DE19702398C1

DE19702398C1 - Seat for mine clearance vehicle

Info

Publication number: DE19702398C1
Application number: DE1997102398
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl Ing Seitz
Original assignee: Bundesministerium der Verteidigung; Federal Government of Germany
Current assignee: KNDS Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2017-01-25

Abstract

The special seat for the mine clearance vehicle is mounted on a variable effect pneumatic cushion whose pressure is suddenly increased when the control system detects a mine detonation under the vehicle i.e. the vehicle is suddenly moved upwards. The pneumatic cushion supports the downwards reaction force of the seat and reduces the impact forces on the spine of the seat occupant. During the protective phase the seat is permitted a set amount of vertical travel with respect to the vehicle. The seat is released by shear fittings when a set impact force is exceeded and is moved on telescopic guides. Sensors monitor the displacement and control the release of the gas generator.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung eines Personensitzes eines minengefährdeten Fahrzeuges.The invention relates to a device for damping a Person seat of a mine-endangered vehicle.

Bei der Detonation von Minen wird ein Fahrzeug durch den Blastdruck beschleunigt. Die Höhe der Beschleunigung ist abhängig von der Mine selbst, vom Detonationsort und der Ausbildung des Fahrzeuges. Die Beschleunigung wird über die Fahrzeugstruktur und die Sitzkonstruktion an die In sassen weitergeleitet. Es überwiegt hierbei eine Bewegung in senkrechter Richtung zur Fahrzeugachse. Eine Gefahr besteht insbesondere für die Wirbelsäule der Insassen. Für die Spitzenwerte der Beschleunigung geht man derzeit von einer Zeitspanne von ca. 0,5-1 ms aus. Die gesamte Wirk zeit ist höher anzusetzen. Von ergonomischer Seite wird die Auswirkung von Beschleunigungen mit zunehmender Wirk zeit als negatives Kriterium angesehen.When mines are detonated, a vehicle is detonated by the Blast pressure accelerates. The amount of acceleration is depending on the mine itself, the location of the detonation and the Training of the vehicle. The acceleration is over the vehicle structure and the seat construction to the In sat forwarded. A movement predominates in a direction perpendicular to the vehicle axis. A danger exists especially for the spine of the occupants. For the peak values of acceleration are currently assumed a time span of approx. 0.5-1 ms. The whole effect time is higher. On the ergonomic side the impact of accelerations with increasing effectiveness time as a negative criterion.

Aus der GB 2 302 526 A ist eine Vorrichtung zur Dämpfung eines Sitzes bekannt. Dieser Sitz ist abweichend zum Gegenstand des Anspruchs 1 für Flugzeuge kon zipiert. Die Vorrichtung zur Dämpfung umfaßt eine mit einem Gasgenerator füllbare Kammer, um im Falle eines Aufschlags die Abwärtsbewegung des Flugzeugsitzes abzufedern.From GB 2 302 526 A a device for cushioning a seat is known. This seat is different from the subject matter of claim 1 for aircraft kon subscribed. The device for damping comprises a fillable with a gas generator Chamber to prevent the downward movement of the aircraft seat in the event of an impact cushion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dämpfung eines Personensitzes eines minengefährdeten Fahrzeuges zu schaffen, um Fahrzeuginsassen vor hohen Be schleunigungskräften, wie sie aus Minenexplosionen resul tieren, zu schützen.The invention has for its object a device for cushioning a passenger seat of a mine-at-risk To create vehicle to vehicle occupants in front of high loading acceleration forces, such as those resulting from mine explosions animals to protect.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the features of Claim 1 solved.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß man Fahr zeuginsassen vor den hohen vertikalen Beschleunigungskräf ten, wie sie von Minen erzeugt werden, schützt. Trifft der Blastdruck einer Mine auf die Unterseite des Fahrzeuges auf, wird das Fahrzeug ruckartig nach oben beschleunigt. The advantages of the invention are that driving witness occupants in front of the high vertical acceleration forces mines. Does the Blast pressure of a mine on the underside of the vehicle the vehicle is accelerated upwards suddenly.

Dabei wird jeder Fahrzeuginsasse mit hoher Kraft nach un ten auf seinen Fahrzeugsitz gepreßt. Bei Überschreitung einer vorgegebenen Krafthöhe gibt eine Freigabeeinrichtung den Personensitz in senkrechter Richtung nach unten frei. Ferner ist eine Führungseinrichtung vorgesehen, die nach dem Freigeben des Personensitzes diesem eine Bewegung in senkrechter Richtung nach unten um eine vorbestimmte Wegstrecke erlaubt. Die eigentliche Dämpfung des Fahrzeug sitzes wird über eine Abfederungseinrichtung erzielt. Diese besteht aus einer mit einem Gasgenerator füllbaren Kammer, die unterhalb des Personensitzes angeordnet ist. Nach dem Freigeben des Personensitzes wirkt die vom Gasge nerator gefüllte Kammer als dämpfendes Gegenlager für den sich nach unten bewegenden Personensitz. Dadurch ist die Belastung der Wirbelsäule des betreffenden Fahrzeuginsas sen erheblich reduziert.In doing so, every vehicle occupant is subjected to great force pressed into his vehicle seat. If exceeded a release device gives a predetermined force the passenger seat in a vertical downward direction. Furthermore, a guide device is provided, which according to releasing the person seat this one movement in vertical direction downward by a predetermined Distance allowed. The actual damping of the vehicle Seat is achieved via a cushioning device. This consists of one that can be filled with a gas generator Chamber, which is arranged below the passenger seat. After releasing the passenger seat, the one from the Gasge acts nerator filled chamber as a damping counter bearing for the moving down passenger seat. This is the Stress on the spine of the vehicle insas in question considerably reduced.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.The subclaims give advantageous refinements of Invention.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen je weils in schematischer DarstellungTwo embodiments of the invention are as follows described in more detail with reference to the drawings. Each show because in a schematic representation

