DE2252873A1 - Freigabevorrichtung - Google Patents

Description

10 rue Saint-Dominique

75 Paris VIIe, Frankreich

Freigabevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine mechanische Freigabevorrichtung, wie sie gelegentlich bei manchen Fallschirmen zur Trennung der Verbindung zwischen Fallschirm und Last bei der Landung benutzt wird, so daß vermieden wird, daß die Last von dem durch den Wind aufgeblähten Schirm bis zu einem natürlichen Hindernis (Graben, Baum, Böschung usw.) mitgeschleift wird. Dadurch kann nämlich die Last beschädigt und die Wiederverwendung des Schirms erschwert werden.

Ein Fallschirmabwurf besteht aus den folgenden Hauptphasen:

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a) Abwurf: der Schirm ist noch nicht ausgetreten, die

Last fällt im freien Fall.

b) Stabilisierte Sinkphase: Der Schirm entfaltet sich

und bewirkt eine Verlangsamung, die in manchen Fällen 6g erreichen kann. Dieser Entfaltungsstoß wird zum Auslösen der Vorrichtung benutzt, die bei der Landung die Freigabe des bchirms erlaubt.

c) Stoßweise Spannung: Die auf den Fallschirm einwirkenden Kräfte erzeugen einen Schub, der nach der Öffnung des Schirms nicht konstant ist, da einige Sekunden nach der Entfaltung des Schirms stoßweise Spannungen auftreten, die bei der Bestimmung der Merkmale der Freigabevorrichtung zu berücksichtigen sind, damit diese nicht vorzeitig entriegelt wird.

d) Landung: Sobald die Last den Boden berührt, tritt die

Freigabevorrichtung in Tätigkeit und trennt die Verbindung zwischen den Aufhängungsorganen des Schirms und den Aufhängungsgurten der Last.

Die bekannten Freigabevorrichtungen können in zwei Gruppen eingeteilt werden. Die erste Gruppe besteht aus pyrotechnischen Freigabevorrichtungen. Diese besitzen einen Körper, der aus zwei Elementen besteht, deren eines mit den AufhängungsOrganen des Schirms und deren anderes mit den Aufhängungsgurten der Last verbunden ist. ,'lenn die Last den Boden berührt, zündet ein Trägheitsschalter Zündkapseln, die die Trennung der beiden Elemente der Freigabevorrichtung bewirken. Der Nachteil dieser Vorrichtungen besteht darin,

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daß sie kompliziert sind und einen empfindlichen Aufbau (Trägheitsschalter) haben, der die Betriebssicherheit bedingt .

Die zweite Gruppe besteht aus Verzögerungs-Freigabevorrichtungen, die aus zwei Einheiten bestehen, die sich gegeneinander bewegen können und deren eine mit einem mit kalibrierten Bohrungen versehenen Kolben und deren andere mit einem mit Fett gefüllten Zylinder verbunden ist* Wenn auf die Freigabevorrichtung zwei gleichgroße und direkt entgegengesetzte Kräfte einwirken, bewegt sich der Kolben in den Zylinder hinein, schert einen hierzu vorgesehenen Stift ab (Auslösung der Freigäbevorrichtung) und komprimiert das Fett, das durch die kalibrierten Bohrungen auf die andere Seite des Kolbens überfließt. Am Hübende befindet sich eine Zange mit Armen, die von der mit dem Zylinder verbundenen Einheit getragen wird, in einer freigegebenen Stellung. In dieser Stellung widersetzt sich nur die an den Greifern der Zange wirkende Reibung infolge der Zugkraft der Öffnung dieser Zange. Sobald diese Zugkraft. IUId₁ damit die Reibungskraft verschwindet oder verringert wird, öffnet sich die Zange unter der Wirkung einer Feder und trennt . den Schirm von der Last, Derartige Freigabevorrichtungen besitzen folgende Nachteile:

Die Umgebungstemperatur beeinflußt die Viskosität des Fettes und infolgedessen die Betriebsgeschwindigkeit und die Betriebszeit. Die Arbeitsweise ist von den Merkmalen des benutzten Fettes abhängig. Am Hubende des Kolbens kann eine vorzeitige Öffnung der Zange auftreten, wenn die Reibung infolge der Zugkraft aus unvorhergesehenen Gründen abnimmt (Schlamm, Regen, Stöße, .Schwingungen usw.)

