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Trennvorrichtung zum Zertrennen einer Leine, insbesondere Ausziehleinen
von Fallschirmen Die Erfindung bezieht sich auf eine Trennvorrichtung für Kabel
oder Leinen und richtet sich insbesondere auf eine Vorrichtung zum Abtrennen der
von einem Hilfsfallschirm zu einem anderen Fallschirm führenden Fallschirmausziehleine
in Notfällen. Die Erfindung eignet sich insbesondere für Flugzeugschleudersitze,
bei denen sich nach dem Ausschleudern des Sitzes aus dem Flugzeug ein Hilfsfallschirm
entfaltet, der die Geschwindigkeit des Sitzes herabsetzt und seine Höhe ändert,
bevor der auf dem Sitz sitzende Mann vom Sitz getrennt wird. Die Hilfsfallschirmleine
ist dabei nicht nur am Schleudersitz befestigt, sondern auch an dem Personenfallschirm,
so daß beim Lösen des Hilfsfallschirmes vom Schleudersitz automatisch der Personenfallschirm
zur Entfaltung ausgezogen wird.
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In bestimmten Fällen kann der Flieger den Wunsch haben, seinen Fallschirm
schnell von der Hilfsfallschirmleine zu lösen, so z. B., wenn die automatische Vorrichtung
am Schleudersitz zum Lösen der Hilfsfallschirmleine vom Sitz ausfällt, der Personenfallschirm
aber dringend vom Hilfsfallschirm gelöst werden muß. Für diesen Zweck besteht die
Verbindungsleine von Hilfsfallschirm und Personenfallschirm aus zwei getrennten,
durch ein von Hand mittelbar oder unmittelbar lösbares Befestigungselement miteinander
verbundenen Teilen.
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Obwohl sich diese Anordnung zum Trennen des Personenfallschirmes vom
Hilfsfallschirm und damit vom Sitz in Notfällen bewährt hat, wäre es trotzdem besser
und sicherer, wenn lösbare Verbindungen in der Auszugsleine des Hauptfallschirmes
vermieden oder auf ein Minimum herabgesetzt werden könnten. Eines der Ziele der
Erfindung ist die Schaffung von Vorrichtungen, mit denen man dieser Forderung gerecht
werden kann.
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Die durch die Erfindung vorgeschlagene Trennvorrichtung für Kabel
oder Leinen enthält einen Trennkopf mit einer einen Amboß bildenden Aussparung zur
Aufnahme und normalen Unterbringung -eines Teiles dieser Leine, ein eine geführte
Bewegung durch diese Aussparung zum Zertrennen der Leine ausführendes Messer, Vorrichtungen
zum kräftigen Vortrieb dieses Messers durch die Aussparung zum Zertrennen der darin
befindlichen Leine im Bedarfsfalle und Vorrichtungen zur Steuerung dieser Vortriebsvorrichtung.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bildet dieser Trennkopf
einen Teil eines Gehäuses, in dem ein das Messer tragender Träger hin- und herverschiebbar
montiert ist und das ferner Vorrichtungen aufweist, die den Träger mit seinem Messer
kräftig in Richtung zu der die Leine aufnehmenden Aussparung treiben können. Das
Messer kann jedoch auch schwenkbar an dem Gehäuse angeordnet sein und bei seiner
Schwenkbewegung wirksam werden. Vorzugsweise ist es jedoch ähnlich wie das Messer
einer Guillotine so geführt, daß es eine Hin- und Herbewegung ausführt.
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Der Vortrieb des Messers in Trennrichtung im richtigen Augenblick
erfolgt zweckmäßig durch eine Feder, kann aber auch durch Druck, beispielsweise
Gasdruck, vorgenommen werden. In diesem Falle wird der Gasdruck durch Entzünden
einer Explosivladung in dem Gehäuse erzeugt.