Fig. 1-3 jeweils ein minengefährdetes Fahrzeug zur Erläuterung des ersten Ausführungsbeispie les, wobei die einzelnen Ablaufschritte hinsichtlich der Vorrichtung zur Dämpfung eines Personensitzes dargestellt sind; Fig. 1-3 each a mine-prone vehicle for explaining the first Ausführungsbeispie les, the individual process steps are shown with regard to the device for damping a passenger seat;

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel, in dem ein Personensitz mit einer anderen Führungsein richtung gezeigt wird; Fig. 4 shows a second embodiment in which a passenger seat with another guide device is shown;

Fig. 5 den in Fig. 4 mit V-V gekennzeichneten Schnitt; The cut 5 is marked in Figure 4 with VV..;

Fig. 6 den in Fig. 4 mit VI-VI gekennzeichneten Schnitt. Fig. 6 shows the section marked VI-VI in Fig. 4.

Die Fig. 1 bis 3 betreffen ein Fahrzeug 1 für den Ein satz in minenbedrohten Gebieten. Dieses Fahrzeug weist Personensitze 10 auf, die jeweils mit einer Vorrichtung zur Dämpfung ausgerüstet sind, um die Fahrzeuginsassen im Fall einer Minenexplosion vor den hohen vertikalen Be schleunigungskräften zu schützen. Figs. 1 to 3 relate to a vehicle 1 for use in con mine prone areas. This vehicle has passenger seats 10 , each of which is equipped with a damping device in order to protect the vehicle occupants from the high vertical acceleration forces in the event of a mine explosion.

Die Vorrichtung zur Dämpfung umfaßt dabei die folgenden Einrichtungen, die später im einzelnen noch genauer behan delt werden:
The device for damping comprises the following devices, which will be dealt with in more detail later:

- A release device 20 on the person seat, which releases the person seat 10 when there is a high pressure load;
- A guide device 31 which, after the passenger seat 10 has been released, allows a movement in the vertical direction downward for a predetermined distance;
- A cushioning device consisting of a fillable with egg nem gas generator 41 chamber 42 , which is arranged below the passenger seat 10 and dampens it during the downward movement.

Fig. 1 zeigt das Fahrzeug 1 im Augenblick der Explosion der Mine 50. Nach dieser Explosion arbeiten die Freigabe einrichtung 20 und die Führungseinrichtung 31 einerseits und die Abfederungseinrichtung andererseits zeitlich im wesentlichen parallel zueinander. Eingehend auf die Funktion der Freigabe- und Führungseinrichtung, beschleu nigt die Druckwelle der Mine 50 zunächst das Fahrzeug 1 nach oben, wobei die Insassen nach unten gegen den Perso nensitz 10 gepreßt werden. Dies ist in Fig. 2 durch den Kraftpfeil 12 verdeutlicht. Aufgrund der hohen Druckbe lastung auf den Personensitz 10 gibt die Freigabeein richtung 20 den Personensitz frei. Konstruktiv ist die Freigabeeinrichtung 20 aus Sollbruchverbindungen gebildet. Fig. 1, the vehicle 1 is at the moment of the explosion of the mine 50th After this explosion, the release device 20 and the guide device 31, on the one hand, and the cushioning device, on the other hand, work essentially parallel in time. Taking into account the function of the release and guiding device, the pressure wave of the mine 50 initially accelerates the vehicle 1 upwards, the occupants being pressed down against the passenger seat 10 . This is illustrated in FIG. 2 by the force arrow 12 . Due to the high utilization Druckbe the people seat 10 is the direction Freigabeein 20 passenger seat free. The release device 20 is constructed from predetermined breaking connections.

Fig. 3 zeigt den Personensitz 10 während er sich nach un ten bewegt. Eine kontrollierte Abwärtsbewegung des Perso nensitzes 10 resultiert aus der Führungseinrichtung 31. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Führungsein richtung 31 aus gelenkigen Kraftübertragungselementen in Form von Fangseilen 31, um ein Viergelenk nach Art einer Parallelogrammführung zu bilden. Fig. 3 shows the person seat 10 while it moves to un th. A controlled downward movement of the personal seat 10 results from the guide device 31 . In the present exemplary embodiment, the guide device 31 consists of articulated force transmission elements in the form of safety cables 31 in order to form a four-bar linkage in the manner of a parallelogram guide.