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Dadurch kann die Last vor der Landung abgetrennt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Freigabevorrichtung werden diese Nachteile vermieden. Diese bewirkt nämlich eine mechanische, feste, positiv zu nennende Verriegelung der Verbindung zwischen dem Schirm und der Last, solange die Last den Boden nicht berührt (die Verriegelung ist nicht von einer unbestimmten Reibungskraft abhängig). Die Umgebungstemperatur hat auf die Arbeitsweise und auf die Arbeitszeit keinen Einfluß. Verglichen mit den Abmessungen ist die Belastungsfähigkeit sehr hoch. Die Freigabevorrichtung ist mit einer Einrichtung versehen, die die stoßweisen Kräfte des Fallschirms dämpft.

Die Freigabevorrichtung besitzt einen Körper, in welchem eine in axialer Richtung bewegliche Stange sitzt, die durch ein elastisches Organ ins Innere des Körpers zurückgeholt wird. An einem Ende der Stange ist ein Halter befestigt, der mit dem Schirm des Fallschirms verbunden ist; am anderen Ende der Stange ist ein Nocken befestigt, dessen der Stange entgegengesetzt angeordneter, vorderer Teil allgemein prismenförmig ist und dessen an die Stange anschließender, hinterer Teil mit allgemein kreisförmigen Aussparungen versehen ist. Zur geeigneten Dämpfung der auf den Fallschirm einwirkenden stoßweisen Kräfte muß als elastisches Organ zum Rückholen der Stange vorzugsweise eine selbstdämpfende Feder mit starker Hysteresis benutzt werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht dieses Organ aus einer unter der Bezeichnung Feder mit hydrostatischer Elastomerkomprimierung bekannten Feder mit geringen Abmessungen und hoher Leistung.

Ein Ste.ckteil, das mit der abzuwerfenden Last durch einen Halter verbunden ist, wird mit dem Körper durch einen

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mechanischen Riegel (beispielsweise mit Rollen oder Kugeln) fest verbunden gehalten, der durch den vorderen Teil des Nockens blockiert wird, wenn die bewegliche Stange aus dem Körper herausgezogen ist und sich in der gespannten Stellung befindet, wobei das elastische Organ komprimiert ist. tfird die Stange freigegeben, so wird die Einheit Stange-Nocken durch das elastische Organ ins Innere des Körpers zurückgeholt und erst am Hubende befindet sich der hintere Teil des Nockens, der die kreis- - · förmigen Aussparungen besitzt, gegenüber dem Riegel, so daß dieser freigegeben ist und das Steckteil nicht mehr an dem Körper verriegelt.

Gemäß einer Ausführungsform besteht der Riegel aus mindestens einer beweglichen Rolle, die durch in Querrichtung angeordnete Nuten des Körpers geführt wird und in der gespannten Stellung in einer Aussparung des Steckteils verankert ist. Im Rahmen der Erfindung sind jedoch auch beliebige andere mechanische Einrichtungen zur Verriegelung des Steckteils möglich, beispielsweise eine Vorrichtung, die aus einer oder mehreren Kugeln besteht, deren jede in einer Aussparung des Steckteils beweglich ist und die in der gespannten Stellung in entsprechenden Aussparungen des Körpers, beispielsweise konischen Aussparungen, "verankert sind.

Die Stange wird in der gespannten Stellung durch eine mechanische Einrichtung gehalten, die gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung aus einem Stift oder Keil besteht, der eine Verspreizung bildet, wenn, er zwischen den Körper und den Halter des Schirms eingesetzt ist, wobei er in dieser Stellung durch die Rückhol-

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kraft des elastischen Organs gehalten wird. Wenn auf die bewegliche Stange eine ausreichende Zugkraft ausgeübt wird, fällt der Stift durch sein Gewicht heraus.

Gemäß einer Verbesserung dieser Ausführungsform ist der zwischen den Körper und den Plalter des Schirms eingesetzte Stift an dem Körper angelenkt und wird durch eine Feder in der Ausrückrichtung verschwenkt, wenn auf die bewegliche Stange eine ausreichende Zugkraft ausgeübt wird.

