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Dokumentenidentifikation DE4117405C3 09.07.1998
Titel Sicherheitsgurt
Anmelder Carl F. Schroth GmbH, 59757 Arnsberg, DE
Erfinder Schroth, Karl-Jürgen, Dipl.-Wirtsch.-Ing., 4770 Soest, DE
Vertreter Oidtmann und Kollegen, 44791 Bochum
DE-Anmeldedatum 28.05.1991
DE-Aktenzeichen 4117405
Offenlegungstag 03.12.1992
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.06.1993
Date of publication of amended patent 09.07.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.07.1998
IPC-Hauptklasse B64D 25/06
IPC-Nebenklasse B60R 22/46   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurt für einen Piloten- oder Flugbegleitersitz in einem Luftfahrzeug.

Es ist bekannt, daß bei einer plötzlichen Verzögerung eines Fahrzeugs in seiner Vorwärtsbewegung ein angeschnallter Fahrzeuginsasse zeitversetzt zu der Verzögerung des Fahrzeugs zurückgehalten wird. Dadurch hat das Fahrzeug bis zur Strammung des Sicherheitsgurts und damit einhergehendem Zurückhalten des Fahrzeuginsassen bereits mehr an Weg zurückgelegt, als dem Fahrzeuginsassen als Verlagerungsstrecke in Bewegungsrichtung in dem Fahrzeug zur Verfügung steht.

Diese Erkenntnis führte zu der Entwicklung eines Sicherheitsgurts mit einem Gurtstrammer (Linearstrammer oder Rotationsstrammer). Hierbei bewirken entsprechend ausgebildete Sensoren unmittelbar zu Beginn einer Verzögerung die Aktivierung einer vorgespannten Federkraft und/oder eines pyrotechnischen Aggregats. Dadurch wird der Sicherheitsgurt mit einer Vorlast fest an den Körper des Fahrzeuginsassens gezogen, ehe dieser eine Relativbewegung zur Fahrzeugzelle durchführen kann. Auf diese Weise ist es möglich, den Fahrzeuginsassen näherungsweise dem Verzögerungsverlauf der Fahrzeugzelle zu unterwerfen. Das Ergebnis ist eine deutliche Senkung der biomechanischen Belastung des Fahrzeuginsassens.

Nachdem jetzt auch für in Luftfahrzeugen eingesetzte Gurtsysteme und Personensitze dynamische Wirknachweise vorgeschrieben werden, stellt sich überraschend heraus, daß die bislang rein rechnerisch ermittelten erhöhten Belastungswerte durch den Zeitversatz der Verzögerung des Fahrzeugs zur Verzögerung der Fahrzeuginsassen nicht ausreichend hoch angenommen worden sind. Dadurch ergibt sich das Problem, daß die zunächst nur in Versuchen ermittelten Belastungswerte der Gurtverankerungen bzw. der Befestigungspunkte der Personensitze in den Luftfahrzeugen höher sind als die konstruktiv vorgegebenen Festigkeiten der Luftfahrzeugzellen. Sicherheitsgurte mit Gurtstrammern können demzufolge ohne eine konstruktive Änderung der Personensitze und/oder der Fahrzeugzelle nicht verwendet werden. Eine Umkonstruktion von Luftfahrzeugbauteilen ist aber mit einem wirtschaftlich nicht zu vertretenden Aufwand verbunden.

Durch die GB-PS 7 24 955 ist ein Sicherheitsgurt für einen Pilotensitz in einem Luftfahrzeug bekannt. Welcher ein Gurtband mit einem einen reversiblen Energiespeicher enthaltenden Gurtstrammer aufweist. Dieser Sicherheitsgurt dient in Verbindung mit einem Schleudersitz dazu, die Unterschenkel des Piloten straff an den Schleudersitz zu ziehen, damit beim Herauskatapultieren aus der Pilotenkanzel die Unterschenkel nicht verletzt oder sogar abgetrennt werden. Zu diesem Zweck sind seitlich des Schleudersitzes zwei längliche Hülsen festgelegt, in denen sich jeweils eine Schraubendruckfeder befindet. Die Schraubendruckfedern sind über Stahlseile mit Gurten verbunden, die die Unterschenkel des Piloten unterhalb des Knies umgreifen. In der Bereitschaftsstellung sind die Schraubendruckfedern gespannt und unter den Einfluß einer mechanischen oder automatischen Auslösung gestellt. Wird diese Auslösung wirksam, können sich die Schraubendruckfedern entspannen, wodurch die Gurte die Unterschenkel an den Schleudersitz ziehen.

Aus den DE-OS 23 49 891 und 24 59 610 sowie aus der DE-AS 23 14 022 sind darüber hinaus Kraftbegrenzer u. a. für die Verwendung bei Sicherheitsgurten für Kraftfahrzeuge bekannt. Sie weisen verformbare Energiewandler auf, bei denen das jeweilige Umformelement unter dem Einfluß eines Gurtbands steht. Der Energiewandler ist ortsfest angeordnet. Reversible bzw. regenerierbare Energiespeicher sind nicht offenbart. Auch ist kein zweites Klemmorgan entnehmbar, das erst dann in Aktion tritt, wenn der Energiespeicher teilweise wieder regeneriert wird.

