DE3024551A1

DE3024551A1 - Landestossdaempfungssystem, dafuer bestimmtes daempfungsglied und kombinationsventil

Info

Publication number: DE3024551A1
Application number: DE19803024551
Authority: DE
Inventors: Hubert 2000 Hamburg Nöhren; Rolf 2000 Hamburg Reiser; Albert 2807 Achim Sassen
Original assignee: Autoflug GmbH
Current assignee: Autoflug GmbH
Priority date: 1980-06-28
Filing date: 1980-06-28
Publication date: 1982-01-28
Also published as: DE3024551C2

Description

Beschreibung Landestoßdämpfungssystem, dafür bestimmtes Dämpfungsglied und Kombinationsventil Die Erfindung betrifft ein Landestoßdämpfungssystem für aus dem Luftraum zurückkehrende Lastkörper, bei dem gasgefüllte Dämpfungsglieder aus nachgiebigem Werkstoff verwendet werden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf Dämpfungsglieder, die für das System bestimmt sind. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Kombinationsventil, insbesondere für die vorgenannten Dämpfungsglieder.
Das Landestoßdämpfungssystem dient dem sanften Abfangen von Lastkörpern aller Art beim Auftreffen auf dem Boden, d. h.
bei vertikaler Landung, wobei gegebenenfalls eine Seitendrift über den Boden stattfindet. Solche Lastkörper sind vor allem an Fallschirmen absinkende Lufttransportlasten, aus dem Luft- oder Weltraum zurückkehrende Flugkörper usw.
Diese Lasten werden beim Auftreffen auf die Erde mehr oder weniger heftigen Stößen und Erschütterungen ausgesetzt, die zur Beschädigung des Lastkörpers oder seines Inhalts - oftmals hochempfindlicher optischer und elektronischer Geräte und Datenträger - führen. Um solche LandestöBe zu vermeiden, sind mit Druckluft gefüllte Kissen bekannt.
Hiermit ist jedoch der Nachteil verbunden, daß platzaufwendige Gasflaschen und Befüllungseinrichtungen vorgesehen sein müssen, da die Dämpfung wesentlich vom Volumen und Füllungsgrad der Kissen und damit von der eingeblasenen Gasmenge abhängig ist, die auch am Lastkörper bevorratet sein muß. Als weiterer Nachteil ist anzusehen, daß die Gasbevorratung für die Kissen jeweils nach Gebrauch erneuert werden muß. Vor allem hat es sich aber als nachteilig erwiesen, daß die mit Druckluft gefüllten Kissen nach dem Landestoß wie eine Sprungfeder wirken, so daß der Lastkörper nicht sogleich zur Ruhe kommt. Zwar kann versucht werden, den Gasdruck in den Kissen zweckmäßig einzustellen, aber damit ist keine grundsätzliche Abhilfe zur Vermeidung des beschriebenen Nachteils verbunden.
Bei aufblasbaren Rettungsinseln ist es bekannt, mit Druckluft zu befüllende Schläuche zu verwenden, um das zunächst zusammengefaltete Gebilde aufzuspreizen, in die vorgesehene Gebrauchs form zu bringen und in diesem Zustand zu stabilisieren. Dabei füllt sich der zeltartige Innenraum der Rettungsinsel selbsttätig mit Außenluft, welche anschließend durch die vorhandenen Luken, Lüftungsschlitze usw. frei ein- und ausströmen kann, d. h. nicht im Innenraum des Fahrzeuges festgehalten wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Landestoßdämpfungssystem für aus dem Luftraum zurückkehrende Lastkörper zu schaffen, bei dem die Dämpfung einerseits nicht mit Gas, welches vom Lastkörper mitgeführt werden muß, geschieht, so daß entsprechende Bevorratungs- und Fülleinrichtungen entfallen können, und bei dem andererseits zur Dämpfung zusätzliche Maßnahmen dienen, die ein möglichst unverzügliches Zur-Rufie-kommen und damit im wesentlichen punktgenaues Landen bewirken. Dabei soll das System baulich einfach, gewichtsmäßig leicht, funktionssicher und mehrfach sowie mit kurzem Zeitaufwand wiederverwendbar sein.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich zweckmäßiger Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß das eigentliche Stoßdämpfungsmedium, die Umgebungsluft des Systems, gar nicht mitgeführt zu werden braucht, weil es überall auf der Erde vorhanden ist. Damit entfallen auch die sonst erforderlichen Flaschen und Armaturen, insbesondere komplizierten Ventile. Hiermit ist wiederum ein entsprechender Gewichtsvorteil verbunden.
