DE19837329C1 - Airbag zur Abbremsung des Landestoßes fliegender Nutzlasten - Google Patents

Abstract

Airbag-Konfiguration zur Abbremsung des Ladestoßes fliegender Nutzlasten, umfassend: einen Zentralairbag (17) und zumindest einen diesen umringenden Torusring (11, 12, 13), wobei auf dem Zentralairbag (17) eine Nutzlast (21) anbringbar ist und wobei eine Stabilisierungsvorrichtung (19) vorgesehen ist, die sich von dem untersten Teil des zumindest eines Torusrings (11, 12, 13) bis zum Zentralairbag (17) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Airbag zur vertikalen und horizontalen Abbremsung des Landestoßes fliegender Nutzlasten.

Bekannte derartige Airbags haben den Nachteil, daß sie die Querneigung der Nutzlast bei horizontalem Abbremsen nicht ausreichend stabilisieren. Außerdem sind Airbags nach dem Stand der Technik relativ großvolumig, so daß sie hinsichtlich ihrer Handhabung ungünstig gestaltet sind.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung einen Airbag zur Abbremsung des Landestoßes fliegender Nutzlasten zu schaffen, der die Querneigung der Nutzlast beim Abbremsen gering hält.

Die Erfindung wird mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gegeben.

Die vorgeschlagene Lösung bezieht sich auf einen Airbag mit einer einfachen Bauweise ohne Trennwände oder Zwischenwände, um das Packungsvolumen und das Packungsgewicht des Airbags zu minimieren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Fig. 1 bis 5 beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den erfindungsgemäßen Airbag mit einer Nutzlast,

Fig. 2 den Zentralairbag des erfindungsgemäßen Airbags mit einer darauf aufgesetzten Nutzlast,

Fig. 3 eine schräg von unten gesehene Darstellung des erfindungsgemäßen Airbags mit Nutzlast, wobei der Airbag mit Zentralairbag und Torusringen, jedoch ohne Plane dargestellt ist,

Fig. 4 den erfindungsgemäßen Airbag nach der Fig. 3, jedoch von unten in einem steileren Blickwinkel gesehen, d. h. bei einem geringeren Winkel zwischen Blickrichtung und zentraler Torusachse, und

Fig. 5 der erfindungsgemäße Airbag mit Nutzlast von unten gesehen.

Der erfindungsgemäße Airbag 1 weist drei Torusringe 11, 12, 13 auf, die konzentrisch übereinander gelagert sind, wobei sich die Krümmungsdurchmesser der Torusringe 11, 12, 13 der mit dem Bezugszeichen 14 versehenen Z-Richtung, oder von unten nach oben kontinuierlich verringern. Die Torusringe 11, 12 bzw. die Torusringe 12, 13 sind jeweils mittels einer Verbindung 15 aneinander befestigt. Innerhalb der Torusringe 11, 12, 13 und konzentrisch zu diesen ist ein Zentralairbag 17 angeordnet. Dieser Zentral-Airbag 17 hat im wesentlichen zylindrische Form. Dessen kreisförmige Bodenfläche liegt in etwa in der Höhe des untersten Punktes des unteren Torusrings 13. Die obere zylindrische Kreisfläche des Zentral-Airbags 17 liegt in der Z-Richtung 14 gesehen im Bereich der radialen Erstreckung des obersten Torusrings 11, d. h. sie liegt unterhalb des obersten Punktes des Torusrings 11. Zwischen dem Zentral-Airbag 17 und insbesondere zwischen der kreisförmigen Bodenfläche des Zentralairbags 17 und dem unteren Bereich des untersten Torusrings 13 ist eine Stabilisierungsvorrichtung 19 angeordnet. Die Stabilisierungsvorrichtung 19 hat vorzugsweise die Form einer Plane 19, die vorzugsweise entlang einer horizontal im unteren Bereich des Torusrings 13 verlaufenden Ebene (Befestigung 19a) befestigt ist, so daß der von den Torusringen 11, 12, 13 umgrenzte Raum nach unten abgeschlossen ist. Die Stabilisierungsvorrichtung 19 kann zusätzlich oder alternativ dazu andere Verbindungen zwischen zumindest einem Torusring 11, 12, 13 und dem Zentral-Airbag 17 aufweisen.

Auf oder an der Oberseite 20 des Zentral-Airbags 17 kann eine Nutzlast 21, z. B. eine Kapsel, angebracht werden. Der Zentral-Airbag 17 (Fig. 2) ist für die vertikale Abbremsung zuständig. Der Zentral-Airbag 17 ist beispielsweise mittels eines Ventils oder einer Berstöffnung abblasbar.