Schließlich sind aus der DE-OS 40 20 600 und der DE-PS 22 58 063 Sicherheitsgurte für Kraftfahrzeuge bekannt, welche Gurtbänder mit Gurtstrammern aufweisen. Die Gurtbänder werden nach sensorischer Auslösung durch reversible Energiespeicher gestrammt. Nach der Gurtstrammung erfolgt durch die trägheitsbedingte Verlagerung der Fahrzeuginsassen über die Gurtbänder und mit diesen sowie den Energiespeichern gekoppelte Umformelemente eine Verformung von ortsfesten Energiewandlern. Hierbei werden die Energiespeicher mindestens teilweise regeneriert und können nach Beendigung der Vorwärtsverlagerung der Fahrzeuginsassen die Gurtbänder nochmals strammen.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsgurt für einen Piloten- oder Flugbegleitersitz in einem Luftfahrzeug zu schaffen, bei welchem ohne konstruktive Veränderung der Fahrzeugzelle die aus Schutzgründen für die Fahrzeuginsassen unerwünschten Verzögerungsspitzen nicht zu einer unzulässigen Belastung der Verankerungspunkte an der Flugzeugzelle führen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung in den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gesehen.

Hierbei wird insbesondere den speziellen Bedingungen der klappbaren Sitzflächen von Flugbegleitersitzen Rechnung getragen. Dort müssen bei einer durch eine starke Verzögerung bedingten Benutzung der Sicherheitsgurte die Sitzflächen noch so in die Vertikale klappbar sein, daß der Querschnitt der Fluchtwege zu den Notausgängen voll erhalten bleibt. Den entsprechend engen Platzverhältnissen sowie einem möglichst geringen Gewicht wird zunächst durch die Heranziehung eines reversiblen Energiespeichers als Dämpfer in Leichtbauweise Rechnung getragen. Ferner wird diese Dämpfung durch den in den Gurtstrammer integrierten und mit dem Energiespeicher gekoppelten Energiewandler ergänzend überlagert. Durch eine solche Integration kann auch die Baugröße des Energiewandlers minimiert werden, da die Kräfte der Federkennlinie des Energiespeichers bereits bis zu 30% der Kräfte des Energiewandlers betragen.

Praktisch wird dies dadurch bewirkt, daß die erforderliche Energie zur Regenerierung des zu Beginn einer starken Verzögerung ganz oder teilweise entspannten Energiespeichers als Teil der Dämpfung genutzt wird. Hierbei wird verhindert, daß nach dem Ende der Verzögerung und der Nutzung des reversiblen Energiespeichers zur Energiewandlung dieser die während der Verzögerung eingebrachte Energie wieder freigibt. Der Vorteil einer solchen Lösung liegt darin, daß die Verformungskräfte um den Betrag verringert werden können, der für das neuerliche Spannen des reversiblen Energiespeichers erforderlich ist. Diese geringeren Verformungskräfte ermöglichen es darüber hinaus, relativ weiche und dazu gewichtsmäßig leichte Materialien, wie z. B. Aluminium oder Kunststoffe, für den Energiewandler einzusetzen. Auch muß der Energiewandler nicht zusätzlich als Halteelement zur Verankerung des Gurtbands genutzt werden, da der Energiespeicher und dessen Haltemittel diese Funktion übernehmen können.

Der Energiewandler hat demnach nur die Dämpfung wahrzunehmen. Daraus ergibt sich, daß der Energiewandler sowohl auf der Seite des Energiespeichers angeordnet sein kann, die dem Gurtband zugewandt ist als auch auf der Seite, die dem Gurtband abgewandt ist. Der Energiewandler kann als tragender Verbindungsteil zwischen dem Gurtband und dem Energiespeicher oder auch als nichttragende Ummantelung eines solchen Verbindungsteils ausgeführt sein. Denkbar ist ferner, daß der Energiewandler als Teil eines Beschlags zur Befestigung des Gurtbands an der Fahrzeugzelle oder an dem Personensitz ausgeführt ist.

Darüber hinaus ist es möglich, daß der Energiewandler mit einem über den gesamten Dämpfungsweg veränderlichen Profil versehen ist, so daß die Fläche unter der Kraftkurve in der Addition mit der Fläche unter der Kurve zur Regenerierung des Energiespeichers ein Rechteck bildet.

Das den Energiewandler verformende und sich an der Fahrzeugzelle als Widerlager mindestens mittelbar abstützende Umformelement kann eine spanabhebende oder eine das Material des Energiewandlers nur deformierende Funktion ausüben.