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Findet ein federbetätigter Messerträger Verwendung, dann werden entsprechende
Zähne oder Klinken, die den Messerträger in seiner gespannten Stellung halten, und
Auslösevorrichtungen vorgesehen sein, die den Träger im Bedarfsfalle freigeben und
normalerweise durch ein direktes Kabel oder ein Gestänge von einem Handbetätigungsglied
betätigt werden, welches vorzugsweise an einer von der Trennvorrichtung entfernten
Stellung, jedoch in im Notfalle bequemer Reichweite für den Flieger sitzt.
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Zur Überbrückung des in der Aussparung sitzenden Teiles der Leine
kann ein verschiebbarer Schutzdeckel vorgesehen sein, der das Einsetzen der Leine
in die
Aussparung und das Abziehen der Leine von der Aussparung
unter normalen Umständen ermöglicht.
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Wird eine Trennvorrichtung der oben beschriebenen Art in einen Flugzeugschleudersitz
eingebaut, dann wird das Handbetätigungsglied vorzugsweise so angeordnet, daß es
auch andere Vorgänge mit auslöst, beispielsweise das Lösen des Sitzanschnallgurtes
und der Bein- und Armhalterungsleinen.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung sollen einige Ausführungsbeispiele
an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in Fig. 1 eine perspektivische
Teilansicht zur Veranschaulichung der Anordnung des Erfindungsgegenstandes in einem
Flugzeugschleudersitz, Fig.2 eine Seitenansicht der Leinentrennvorrichtung gemäß
der Erfindung, Fig. 3 einen Schnitt längs derLinieIII-III der Fig.2, Fig. 4 einen
Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 2, Fig. 5 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht
einer abgeänderten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leinentrennvorrichtung
und Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
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Nach den Fig. 2, 3 und 4 enthält die Leinentrennvorrichtung ein längliches
Gehäuse 1, dessen oberer Teil t im wesentlichen halbrunden Querschnitt aufweist,
während der untere Teil 3 zylindrischen Ouerschnitt besitzt. Am hinteren Ende des
oberen Teiles 2 des Gehäuses 1 sind Ösen 4 vorgesehen, mit denen das Gehäuse am
oberen Teil der Seitenwandung des Rahmens eines einen Haupt- oder Personenfallschirm
5' tragenden Flugzeugschleudersitzes 5 angeschraubt werden kann. Das Gehäuse kann
auch an einem Teil eines solchen Rahmens, beispielsweise einem einen Hilfsfallschirm
6' umschließenden Hilfsfallschirmgehäuse 6 befestigt sein (vgl. Fig. 1).
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Das Gehäuse 1 ist über den größeren Teil seiner Länge, vom unteren
Ende beginnend, mit einer-zylindrischen Bohrung 7 versehen, die koaxial zum zylindrischen
Teil 3 des :Gehäuses verläuft, während oberhalb dieser Bohrung das Gehäuse im wesentlichen
festen Trennkopf oder Anker 8 mit einer einen querverlaufenden Einschnitt und einen
nach unten und rückwärts abfallenden, runden Boden aufweisenden Aussparung 9 zur
Aufnahme einer Leine 10 bildet, welches in diesem Falle dazu dient, den Hilfsfallschirm
6' mit dem Personenfallschirm 5' für den den Schleudersitz benutzenden Flieger zu
verbinden.
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Die Achse der die Leine aufnehmenden Aussparung 9 steht senkrecht
zur Achse des zylindrischen unteren Teiles 3 des Gehäuses 1 und wird von letzterer
geschnitten. Die oberen und unteren Kanten 11 und 12 der Aussparung sind stark abgerundet,
um ein Scheuern der Leine 10 zu vermeiden.