Eingehend auf die Abfederungseinrichtung im Anfangsstadium nach Fig. 1, erkennen Sensoren 44 die Druckwelle der Mine 50. Geeignet sind beispielsweise Beschleunigungssensoren. In Abhängigkeit der abgegebenen Signale der Sensoren 44 spricht der Gasgenerator 41 an, der gemäß Fig. 2 die Kam mer 42 füllt. Während der Abwärtsbewegung des Personensit zes 10 wirkt die mit Luft gefüllte Kammer 42 als dämpfen des Gegenlager, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Während des Zusammendrückens der Kammer wird kinetische Energie in Reibungswärme umgewandelt.In detail to the Abfederungseinrichtung in the initial stage of FIG. 1, sensors 44 detect the pressure wave of the mine 50th Accelerometers are suitable, for example. Depending on the signals emitted by the sensors 44 , the gas generator 41 responds, which fills the chamber 42 according to FIG. 2. During the downward movement of the Personensit zes 10, the air-filled chamber 42 acts as a damping of the counter bearing, as can be seen from FIG. 3. When the chamber is compressed, kinetic energy is converted into frictional heat.

Um die Dämpfungswirkung zu steigern, weist die Kammer 42 Entlastungsöffnungen 43 auf, über welche Druckgase entwei chen können. Da die Entlastungsöffnungen 43 der Kammern 42 einen Strömungswiderstand darstellen, wird Verdrängungsar beit geleistet und damit kinetische Energie in Reibungs wärme umgewandelt. In order to increase the damping effect, the chamber 42 has relief openings 43 through which compressed gases can escape. Since the relief openings 43 of the chambers 42 represent a flow resistance, displacement work is performed and thus kinetic energy is converted into frictional heat.

Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 bis 6 betrifft eine alternative Ausbildung der Führungseinrich tung. Diese Führungseinrichtung besteht aus einem ersten Teleskopelement 32 und aus einem zweiten Teleskopele ment 33. Im Normalzustand sind beide Teleskopelemente 32 und 33 über in Fig. 6 gezeigte Sollbruchverbindungen 20 starr miteinander verbunden, welche die Freigabeeinrich tung darstellen. Nach dem Freigeben des Personensitzes bilden das erste und zweite Teleskopelement 32 und 33 eine formschlüssig arbeitende Führung während der Abwärtsbewe gung. In Fig. 5 ist zur Verdeutlichung auch die Kammer 42 eingezeichnet, welche im gefüllten Zustand (nicht darge stellt) der Abwärtsbewegung des Personensitzes 10 dämpfend entgegenwirkt.The second embodiment shown in FIGS. 4 to 6 relates to an alternative embodiment of the device. This guide device consists of a first telescopic element 32 and a second Teleskopele element 33rd In the normal state, both telescopic elements 32 and 33 are rigidly connected to one another via predetermined breaking connections 20 shown in FIG. 6, which represent the release device. After releasing the passenger seat, the first and second telescopic elements 32 and 33 form a form-fitting guide during the downward movement. In Fig. 5, the chamber 42 is also shown for clarification, which counteracts the downward movement of the passenger seat 10 damping in the filled state (not Darge).

Reference list

11

Fahrzeug
vehicle

1010th

Personensitz
Person seat

1111

Insasse
inmate

1212th

Kraftpfeil
Power arrow

2020th

Freigabeeinrichtung (Sollbruchverbindung)
Führungseinrichtung:Release device (breakage connection)
Management facility:

3131

Fangseil
Safety rope

3232

erstes Teleskopelement
first telescopic element

3333

zweites Teleskopelement
Abfederungseinrichtung:second telescopic element
Cushioning device:

4141

Gasgenerator
Gas generator

4242

Kammer
chamber

4343

Entlastungsöffnungen
Relief openings

4444

Sensor
sensor

5050

Mine
mine

Claims

1. Device for damping a passenger seat ( 10 ) of a mine-endangered vehicle ( 1 ), with

1. - A release device ( 20 ) on the person seat ( 10 ), which releases the person seat when there is a high pressure load;
2. - a guide device ( 31 or 32 , 33 ) which, after the passenger seat ( 10 ) has been released, allows it to move downwards in a vertical direction by a predetermined distance;
3. - A cushioning device consisting of a chamber ( 42 ) which can be filled with a gas generator ( 41 ) and which is arranged below the person seat ( 10 ) and dampens it downward during the movement.

2. Device according to claim 1, in which in the Kam mer ( 42 ) relief openings ( 43 ) are arranged.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the release device ( 20 ) has predetermined breaking connections.

4. Device according to one of claims 1 to 3, wherein the guide device comprises articulated power transmission elements ( 31 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, in which the guide device comprises telescopic elements ( 32 , 33 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, wherein the gas generator ( 41 ) is responsive to signals from a sensor ( 44 ).