Das Umformelement kann dabei insbesondere in Abhängigkeit von dem Querschnitt des Energiewandlers flächig oder keilförmig in den Energiewandler eindringen. Es kann am Umformelement einfach oder mehrfach angreifen. Auch die lagemäßige Zuordnung zum Energiewandler kann verschiedenartig sein, beispielsweise im Sinne einer verkantungsfreien Selbstzentrierung des Energiewandlers.

Eine Deformation kann z. B. dadurch erfolgen, daß mindestens eine von der Oberfläche des Energiewandlers abstehende Rippe durch einen Wälzkörper weggedrückt wird oder daß eine Profilnute in die Oberfläche des Energiewandlers eingewalzt wird.

Das Klemmorgan gewährleistet, daß nach wenigstens teilweiser Regenerierung des Energiespeichers dieser keine Relativbewegung des Energiewandlers mehr zum Personensitz oder zur Fahrzeugzelle bewirken kann.

Auch das Klemmorgan kann dem Energiewandler in Mehrfachausfertigung derart lagemäßig zugeordnet sein, daß sich der Energiewandler aufgrund eines Kraftausgleichs zwischen den Klemmorganen selbständig zentriert.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht in den Merkmalen des Patentanspruchs 1 Danach kann der Energiewandler stab- oder scheibenförmig ausgebildet sein. Die stabförmige Gestaltung gelangt in der Regel bei einem Linearstrammer und die scheibenförmige Ausbildung bei einem Rotationsstrammer zur Anwendung. Beide Varianten sind grundsätzlich unter den Einfluß eines spanabhebenden Meißels gestellt. Folglich wird die Dämpfung durch den Eingriff des Meißels in das Material des Energiewandlers herbeigeführt. Das Klemmorgan wirkt nach zumindest teilweiser Regenerierung des Energiespeichers ebenfalls auf die Oberfläche des Energiewandlers ein und verhindert folglich die durch den gespannten Energiespeicher mögliche Relativverlagerung des Energiewandlers zum Meißel.

Bei einem scheibenförmigen Energiewandler und Unterbringung in einem Rotationsstrammer wird der Zerspanungsvorgang am Umfang des Energiewandlers vorgenommen. Hierbei besteht die Möglichkeit den Meißel so auszugestalten, daß der Energiewandler kontinuierlich schichtenweise im Durchmesser reduziert wird. Auch kann der Meißel so gestaltet werden, daß nach einer vollen Umdrehung des Energiewandlers die Meißelschneide näher an den Mittelpunkt des Energiewandlers rückt und dadurch mindestens eine weitere volle Umdrehung des Energiewandlers zum Ablösen eines weiteren Spans zur Verfügung steht Mit der Verkleinerung des Durchmessers des Energiewandlers wird die zum Spanabheben notwendige Kraft naturgemäß geringer. Dieser Sachverhalt kann aber dadurch eliminiert werden, daß durch das Kippen des Meißels eine steilere Anstellung der Meißelschneide zum Energiewandler erfolgt und somit trotz geringeren Durchmessers im wesentlichen dieselben Zerspanungskräfte aufzubringen sind.

Eine besonders zweckmäßige Variante der Erfindung ist in den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gekennzeichnet. Die Schwenkachsen des Schwenkmeißels und des Klemmhebels erstrecken sich quer zum stabförmigen Energiewandler bzw. parallel zur Achse eines scheibenförmigen Energiewandlers. Der Schwenkmeißel ist bevorzugt L-förmig ausgebildet, wobei die Schwenkachse im Schnittpunkt der beiden Schenkel liegt. Die zum Energiewandler gerichtete Seite des kurzen Schenkels ist als Meißelschneide gestaltet. Die Stirnseite des längeren Schenkels besitzt eine Ausnehmung, in welcher in der Bereitschaftsposition die Klemmkante des Klemmhebels liegt. Die Schwenkachse des Klemmhebels befindet sich in dem der Klemmkante abgewendeten Endabschnitt. Sowohl der Schwenkmeißel als auch der Klemmhebel sind durch Federkraft beaufschlagt, und zwar derart, daß der Rücken der Meißelschneide reibschlüssig an die Oberfläche des Energiewandlers gedrückt ist.

Wird bei einer plötzlichen Verzögerung der Gurtstrammer aktiviert und damit der Energiespeicher entspannt, gleitet der Energiewandler relativ zu der Meißelschneide des Schwenkmeißels, bis das Gurtband straff an den Körper gezogen ist. Bei der sich dann anschließenden Beanspruchung des Gurtbands durch den Fahrzeuginsassen aufgrund seines Beharrungsvermögens in Bewegungsrichtung wird der Energiespeicher zumindest teilweise wieder regeneriert und dabei der Energiewandler in die andere Richtung bewegt. Aufgrund des Reibschlusses zwischen der Rückenpartie der Meißelschneide und der Oberfläche des Energiewandlers verdreht sich dann der Schwenkmeißel bei Unterstützung durch die Federkraft und die Meißelschneide kann spanabhebend in das Material des Energiewandlers dringen. Die Verlagerung des Gurtbands und damit des Fahrzeuginsassens wird gedämpft.

