DE2200565A1 - Stossdaempfer oder sogenannter shockabsorber, insbesondere fuer sicherheitsgurte in fahr- oder flugzeugen - Google Patents

Description

• Stoßdämpfer oder sogenannter Shock-Absorber, insbesondere für Sicherheitsgurte in Bahr- oder Flugzeugen Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stoßdäinpf er, insbesondere für Sicherheitsgurte in Fahr- und Flugzeugen, zur Vernichtung von Bewegungsenergie bei der unfallbedingten stoßartigen Verzögerung des Fahr- bzw. Flugzeuges unter Verwendung einer einstellbaren Reibungsbremse.
• Bei derartigen mit einer Reihbungsbremse versehenen Stoßdämpfern soll die energievernichtende Reibungskraft am mit dem Sicherheitsgurt verbundenen Reibungsband einen weitgehend gleichbleibenden Wert aufweisen, obiÓlU Veränderungen des Reibungskoeffizienten durch bbergang von dem der Ruhe zu dem der Bewegung oder bei kurzfristigen Cberflächenschäden, bei Riefenbildung, Wärmebildung sowie bei Zwischenstbßen durch Unfallkriterien und dgl., vorwiegend auch im Falle von Notlauferscheinungen im Trockenlauf, stattfinden. Praktisch wirkt sich die Entstehung der Kraft-Weg-Surve als Kennwert der geforderten Energievernichtung normalerweise so aus, daß durch den erstenStoß infolge des größeren Reibungskoeffizienten der Ruhe und ferner durch oft nur geringe Oberflächenschäden eine Kraft erhöhung bzw. Kraft spitze entsteht, die bei guter Dämpfung allmahlih wieder jeweils auf den erwünschten Normalwert herabsinkt, der dem kleineren deibungskoeffizienten der Bewegung entspricht. Der Reibungskoeffizient der Ruhe kann wesentlich größer als derjenige der Bewegung sein. Bei schlechter Dämpfung entstehen oft sehr starke Schwingungen der Reibungskraft, erst recht, wenn diese durch unfallbedingte Zwischenstöße zusätzlich in Schwingung gebracht wird. In jedem Fall mußte bisher jedes Reibungssystem mit einer Reibungskrafterhöhung und oft mit einer lebensgefährlichen und schlagartigen Einwirkung auf den menschlichen Körper beginnen.
• Zum Stand der Technik zählen eine große Anzahl von Stoßdämpfern für Gurte, insbesondere Sicherheitsgurte. In der Praxis erwiesen sich die meisten als völlig unzulänglich, obwohl die weltweite Nachfrage.von seiten- der Automobilfirmen und Flugzeugherst::ller außerordentlich angewachsen ist und der geforderte Einbau von Stoßdämpfern bei den heutigen Sicherheitsverordnunglen und Gesetzen zweifellos noch zu einer allgemeinen gesetzlichen Belegung für alle Fahrzeuge und Flugzeuge wird Es wurden und werden beispielsweise Energievernichter bo -wandler dieser Art auf der Grundlage einer Materialzerstörung bzw. -verformung erwendet0 Einige wiesen nach der Verformung durch. die Stoßwirkung schwertartige Gebilde auf, die wegen Verletzungsgefahr nicht zugelassen tvurden. Andere wiesen starke Kraftschwingungen während des Stoßvorganges auf. Wieder andere konnten sehr schwer und ungünstig auf einen. gewünschten Kraftwert eingestellt werden5 beispielsweise die Dämpfer, die auf dem Prinzip des Zerreißens von Gurtnäht en beruhen.
• Auch die Baugröße und ganz besonders der Preis waren stets.
• entscheidende Gesichtspunkte für die gesetzliche Einführung, weil es sich zum einen um sehr große Stückzahlen handelt, zum anderen aber der zur Verfugung stehende Einbauraum in seinen Abmessungen begrenzt ist.
• Vorgeschlagen wurde auch von System auf der Grundlage einer Torsionsverformung, das den Nachteil hat, einen beachtlichen Teil des ohnehin sehr knapp bemessenen, verfügbaren Dämpfungsweges infolge der notwendigen Autwicklung und Festwicklung des Gurtes unberücksichtigt zu lassen, wodurch nur ein allmählicher Kraftanstieg im ersten Teil des I)ämpfungsweges möglich wurde0 Auch muBten ganz besonders ausgewählte Iluaterialien mit hohen Fließgrenzen verwendet werden.
• Schließlich gibt es auf der Grundlage von Reibungssystemen einige Ausfthrungen, die einige Vorteile? daneben aber auch noch beachtliche Nachteile aufweisen. Dazu gehört vorwiegend eine Art Reibungsbremse mit Reiblamellen. Sie scheint die bisher vielleicht günstigste Art von 5toßdämpfern ZU sein, hat aber den Nachteil, daß sie mit relativ großer Genauigkeit und Präzision hergestellt/werden muß, was zu einer beachtlichen Verteuerung führt. Ferner werden hier offensichtlich immer die gleichen Lamellenflächen aufeinander gerieben und zerrieben, was bei normalen Bremsen keine Rolle spielt, im Falle von Stoßdämpfern jedoch infolge der eingangs beschriebenen Störungen der Gleichmäßigkeit des Reibungskoeffizienten ungünstige Auswirkungen haben kann, abgesehen davon, daß die Erwärmung der Lamellen des ganzen Lemellenpaketes während des Stoßvorganges einen unerwünschten Anstieg der Bremskraftkurve ergibt und dazu der Reibungskoeffizient der Ruhe stets einen ruckartigen Stoß bzw. eine Kraftspitze bei Stoßbeginn hervorruft, was bei der ungedämpften und sogar ungefederten Aufhängung ohne Regelvorgang zu weiteren unerwünschten Schwingungen führt.
