DE4118300A1 - Prallkissen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prallkissen zum Dämp­ fen von Stößen insbesondere zum Absorbieren des Aufprall­ stoßes von Fluggerät-Rettungssystemen bzw. Abwurflasten.

Es ist bekannt, zur Dämpfung des Aufpralls von mittels Fall­ schirm abzuwerfenden Lasten an der Unterseite der Last auf­ blasbare ringähnliche Schläuche vorzusehen. Diese Dämpfungs­ körper haben aber den Nachteil, daß beim Auftreffen der Last auf den Boden der Schlauch zunächst zusammengedrückt und ab­ hängig von dem Schlauchmaterial, die Last durch die Feder­ wirkung wieder in die Luft zurückgeschleudert wird. Erst nach mehrmaligem Aufsetzen auf den Boden kommt die Last zur Ruhe.

Zur Vermeidung des Zurückfederns ist in der DE-A-32 47 694 vorgeschlagen, das Landekissen aus einer plastisch verform­ baren Schlauchfolie herzustellen, deren eines Ende einge­ stülpt und durch das andere Ende durchgezogen ist, so daß zwischen den Wandungen der ineinandersteckenden Enden eine Öffnung zum Einleiten des Druckgases entsteht. Infolge des plastisch verformbaren Schlauchmaterials soll die beim Auf­ prall der Last in dem Prallkissen entstehende Druckerhöhung sofort durch die plastische Verformung des Materials abge­ baut werden. Die plastische Verformung erfolgt vornehmlich an den senkrecht vom Boden weglaufenden Außenwänden, wo die durch die ineinandergesteckten Enden der Schlauchfolie ge­ bildete Kissenform ihre größte Spannung aufweist. Dieses be­ kannte Landekissen hat den Nachteil, daß durch die plasti­ sche Verformung des Materials die Materialdicke verjüngt wird und dadurch eine Materialschwächung nach sich zieht. Diese kann sogar zum Platzen des Landekissens führen. Dar­ über hinaus ist der Zusammenhang zwischen der plastischen Verformung des Landekissenmaterials und der beim Aufprall der Last in dem Prallkissen entstehenden Druckerhöhung nur schwer kalkulierbar.

In der DE-C 33 23 348 wird zur Verbesserung des vorstehend beschriebenen Landekissens insbesondere zur Erhöhung der Si­ cherheit beim Platzen des Landekissens eine Kombination aus einem Innensack und einem Außensack vorgeschlagen. Dabei soll die Gasfüllung des Innensackes im Verhältnis zum Außen­ sack über Ventilelemente unterschiedlich einstellbar sein, um damit unterschiedliche Steifigkeiten für das Prallkissen zu erzielen und die Federcharakteristik für die Landung ein­ zustellen und zwar in Abhängigkeit von Masse und Sinkge­ schwindigkeit der Last. Beim Platzen des Außensackes infolge Aufprall und übermäßiger Belastung soll sich der Innensack durch die entstehende Öffnung schieben, so daß der Druckab­ bau zwischen Außenhaut und Innenhaut dadurch behindert wird und die Außenhaut tragendes Element bleibt. Der Druckabbau soll sich damit zeitverzögert vollziehen und dem Landestoß voll zugute kommen. Dieses Landekissen hat im Grunde die gleichen Nachteile wie das aus der DE-32 47 694 bekannte Landekissen. In der gleichen Weise, wie der Außensack plat­ zen kann, kann auch der Innensack beschädigt werden. Im üb­ rigen ist die beschriebene Abdichtwirkung des Innensackes beim Platzen des Außensackes davon abhängig, an welcher Stelle der Außensack platzt und wie groß die Beschädigung ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prallkissen bereitzustellen, das den Aufprallstoß sicher ab­ sorbiert.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsfor­ men der vorliegenden Erfindung gerichtet.

Die vorliegende Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, die beim Aufprall der Last in dem Prallkissen entstehende Druckerhöhung kontrolliert abzubauen.