Dabei kann die Unterseite zwischen dem kurzen und dem langen Schenkel des Schwenkmeißels so gestaltet sein, daß der aus dem Material des Energiewandlers gelöste Span seitlich vom Energiewandler abgeleitet wird und kein die Dämpfung verfälschendes Hindernis bildet.

Bei der Aktivierung des Energiespeichers gleitet die Rückenpartie der Klemmkante des Klemmhebels auf der Oberfläche des Energiewandlers, ohne in das Material einzugreifen. Erst wenn nach dem Ende der Verzögerung und der Energiewandlung durch die zumindest teilweise Regenerierung des Energiespeichers eine Verlagerung des Energiewandlers in die andere Richtung beginnen würde, faßt die Klemmkante in das Material des Energiewandlers und verhindert dadurch seine Verlagerung relativ zum Personensitz oder zur Fahrzeugzelle im Sinne einer nochmaligen jetzt aber unerwünschten Aktivierung des Energiespeichers.

Die Meißelschneide des Schwenkmeißels kann in der Bereitschaftsposition in einer nutartigen Vertiefung des Energiewandlers liegen, wodurch die Position des Gurtbands relativ zum Beschlag während der normalen Benutzung des Sicherheitsgurts fixiert wird.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform eines spanabhebenden Umformelements wird in den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gesehen. Der Wippenkörper ist gemäß einer ersten Variante in der Seitenansicht etwa L-förmig ausgebildet. Er kann im Querschnitt U-förmig ausgebildet sein. Das keilförmige Ende des langen Schenkels liegt in der Bereitschaftsstellung eingeklemmt zwischen einer ortsfesten Halterung und der Oberfläche des Energiewandlers. Die ebenfalls hier befindliche Meißeischneide ist zur Oberfläche des Energiewandlers leicht schräg angestellt. Der kurze L-förmige Schenkel besitzt eine stirnseitige Ausnehmung, in die ein querstehender örtlich festgelegter Fixierbolzen greift. Eine auf der Halterung befestigte Zungenfeder drückt auf die Stirnseite des kurzen Schenkels und hält den Wippenkörper in der Bereitschaftsposition. Dabei liegt die unterhalb der Ausnehmung für den Fixierbolzen angeordnete Klemmkante im Abstand zur Oberfläche des Energiewandlers.

Bewegt sich nun bei einer Aktivierung des reversiblen Energiespeichers der Energiewandler relativ zur Meißelschneide, so bleibt diese in ihrer Bereitschaftslage, und zwar einerseits positioniert durch die Halterung und andererseits durch den Fixierbolzen. Ihre Rückenpartie gleitet auf der Oberfläche des Energiewandlers.

Nach dem Ende des Strammvorgangs und Verlagerung des Energiewandlers in die entgegengesetzte Richtung unter wenigstens teilweiser Regenerierung des Energiespeichers wandert der lange Schenkel des Wippenkörpers aufgrund der Reibung der Rückenpartie der Meißelschneide an der Oberfläche des Energiewandlers weiter unter die Halterung, so daß nunmehr die Meißelschneide steiler zur Oberfläche des Energiewandlers angestellt ist und spanabhebend in das Material dringen kann. Bei dieser Verlagerung des Wippenkörpers unter die Halterung gelangt die Ausnehmung im kurzen Schenkel außer Kontakt mit dem Fixierbolzen und die Rückenpartie der Klemmkante tritt in Kontakt mit der Oberfläche des Energiewandlers. Auch diese Bewegung wird durch die Kraft der Federzunge unterstützt.

Ist die Dämpfung beendet ist der Energiespeicher mindestens zum Teil wieder regeneriert und bestrebt, den Energiewandler in die andere Richtung zu ziehen. Dies wird aber dadurch verhindert, daß jetzt die Klemmkante in die Oberfläche des Energiewandlers eindringt, wobei der Fixierbolzen in einer Aussparung des kurzen Schenkels zu liegen kommt und dadurch der Wippenkörper an die Oberfläche des Energiewandlers gepreßt wird. Eine Relativverlagerung des Energiewandlers zum Personensitz oder zur Fahrzeugzelle wird auf diese Weise unterbunden.