• Die Auf gabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Stoßdämpfer der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, bei dem keine Kraftspitzen, insbesondere bei Stoßbeginn, sowie keine Kraft schwingungen während des gesamten Stoß- bzw. Dämpfungsvorganges auftreten9 und der über jeweils gleiche Teilstrecken des zur Verfügung stehenden Gesamtdämpfungsweges jeweils denselben Teilbetrag der gesamten Bewegungsenergie vernichtet bzw. - genauer gesagt -umwandelt D,h. das Kraft-Weg-Diagramm soll sich möglichst der Rechteckform annähern0 Dabei soll der erfindungsgemäße Stoßdämpfer einfach, kompakt und robust gebaut 9 billig in der Herstellung und sicher in der Wirkung sein, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch die die Energievernichtung herbeiführende Reibungskraft eine Gegenkraft erzeugt wird, die mittel- oder unmittelbar auf ein vorzugsweise gedämpft es und einstellbares Feder System einwirkt und während des Einstellvorganges die Ursache der Reibung, beispielsweise eine sie erzeugende Normalkraft oder die Summe von wirksamen Umschlingungswinkeln od.dgl., im Sinne einer Reibungsänderung derart beeinflußt, daß trotz eines veränderlichen Reibungskoeffizienten oder sonstiger von außen auf das Reibungssystem einwirkender Störungen eine über den zur Verfügungstehenden Dämpfungsweg konstante oder annähernd konstante Rei bungskraft eingeregelt wird.
• Erfindungsgemäß ist also eine der ersten Bedingungen bzw0 Maßnahmen, daß die Kraftwirkung der Reibung selbst die Voraussetzung für die Änderung der Reibung darstellt.
• bs handelt sich somit hierbei um einen Regelvorgang, dessen physikalische Grundlage in der elastischen Uberbrückungsmöglichkeit jeder Änderung der Reibungskraft besteht und der sich folgendermaßen auswirkt; Durch die jeweilige Bremskraftverzögerung infolge der erwähnten Änderungen des Reibungskoeffizienten wird das deibungssystem selbst oder ein dazugehöriges Einstellelement in seiner Lage verändert, wodurch die melstgeometrische oder kraftabhängige Grundlage der Bremskrafterzeugung gegen eine gedämpfte Federkraft im Sinne der Bremssraftverkleinerung im Rahmen des Regelvorgnges beeinflußt wird, da die nunmehr eingetretene Bremskraftverkleinerung das Reibungssystem oder das dazugehörige Einstellelement durch die Federentlastung wieder in ihre Normallage zurückgehen bzw. zurückschwingen läßt. Dies entspricht einem Regelkreis mit einstellbarer Federkraft. Grundsätzlich können alle bnergievernichter auf eibungsbasis erfindungsgemäß durch Kopplung ihres Lösungselementes mit einem gedämpften Federsystem im Sinne des beschriebenen Regelvorganges durch oft geringfügige Abänderung oder Ergänzung ausgestattet werden.
• In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird zur Erzeugung der Reibung ein Reibungsband, insbesondere aus Federbandstahl, angeordnet, das wenigstens zwei Walzen teilweise umschlingt 9 wobei die Summe der Umschlingungswinkel während des Stoßvorganges derart geändert wird, daß die Reibungskraft konstant oder annähernd konstant bleibt.
• Die erfindungsgemäße Wahl eines Reibungsbandes gegenüber anderen Reibungselementen, wie Lamellen od.dgl., bringt zusätzlich weitere Vorteile. Ein Reibungsband hat nämlich den Vorteil, daß laufend andere Reibungsflächen des Bades -mit glatter, unverbrauchter und gleichförmiger Oberfläche zum Reibungseinsatz gelangen. Ferner ist es ein einziges Stück gegenüber den oft sehr vielen Reibungselementen, beispielsweise Reibungslamellen, anderer Systeme. Es ist unabhängig von teuren und zeitraubenden Bearbeitungsvorgängen, kann äußerst preiswert vom laufenden Band bezogen werden und ist direkt mit dem Sicherheitsgurt koppelbar.
• Dazu kommt die Verbilligung, die Raumersparnis , die einfache Fertigung und Montage, die bequeme Einstellung und die außerordentliche Sicherheit der Wirkungsweise.
• Durch eine möglichst konstante Reibungskraft während des zur Verfügung stehenden Stoß bzw. Dämpfungsweges wird dem menschlichen Körper die geringetmögliche Kraftbelastung zugemutet, die somit auch bei schweren Unfällen unter Umständen gerade noch dort eine liebensgefahr vermeiden kann, wo Kraft schwingungen, oft bis zu 50% und mehr, schon absolut tödlich wären, wobei die Energievernichtung aber gleich bliebe. Darum ist der erfindungsgemäße @@@@@@@@@@@@ so bedeutungsvoll.
• Schließlich ist das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip auch mit Erfolg bei den bereits oben erwähnten bekannten Stoßdämpfern, bei denen als Reibungsbremse Reiblamellen vorgesehen sind, anzuwenden. Bei dieser möglichen Ergänzung do Bremslamellensystems durch das erfindungsgemäße Regelprinzip kann das Gehäuse gegen Verdrehung abgefedert und gedämpft so aufgehängt werden, daß bei Drehstößen durch kurze Beibungschwankungen eine Jeweils momentane Lösung des Druckes gegen die Bremslamellen erfolgt, die nach Abklingen der Reibungsstörung wieder durch Zurückdrehen in dennormalen Reibungßzustand übergeht. Dies ist einfach zu realisieren, da die Einstellung einer Lamellenbremse ohnehin im allgemeinen durch Drehen einer Einstellscheibe erfolgt.
• nachfolgend sollen nun der Erfindungsgegenstand und das ihm zugrundeliegende Prinzip mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben werden. Dabei wird auch auf weitere erfindungsgemäß merkmale und Vorteile eingegangen.
• In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 bis 6 verschiedene Dämpf- bzw. Bremsvorrichtungen zur Vernichtung der Bewegungsenergie unter Anwendung des Umschlingungsprinzips, Fig. 7 einen Stoßdämpfer nach dem Prinzip des Verzurrgurtsystems in schematischer Darstellung, Fig. 8 eine abgewandelte Ausführungsform des Stoßdämpfers gemäß Fig. 7, Fig. 9 eine weitere Ausführungsforin des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers, Fig. 10 weitere konstruktive Einzelheiten einer abgewandelten Ausftlhrungsform des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers und Fig. 11 und 12 eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, wobei Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie A-B in Fig. 11 darstellt.