Die torusförmigen Airbags 11, 12, 13 sorgen für die seitliche Stabilität am Abbremsen des Landestoßes, d. h. für die Beschränkung der Querneigung der Nutzlast 21 beim horizontalen Abbremsen. Die erfindungsgemäße Konfiguration von Airbags erlaubt es, daß die Horizontalgeschwindigkeit beim Landen dabei etwas größer sein kann als die Vertikalgeschwindigkeit.

Es kann für die Konfiguration von Airbags ein Torusring oder es können mehrere Torusringe 11, 12, 13 verwendet werden. Mindestens der oberste Torusring 11 ist dabei abblasbar, um diesen in das Dämpfungsverhalten mit einbeziehen zu können.

Vorzugsweise sind sowohl die Unterseite des Zentral-Airbags 17 als auch die Unterseite des untersten Torusrings 13 mit der Plane 19 verbunden, wobei als Verbindung eine Klebeverbindung oder Nahtverbindung oder eine andere Verbindung nach dem Stand der Technik vorgesehen ist. Dadurch wird die Stabilität der Anordnung aus Torusringen 11, 12, 13 und Zentral-Airbag 17 verbessert. Die Plane 19 verbindet den Zentralairbag 17 und den untersten Torusring 13, so daß ein zusammenhängender Körper aus Zentral-Airbag 17 und den Torusringen 11, 12, 13 entsteht. Vorzugsweise erstreckt sich die Plane 19 über die gesamte von der Umfangslinie des untersten Torusrings 13, an der die Plane 19 angebracht ist, aufgespannte Fläche. Dadurch kommt der Zentralairbag 17 bzw. dessen Unterseite 18 nicht mit einem Boden in Berührung. Die Plane 19 kann beschichtet sein, um den Reibungskoeffizienten zwischen Plane 19 und Landegrund zu verringern. Zur Gewichtsersparnis kann die Plane 19 auch offene Stellen aufweisen oder durch eine Gurtkonfiguration ersetzt werden, die die erfindungsgemäßen Stabilisierungsaufgaben der Plane 19 übernimmt.

Die Nutzlast 21 ist nur mit der Oberseite 20 des Zentralairbags 17 verbunden und steht dagegen nicht direkt mit den Torusringen 11, 12 oder 13 in Verbindung. Dadurch hat die Nutzlast die Möglichkeit, während des Landesvorgangs inmitten der Torusringe 11, 12, 13 einzutauchen.

Bei der Landung sind grundsätzlich positive Anstellwinkel zu bevorzugen. Diese ergeben sich nach der Darstellung in der Fig. 1, wenn ausgehend von einer Flugrichtung in der positiven X-Richtung, wie sie durch das Koordinatensystem 30 in der Fig. 1 definiert ist, die Unterseite der Airbagkonfiguration in der positiven Y-Richtung des Koordinatensystems 30 geneigt ist. Dadurch wird eine Kippbewegung der Nutzlast 21 um die positive Y-Achse des Koordinatensystems 30 induziert, bevor die volle Reibkraft beim Aufsetzen des Zentral-Airbags 17 wirksam wird, die ein Moment in der entgegengesetzten Richtung aufbaut. Die durch das Aufsetzen eingeleitete Kippbewegung in negativer Richtung um die Y- Achse wird durch den obersten Torusairbag oder Torusring 11 abgedämpft, der daher vorzugsweise abblasbar ist.

Die unteren Torusairbags oder Torusringe 12, 13 dienen der Stabilisierung der Ringform des Airbags und der Maximierung der Aufstandsfläche beim Landen zur Minimierung der Umkippwahrscheinlichkeit. Außerdem können sich Federkräfte der Nutzlast 21 auf den obersten Torusring 11 aufnehmen und verteilen.

Idealerweise führen die äußeren Torusringe 11, 12, 13 zu einer vollständigen Entkopplung der Abbremsung in horizontaler und vertikaler Richtung. Die Torusringe 11, 12, 13 übernehmen also die horizontale Abbremsung, während der Zentralairbag 17 die vertikale Abbremsung vornimmt. Dies ist bei positiven Landeanstellwinkeln annähernd der Fall, wie Analysen bestätigen.

Claims (4)

1. Airbag zur vertikalen und horizontalen Abbremsung des Landestoßes fliegender Nutzlasten, umfassend: einen Zentralairbag (17), der von zumindest einem Torusring (11, 12, 13) umringt ist, wobei auf dem Zentralairbag (17) eine Nutzlast (21) anbringbar ist und sich im Bereich der von dem untersten Teil zumindest eines Torusrings (11, 12, 13) aufgespannten Fläche eine Stabilisierungsvorrichtung (19) erstreckt.

2. Airbag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsvorrichtung eine durchgehende Plane umfaßt.

3. Airbag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsvorrichtung (19) eine Gurt-Anordnung ist.

4. Airbag nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Unterseite (18) des Zentralairbags (17) als auch die Unterseite des untersten, zumindest eines Torusrings (13) mit der Stabilisierungsvorrichtung (19) verbunden ist.