Statt der vorerwähnten Meißelschneide und der Klemmkante können entsprechend einer zweiten Variante auch gleichwirkend ein schmaler Meißelzahn und ein Klemmzahn vorgesehen werden, die Bestandteil eines beispielsweise schmalen stegartigen Umformelements bilden. In diesem Falle kann die Halterung durch einen Führungsbolzen ersetzt sein, der in eine stirnseitige Nute im langen Schenkel des Wippenkörpers greift Der Führungsbolzen erstreckt sich parallel zum Fixierbolzen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in der Seitenansicht einen Linearstrammer mit einem Energiewandler in der Bereitschaftsposition;

Fig. 2 die Darstellung der Fig. 1 nach einer Gurtstrammung;

Fig. 3 den Linearstrammer und den Energiewandler der Fig. 1 am Ende einer Verzögerungsphase;

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt IV der Fig. 1;

Fig. 5 in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt V der Fig. 2;

Fig. 6 in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt VI der Fig. 3;

Fig. 7 in der Seitenansicht, teilweise im vertikalen Längsschnitt, ein wippenförmiges Umformelement mit Halterung in der Bereitschaftsstellung;

Fig. 8 das Umformelement gemäß Fig. 7 während der Dämpfungsphase;

Fig. 9 das Umformelement gemäß den Fig. 7 und 8 am Ende der Verzögerungsphase;

Fig. 10 einen vertikalen Querschnitt durch die Darstellung der Fig. 9 entlang der Linie X-X unter Fortlassung der Halterung;

Fig. 11 in der Seitenansicht, teilweise im vertikalen Längsschnitt, eine zweite Ausführungsform eines wippenartigen Umformelements;

Fig. 12 eine weitere Ausführungsform eines Energiewandlers in der Seitenansicht;

Fig. 13 einen scheibenförmigen Energiewandler mit einem Umformelement in zwei verschiedenen Betriebsstellungen,

Fig. 14 ein Kraft/Weg-Diagramm während der Dämpfungsphase;

Fig. 15 ein Kraft/Weg-Diagramm des Energiespeichers des Linearstrammers der Fig. 1 bis 3 und

Fig. 16 eine Oberlagerung der Kraft/Weg-Diagramme der Fig. 14 und 15.

Mit 1 ist in den Fig. 1 bis 3 ein Linearstrammer für einen ansonsten nicht näher veranschaulichten Hosenträgergurt für einen Flugbegleitersitz in einem Luftfahrzeug bezeichnet.

Der Linearstrammer 1 umfaßt einen aus einer Schraubendruckfeder 2 bestehenden Energiespeicher. Die Schraubendruckfeder 2 ist zwischen einer ortsfesten Scheibe 3 und einer demgegenüber verlagerbaren Scheibe 4 eingespannt. An der verlagerbaren Scheibe 4 ist ein Drahtseil 5 verankert, das die Schraubendruckfeder 2 axial durchsetzt und mit seinem nicht näher dargestellten anderen Ende an einem Gurtband des Hosenträgergurts befestigt ist.

Das Drahtseil 5 durchsetzt ferner einen rohrförmigen Energiewandler 6 aus Aluminium. Der Energiewandler 6 ist gegenüber dem Drahtseil 5 nicht relativbeweglich. Drahtseil 5 und Energiewandler 6 vollziehen daher gemeinsame Bewegungen in ihren beiden Längsrichtungen.

Oberseitig des Energiewandlers 6 ist ein Umformelement 7 in der Ausgestaltung als L-förmiger Schwenkmeißel um eine sich quer zur Längsrichtung des Energiewandlers 6 erstreckende Achse 8 drehbar gelagert (s. auch Fig. 4 bis 6) Das Umformelement 7 besitzt einen sich in der Bereitschaftsstellung gemäß den Fig. 1 und 4 etwa parallel zur Oberfläche 9 des Energiewandlers 6 erstreckenden langen Schenkel 10 sowie einen dazu kürzeren Schenkel 11 mit einer Meißelschneide 12. Die Schwenkachse 8 befindet sich im Schnittpunkt des langen Schenkels 10 mit dem kurzen Schenkel 11.

Die Unterseite des Umformelements 7 ist mit einer schrägen Abweisfläche 13 für Späne 14 ausgerüstet (Fig. 4 und 5).

Die Stirnfläche des langen Schenkels 10 ist mit einer Rastausnehmung 15 versehen, in welche die Klemmkante 16 eines Klemmhebels 17 eingreift. Die Schwenkachse 18 des Klemmhebels 17 befindet sich an dem der Klemmkante 16 abgewandten Ende. Sie erstreckt sich parallel zu der Schwenkachse 8 des Umformelements 7. Die der Schwenkachse 18 des Klemmhebels 17 abgewandte Stirnfläche 19 ist geneigt gestaltet.

Die Schwenkachsen 8 und 18 des Umformelements 7bzw. des Klemmhebels 17 sind ortsfest am Flugbegleitersitz vorgesehen.

Ferner ist erkennbar, daß auf die dem Energiewandler 6 abgewandten Seiten 20 und 21 des Umformelements 7 und des Klemmhebels 17 eine Spreizfeder 22 einwirkt, welche bestrebt ist, das Umformelement 7 in Uhrzeigerrichtung und den Klemmhebel 17 gegen die Uhrzeigerrichtung zu verdrehen. Diese Verdrehung wird in der Bereitschaftsstellung gemäß den Fig. 1 und 4 durch die reibschlüssige Anlage der Rückenpartie 23 der Meißelschneide 12 an der Oberfläche 9 des Energiewandlers 6 sowie durch den Eingriff der Klemmkante 16 des Klemmhebels 17 in die Rastausnehmung 15 des Umformelements 7 verhindert.