• In Fig. 1 wird zunächst auf einfachste Weise mittels eines innen sinusförmig gewellten Backensystems 1 und 2, durch das ein Bremsband 3 gegen die Reibwirkung der einstellbaren Kräfte der Federn 4 und 5 hindurchgezogen werden kann, gezeigt, wie auf diese eise durch das Prinzip der Umschlingungsreibung der wellenförmigen inneren Bremsflächen ein Regelvorgang im Falle eines schwankenden Reibungskoeffizienten oder der Unterschied zwischen dem Reibungskoeffizienten der Ruhe und dem der Bewegung entstehen kann.
• Die Wellenform kann man sich zu Kreisen bzw. Zylindern ergänzt denken. Sobald sich die Backe 2 gegen die Kraft wirkung der Federn 4 und 5 von der Backe 1 abhebt (vgl.
• strichpunktierte Stellung) und das Band 3 straff gezogen darin liegt, erkennt man, beispielsweise im Bereich 6, eine wesentliche Verkleinerung des jeweiligen Umschlingungswinkels, der hier durch die inneren Schenkel dargestellt ist. Die äußeren Schenkel entsprechen dem Umschlingungswinkel bei völligem gegenseitigen Zuliegen der Backen 1 und 2.
• Gemäß der bekannten Eytelwein'schen Formel für die Umschlingung S1 = S2 . e entspricht der Kraft S1 dem Pfeil 7 und S2 dem Pfeil 8.
• Dabei wächst 51 bei der Annahme eines gleichgleibenden Reibungskoeffizienten exponential mit der Summe aller Umschlingungswinkel , sofern auch S2 konstant bleibt.
• S2 kann, wie später gezeigt wird, eine relativ kleine steuernde und konstante Kraft sein.
• so Wenn die Federcharakteristik der Federn 4 und Gewählt wird, daß deren Kraftanstieg nach Abheben der Backe 2 um einen bestimmten Betrag von der Backe 1 beträchtlich geringer ist als der entsprechenden Kraftabnahme von S1 infolge Verringerung der Summe der Umschlingungswinkel entspricht, so ergibt sich offensichtlich eine Einpendelung bzw. Einregelung einer weitgehend konstanten Reibungskraft S1 - S2 trotz irgendwelcher innerer Reibungsänderunglen, beispielsweise infolge Trockenlaufs, durch Riefenbildung, örtliche Überhitzung usw, oder Übergang vom Reibungskoeffizienten der Ruhe zu dem der Bewegung und umgekehrt. Dabei ist zu beachten, daß es auf den Kraftanstieg und nicht auf die absolute Kraft der Federn ankommt, die manchmal infolge einer erforderlichen großen Energievernichtung sehr groß sein muß. Die BewegungschtUg des Reibungsbandes 3 ist durch die Pfeile 9 und 1o angedeutet.
• Fig. 2 zeigt ebenfalls dao Prinzip einer Umschlingungsreibung, sofern die Platzverhältnisse ausreichen. Dabei sei zunächst angenommen, daß die zylindrisch ausgebildeten Reibungswalzen, 11, 12, 13, 14 und 15 nicht drehbar, sondern fest mit dem Gestell 18 des Gerätes verbunden und vom Reibungsband 19, 20 in der veranschaulichten Art umschlungen sind. Dann gilt wieder die obige Umschlingungsformel, wobei S1 dem Pfeil 16 und S2 dem Pfeil 17 entspricht. Die Summe der Umschlingungswinkel kann einfach geometrisch abgegriffen werden. Von dieser Systembeispiel kann man mehrere erfindungsgemäße Regelvorgänge ableiten. Wieder kommt es darauf an, durch i innere Reibungssprünge bzw. -veränderungen jeweils entgegengerichtetekraftentlastungen bzw. -belastungen durch Änderung der Summe der Umschlingungswinkel gegen die eingestellte Federkraft zu erhalten, wie dies prinzipiell in Fig, 1 zum Ausdruck kommt.
• Das kann hier dadurch geschehen, daß man die fest auf einem Schwenkhebel (nicht gezeicnnet) sitzende Reibungswalze 12 um die Reibungswalze 11 in Pfeilrichtung 21 und gegen die einstellbare Federkraft 22, ebenso die fest auf einem Schwenkhebel sitzende Reibungswalze 14 in Pfeilrichtung 23 gegen die in der federkraft Einstellbare Feder 24 schwenken läßt. Dabei sind wieder d4e bei Fig. 1 angefühF ten Bedingungen der Federcharakteristiken zu erfüllen, um den erfindungsgemäßen Regel effekt zu erhalten. Die Bewegungsrichtung ist durch die Pfeile 25 und 26 angedeutet.
• Die Fig. 3, 4, 5 und 6 sind lediglich Erweiterungen des Umschlingungsprinzips r Fig. 2 und sollen zeigen, wie man auf sinnvolle weise die steuernde Kraft S2 erhalten kann und wie daraus die Kraft S1 durlch den Umschlingungsvorgang entsteht. Daher sind die Stränge 19 und 20 des Reibungsbandes und deren Bewegungstichtungen 25 und 26 in Fig. 3 bis 6 einheitlich bezeichnet. In den Fig. 3 4 und 5 sind die Differenzkräfte S1 - S2, die der Reibungskraft entsprechen, durch die Pfeile 27, 28 und 29 dargestellt.
• Da man durch Umschlingungssysteme ganz große Übersetzungen erreichen kann, braucht die steuernde Kraft S2 oft nur ganz klein zu sein, da man mit kleinsten Kräften allergrößte Kräfte erzeugen kann Dadurch erhält man Möglichkeiten, die durch ihre Größenordnung einfachste Lösungen ergebene Man kann offenbar mit Leichtigkeit und einfach zu realisierender Genauigkeit kleine und auf einem größeren Wegbereich konstante Steuerkräfte realisieren, beispielsweise durch Abreißen eines Klebebandes oder einer Verlötung oder durch Verschieben einer kleinen Reibklemme in Längsrichtung.
• So stellt Fig. 3 eine Vorrichtung dar, in der die Kraft des Stranges 20 durch einen Reißvorgang mit geringen Kräften dadurch erreicht wird, daß dieser Strang 20 über eine oben angeordnete Umlenkschleife 30 rückwärts und auf dem Bereich der Strecke 31 mit dem Strang 19 auf sinnvolle Weise verbunden wird. Dies kann bei den äußerst geringen Steuer° kräften einfach durch einen Klebvorgang, durch ganz leichte Nähte, durch vorgeprägte Metalleinkerbungen, durch einen Lötvorgang oder andere einfache Methoden geschehen. In Fig. 4 ist die Kraft S2 durch die Reibwirkung eines beliebigen Reibungsvorganges des Stranges 20 auf dem Strang 19 schematisch dargestellt, der durch ein Quetschsystem 32 mit Einstellschraube 33 und Tellerfeder 34 veranschaulicht werden sollen Wenn der Druckteller 35 beispielsweise wieder eine wellige Profilierung wie bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 aufweist, kann man auf die eingestellten Äusschwenkungen der Reibungswalzen 12 und 13 verzichten und das eigentliche Reibungssystem starr belassen.