Der vorgenannte Vorteil der selbsttätigen Füllung mit Umgebungsluft gewinnt durch die kurzzeitige Verdichtung und im wesentlichen sogleich anschließende Ausblasung der Luft aus den Dämpfungsgliedern die spezifisch vorteilhafte Wirkung des Erfindungsgedankens im Sinne der Aufgabenstellung. Erst durch das Zusammenspiel von Füllen, Verdichten und Ausblasen gelingt es, eine Landestoßdämpfung so durchzuführen, daß auch seitlich einkommende Windkomponenten bei der vertikalen Landung ausmanövriert werden können, indem der gelandete Lastkörper schnell zum Stillstand kommt.
Als Bestandteil des Landestoßdämpfungssystems umfaßt die Erfindung auch ein Dämpfungsglied mit einer seinen Innenraum vergrößernden Entfaltungsvorrichtung und mit wenigstens einem Kombinationsventil mit dreifacher Wirkung für das selbsttätige Einsaugen, Verdichten und Ausblasen der Umgebungsluft. Dabei bestehen die Kombinationsventile nach einer Ausführungsform der Erfindung aus einer von innen nach außen und umgekehrt umstülpbaren Schlauchtülle, deren Durchmesser, Länge und Werkstoffbiegsamkeit bzw. Steifigkeit nach Abmessung und Gewicht des beim Landestoß zu dämpfenden Lastkörpers ausgewählt sind. Diese Ventile haben unter anderem den Vorteil, daß sie sehr einfach und sehr leicht sind und sehr schnell wieder einsatzfähig gemacht werden können, indem sie nur mit den Fingern von außen nach innen umgestülpt zu werden brauchen. Damit sind die Ventile vielfältig einsetzbar.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben wird. Es zeigen: Fig. 1 einen Flugkörper mit entfaltetem und luftgefülltem Dämpfungssystem in schaubildlichschematischer Darstellung, Fig. 2 einen diametralen Querschnitt durch ein unter einer Tragfläche des Flugkörpers angebrachtes Dämpfungsglied, Fig. 3 eine vergrößerte Axialschnittansicht eines Kombinationsventils, Fig. 4 in schaubildlicher Darstellung ein Dämpfungsglied gemäß Fig. 2 mit einem gerade geschlossenen Kombinationsventil, Fig. 5 den Gegenstand der Fig. 4 mit zum Ausblasen nach außen umgestülptem Kombinationsventil.
Figur 1 zeigt einen kleinen Flugkörper 10 mit Rumpf 11 und Tragflächen 12, beispielsweise ein unbemanntes Aufklärungsgerät, auch Drohne genannt, welches mittels Leinen 13 an einem nicht dargestellten Fallschirm als Lastkörper aus dem Luftraum zur Erde absinkt. Zur Dämpfung des Landestoßes ist der Flugkörper 10 mit einem Dämpfungssystem ausgerüstet, welches hier aus einem Haupt- oder Rumpfdämpfer 14 von quaderförmiger Gestalt und aus zwei unter den Tragflächen 12 befestigten trommelförmigen Zusatzdämpfern 15 zusammengesetzt ist.
Die Wandungen der Dämpfungsglieder 14, 15 bestehen aus biegsamem Werkstoff mit textilem Charakter, beispielsweise aus durch Kunststoffbeschichtung luftundurchlässig gemachtem Textilgewebe oder aus Kunststoffolie, wobei die angrenzenden Kanten der verwendeten Werkstoffbahnen insbesondere durch Kunststoff-Hochfrequenzschweißen miteinander verbunden sind. Der Haupt- oder Rumpfdämpfer 14 ist länglich quaderförmig gestaltet und vorzugsweise an seiner Oberseite entsprechend der Rumpfform des Flugkörpers 10 eingemuldet (Fig. 1). Der Haupt- oder Rumpfdämpfer 14 ist in drei voneinander getrennte Kammern 17 unterteilt.
Die unter den Tragflächen 12 befestigten Zusatzdämpfer 15 sind trommelförmig gestaltet und, wie sich aus Figur 2 entnehmen läßt, entweder an ihrem freien Ende mit einem Gewicht in Form eines Stahlringes 23 versehen, oder sie enthalten in ihrem Innern eine Schraubendruckfeder 24. Im Einsatzfall werden die zunächst zusammengefalteten Zusatzdämpfer 15 entweder durch das Gewicht 23 oder durch die Feder 24 in ihre Form gebracht, wobei sie sich selbsttätig mit Umgebungsluft füllen. Entsprechendes gilt für das Dämpfungsglied 14.