Wie die Fig. 1 noch erkennen läßt, wird die Bereitschaftsposition des Linearstrammers 1 durch eine Hebelanordnung 24 sichergestellt, die in Funktionsverbindung mit einem auf eine plötzliche Verzögerung ansprechenden nicht näher dargestellten Sensor steht.

Tritt nun in der Vorwärtsbewegung des Luftfahrzeugs eine plötzliche Verzögerung auf, z. B. bei einer sogenannten harten Landung, so reagiert der Sensor in dem Sinne, daß er eine Verschwenkung der Hebelanordnung 24 gemäß Fig. 1 bewirkt. Die Spitze des Hebels 25 verläßt die Umfangsnut 26 am Energiewandler 6. Hierdurch wird nun die in der Schraubendruckfeder 2 durch das Zusammendrücken gespeicherte Energie freigegeben. Die bewegliche Scheibe 4 verlagert sich unter dem Einfluß der Schraubendruckfeder 2 gemäß dem Pfeil PF relativ zur feststehenden Scheibe 3 (Fig. 2), und zieht dadurch das Drahtseil 5 und über das Drahtseil 5 auch den Energiewandler 6 nach rechts in die in Fig. 2 dargestellte Position. Bei diesem Vorgang gleitet die Rückenpartie 23 der Meißelschneide 12 auf der Oberfläche 9 des Energiewandlers 6 (Darstellung gemäß den Fig. 1 und 4) und das Gurtband wird eng an den Körper des Fahrzeuginsassens gezogen. Durch diese Strammung des Gurtbands unmittelbar nach Beginn der Verzögerung erfolgt eine weitgehende Anpassung der Verzögerung des Fahrzeuginsassens an die Verzögerung des Fahrzeugs.

Durch die nach der Strammung des Gurtbands eintretende Belastung des Gurtbands wird das Drahtseil 5 und damit auch der Energiewandler 6 in Richtung der Pfeile PF1 in den Fig. 2 und 5 unter zumindest teilweiser Regenerierung der Schraubendruckfeder 2 verlagert. Durch die Verlagerung des Energiewandlers 6 wird das reibschlüssig an der Oberfläche 9 des Energiewandlers 6 anliegende Umformelement 7 im Sinne der Darstellung der Fig. 2 und 5 um, die Schwenkachse 8 gedreht (die Spreizfeder 22 unterstützt diese Bewegung), wobei die Meißeischneide 12 in das Material des Energiewandlers 6 dringt einen Span 14 erzeugt und damit eine Dämpfung in der Axialbewegung des Energiewandlers 6 und somit auch in der Beanspruchung des Gurtbands durch den Fahrzeuginsassen herbeiführt.

Bei dem Verschwenken des Umformelements 7 gelangen entsprechend den Darstellungen der Fig. 2 und 5 das Umformelement 7 und der Klemmhebel 17 außer Kontakt, wobei eine Gleitfläche 27 am langen Schenkel 10 des Umformelements 7 an der Oberfläche 9 des Energiewandlers 6 zur gleitenden Anlage gelangt und auch die Rückenpartie 28 der Klemmkante 16 des Klemmhebels 17 zur gleitenden Anlage an der Oberfläche 9 kommt.

In diesem Zusammenhang läßt insbesondere die Fig. 5 erkennen, daß der von der Meißelschneide 12 aus dem Material des Energiewandlers 6 gelöste Span 14 seitlich an der Schrägfläche 13 unterseitig des Umformelements 7 abgeleitet wird.

Am Ende der Verzögerungsphase ist die Schraubendruckfeder 2 (Energiespeicher) zumindest wieder teilweise regeneriert (gespannt), was in der Fig. 3 veranschaulicht ist. Da nunmehr die Belastung des Energiewandlers 6 in Richtung der Pfeile PF1 gemäß den Fig. 2 und 5 aufgehoben ist, könnte die in der Schraubendruckfeder 2 neu errichtete Spannkraft dazu führen, das Drahtseil 5 und damit auch den Energiewandler 6 in Richtung der Pfeile PF2 der Fig. 3 und 6 zu bewegen. Diese Bewegung, welche auch die Lagesicherung des Fahrzeuginsassens aufheben würde, wird dadurch verhindert, daß die Klemmkante 16 in die Oberfläche 9 des Energiewandlers 6 dringt (Fig. 3 und 6) und dadurch eine Relativverlagerung des Energiewandlers 6 sowie des Gurtbands zum Personensitz bzw. zur Fahrzeugzelle verhindert.