• In Fig. 5 ist eine progressive Änderung der Kraft und insofern auch der Kraft S1 gezeigt, da S2 hier gleich der Federkraft 36 ist. Durch eine Parallelschleife kann man auch eine konstante Federkraft erzielen.
• Im Gegensatz zu den Fig. 3 bis 5 stellt ilig. 6 ein Prinzip dar, das keine Differenzkraft mehr zeigte Die Kraft S1 ist durch den Pfeil 37 dargestellt und wirkt direkt an dem Strang 19 in der Bewegungsrichtung 25. Die Kraft 52 dagegen wird beispielsweise durch ein quetschsystem 38 erzeugt, das genau dem Quetschsystem 32 der Fig. 4 entspricht und die gleiche Wirkung hat, jedoch nicht an dem Strang 19, sondern frei bzw. direkt an dem Gestell 18 des Reibungssystems befestigt ist. In diesem Fall benötigt man eine kleine Bandreserve, die durch einen Randwickel 39 veranschaulicht wird. Zur Erzeugung der steuernden Reibkraft kann jeder beliebige Vorgang einer Reibwirkung verendet werden.
• ig. 7 ? zeigt das Prinzip eines Verzurrgurtsystems, das aus der dargestellten Sonderunischlingung der auf einem Schwenkhebel 40 fest verbundenen Reibungswalzen 41 und 42 besteht0 Der Hebel schwenkt um den Mittelpunkt des Bolzens 42. Bei dieser Kinematik kann auch vorgesehen werden, daß die Walze 42 nicht fest mit dem Hebel 40, sondern fest mit dem Gerät selbst verbunden ist @ wobei dann der Hebel 40 mit der festen Walze 41 auf der Walze 42 gelagert wäre.
• Allgemein hat ein solches Verzurrgurtsystem die Eigenschaft und den Vorteils daß sich innerhalb einer relativ sehr geringen Schwenkwinkels riesige Kraftdifferenzen in einem Strang gegenuber dem anderen erzielen lassen Dies wird durch eine Überlagerudng der Umschlingungskräfte erreicht, wobei beispielsweise der in Bewegungsrichtung 45 abgezogene Strang 43 den in entgegengerichteter Bewegungsrichtung 46 in die innere Umschlingung der Walze 42 hineingezogene Strang 44 mit seiner äußeren Umschlingung überlagert und festquetscht.
• Die Stellung 47 des Schwenkhebels 40 zeigt bereits eine gewisse Entlastung durch Öffnung des Schwenkwinkels und insofern den Beginn einer Steuermöglichkeit der gewünschten Reibungskraft 49. Die Stellung 48 hingegen ist die typische Sperrstellung eines Verzurrgurtsystens und vernag, und zwar bereits weit vor dieser Stellung, das Herausziehen des Stranges 43 derartig zu sperren und/@@@ Kraft 49 derart zu erhöhen, daß eine Selbsthemmung entsteht und der Strang 43 zerrissen oder das ganze System zerstört werden könnte.
• Der Schwenkhebel 40 kann sich beispielsweise auf einen einstellbaren Federpaket 50 abstützen. Das Moment bei Annahme einer Kraft 49 ist sehr leicht zu errechnen. Das Federpaket 50 wirkt auf den Druckpunkt 51 des Hebels 40 so weit im Sinne der Schließung des Schwenkwinkels nach oben, bis sich durch den beschriebenen Regelvorgang eine gewünschte Reibkraft tur Energievernichtung einpendeln kann. Jedes Mal, wenn die Kraft 49 durch innere Reibungsschwankungen größer zu werden droht, öffnet sich der 8chwenkwinkel durch Zusammendrücken des Federpa@@tes 50, wodurch infolge Verringerung der ttberlagerten sowie nicht überlagerten Umschlingungswinkel die Kraft 49 im Sinne der Verkleinerung beeinflußt wird und umgekehrt, was somit der Einpendelung auf einen weitgehend konstanten Wert entspricht. Auch hier ist ein Reservewickel 52 mit einer dem erforderlichen Dämpfungsweg entsprechenden Reibungsband lange vorgesehen.
• In Fig. 8 ist praktisch die gleich. prinzipiell. kusführuig dargestellt. Es kopien hier Jedoch weitere erfindiangewesentliche Maßnahmen hinzu. Es wird nämlich ein doppelschichtiges Band verwendet, womit tLberhaupt erstmalig eine praktisch sinnvolle, räumlich kleine und wirtschaftlich wie technisch ausgezeichnete Konstruktion ermöglicht wurde. Über den Zugbolzen 53 ist das Reibungsband geschlungen, das dann nach unten und in Richtung auf den Schwenkhebel in zwei Parallelsträngen 54 und 55 verläuft. Das ergibt die Xöglichkeit einer sinnvollen, billigen, sehr festen und technisch äußerst wirksamen Befestigung ohne katerialzerstörung bei den gewünschten großen Kräften und gleichzeitig beispielsweise sehr dünnen Reibungsbändern. Die Umschlingung der Reibung walzen 56 und 57 gleicht im übrigen der in Fig. -7 gezeigten, jedoch nunmehr jeweils mit zwei parallelen, aufeinanderliegenden Strängen statt eines einzigen. Das durch die Schlingenbefestigung am oberen Zugbolzen 53 sich ergebende doppelte oder gar mehrschichtige Reibungsband ergibt eine wesentlich größere Flexibilität. Ferner ist hier eine weitere wesentliche konstruktive Verbesserung und beachtliche Verbilligung dargestellt. Die Walze 56 ist fest mit dem Gestell des Gerätes verbunden; der in Fig. 7 gezeigte Hebel 40 fällt fort.
• Die Walze 57 rollt frei in der Schlinge 58, so daß der Hebel gewissermaßen nur noch aus den beiden Walzen 56 und 57 und dem diese umsohlingenden Doppelband 54, 55 besteht und insofern äußerst preiswert wird. Dabei kann man die Walze 56 eigentlich nicht einmal zu dem Hebelvorgang zählen, weil sie sich nicht dreht. Das Federpaket 59 braucht hier nicht einstellbar zu sein. Die Einstellung der Reibungskraft 68 erfolgt auf dem umgekehrten Weg, d.h.
• der Öffnungswinkel des Verzurrsystems im seinen vorschiedenen Stellungen, beispielsweise 60, 61 und 62, wird beispielsweise durch seitliche Festlegung der Walze 63 in richtungen der Pfeile 64 und 65 auf dem Gestell des Gerätes eingestellt.