Das erfindungsgemäße Prallkissen, das mit einem Fluid ge­ füllt ist, weist mindestens eine Fluidabgabeeinrichtung auf, die sich bei einem bestimmten Überdruck selbsttätig öffnet. Auf diese Weise wird der Aufprall der Last gedämpft, wobei ein Rückschnell-Effekt verhindert wird. Hierdurch können selbst sensible Lasten weich gelandet werden, wobei auch steiniger Untergrund oder Wasseroberflächen bewältigt werden können. Eine Überbeanspruchung des Prallkissen-Materials wird sicher vermieden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung weist die Fluidabgabeeinrichtung eine Schock-Klappe auf, die zunächst eine zugehörige Öffnung im Prallkissen ab­ deckt und sich bei einem bestimmten Überdruck von dem Prall­ kissen löst und damit die Öffnung freigibt. Vorzugsweise sind die Schockklappen mit Hilfe von Haftkleber am Außenrand der Ausström-Öffnungen angeklebt. Andere Befestigungsmög­ lichkeiten wie Nähen, Schweißen oder die Verwendung eines Klettverschlusses sind ebenso möglich. Die Schock-Klappen sowie die Ausström-Öffnungen werden so dimensioniert, daß sie bei schlagartigem Druckanstieg im Prallkissen aufsprin­ gen und das Fluid aus dem Prallkissen ausströmen kann. Über die Anzahl der Ausström-Öffnungen mit den Schock-Klappen so­ wie der Größe der Ausström-Öffnungen ist die Druckentlastung variabel einstellbar.

Vorzugsweise ist der Druckwert, bei der die jeweiligen Schock-Klappen öffnen individuell verschieden, so daß die Klappen kontrolliert nacheinander öffnen.

Dies hat den Vorteil, daß sich das Prallkissen mit den daran angeordneten Fluidabgabeeinrichtungen variabel auf die beim Aufprall der Last auf den Boden herrschenden Bedingungen selbsttätig einstellt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Prallkissen aus einem flexiblen Material, wie z. B. Gewebe oder Folien. Die Schock-Klappen bestehen vorzugsweise aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material wie das Prallkis­ sen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Prallkis­ sen im aufgeblasenen Zustand im äußeren Bereich eine Wulst auf. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein seitliches Ab­ gleiten der Last beim Aufprall verhindert. Vorzugsweise wird das Prallkissen mit Hilfe von inneren Vernähungen oder Ver­ klebungen an die Größe und/oder Form des zu schützenden Ge­ genstands angepaßt.

Die Befüllung des Prallkissens erfolgt vorzugsweise mittels einer Druckluftflasche, deren Ventil zu einem bestimmten Zeitpunkt vor dem Aufprall der Last auf dem Boden geöffnet wird. Vorzugsweise wird das Prallkissen mit einem geringen Überdruck von bevorzugt weniger als 1/10 bar aufgeblasen. Das Aufblasen wird direkt oder automatisch ausgelöst, und zwar so rechtzeitig, daß beim Aufprall der Last auf den Bo­ den das Prallkissen im wesentlichen vollständig gefüllt ist.

Alternativ erfolgt die Befüllung des Prallkissens mit mehre­ ren Druckluftflaschen oder mit Hilfe von Patronen, in denen mittels chemischer Reaktion ein Gas erzeugt wird, beispiels­ weise durch eine Reaktion zwischen einem Feststoff und einer Flüssigkeit, die zu einer entsprechend hohen Volumenver­ größerung führt. Ebenso können zur Befüllung des Prallkis­ sens Pumpeinrichtungen wie eine elektrische Pumpe eingesetzt werden.

Vorzugsweise ist das Ventil der Druckluftflasche mit einem Auslösemechanismus verbunden. Die Auslösung kann entweder durch Fernsteuerung oder mittels einer automatischen Boden­ abstandsmessung z. B. mit Hilfe von Ultraschallwellen erfol­ gen. Alternativ kann die Auslösung mit Hilfe einer durch den Fallschirm-Fangleinenzug gespannten Schnur ausgelöst werden. Bei einem kombinierten Landesystem wird das erfindungsgemäße Prallkissen in Verbindung mit einem Fallschirm eingesetzt.

Beim Abwurf der Last aus einem Flugzeug bzw. bei einem Flug­ zeug mit Rettungsgerät z. B. einem Ultraleichtflugzeug befin­ det sich das Prallkissen in einem geschlossenen Behälter vorzugsweise an der Unterseite des Flugkörpers. Die Klappe des Behälters wird zugleich mit der Auslösung des Aufblasens des Prallkissens geöffnet. Vorzugsweise ist das Prallkissen an seiner Oberseite befestigt und die Befüllung erfolgt etwa zentral an der Oberseite des Prallkissens.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Landesystem mit einem erfindungsgemäßen Prall­ kissen und

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Prallkissens.

In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Prallkissen 10 unterhalb eines Ultraleichtflugzeuges 1 gezeigt. Das Flugzeug 1 wird außerdem von einem Fallschirm 3 getragen. Vor dem Aufblasen befindet sich das Prallkissen in einem geschlossenen Behäl­ ter (nicht dargestellt) an der Unterseite des Flugzeugs 1. Gleichzeitig oder zeitlich nacheinander erfolgt das Öffnen des Fallschirms 3 und das Aufblasen des Prallkissens 10. Beispielsweise kann das Auslösen des Aufblasvorgangs mit Hilfe einer durch den Fallschirm-Fangleinenzug gespannten Schnur gestartet werden.