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Die Bohrung 7 des Gehäuses 1 erstreckt sich bis kurz vor den Boden
der die Leine aufnehmenden Aussparung 9 (vgl. Fig. 3). In der Bohrung kann sich
ein zylindrischer Stempel 13 hin- und herbewegen, in dessen oberes Ende auswechselbar
und diametral ein hochstehendes Messer 14 mit einer Schneide befestigt ist, deren
oberer hinterer Teil 15 in einen engen Schlitz 16 (Fig. 5) hineinragt und in diesem
geführt ist. Dieser Schlitz erstreckt sich in Längsrichtung des Gehäuses 1 und sitzt
in der gleichen Querschnittsebene der Bohrung 7 wie die ,Messerschneide, so daß
durch den Eingriff des Messers mit dem Schlitz 16 eine Drehung des Stempels 13 und
des Messers in der Bohrung 7 verhindert ist und die Breitseite des Messers senkrecht
zur Achse der Aussparung 9 im Trennkopf 8 gehalten wird. Der untere Teil des Schlitzes
16 ist nur in der Rückwandung des Gehäuses 1 vorgesehen, jedoch erstreckt sich der
Schlitz im Trennkopf von der Rückfläche des Gehäuses 1 bis zur Vorderseite des letzteren,
wie man deutlich aus Fig. 4 erkennt.
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Der Stempel 13 ist mit einem langen hohlzylindrischen Rand 17 versehen,
in dem eine kräftige Druckfeder 18 sitzt, die mit ihrem oberen Ende an der Unterseite
des Stempels 13 und an ihrem unteren Ende an einer Beilagscheibe 19 anliegt, welche
in einer eine Mittelbohrung aufweisenden Abschlußkappe 20 sitzt, die auf den Bodenteil
3 des Gehäuses aufgeschraubt ist. Diese Feder wird von einer Hülse 21 umgeben, deren
unteres Ende mit der Beilagscheibe 19 im Eingriff steht, während das obere Ende
etwas unterhalb der untersten Stellung des Stempels 13 im Gehäuse 1 liegt. Der Rand
17 auf dem Stempel 13 dient dazu, den Stempel während seiner Bewegung koaxial in
der Bohrung 7 zu halten. Die obere Schneidkante des Messers 14 ist gegen die Achse
der Bohrung 7 abgeschrägt und verläuft parallel zu den. oberen und unteren Wandungen
der die Leine aufnehmenden Aussparung 9, d. h., das Messer 14 arbeitet wie das Messer
bei einer Guillotine.
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Das Messer 14 soll unter gewissen Umständen, die später noch erläutert
werden, die in der Aussparung 9 sitzende Leine 10 zertrennen, wird jedoch normalerweise
in seiner in Fig.3 dargestellten gespannten Stellung gehalten, in der die Feder
18 stark zusammengedrückt ist.
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Wie man aus Fig. 3 erkennt, wird der Messerträger oder Stempel 13
in der gespannten Stellung durch einen Zahn oder eine Klinke 22 gehalten, die auf
einem waagerechten Stift 23 gelagert ist, welcher an seinen Enden von den Seitenwandungen
einer offenen Konsole 24 getragen wird, welche an der Hinterseite des Gehäuses 1
angeordnet ist. Der Zahn wird in der gespannten Stellung durch eine Rolle 25 gehalten,
die auf einem Ende eines Kurbelarmes 26 sitzt, welcher an seinem anderen Ende auf
einem Stift 27 drehbar montiert ist, der zwischen den Wandungen der offenen Konsole
24 gelagert ist.
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Der Kurbelarm 26 wirkt mit dem Zahn oder der Klinke 22 nach dem Kniehebelprinzip
zusammen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß, wenn die Achse der Rolle 25
oberhalb der den Drehstift für den Kurbelarm 26 enthaltenden Horizontalebene liegt,
der Zahn 22 in einer Stellung gehalten wird, in der er den Stempel 13 gespannt hält.
Wird jedoch der Kurbelarm 26 nach unten in eine Stellung unterhalb dieser Horizontalebene
geschwenkt, dann kann die kräftige Druckfeder 18 über den Stempel 13 den Zahn 22
beiseite schieben, so daß das Messer 14 rasch nach oben schnellt und dabei die in
der querverlaufenden Aussparung 9 sitzende Leine kräftig durchschneidet.
