Druckmittelquelle angeschlossen wird, die entweder sitz 72 eine Öffnung zu einem Raum 70 umgibt. Luft oder Sauerstoff liefert. Mit der Einlaßöffnung 12 welcher einerseits über eine Leitung 90 mit der ist unmittelbar eine Steuerkammer 14 mit einer Kammer 44 des Hilfsventils 48 und andererseits über Steuermembran 22 verbunden. Auf der der Steuer- 45 eine Leitung 92 mit der Leitung 26 verbunden ist. kammer 14 entgegengesetzten Seite der Steuer- Wenn der Verschlußkörper 74 von seinem Sitz 72 membran 22 ist eine Gegendruckkammer 16 ange- abgehoben ist, ist der Raum 70 über eine Entordnet, 'die mit der Steuerkammer 14 über eine Lei- lüftungsleitung 75 mit der Umgebung verbunden, tung in Verbindung steht, die mit einer Drossel- Der Verschlußkörper 74 des Entlüftungsventils 66 ist Öffnung 18 versehen ist, deren Querschnitt mittels 50 mit einem Schaft 76 versehen, der in dem Gehäuse einer Schraube 20 beliebig eingestellt werden kann. gleitet.

Das Gehäuse 10 hat ferner eine Auslaßöffnung 24, Eine unter dem Druck einer Feder 96 stehende, welche an den Schutzanzug angeschlossen wird. Die sich bei Beschleunigungen in dem oberen Teil des Auslaßöffnung ist über eine Leitung 26 mit der Gehäuses 10 verschiebende Masse 78 stützt sich auf Steuerkammer 14 verbunden; jedoch ist die Verbin- 55 einem Hebel 82 ab, welcher an seinem einen Ende an dung zwischen der Leitung 26 und der Steuer- dem Schaft 76 des Entlüftungsventils 66 angelenkt ist kammer 14 gewöhnlich durch das Hauptventil 28 und mit seinem anderen Ende über eine Scheibe 86 unterbrochen, dessen Verschlußkörper 32 an der auf einem Schaft 88 abgestützt ist, welcher an der Steuermembran 22 befestigt ist. Der ihm zugeordnete Membran 42 zum Steuern des Hilfsventils 48 beVentilsitz 30 ist an der Mündung der Leitung 26 in ö_u festigt ist. Eine Feder 80 wirkt entgegen der Masse 78 die Steuerkammer 14 angeordnet. auf den Hebel 82. Ein Druckknopf 94 dient dazu, Ferner weist das Gehäuse 10 zwei weitere Öff- von Hand auf die Masse 78 über die dazwischennungen 34 und 36 auf, über die ein zusätzlicher liegende Feder 96 einzuwirken und damit für Ver-Steuerdruck auf das Hauptventil 28 ausgeübt wird. suchszwecke eine Beschleunigung vorzutäuschen. Ein Falls die Vorrichtung und der Schutzanzug gegen die 65 Anschlag 84 begrenzt die Verschiebung des Druck-Wirkungen von Beschleunigungsänderungen, dessen knopfes 94 im Gehäuse 10.

Aufblasdruck durch sie geregelt wird, zusammen mit An der Leitung 26 ist ein Sicherheitsventil mit dem

einem westenartigen Druckanzug verwendet werden, Verschlußkörper 100 und dem Ventilsitz 98 angeord-

net, das eine Verbindung dieser Leitung mit einem Entlüftungsauslaß 104 in den Fällen ermöglicht, in denen ein gefährlicher Überdruck auftritt, dessen Höhe durch Einstellen einer Schraube 106 festgelegt wird, mit der die Kraft einer den Verschlußkörper 100 in Schließrichtung belastenden Feder 102 eingestellt wird.

Die Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise:

Die Einlaßöffnung 12 ist an die Druckmittelquelle und die Auslaßöffnung 24 an den von dem Flieger getragenen Schutzanzug gegen die Wirkungen von Beschleunigungsänderungen angeschlossen. Die zum zusätzlichen Steuern dienenden Öffnungen 34 und 36 sind entweder an eine in Abhängigkeit von der Höhe gesteuerte Druckgaszuführungsvorrichtung angeschlossen oder zur umgebenden Luft offen.

Falls die Beschleunigung einen von der Feder 80 bestimmten Normalwert, beispielsweise 1,5 g, nicht überschreitet, bleibt die gesamte Vorrichtung in der dargestellten Lage. Die Steuerkammer 14 und die Gegendruckkammer 16 auf beiden Seiten der Steuermembran 22 stehen beide wegen der Drosselöffnung 18 unter dem Druck des Gases, das über die Einlaßöffnung 12 zugeführt wird. Das Hauptventil 28 bleibt geschlossen, so daß das Gas nicht zur as Auslaßöffnung 24 gelangen kann.