Die Freigabevorrichtung arbeitet nach vorheriger Spannung während eines Fallschirmabwurfs folgendermaßen:

Der durch die Entfaltung des Schirms erzeugte Stoß bewirkt, daß die bewegliche Stange etwas weiter aus dem Körper austritt, wodurch der Stift freigegeben wird und durch sein Gewicht herausfällt oder durch seine Rückholfeder ausgerückt wird. Die auf die Entfaltung des Schirms folgenden Änderungen der Kräfte werden durch die selbstdämpfende Feder absorbiert, die sich gleichmäßig entspannt, bis zwischen der abgeworfenen Last und der Feder ein Gleichgewicht herrscht. In diesem Moment sind die bewegliche Stange und der Nocken in den Körper um einen gewissen Hub eingetreten, der prismenförmige Teil des Nockens befindet sich jedoch immer noch gegenüber den Rollen (oder Kugeln) und die Verriegelung ist weiterhin gewährleistet. Herrn die Last den Boden berührt, kann sich die Feder durch Aufhören der Krafteinwirkung auf die Aufhängungsgurte vollständig entspannen, wobei die Stange und der Nocken ins Innere des Körpers mitgenommen v/erden. Am Hubende blockiert der Nocken nicht mehr die Rollen oder Kugeln. Das den Halter uer Last tragende Steckteil ist somit aus dem Körper

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ausgekuppelt und der Fallschirm ist nicht mehr mit der Last verbunden.

■ Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der beiliegen- · den Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie A-A von Fig. 2 durch die Freigabevorrichtung in gespannter Stellung.

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie B-B von Fig. 1.

Fig. 5 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht, die die Bauteile der Freigabevorrichtung in ausgekuppelter Stellung zeigt, nachdem die Last den Boden berührt hat.

Fig. 4 ein Diagramm der Merkmale der Balastung in Abhängigkeit von dem Hub. \

Die auf den Figuren dargestellte Freigabevorrichtung besitzt einen Körper 1 mit der Außenform eines Prismas, der aus zwei Teilen 2 und 3 besteht, die durch sechs Schrauben 4 miteinander verbunden sind. Ferner besitzt die Freigabevorrichtung eine handelsübliche seIbstdämpfende Feder mit hydrostatischer Elastomerkomprimierung, die aus* einem Behälter 6, der ein Elastomer 7 enthält, und aus einem Differentialkolben 8 besteht. Am oberen Ende des Kolbens ist ein Halter 9 befestigt, in dem eine Spule 10 zur Anbringung der Aufhängungsorgane 11 des Schirms sitzt. Diese Spule 10 ist durch die Achse 17 und die Schraube 18 befestigt. Am unteren Ende des Kolbens 8 ist ein prismenförmiger Nocken 12 mit rechteckigem Querschnitt angeschraubt, der zwei kreisförmige Aussparungen 13a und 13b besitzt, die Rampen zum Freigeben von Rollen 14a und 14b bilden. Die beiden Rollen 14a und 14b, die zu beiden Seiten' des

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Nockens 12 angeordnet sind, können sich in einer zur Längsachse der Freigabevorrichtung senkrechten Ebene in den beiden Nuten 15a und 15b des Körpers 1 bewegen.

Die Freigabevorrichtung besitzt ferner ein Steckteil 16, das aus einer Gabel 19, in welcher eine Spule 20 sitzt, und aus einer Gabel 21 besteht, die in den rechteckigen Aussparungen 22 und 23 des Körpers 1 gleiten kann. Die Gabel 21 besitzt zwei halbkreisförmige Aussparungen 24 und 25, in welche die Rollen 14a und 14b eintreten, wenn die Freigabevorrichtung sich in gespannter Stellung befindet.

Die durch die Achse 26 und die Schraube 27 befestigte Spule 20 gestattet die Anbringung der Aufhängungsgurte 31 der Last.

Zwischen den Halter 9 und den Körper 1 ist ein Stift 28 eingesetzt, der die Freigabevorrichtung in der gespannten Stellung hält. Dieser Stift ist durch eine Schnur 29 mit dem Körper 1 verbunden, damit er bei der Auskupplung nicht verloren geht. Eine Marke an dem Körper und eine gleiche Marke an dem Halter 9 erleichtern das Einsetzen des Stiftes.