• In der gezeichneten Lage ergibt sich der Winkel 61. Befindet sich die nach unten ziehende Walze 53 auf dem Schnittpunkt dieser Linie 66, so stellt sich die nach oben gerichtete Walze 53 auf dem Schnittpunkt dieser Linie ein, so daß der Winkel 62 entsteht. Das gleiche gilt für die Linie 67 und den Winkel 60. ebenso kann man aber auch die Walze 56 im Sinne der Winkeländerung der damit verbundenen Änderung der Reibungskraft 68 und der gegensinnig gleichen Kraft 69 seitlich festlegen, um damit die Regelstellung einzustellen, die der gewunschten Reibungskraft bzw. Energievernichtung entspricht. In diesem Fall liegt die Reserverolle 70 beispielsweise seitlich.
• Für die praktischen Belange der 3egrenzung des Dämpfungsvorganges nach der Energievernichtung durch-einen plötzlichen Kraftanstieg und zur Verseilung der Herausrutschens des Reibungsbandes im Palle eines schweren Unfalls ist folgende erfindungsgemäße Maßnahme vorgesehen: Der doppelte Reservestrang 71 lOut beispielsweise durch irgendeine Öffnung 72 in das Gehäuse des Reibungssystems ein. Diese Öffnung wird so groß gewählt, daß das Ende 73 des Reservewickels 70 nach vollendeter Energievernichtung an der Öffnung 72 festgehalten bzw. eingeklemmt wird. Dadurch wird am Ende der Dämpfung noch der bicherheitfigurt mit einer erhöhten Kraft festgehalten, ohne daß das Reibungsband vollständig aus dem Gerät herausgezogen werden kann. Dies könnte dann passieren, wenn es sich um einen -sehr schweren Unfall und um große Energievernichtungen, handelt, die der üblichen marismalen Grenznorm für Sicherheitsgurte nicht mehr entsprechen, gegebenenfalls aber doch noch eine letzte Schutzmöglichkeit erfassen sollen.
• Es hat sich gezeigt, daß durch Zwischenlegen eines geeigneten Notlaufmaterial, z*B. Phosphorbronze, zwischen die aufeinander reibenden Flächen weitere Vorteile erzielt werden. Es kann auf diesen Flächen auch eine entsprechende Beschichtung vorgesehen sein. In Fig. 9 ist anhand der Vorrichtung gemäß Fig. 8 veranschaulicht, an welchen Stellen das Notlauf-Schutzmaterial eingefügt werden muß, um ein Maximuman Erfolg zu erzielen und die sonst üblichen Kraftschwingungen auf ein bisher unerreichten Minimum zu reluzieren. Die Bezeichnungen der Fig. 8 wurden weitgehend übernommen. Hinzu kommen die Notlauf-Schutzeinlagen (oder Beschichtungen) 74, 75 und 76, was nach Prilfung der gefährdeten Reibung und quetsch-Stellen sofort erkennbar wird. Die çlvialze 57 ist nicht gefährdet, weil sie frei mitrollt und nicht reibt. Eine statische Betrachtung zeigt, daß sie sich unter Zwischenlegung des Doppel-Reibungsbandes auf die Walze 56 abstützt. Zwei markante Winkel 77 und 78 kennzeichnen die Reibungsverhältnisse. Die Walze 56 wird auf ihrem Belag 75 im Bereich des ganzen Winkels 77, 78 gerieben. Dagegen reibt das äußere Doppelband das NoSCufblech 76 auf dem Winkelbereich 78. Da erfindungsgemäß auch das innere Doppelband des Stranges 71 im Bereich des gleichen Winkels 78 auf das Notlaufblech 76, jedoch nach innen und gegensinnig reibend einwirkt, besteht ein Reibungs-Kräfte-Gleichgewicht für das Notlaufblech 76, sofern~dessen Dicke unberücksichtigt bleibt, was bei der Wahl eines sehr dünnen Bleches, beispielsweise eines Bleches aus Phosphorbronze, praktisch der Fall ist und hervorragend gut funktioniert.
• In dieser Fig. 9 werden ferner noch weitere neue Erkenntnisse veranschaulicht. Es mußte eine mechanische Dämpfung des Systems eingeführt werden, um die zwischenzeitlich noch zu dämpfungsfreie Ausführung mit uneulässigen dchwingungserscheinungen auf einfachste Weise zu verbessern. Dieses problem wurde erfindungsgemäß sehr einfach dadurch gelöst, daß das Reibungsband selbst und ohne Zwischenlaschen (wie in Fig. 7) auf dem Federteller 79 zum Aufliegen und Tragen gebracht wurde. Da das Reibungsband 58 in Richtung des Pfeiles 80 einläuft, ergibt sich die Notwendigkeit, den Federteller 79 mit einer nasenartigen Schulter 81 zu versehen, damit er nicht durch die Seitwärtsbewegung des Reibungsbandes seitlich fortgeschoben werden kann, sofern nicht andere Anschläge vorgesehen werden. ebenso ist hier die dritte Notlaufschicht vorgesehen, um keine Oberflächenschäden auf dem Reibungsband zu erhalten. Unter dem Federteller 79 ist die Federkraft 82 angedeutet. Die Dämptungswirkung ist hervorragend gut.
• Ferner geht aus Fig. 9 noch eine wichtige und bewährte Methode der Einstellung des Gerätes hervor. Da sich viele der beschriebenen Einstellmethoden als etwas zu umständlich und zu teuer herausgestellt hatten, wurde erfindungsgemäß der den Regelvorgang zurEinpendelung der Reibungskraft bestimmende Schwenkwinkel des hier verwendeten Verzurrgurtsystems lediglich durch seitliche Verschiebung der Führungskante 83 des Doppelreibungsbandes festgelegt.
• Eine Verschiebung nach rechts (im Bild) ergibt eine kleine'Reibungskraft, eine Verschiebung nach links eine große. Dabei handelt es sich etwa um den Mittelwert, der sich durch den Regelvorgang einpendelt. Insofern wurde das Notlaufblech 76 über ein gegenüber dem Gehäuse des Gerätes verschiebbares und seitlich einstellbares Befestigungsblech 84 gezogen, um gleichzeitig als Schutz und Notlaufabstütsung für das Reibungsband bzw. dessen Parallelstrang 55 zu dienen. Zum Schutz gegen evtl.
• Stauchung des Notlaufblech-es 76 wurde es zwischen den beiden Blechen 84 und 85 verschraubt. Diese seitliche Verstellbarkeit der Bü,hrungskante 83 läßt sich leicht und preiswert verwirklichen und hat in Verbindung mit den anderen beschriebenen Maßnahmen an dem Gerät die einstellbare Größenordnung und die weitgehend konstante bzw. sehr gleichmäßige xraftkurve im kraft-*ieg-Diagramm bzw. Kraft-Zeit-Diagramm ergeben.