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Bei der Bewegung des Kurbelarmes 26 aus der gespannten Stellung nach
Fig. 3 in die entspannte Stellung; wie sie in gestrichelten Linien in Fig. 3 dargestellt
ist, muß sich die Klinke oder der Zahn 22 zuerst leicht nach innen in Richtung der
Messerschneide 14 bewegen, wodurch der Stempel 13 in der Bohrung 7 leicht zurückgedrückt
wird. Der Rand 17 des Stempels 13 ist deshalb so konstruiert, daß er diese leichte
Einwärtsbewegung des Stempels erlaubt. Aus dem gleichen Grunde endet die Hülse 21
kurz vor der Unterseite des Stempels 13.
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Das Spannen des Stempels 13 und damit des Messers 14 erfolgt gewöhnlich
mittels einer Spannschiene 28, von der in Fig.3 lediglich ein Teil gezeichnet ist
und die in die Bohrung 7 durch einen exzentrischen
senkrechten Kanal
29 im Trennkopf 8 eingesetzt werden kann. Der Stempel 13 wird während dieses Spannvorganges
bis an seine maximale Grenze zurückgedrückt, so daß der Zahn voll in und über die
gespannte Stellung hinausschwingen kann und damit der Rücklauf der Rolle 25 in die
obere Stellung nach Fig. 3 möglich wird. Dieser Rücklauf wird in diesem Zeitpunkt
durch eine Druckfeder 30 erreicht, die in einem zylindrischen Gehäuse 31 sitzt und
zwischen dem Unterteil des Gehäuses, welches in einer schalenförmigen Lagerung 32
ruht, und dem unteren Ende eines gabelförmigen Lenkers 33 wirkt, welcher den Kurbelarm
26 und seine Rolle umfaßt und an diesen Arm durch einen Stift 34 angeschlossen ist,
der die Rolle 25 trägt.
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Die Betätigung des Kurbelarmes 26 zum Lösen des Zahnes 22 wird bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel mittels eines Bowdenzuges 35 erreicht, dessen
Innenkabel 36 an den gegabelten Lenker 33 angeschlossen ist.
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Das andere Ende des Innenkabels 34 ist an einen Handhebel 37 (Fig.1)
angeschlossen, welcher in einem Gehäuse 38 montiert ist, das an einer Seite der
Sitzwanne 39 des Schleudersitzes 5 befestigt ist. Die Verwendung eines biegsamen
Kabels zum Anschluß des Kurbelarmes 36 an den Handbetätigungshebel 37 ermöglicht
die Einstellung der Sitzwanne 39 auf dem Rahmen des Sitzes 5 ohne Störung der Leinentrennvorrichtung.
Selbstverständlich kann man den gleichen Zweck auch durch Verwendung eines geeigneten
Gestänges oder einer Teleskopdrehmomentwellenvorrichtung erreichen.
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Vorzugsweise wird der Handhebel 37 auch noch zur Betätigung anderer
Vorrichtungen des Schleudersitzes verwendet. So kann dieser Handhebel beispielsweise
zusätzlich eine Überholhandsteuerung zum Lösen des Sitzgurtes im Gefahrensfalle
sein, der normalerweise den Flieger auf dem Schleudersitz festhält, und zum gleichzeitigen
Lösen der Bein- und/oder Armhalterun-g n. So kann der Handhebel
37 mit der Handüberhole steuerung kombiniert sein, welche die obengenannten
Funktionen in einem Schleudersitz aufweist.
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Um die Fallschirmleine 10 in der nach unten geneigten Aussparung 9
im Trennkopf 8 der Trennvorrichtung zu halten und zu schützen, während sie gleichzeitig
beidseitig, d. h. quer zur Achse der Vorrichtung eingesetzt oder erforderlichenfalls
herausgezogen werden kann, ist ein gelenkig gelagerter Dekke140 von im wesentlichen
U-förmigem Querschnitt vorgesehen, welcher den Mund der Aussparung 9 überbrückt.
Dieser Deckel paßt sich der Vorderform des Gehäuses 1 an und ist mit einem Paar
von Ansätzen 41 versehen, welche zwischen sich den oberen Teil 2 des Gehäuses aufnehmen.
Der Deckel ist durch Stifte 42 unterhalb und hinter dem Unterteil der Aussparung
schwenkbar am Gehäuse angebracht, wie man besonders deutlich aus Fig. 2 ersieht.