In der in den Fig. 7 bis 10 dargestellten Ausführungsform ist das Umformelement 7' als schneidenartiger Meißel Bestandteil eines im Querschnitt U-förmigen Wippenkörpers 29. Die Meißelschneide 12' liegt mit Abstand frontal einer ebenfalls Bestandteil des Wippenkörpers 29 bildenden Klemmkante 16'. Im vertikalen Längsschnitt ist der Wippenkörper 29 etwa L-förmig gestaltet. Der lange Schenkel 30 ist keilförmig ausgebildet und greift in der Bereitschaftsposition der Schraubendruckfeder 2 gemäß Fig. 7 zwischen eine ortsfeste Halterung 31 sowie die Oberfläche 9 des Energiewandlers 6. Stirnseitig des kurzen Schenkels 32 ist eine Arretierungsnute 33 vorgesehen, in die ein ortsfester Fixierbolzen 34 greift. Oberhalb der Arretierungsnute 33 befindet sich eine Aussparung 35. Die Bereitschaftsposition gemäß Fig. 7 wird durch eine Zungenfeder 36 unterstützt, welche auf der Halterung 31 befestigt ist und drückend auf der Stirnfläche 37 des kurzen Schenkels 32 liegt.

Bei Aktivierung der Schraubendruckfeder 2 gemäß Fig. 2 vollzieht der Energiewandler 6 eine Relativbewegung zum Wippenkörper 29 gemäß dem Pfeil PF3 in Fig. 7. Hierbei gleitet die Rückenpartie 38 der Meißelschneide 12' auf der Oberfläche 9 des Energiewandlers 6. Der Fixierbolzen 34 wird fest in die Arretierungsnute 33 gedrückt.

Nach dem Ende des Strammvorgangs erfolgt analog zu der Beschreibung der Fig. 2 und 5 die Verlagerung des Energiewandlers 6 in Richtung des Pfeils PF4 gemäß Fig. 8. Durch den reibschlüssigen Kontakt der Rückenpartie 38 der Meißelschneide 12' einerseits und unter der Andrückkraft der Federzunge 36 andererseits vollzieht der Wippenkörper 29 eine Verlagerung, bei welcher das freie Ende des langen Schenkels 30 bis zur Anlage der Stirnseite 39 an einer Begrenzung 40 der Halterung 31 in den Bereich zwischen der Halterung 31 und der Oberfläche 9 des Energiewandlers 6 dringt und der Fixierbolzen 34 aus der Arretierungsnute 33 gleitet (Fig. 8). Gleichzeitig wird durch die Meißelschneide 12' ein Span 14 aus dem Material des Energiewandlers 6 gelöst und hierdurch der Dämpfungseffekt bewirkt. Die Rückenpartie 41 der Klemmkante 16' liegt reibschlüssig auf der Oberfläche 9 des Energiewandlers 6.

Ist die Verzörungsphase beendet und durch zumindest teilweise Regenerierung die Schraubendruckfeder 2 gemäß Fig. 3 wieder in der Lage, den Energiewandler 6 entsprechend dem Pfeil PF5 der Fig. 9 relativ zu der ortsfesten Halterung 31 zu bewegen, so dringt nunmehr Klemmkante 16' in die Oberfläche 9 des Energiewandlers 6 ein und verhindert diese Bewegung. Ein Verschwenken des Wippenkörpers 29 wird in dieser Situation dadurch verhindert, daß nunmehr der Fixierbolzen 34 in der Aussparung 35 oberhalb der Arretierungsnute 33 liegt.

Wie die Fig. 10 erkennen läßt, kommt diese Bauart bevorzugt bei einem im Querschnitt runden stabförmigen Energiewandler 6 zur Anwendung.

Die Fig. 11 veranschaulicht einen Wippenkörper 29', bei welchem nunmehr sowohl das Umformelement 7'' als auch das Klemmorgan 17'' zahnförmig ausgebildet sind und der Wippenkörper 29' selber im wesentlichen schmal und stegartig ausgebildet ist.

Auch dieser Wippenkörper 29' vollzieht die anhand der Fig. 7 bis 9 erläuterten Bewegungen, wobei jedoch nunmehr anstelle des Zusammenwirkens des langen Schenkels 30 des Wippenkörpers 29 gemäß der Bauart der Fig. 7 und 9 mit der Halterung 31 und der Oberfläche 9 des Energiewandlers 6 oberhalb des Meißelzahns 42 eine Nut 43 vorgesehen ist, die mit einem Führungsbolzen 44 zusammenwirkt, der sich parallel zu dem Fixierbolzen 34 erstreckt.

Außerdem ist noch zu erkennen, daß unterhalb des Stegbereichs zwischen dem Meißelzahn 42 und dem Klemmzahn 45 eine Schrägfläche 46 zur Ableitung eines Spans ausgebildet ist.

In der Fig. 12 ist ein stabförmiger Energiewandler 6' mit über seine Länge unterschiedlichem Querschnitt dargestellt. Es ist zu sehen, daß bei einer Relativbewegung des Energiewandlers 6' zu der Meißelschneide 12 entsprechend dem Pfeil PF6 zum Lösen der Späne aus dem Material des Energiewandlers 6' unterschiedliche Kräfte notwendig sind.