Falls die Beschleunigung den Normalwert überschreitet, gleitet die Masse 78 nach innen und drückt auf den Hebel 82, wodurch einerseits der Ventilverschlußkörper 74 des Entlüftungsventils 66 auf seinen Sitz 72 gedrückt und andererseits über den Schaft 88 und den Hebel 54 der Verschlußkörper 50 des Hilfsventils 48 von seinem Sitz 52 abgehoben wird. Der Druck in der Gegendruckkammer 16 sinkt dadurch schnell, weil das Gas aus dieser Kammer über die Leitung 90 zur Auslaßöffnung 24 strömen kann. Da sich die Kammer 16 nur langsam über die Drosselöffnung 18 wieder füllt, hebt sich infolge der Druckdifferenz die Steuermembran 22 und öffnet das Hauptventil 28. Dadurch kann Gas von der Einlaßöffnung 12 durch die Leitung 26 zur Auslaßöffnung 24 strömen. Solange die Beschleunigung anhält und dadurch die Masse 78 verschoben ist, bleibt das Hilfsventil 48 geöffnet. Das Ausströmen von Gas durch die Auslaßöffnung 24 hält bis zu dem Augenblick an, von dem ab der Aufblasdruck des an die Auslaßöffnung angeschlossenen Anzuges, der auch in der Kammer 44 des Hilfsventils 48 herrscht, ausreicht, um die von der Masse 78 auf die Membran 42 ausgeübte Wirkung auszugleichen, zu der gegebenenfalls noch der über die Öffnung 34 einwirkende zusätzliche Steuerdruck hinzukommt. In diesem Zeitpunkt schließt sich das Hilfsventil 48. Die Drücke beiderseits der Steuermembran 22 gleichen sich nun sehr schnell an. Sobald dies erfolgt ist, schließt sich das Hauptventil 28 ebenfalls und beendet das Zuströmen von Druckgas. Auf diese Weise wird der Aufblasdruck des Anzuges durch die Größe der herrschenden Beschleunigung und gegebenenfalls noch durch den zusätzlichen Steuerdruck bestimmt, der von der Flughöhe abhängt.

Sobald sich die Beschleunigung wieder verringert, hebt sich die Masse 78. Dann kann der in dem Raum 70 herrschende Druck, der gleich dem im Anzug herrschenden Druck ist, den Ventilverschlußkörper 74 des Entlüftungsventils 66 anheben, da dessen Schaft 76 nicht mehr durch den von der Masse 78 belasteten Hebel 82 herabgedrückt wird. Der Anzug entleert sich dadurch so weit, bis sein Innendruck auf einen Wert gesunken ist, der von der Summe der Wirkungen der von der Beschleunigung ausgelenkten Masse und dem gegebenenfalls über die Öffnung 36 eintretenden zusätzlichen Steuerdruck bestimmt wird.

Anstatt der einen Masse 78 können auch zwei unabhängige, jedoch der gleichen Beschleunigungswirkung unterworfene Massen angeordnet sein, von denen die eine nur das Hilfsventil und die andere das Entlüftungsventil betätigt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Regeln des Aufblasdruckes eines Schutzanzuges gegen die Wirkungen von Beschleunigungsänderungen, in der die Druckmittelzufuhr von einer Druckmittelquelle zu dem Schutzanzug durch ein Hauptventil in Abhängigkeit von den durch die jeweilige Beschleunigung verursachten Verschiebungen mindestens einer Masse aus ihrer Ruhelage dadurch gesteuert wird, daß die Masse ein Hilfsventil betätigt, das den Druck in einer Druckkammer steuert, mit dem ein druckbetätigtes Steuerglied für das Hauptventil beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (48) zusätzlich durch einen im gleichen oder im entgegengesetzten Sinn wie die dieses Hilfsventil (48) betätigende Masse (78) wirkenden, in seiner Größe regelbaren Steuerdruck belastet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Entlüftungsventil, das beim Nachlassen der Beschleunigung selbsttätig Druckmittel aus dem Anzug austreten läßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (66) in Schließrichtung ebenfalls von dem Steuerdruck beaufschlagt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (48) den Druck in einer Gegendruckkammer (16) für ein das Hauptventil (28) betätigendes, die Gegendruckkammer (16) abschließendes druckbetätigtes Steuermittel, z. B. eine Steuermembran (22), steuert und daß die unter dem Druck des Druckmittels stehende Steuerkammer (14) mit der Gegendruckkammer (16) über eine Drosselöffnung (18) in Verbindung steht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 622 609, 2748 786.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309 778/60 12.63 © Bundesdruckerei Berlin