Das Prallkissen weist mehrere Fluidabgabeeinrichtungen 20 auf.

Die in Fig. 2 dargestellte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prallkissens hat eine rechteckige Auffang­ fläche mit einer Oberseite 12, einer Unterseite 14 und Sei­ tenteilen 16. Im äußeren Bereich weist es eine Wulst 18 auf. Diese Wulst wird beispielsweise mit Hilfe von inneren Ver­ nähungen oder Verklebungen erreicht. Das Prallkissen weist vorzugsweise mehrere Fluidabgabeeinrichtungen 20 auf, die bevorzugt im Bereich der Seitenteile 16 angeordnet sind. Zur Vereinfachung ist in Fig. 2 nur eine Fluidabgabeeinrichtung 20 dargestellt. Die Fluidabgabeeinrichtung weist eine Schock-Klappe 24 auf, die eine Ausström-Öffnung 22 im aufge­ blasenen Zustand zunächst vollständig abdeckt. Entlang eines Rands 26 ist die Schock-Klappe 24 mit dem Prallkissen bei­ spielsweise durch Haftkleber befestigt. Bei Erreichen eines bestimmten Überdrucks im Innern des Prallkissens löst sich die Schock-Klappe 24 entlang des Rands 26 von dem Prallkis­ sen und gibt die Ausström-Öffnung 22 frei. Durch eine ent­ sprechende Dimensionierung der Größe der Ausström-Öffnung 22 sowie der zum Öffnen der Schock-Klappen erforderlichen Ablö­ sekraft kann ein kontrollierter Druckabbau im Prallkissen eingestellt werden.

Das erfindungsgemäße Prallkissen 10 wird vor dem Aufprall mit Hilfe einer Druckluftflasche 30 über ein Ventil 32 mit geringem Überdruck aufgeblasen. Die Auslösung des Aufblase­ vorgangs erfolgt beispielsweise mit Hilfe einer Schnur 34, die mit dem Fallschirm in Verbindung steht, und die das Ven­ til 32 öffnet.

Variationen des dargestellten Prallkissens sind in großer Zahl möglich. Beispielsweise kann das Prallkissen eine runde oder ovale Form aufweisen. Besonders bevorzugt weist das Prallkissen mehrere einzelne voneinander getrennte Kammern auf, die individuell mit unterschiedlichem Druck befüllt werden können und/oder mit bei verschiedenem Druck anspre­ chenden Fluidabgabeeinrichtungen versehen sein können.

Claims (13)

1. Prallkissen, das mit einem Fluid gefüllt ist gekenn­ zeichnet durch mindestens eine Fluidabgabeeinrichtung (20), die bei einem vorgegebenen Überdruck selbsttätig öffnet.

2. Prallkissen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidabgabeeinrichtung (20) eine Klappe (24) auf­ weist, die eine Öffnung (22) im Prallkissen (10) ab­ decken, lösbar an dem Prallkissen (10) befestigt ist.

3. Prallkissen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (24) entlang eines Rands (26) der Öffnung (22) mittels eines Haftklebers, durch Nähen, durch Schweißen und/oder mittels eines Klettverschlusses befe­ stigt ist.

4. Prallkissen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgrenze, bei der die Fluidabgabeeinrichtungen selbsttätig öffnen, individuell einstellbar ist.

5. Prallkissen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (24) aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material, vorzugsweise einem flexi­ blen Material wie ein Gewebe oder Folienmaterial beste­ hen.

6. Prallkissen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekenn­ zeichnet durch einen Wulst im äußeren Bereich.

7. Prallkissen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekenn­ zeichnet durch innere Vernähungen und/oder Verklebungen zur Formgebung des Prallkissens.

8. Prallkissen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befüllung des Prallkissens (10) mittels eines Druckluftbehälters (30) erfolgt, der über ein Ventil (32) mit dem Prallkissen in Verbindung steht.

9. Prallkissen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es vor dem Aufprall mit einem gerin­ gen Überdruck von vorzugsweise weniger als 1/10 bar auf­ geblasen ist.

10. Prallkissen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (32) mit einem Auslöseme­ chanismus verbunden ist, der den Aufblasvorgang direkt oder automatisch auslöst.

11. Prallkissen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösemechanismus mittels Fernsteuerung und/oder eine automatische Bodenabstandsmessung erfolgt.

12. Prallkissen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung mittels einer Schnur (34) erfolgt, die durch einen Fallschirm-Fangleinenzug gespannt wird.

13. Prallkissen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekenn­ zeichnet durch einen Behälter, dessen Klappe zugleich mit der Auslösung des Aufblasvorgangs aufspringt.