Die selbsttätige Befüllung der Dämpfungsglieder 14, 15 mit Umgebungsluft geschieht mittels Kombinationsventilen 25, die zu mehreren in den Wandungen der Dämpfungsglieder 14, 15 angeordnet sind. Diese Ventile bestehen gemäß Figur 3 jeweils aus einer zylindrischen Schlauchtülle 26 mit einem Befestigungsflansch 27 an einem Ende, womit sie von innen her am Rand einer kreisförmigen Öffnung 28 beispielsweise durch Nähen befestigt sind. Der Innendurchmesser der Schlauchtülle 26 und der öffnung 28 stimmen überein; er beträgt bei einer praktischen Ausführungsform z. B. 60 mm.
Der Werkstoff, aus dem die Schlauchtüllen 26 hergestellt sind, muß so nachgieibig sein, daß sich die Tüllen leicht von innen nach außen und umgekehrt umstülpen lassen; außerdem ist eine gewisse Stumpfheit der Werkstoffoberfläche erwünscht, damit sich eine gute Verschlußwirkung der Kombinationsventile 25 ergiht. Figur 4 zeigt die Schlauchtülle 26 im Augenblick des Umstülpens von innen nach außen und damit den geschlossenen Zustand des Kombinationsventils 25.
Figur 5 gibt das Aussehen des Ventils nach Abschluß des Umstülpens wieder, d. h. wenn die Schlauchtülle 26 vollständig nach außen gerichtet ist.
Das in der Zeichnung dargestellte Landestoßdämfungssystem arbeitet wie folgt: Im Ruhezustand sind die Dämpfungsglieder des Systems am Lastkörper 10 eingefaltet untergebracht. Rechtzeitig vor der Landung wird die Entfaltung der Dämpfungsglieder über an dieser Stelle nicht näher zu beschreibende Auslöseorgane eingeleitet. Die Dämpfungsglieder 14, 15 spreizen sich dann entweder unter der Wirkung von Gewichten 23 oder aufgrund der Druckkraft von Federn 24. Aufgrund der durch den Entfaltungsvorgang erfolgenden Volumenvergrößerung in den Dämpfungsgliedern, die dort einen entsprechenden Unterdruck hervorruft, wird über die nach innen gestülpten Kombinationsventile 25 Umgebungsluft eingesaugt, bis die Dämpfungsglieder damit gefüllt sind und Druckausgleich zwischen außen und innen besteht.
Wenn der Lastkörper 10 dann auf den Boden auftrifft, werden die Dämpfungsglieder 14, 15 entsprechend gestaucht bzw.
zusammengepreßt, und dadurch baut sich in ihrem Innern ein überdruck auf, der die Schlauchtüllen 26 der Kombinationsventile 25 zusammendrückt und nach außen zu stülpen bestrebt ist. Auf diese Weise kann zunächst keine Luft aus den Dämpfungsgliedern entweichen, so daß das System wie eine Luftfederung wirkt. Der steigende Druck im Innern der Dämpfungsglieder hat aber zur Folge, daß die Schlachtüllen 26 schließlich doch durch die zugehörige Öffnung 28 hindurch nach außen umstülpen, bis die in Figur 5 gezeigte Funktion-sstellung erreicht ist. Nun kann die in den Dämpfungsgliedern enthaltene, vorübergehend verdichtete Luft durch die Kombinationsventile 25 entweichen, womit die eigentliche Dämpfungsarbeit geleistet wird. Dies alles geschieht während eines vergleichsweise kurzen Zeitraumes, so daß der Lastkörper 10 scheinbar gleichmäßig auf den sich entleerenden und dabei wieder verformenden Dämpfungsgliedern absinkt.
Die Federn 24 leisten hierbei praktisch keine meßbare Dämpfungsarbeit und passen sich der Verformung der Dämpfer an.
Nach der Bergung des gelandeten Lastkörpers kann das Landestoßdämpfungssystem schnell wieder einsatzfähig gemacht werden, indem die Schlauchtüllen 26 der Kombinationsventile 25 einfach von Hand wieder nach innen gestülpt werden. Alsdann geschieht das Zusammenfalten und Verstauen. Anschließend werden die Stauräume geschlossen und ihr Öffnungsmechanismus an die entsprechende Auslöseelektronik geschaltet, die auch den Fallschirm betätigt. Austauschteile sind nicht erforderlich. Der nächste Start des in der Zeichnung dargestellten Flugkörpers unterliegt somit keiner Verzögerung durch Verbringung in eine Wartungswerkstatt, vielmehr kann das System auf dem Feld wieder startklar gemacht werden. Wegen der Einfachheit der Ventile 25 ist bei dieser Arbeit am Einsatzort keine besondere Vorsicht, z. B. bezüglich Sauberkeit (Grashalme, Sand), erforderlich.