• Die Fig. 1o, 11 und 12 zeigen beispielsweise komplette Geräte Dabei sind gegenüber den vorhergehenden schematisierten Vorrichtungen beispielsweise onderausführungen gezeigt. Fig. 10 veranschaulicht sehr deutlich die Zusammenfassung einiger bereits gezeigter und beschriebener Kombinationen. Dazu kommt, daß man das ganze Reibungsgerät in einem Gehäuse 86 mit Vierkantrohrquerschnitt oder Recht eckrohrquerschnitt unterbringen kann, wodurch keine Blechverformungsarbeiten erforderlich sind. Allerdings müssen Bohrungen für die fest mit dem Gehäuse 86 verbundenen Bolzen 87, 89, 90 und 91 sowie für den Führungsbolzen 93 des Tellerfederpaketes an der Stelle 92 eingebracht werden. Das Federpaket wird durch den Führungsbolzen 93 so geführt, daß dessen Druckteller 94 sowie die obere Feder sich seitlich gegen den Haltebolzen 89 abstützen und der Druckteller durch die Reibungsdämpfung des Reibungsbandes 95 gegen den Notlauf-Blechbelag 96 (in Bewegungsrichtung 97) nicht nach rechts verschoben werden kann0 In diesem Fall braucht man dann keinen nasenartigen Schultervorsprung 79 des Drucktellers wie in Fig. 9. Zur Stabilisierung und Verhinderung zu großer Seitenkräfte auf den Druckteller 94 ist der Druckpunkt der frei in der Reibungsbandschlinge mitrollenden Walze 98 vertikal gegen den Druckteller 94 seitlich nach links gerückt, um ein Gegenmoment gegenüber dem Reibkraftmoment 95 zu erhalten.
• Die Bolzen 90 und 91 sollen ein Hereinrutschen und eine Verquetschung des Reibungsband-Reservewickels 99 beim Abwickeln verhindern. Ebenso wird dadurch gleichzeitig erreicht, daß das erwähnte umgebogene Ende 101 der wicklung 99 nach vollendeter Energievernichtung in dem Schlitz 100 zwischen Bolzen 90 und Gehäuse-Innenwand verklemmt bzw. festgehalten wird, wobei zur Steuerung der Reibungskraft 102 vor dem Eintritt in das Umschlingungssystem nur eine relativ sehr kleine Kraft erforderlich wird. Auch bei dieser Aunfuhrungsform ist das Federpaket nicht einstellbar vorgesehen. Die Federkraft wird nach Prüfung der Reibungsdaten festgelegt; die eigntliche Einstellung der Reibungskraft 102 erfolgt durch Einstellen des Schwenkwinkels zwischen der Verbindung der Mittelpunkte der Bolzen 87 und 98 und der mittleren Tzagente des Doppelreibungsbandes in Abzugrichtung bzw. der Verbindungslinie der beiden Mittelpunkte der Bolzen 89 und 103.
• Diese einstellung erfolgt durch seitliche Verschiebung und Verschraubung bzw. Auswechslung der Führungsplatte 104, deren Führungskante 105 die Aeibungskraftrichtung festlegt. In iig. 10 entsteht auf diese Weise der -Schwenkwinkel 106, der somit eine genau definierte konstellation von Umschlingungswinkeln festlegt, die die Reibungskraft 102 bestimmt. min kleiner Schwenkwinkel 107 ergibt somit einen größeren Gesamt-Umschlingungswinkel und daher auch eine größere mittlere Reibungskraft 102. Sin großer Schwenkwinkel 108 dagegen ergibt einen kleinen Gesamt-Umschlingungswinkel und daher eine kleine mittlere Reibungskraft 102. Gleichzeitig dient die ührungsplatte 104 zur Befestigung des Notlaufbleches 109, das hier nicht mehr als Gleitblech für das Reibungsband dient.
• Daher erhält die Bührungskante 105 eine Schutzschicht irgendwelcher Art. bei Einstellung des Schwenkwinkels 108 muß diese Führungskante 105 bis zur Stelle 110 nach rechts verschoben werden.
• Die montage dieses Stoßdämpfers ist außerordentlich einfach.
• xr läßt sich auch mit einer kunststoffhülle umgeben, um dem praktischen ßinsatz gerecht zu werden.
• Fig. 11 und 12 stellen eine weitere Variante des trfindungsgegenstandes mit einem aus zwei spiegelbildlichen Blechteilen bestehenden Gehäuse dar. Die beiden Gehäuseteile 111 und 112 können verschraubt, vernietet oder verschweißt werden. Alle Teile sind somit verkapselt Das ganze Gerät kann durch einen Tauchvorgang mit Kunststoff überzogen werden. Wieder stellt sich die Kraftlinie 115 zwischen den Gegenkräften 113 und 114 gemaß der Sinstellung der Führungskante 116 ein, die hier Teil eines drehbaren Bolzens 117 ist, der durch einen verschraubbaren einstellhebel 118 außen am Gehäuse in seinem Führungsabstand festgelegt werden kann. Das Notlaufblech 119 wird zwischen einem Teil 120 und einer oberen Platte befestigt0 Der Reservewickel 121 ist wieder mit einem gebogenen Ende 122 versehen, das sich bei der plötzlichen Krafterhöhung nach Energievernichtung vor dem Schlitz 123 festklemmt. Der Zgbolzen 124 kann durch irgendeine geeignete Gabel des Sicherheitsgurtes innerhalb der Vorrichtung, etwa in einer verbreiterten Ausbuchtung 125, gefaßt sein0 Die Form des Reibungsbandes kann auf einfachste Weise vorgebogen und bei Montage eingelegt werden. l>ie Gehäuseteile erhalten eingestanzte Bohrungen bzw0 Öffnungen9 in die die mit dem Gehäuse fest verbundenen Teile bei der Montage beiderseits gefaßt und gegen Drehung gesichert eingelegt werden. Dazu gehören die Teile 126, 120 und 117. Alle anderen Teile liegen lose im Gehäuse. Der Bolzen 114 dient zur Befestigung des Gerätes am Fahr- bzw0 Flugzeug. Der fest stehende Bolzen 126 kann ähnlich winter Bolzen 117 mittels des Riegels 118 gegen Drehung gesichert werden.
• Die neue Stoßdämpferanordnung bzw. -vorrichtung kann im übrigen nicht nur in neuen Gurten eingebaut mit diesen geliefert-werden, vielmehr kann sie auch nachträglich - indem sie eine einheit für sich darstellt -in bereits vorhandene Gurte nachträglich eingebaut werden.