Dieser Bewegungsvorgang ist in dem Kraft/Weg- Diagramm gemäß Fig. 14 veranschaulicht wo auf der horizontalen Achse HA der Weg S in Millimetern und auf der vertikalen Achse VA die Schneidkraft F in Newton dargestellt sind. So ergibt sich die geradlinig abfallende Kurve K.

Fig. 15 zeigt ein Kraft/Weg-Diagramm der Schraubendruckfeder 2 der Fig. 1 bis 3 in dem für den Linearstrammer 1 vorgesehenen Arbeitsbereich im Falle der Aktivierung der Schraubendruckfeder 2. Auf der horizontalen Achse HA ist wiederum der Weg S1 in Millimetern und auf der vertikalen Achse VA die Druckkraft F1 in Newton veranschaulicht. Hierdurch ergibt sich die geradlinig ansteigende Kurve K1.

Überlagert man nun die Kurven K und K1 gemäß den Fig. 14 und 15, so ergibt sich die resultierende Kurve K2 entsprechend der Darstellung der Fig. 16, welche im wesentlichen eine gleichförmige Gesamtkraft F2 in Newton über den gesamten Weg S2 in Millimetern veranschaulicht.

In der Fig. 13 ist schließlich ein scheibenförmiger Energiewandler 6'' als Bestandteil eines ansonsten nicht näher veranschaulichten Rotationsstrammers dargestellt. Dieser Energiewandler 6'' wirkt mit einem Schneidmeißel als Umformelement 7 und einem Klemmorgan 17, beispielsweise gemäß den Fig. 4 bis 6, zusammen. Zur Vereinfachung ist lediglich das Umformelement 7 dargestellt.

Wird nach der Strammung des Gurtbands dieses durch den Fahrzeuginsassen so beansprucht, daß sich der Energiewandler 6'' in Pfeilrichtung PF7 um die Achse 47 dreht, so ist erkennbar, daß die Meißelschneide 12 einen Span 14' am Umfang U abhebt. Die Position a der Meißelschneide 12 nach einer vollen Umdrehung des Energiewandlers 6'' läßt erkennen, daß dann die Meißeischneide 12 wieder in die Oberfläche 9' des Energiewandlers 6'' dringt und durch Lösen eines Spans 14'' mindestens für eine weitere Umdrehung ein konstanter Dämpfungseffekt erzeugt wird.

Ansonsten ist die Funktion des Energiewandlers 6'' entsprechend der Fig. 13 identisch mit der Funktion der Energiewandler 6 und 6' gemäß den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 6 oder, 7 bis 10.


Anspruch[de]
  1. 1. Sicherheitsgurt für einen Piloten- oder Flugbegleitersitz in einem Luftfahrzeug, welcher mindestens ein Gurtband mit einem einen reversiblen Energiespeicher (2) enhaltenden Gurtstrammer (1) aufweist, dem ein beim Regenerieren des Energiespeichers (2) durch ein sich mindestens mittelbar an der Fahrzeugzelle als Widerlager abstützendes Umformelement (7, 7', 7'') verformbarer, mit dem Energiespeicher gekoppelter Energiewandler (6, 6', 6'') zugeordnet und der verformte Energiewandler (6, 6', 6'') bei zumindest teilweise wieder regeneriertem Energiespeicher (2) durch ein Klemmorgan (17, 17', 17'') lagefixierbar ist.
  2. 2. Sicherheitsgurt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiewandler (6, 6', 6'') stab- oder scheibenförmig ausgebildet und oberflächenseitig unter den spanabhebenden Einfluß eines Meißels (7, 7', 7'') sowie dazu zeitversetzt unter den lagefixierenden Einfluß des Klemmorgans (17, 17', 17'') gestellt ist.
  3. 3. Sicherheitsgurt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformelement (7) durch einen in der Bereitschaftsposition des Energiespeichers (2) mit einem Klemmhebel (17) verriegelten und unter Federkraft an der Oberfläche (9) des Energiewandlers (6, 6', 6'') reibschlüssig anliegenden, in der Wirkposition des Energiespeichers (2) in das Material des Energiewandlers (6, 6', 6'') eindringenden Schwenkmeißel gebildet ist.
  4. 4. Sicherheitsgurt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformelement (7', 7'') als zahn- oder schneidenartiger Meißel Bestandteil eines Wippenkörpers (29, 29') bildet, in der Bereitschaftsposition des Energiespeichers (2) unter Federkraft an der Oberfläche (9) des Energiewandlers (6, 6', 6'') reibschlüssig anliegt, in der Wirkposition des Energiespeichers (2) in das Material des Energiewandlers (6, 6', 6") dringt und mit seiner Meißelkante (12', 42) einer ebenfalls Bestandteil des Wippenkörpers (29, 29') bildenden Klemmkante (16', 45) mit Abstand frontal gegenüberliegt.






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