Die Schlauchtüllen 26 der Kombinationsventile 25 nehmen in Abhängigkeit von der Beschaffenheit ihres Werkstoffes und vom Betriebszustand in den ganz nach innen oder außen gestülpten Stellungen verschiedene Formen an, und zwar stehen sie entweder ungefähr rechtwinklig zur zugehörigen Wandfläche frei in den Raum hinein, oder sie biegen anschließend an die Wandfläche bzw. Öffnung 28 nach unten um und hängen mehr oder weniger flach herunter (Fig. 4).
Das Verschließen der Tüllen im Augenblick des Verdichtens geschieht in jedem Falle zufriedenstellend; das Umstülpen erfolgt unabhängig von der Tüllenlage, so daß das Ausblasen mit Sicherheit eintritt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung enthaltenen Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Landestoßdämpfungssystem für aus dem Luftraum zurückkehrende Lastkörper, bei dem gasgefüllte Dämpfungsglieder aus nachgiebigem Werkstoff verwendet werden, gekennzeichnet durch bei Nichtbedarf zusammengefaltete, sich während des Entfaltens in an sich bekannter Weise selbsttätig durch Einsaugen mit Umgebungsluft füllende und beim Auftreffen auf der Erde die Luftfüllung kurzzeitig verdichtende und dann ausblasende Dämpfungsglieder (14, 15).
2. Landestoßdämpfungssystem nach Anspruch 1, insbesondere für Lastkörper mit Tragflächen, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungsglieder ein Haupt- oder Rumpfdämpfer (14) und vorzugsweise zwei Zusatzdämpfer (15) vorgesehen sind, wobei die Dämpfungsglieder des Systems so angeordnet sind, daß der Lastkörper (10) in seiner konstruktiv bestimmten Grundstellung landet, indem insbesondere die Zusatzdämpfer (15) symmetrisch unter den Tragflächen (12) angeordnet sind.
3. Dämpfungsglied als Bestandteil eines Landestoßdämpfungssystems nach Anspruchl oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (14, 15) mit einer seinen Innenraum vergrößernden Entfaltungsvorrichtung (23, 24) und mit wenigstens einem Kombinationsventil (25) mit dreifacher Wirkung für Einsaugen, Verdichten und Ausblasen ausgerüstet ist.
4. Dämpfungsglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bezüglich der Ausblaserichtung axialsymmetrisch angeordnete Kombinationsventile (25) vorgesehen sind.
5. Dämpfungsglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kombinationsventil (25) aus einer von innen nach außen und umgekehrt umstülpbaren Schlauchtülle (26) besteht, deren Durchmesser, Länge und Werkstoffbiegsamkeit bzw. Steifigkeit nach Abmessung und Gewicht des beim Landestoß zu dämpfenden Lastkörpers (10) ausgewählt sind.
6. Dämpfungsglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfaltungsvorrichtung als in das Dämpfungsglied eingearbeitetes oder daran befestigtes Gewicht (23) ausgebildet ist.
7. Dämpfungsglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfaltungsvorrichtung aus wenigstens einer Feder, insbesondere Schraubendruckfeder (24), besteht.
8. Dämpfungsglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sein Innenraum, wie an sich bekannt, in wenigstens zwei Kammern (17) unterteilt ist, die getrennt mit Umgebungsluft füll- und entleerbar sind.
9. Dämpfungsglied nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupt- oder Rumpfdämpfer (14) mit wenigstens drei in Reihe angeordneten Kammern (17) ausgebildet ist, wobei jede Kammer mit wenigstens zwei gegenüberliegenden Kombinationsventilen (25) ausgerüstet ist.
10. Dämpfungsglied nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerzwischenwände Kombinationsventile abweichenden Durchmessers aufweisen, um die Kammern (17) variabel zu entleeren.
11. Dämpfungsglied nach Anspruch 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzdämpfer (15) trommelförmig gestaltet und an diametral gegenüberliegenden Seiten ihrer Zylinderwandung mit den Kombinationsventilen (25) ausgerüstet sind.
12. Dämpfungsglied nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß seine an den Lastkörper (10) anschließende Oberfläche entsprechend der betreffenden Oberfläche des Lastkörpers ausgeformt ist (Fig. 1).
13. Kombinationsventil, insbesondere nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer von innen nach außen und umgekehrt umstülpbaren Schlauchtülle (26) mit dreifacher Wirkung für Einsaugen, Verdichten und Ausblasen besteht.

Beschreibung