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Die hinteren Kanten 44 der seitlichen Schenkel des Deckels 40 haben
sinusförmige Gestalt, so daß die unteren Teile 43 sich der kreisförmigen Form des
Unterteiles der Leinenaufnahmeaussparung 9 anpassen, während die oberen Teile 45
der Kanten 44 umgekehrt gekrümmt sind, so daß, wenn die Auszugsleine 10 quer zu
ihrer Länge aus der Aussparung 9 herausgezogen wird, die Leine das Deckelglied 40
nach außen und unten schwingt und derart den Mund der Aussparung frei macht.
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Der Deckel wird durch Federn in seiner geschlossenen Stellung gehalten,
z. B. mittels eines unter Federdruck stehenden Stempels 46, der verschiebbar in
einem Gehäuse 47 montiert ist, welches sich in Längsrichtung längs einer Kante des
Gehäuses 1 erstreckt. Der Stempel besitzt ein abgerundetes oberes Ende und trifft
auf einen Ansatz 48, der seitlich von einem der Ansätze 41 des gelenkig angebrachten
Deckels 40 vorsteht, so daß letzterer immer in seine geschlossene Stellung gedrückt
wird, jedoch unter der Auswirkung einer Kraft nachgibt, die von innen her in Richtung
einer im wesentlichen senkrecht zur Schwenkachse des Deckels und zur Achse des Gehäuses
stehenden Ebene ausgeübt wird.
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Zur leichten Prüfung der Vorrichtung auf ihren Betriebszustand, d.
h. beispielsweise zur Feststellung, ob eine unbeabsichtigte Beschädigung der Leine
10 erfolgt ist, kann im Deckel 40 gegenüber der Ausnehmung 9 und in Flucht mit dem
Messerschlitz 16 eine zentrale senkrechte öffnung oder ein Schlitz 49 vorgesehen
sein.
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Die abgeänderte Schneidvorrichtung, wie sie in Fig. 5 dargestellt
ist, weist im wesentlichen die gleiche Konstruktion wie diejenige nach den Fig.
2 bis 4 auf mit der Ausnahme, daß die Form der Klinke oder des Zahnes, welcher den
das Messer tragenden Stempel zurückhält, abgeändert ist. Da die Konstruktion im
wesentlichen die gleiche ist, finden in den Zeichnungen für entsprechende Teile
gleiche Bezugszeichen Verwendung, wobei abgeänderte Bezugszeichen nur dort verwendet
sind, wo auf abgeänderte Teile Bezug genommen ist.
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Bei dieser abgeänderten Ausführungsform wird der Stempel 13 in der
gespannten Stellung durch eine Klinke oder einen Zahn 22' zurückgehalten, welcher
in einer Bohrung 50 verschiebbar montiert ist, die senkrecht zur Achse der Bohrung
7 des Gehäuses 1 steht und mit einer Konsole 24' versehen ist, die seitlich vom
Gehäuse zwischen dessen Enden vorsteht. Der Zahn oder die Klinke 22 wird durch eine
Druckfeder 51 nach innen gedrückt, die in der Bohrung 50 und um einen Schaft
52 angeordnet ist, an dessen innerem Ende die Klinke oder der Zahn 22' befestigt
ist. Dieser Schaft ist in das Innenkabel 34' eines Bowdenzuges 35' angeschlossen,
der dem Bowdenzug 35 entspricht und mit dem Hebel 37 einer Handüberholbetätigungsvorrichtung
der oben beschriebenen Art verbunden ist. Man erkennt, daß das Wegziehen des Zahnes
oder der Klinke 22' aus der Bohrung 50 den Stempel 13 freigibt, so daß die Leine
10 zertrennt wird.
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Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sieh von
den Konstruktionen nach den Fig. 2 bis 4 und 5 nur in der Art der Wirkungsweise
des das Messer tragenden Stempels 13. Bei der Beschreibung dieser Konstruktion wurden
nur die abgeänderten Teile mit neuen Bezugszeichen versehen.