Claims (13)

A n s p r ü c h e

1. Stoßdaämpfer, insbesondere für Sicherheitsgurte an ahr- oder i?lugzeugen, zur Vernichtung von Bewegungsenergie bei der unfallbedingten stoßartigen Verzögerung des Fahr-bzw. Flugzeugs unter Verwendung einer einstellbaren Reibungsbremse, dadurch gekennzeichnet, daß durch die die mnergievernichtung herbeiführende Reibungskraft eine Gegenkraft erzeugt wird, die mittel- oder unmittelbar auf ein vorzugsweise gedämpftes und einstellbares Federsystem einwirkt und während des Einstellvorganges die Ursache der Reibung, beispielsweise eine sie erzeugende liormalkraft oder die Summe von wirksamen Umschlingungswinkeln od.dgl., im sinne einer deibungsänderung derart beeinflußt, daß trotz eines veränderlichen Reibungskoeffizienten oder sonstiger von außen auf das Reibungssystem einwirkender Störungen eine über den zur Verfügung stehenden Dämpfungsweg konstante oder annähernd konstante Reibungskraft eingeregelt wird.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicbnet, daß zur erzeugung der Reibung ein Reibungsband angeordnet ist, wobei durch die entstehende Gegenkraft bzw. durch das Gegenmoment die Ursache der Reibung, beispielsweise die Summe der wirksamen Umschlingungswinkel bzw. Quetschwinkel des Reibungsbandes bei einer plötzlichen und/oder kurzzeitigen Vergrößerung des Reibungskoeffizienten, in ihrer Wirkung verringert und auf diese Weise die gewünschte Regelung der Reibungskraft herbeigeführt wird.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, bei dem die Bremskraft beispielsweise einer Lamellenbremse durch einen Drehvorgang gegebenenfalls durch eine Einstellscheibe einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellscheibe derart mit dem Fahrzeug oder einem Grundgestell verbunden ist, daß bei Einwirkung der Reibungskraft auf den Strang oder den Sicherheitsgurt eine Lösung der Stellscheibe und eine Verringerung der Druckkraft auf die Bremslamellen erfolgt und gleichzeitig das Bremsgehäuse in Richtung der widerstehenden Gegenmomentrichtung durch eine gedämpfte Federwirkung aufgenommen wird.

4. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein backenartiges Einstellelement (2) vorgesehen ist, das auf eine entsprechend ausgebildete Gegenform (1) durch in ihrer Kraft einstellbare Federdrücke (4,5) gedrückt oder geschwenkt wird und an der Innenseite mit dieser Gegenform (1) gemeinsam eine als geeignete Reibungsfläche profilierte Reibungsbahn aufweist, an der das herauszuziehende, beispielsweise aus Federband- -stahl bestehende Reibungsband anliegt, wobei beim Herausziehen des Reibungsbandes eine Zugkraft entsteht, die gegen eine mit besonderer Charakteristik versehene und einstellbare Federkraft im Sinne einer Reibwirkung auf das Reibungsband die Reibungsbacken bis zur Einpendelung auf die gewünschte Größenordnung der Reibungskraft und Energievernichtung in Abhängigkeit von dem dadurch verkleinerten Gesamtumschlingungswinkel auseinanderR drückt.

5. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem eigentlichen Regelvorgang im Sinne der Stabilisierung der durch Veränderung des Reibungskoeffizienten und anderer Störungen gestörten Reibungskraft ein besonderes Reibungssystem auf der Basis der Umschlingungsreibung im Sinne der Steuerung durch sehr geringe Kräfte vorgeschaltet ist, wobei zunächst feste walzen (11,12,13,14) vorgesehen sind, d ie vom Reibungsband wenigstens teilweise umschlungen werden.

6. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nachschaltung einer gleichmäßigen Steuerkraft hinter ein System mit einer Folge von Umschlingungen die Umschlingungswalzen (12, 13) im Sinne einer Verkleinerung der Gesamt-Umschlingung und beispielsweise durch einen Schwenkvorgang um die danebenliegenden Walzen (11,14) gegen einstellbare Federn (22, 24) zur Erreichung eines Regelvorganges zur Stabilisierung der Reibungskraft freigemacht werden können.

7. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Reibungssystem ein Verzurrgurtprinzip verwendet wird, wobei zwei über einen Hebel (40) miteinander verbundene Walzen (41, 42) vorgesehen sind und deren Hebel (4o) auf eine Feder oder ein Federpaket (50) einwirkt, so daß durch geeignete Einstellmaßnahmen im Sinne der Veränderung des die Reibungskraft beeinflussenden bzw.

steuernden Schwenkwinkels (60,61,62, 106,107,108) eine Regelwirkung ermöglicht wird.

8. Stoßdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Federpaket (50) in seiner Federkraft verstellbar und einstellbar ist.

9. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der mittleren Reibungskraft durch örtliche Verschiebung und Festlegung der festen Walze (56) oder des Befestigungsbolzens (63) erfolgt.

10. stoßdämpfer nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der mittleren Reibungskraft durch Veränderung des Schwenkwinkeis mittels Ablenkung des herausgezogenen Reibung s bandes durch Stellorgane mit Führungskante und seitlicher Feststellbarkeit oder Einschwenkbarkeit erfolgt

11. Stoßdämpf er nach Anspruch 1, , 2 und 7 biß 109 dadurch gekennzeichnet, daß das Reibungsband als doppeltes oder mehrschichtiges Band ausgebildet ist 9 das außer der wesentlich besseren Flexibilität mit einer Schlinge um den Zugbolzen in einem einzigen Strang dagegen zum Reibungssystem in zwei oder mehreren Strängen ausläuft.

12. Stoßdämpfer nach Anspruch 19 2 und 8 bis 11, dadurch gekenazeichnet, daB das verwendete, aus zwei Walzen bestehende Verzurrgurtsystem aus einer lose in der Bandschlinge mitlaufenden und um die feste Walze abgestützten schwenkbaren Walze besteht0

13. Stoßdämpf er nach Anspruch 19 2 und 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung der Restschwingungen das um die freie Walze einer in einer Art Rollschlinge geschlungene Reibungsband mit seiner vereinfachten Verzurrgurtwirkung direkt auf den Druckteller des Federpaket-Führungsbolzens reibend einwirkte 14o Stoßdämpfer nach Anspruch 1, 2 und 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den vorzugsweise aus demselben Material, z.B. stahl, bestehenden Reibungsflächen ein Band, ein Blech oder eine Schicht eines anderen Materials, gegebenenfalls mit Notlaufeigenschaften, angeordnet ist.

15. Stoßdämpfer nuch Anspruch 1, 2 und 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß für den Stoßvorgang ein Reservewickel an Reibungsband mit einer dem Dämpfungsweg entsprechenden Länge vorgeshen ist, dessen innere Wicklung am sunde einfach umgeknickt knickstelle (73, 101, 122) oder anderweitig verdickt ist, derart, daß diese Verdickung des Bandendes nach vollendeter Energievernichtung sich in geeigneten Sperrschlitzen (72, 95, 86, 123) im Sinne der abschließenden plötzlichen Reibungskraftvergrößerung verklemmt.

16. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß diqkinzelnen Teile (Walzen, Federn usw.) innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind, das aus zwei spiegelbildlichen, aus Blech bestehenden und miteinander verschweißten, verschraubten oder vernieteten Blechteilen besteht.

17. Stoßdämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse von einer EUB tstoffschicht ummantelt ist.

18. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der am Reibungsband direkt oder indirekt anliegende Federteller zur Verhinderung einer seitlichen Verlagerung eine nasenartige Schulter aufweist, wobei die Reibfläche des Federtellers entsprechend der Krümmung der in ihrem Bereich angeordneten Walze ausgebildet ist.

19. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 179 dadurch gekennzeichnet, daß seitlich neben dem Federteller zur Verhinderung einer seitlichen Verlagerung ein ortsfester Bolzen vorgesehen isto Leerseite