Die Freigabevorrichtung wird auf sehr einfache Weise mithilfe eines SpezialWerkzeuges, beispielsweise einer Winde, gespannt, die nicht zur Erfindung gehört und nicht dargestellt ist. Die Freigabevorrichtung wird auf der finde durch zwei Daumen gehalten, die in zwei Bohrungen 30 des Körpers 1 eingreifen. Durch eine Schrauben-Mutter-Einheit wird an der oberen Spule 10 gezogen, während gleichzeitig eine Federvorrichtung die Gabel 21 des Steckteils 16 in den Körper 1 bis zum Anschlag einführt.

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Das Diagramm von Pig. 4 zeigt die Arbeitsweise der Preigabevorrichtung während' des Fallschirmabwurfs (Zugkräfte auf der Ordinate, Hub auf der Abszisse). Die mit Elastomerkompression arbeitende Feder hat folgende Merkmale:

Statische Vorspannung... 1.000 daN.

Statische-Kennlinie. ... unterbrochen gezeichnete Kurve

von Pig. 4. -.■■-..■ -....-..

Dynamische Kennlinie ... äußere Kurve von Pig 4 (dünne

und dicke Linien).

Arbeitsdiagramm der

Preigabevorrichtung in dicker Linie gezeichnete Kurve,

Der Abschnitt Aa entspricht dem Spannen der Preigabevorrichtung (statisch). Der Abschnitt abc (dynamisch) entspricht dem Stoß bei der Entfaltung des- Schirms, der Stift wird freigegeben und fällt heraus. Der Abschnitt cd entspricht der Dämpfung der stoßweisen Spannungskräfte des Fallschirms (oben beschriebene Phase c). Der Abschnitt de entspricht der gleichmäßigen Entspannung der Feder, am Punkt e besteht ein Gleichgewicht zwischen der Last und der Feder. Der Abschnitt eA entspricht der vollständigen Entspannung der Feder, während die Last den Boden berührt hat. Der Punkt f entspricht der Auskupplung zwischen dem Steckteil 16 und dem Körper 1.

Die erfindungsgemäße Preigabevorrichtung kann für alle Arten von Lastabwürfen mit Fallschirmen und insbesondere bei großen Lasten angewandt· werden. Da die Bedienung sehr einfach ist und keine falschen Handgriffe möglich sind, eignet sich diese Vorrichtung insbesondere für die Benutzung durch wenig spezialisiertes Personal.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   λ,J Vorrichtung zur zeitweisen Verbindung von zwei ter Einwirkung von zwei gleichen und direkt entgegengesetzten Kräften unterliegenden Einheiten, die die schnelle und automatische Trennung dieser beiden Einheiten bei Verringerung der Kräfte gestattet, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen mit einem der Einheiten durch ein elastisches, selbstdämpfendes Organ verbundenen Körper, ein mit der anderen Einheit verbundenes Steckteil · und eine Einrichtung zur Verriegelung des Steckteils an dem Körper besitzt, daß das elastische, selbstdämpfende Organ eine Einrichtung besitzt, die so auf den Riegel einwirkt, daß das Steckteil an dem Körper verriegelt bleibt, solange die Kräfte über einem vorbestimmten Wert bleiben, und freigegeben wird, wenn die Kräfte den vorbestimmten Wert unterschreiten, und daß eine Vorspanneinrichtung vorgesehen ist, die die Vorrichtung vor ihrer Benutzung verriegelt hält.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Steckteil die Form einer Gabel hat, in die die auf den Riegel einwirkende Einrichtung eintritt und deren jeder Schenkel mit mindestens einer Aussparung zur Einführung des Riegels versehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die auf den Riegel einwirkende Einrichtung ein Nocken ist, der an dem elastischen selbstdämpfenden Organ befestigt ist und gegenüber dem

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   Riegel verschiebbar ist..
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet , daß der Riegel aus mindestens einer zylindrischen Rolle besteht, die mit ihren Enden in zwei Nuten des Körpers und mit ihrem mittleren Teil in der Aussparung der Gabel des Steckteils aufliegt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch '.gekennzeichnet , daß die die Vorrichtung verriegelt haltende Vorspanneinrichtung aus einem losen Stift besteht, der zwischen den Körper und ein an der ersten Einheit befestigtes Teil eingesetzt ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Stift mit dem Körper über ein Gelenk mit elastischer Rückholung verbunden ist.

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