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Bei dieser abgeänderten Ausführungsform gleitet der Stempel 13' gasdicht
in der Bohrung 7, wobei am Stempel gegebenenfalls entsprechende, in der Zeichnung
jedoch nicht dargestellte Dichtringe vorgesehen sein können. Der untere Teil der
Bohrung 7 bildet eine Kammer zur Aufnahme einer Patrone 53, die ein entsprechend
gewähltes verbrennbares Pulver enthält und an ihrem unteren Ende mit einer Zündkapsel
versehen ist, wie sie normalerweise in Geschoßpatronen Verwendung findet.
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In das untere Ende der Bohrung 7 ist ein Verschlußblock 54 eingeschraubt,
in dem ein in Längsrichtung verschiebbarer Stempel 55 montiert ist, welcher an seinem
oberen Ende eine Zündnadel 56 trägt und durch eine Druckfeder 57 in Zündrichtung
gedrückt wird. Der Stempel 55 wird normalerweise mittels eines keilförmigen Sicherungsstiftes
58 gespannt
gehalten. Der Sicherungsstift verläuft durch das gabelförmige
untere Ende des Stempels 55, der an seinem untersten Teil mit einer Rolle 59 versehen
ist, mit der die Unterkante des Sicherungsstiftes 58 im Eingriff steht. Das Abziehen
des Stiftes 58 zur Freigabe des Stempels 55 kann in geeigneter Weise beispielsweise
durch eine Winkelhebelanordnung 60 erfolgen, die bei 61 an einem festen Teil des
Schleudersitzes 5 drehbar gelagert ist. Der Winkelhebel 60 wird vom Handhebel 37
über ein Gestänge 62 oder einen Bowdenzug betätigt.
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Wird der Stift 58 abgezogen, dann wird der Stempel 55 zuerst teilweise
vom Bodenblock 54 abgezogen, wobei er die Feder 57 weiter zusammendrückt. Anschließend
wird er freigegeben, so daß er nun mit Kraft durch die Feder nach oben getrieben
wird, so daß die Zündnadel 56 die Patrone 53 zündet. Dadurch wird der Gasdruck erzeugt,
welcher den Stempel 13' heftig nach oben schleudert, so daß das Messer 14 die in
der Aussparung 9 befindliche Leine 10 zertrennt.
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Wie bereits oben erwähnt, eignet sich eine Trennvorrichtung gemäß
der Erfindung besonders für Flugzeugschleudersitze für die bereits erwähnten Zwecke,
und zwar sowohl hinsichtlich der Trennvorrichtung selbst als auch selbstverständlich
im Zusammenhang mit einem Schleudersitz, der eine solche Trennvorrichtung aufweist,
für die im Zusammenhang damit vorstehend angegebenen Zwecke.
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In modernen Schleudersitzen sind Gurte zum Festschnallen des Fliegers
im Schleudersitz und zum Lösen vom Sitzgurt nach dem Auswerfen des Sitzes aus dem
Flugzeug und der Entfaltung des Hilfsfallschirmes vorgesehen. Ferner sind vorzugsweise
Vorrichtungen vorgesehen, um die Arme und/oder Beine des Fliegers gegen eine zwangläufige
Verschiebung oder Bewegung beim Ausschleudern des Schleudersitzes aus dem Flugzeug
zu sichern, während der Flieger unter normalen Umständen eine vollständige Bewegungsfreiheit
seiner Arme und Beine haben soll.
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Außerdem erfolgt das Lösen des Sitzgurtes und der Arm- oder Beinhalterungen
vorzugsweise automatisch anschließend an das Ausschleudern des Sitzes. Auch ein
handbetätigter Überholhebel wird vorzugsweise -vorgesehen, wobei alle diese Vorrichtungen
durch Handsteuerung in dem unglücklichen Fall des Ausfalls der automatischen Steuerung
ausgelöst werden können. Der Überholsteuerhebel kann mit dem Überholsteuerhebel
37 der oben beschriebenen Art zum Auslösen der Klinke oder des Zahnes 22 bzw. 22'
oder zum Abziehen des Scherstiftes 58 kombiniert werden.