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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidevorrichtung für ein Fallschirmseil,
die ein Schneideglied umfasst, das im Inneren eines ersten Gehäuses befestigt
ist, welches eine Öffnung
aufweist, die einen Durchlass für
das Fallschirmseil bereitstellt, wobei die Schneidevorrichtung ferner
ein Zündelement
umfasst, das zum Hinausschleudern des Schneideglieds in Richtung
des Seils bereitgestellt ist, nachdem es gezündet worden ist, um das Letztgenannte
durchzuschneiden, wobei das Zündelement
mit flexiblen elektrischen Drähten
verbunden ist, die selbst mit einer Energieversorgungsquelle verbunden
werden können.
Genauer betrifft die vorliegende Erfindung pyrotechnisch betätigte explosive Seilschneider.
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Explosive
Seilschneider sind seit vielen Jahren bekannt. Diese Vorrichtungen
sind zum Beispiel bei der stufenweisen Entfaltung von Fallschirmen
besonders nützlich.
Der Hauptfallschirm wird in Stufen entfaltet, welche Stufen durch
Reffseile gesteuert werden. Ein Seilschneider ist eine nützliche
Vorrichtung, um zu gestatten, dass Reffseile während der stufenweisen Entfaltung
der Reihe nach durchtrennt werden, und um auch den Einsatz eines
Reserveschirms zu bewirken, wenn sich ein Hauptschirm nicht öffnete,
wo dies nötig
war. Daher ist es besonders wichtig, dass die Seilschneidevorrichtungen hochverlässlich sind.
Eine typische Seilschneidevorrichtung umfasst einen Amboss und ein
Schneideglied, das zum Amboss hin beweglich ist, aber davon um einen
Abstand beabstandet ist, welcher gestattet, dass das Seil, das durchtrennt
werden soll, dazwischen hindurchgeht. Das Schneideglied wird typischerweise
durch einen herkömmlichen
Explosiv-Betätigungsaufbau
angetrieben, der eine Zündvorrichtung,
eine Verzögerungsladung,
und eine Explosivladung umfassen kann. Typischerweise werden derartige
Seilschneider durch eine pyrotechnische Ladung angetrieben.
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Bei
den bekannten Vorrichtungen wird das Schneideglied nach der Zündung des
Zündelements in
Richtung des Seils hinausgeschleudert. Wenn von Explosivschneidern
Gebrauch gemacht wird, wird das Explosivmaterial im Zündelement
durch eine elektrische Entladung gezündet. Zu diesem Zweck verbinden
elektrische Drähte
das Zündelement
mit einer Energieversorgungsquelle. Eine derartige Seilschneidevorrichtung
ist zum Beispiel in U5-A-3,991,679, ausgestellt an Patrichi, und
in US-A-2,924,147, ausgestellt an Bohl et al., veranschaulicht.
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Bei
Verwendung wird die Seilschneidevorrichtung einer mechanischen Kraft
ausgesetzt und muss sie auch fähig
sein, über
einen weiten Bereich von Höhen,
Drücken,
Temperaturen, Feuchtigkeits- und Zugbedingungen hinweg verlässlich zu
arbeiten. Soweit diese Parameter eine pyrotechnisch betätigte Vorrichtung
beeinflussen können,
müssen
Maßnahmen
getroffen werden, um jegliche nachteiligen Auswirkungen, die sich
aus Veränderungen
in diesen Parametern ergeben, zu verringern. Da eine Seilschneidevorrichtung
häufig
mit der Entfaltung eines Fallschirms verbunden ist, wird man zusätzlich auch
verstehen, dass eine Seilschneidevorrichtung sehr verlässlich bleiben
muss.
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Es
wurden auch verschiedene Arten von Vorrichtungen vorgeschlagen,
um einen Teil eines Seils vielmehr explosiv zu zerstören, anstatt
das Seil durchzuschneiden. Zum Beispiel wurde vorgeschlagen, eine
Explosivladung zu verwenden, die in ein geflochtenes Seil oder Kabel
eingebettet ist und mit einer Zündvorrichtung
verbunden ist, welche zum Beispiel eine Fulminatverbindung, die
einen Stacheldraht umgibt, umfasst, welche Verbindung gezündet wird,
wenn der Stacheldraht zurückgezogen
wird. Eine derartige zerstörbare
Verbindungsvorrichtung ist zum Beispiel in US-A-2,768,802, ausgestellt
an Dejean, gezeigt.
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Ein
Nachteil der bekannten Vorrichtungen ist, dass auf die elektrischen
Drähte
eine starke mechanische Kraft ausgeübt wird, die zu einem mechanischen
Reißen
der elektrischen Verbindung und daher zu einer Fehlfunktion des
Zündelements
führen könnte, was
zu einem ungenauen Schneiden des Seils führt.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schneidevorrichtung
für ein
Fallschirmseil zu verwirklichen, bei der eine geringere mechanische Kraft
auf die elektrischen Leitungen ausgeübt wird.
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Zu
diesem Zweck ist eine Schneidevorrichtung für ein Fallschirmseil nach der
vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte von
mindestens einem Verstärkungsband
umgeben sind, das aus einem Material gefertigt ist, das weniger
elastisch als die Drähte
ist, wobei das Verstärkungsband
an einem zweiten Gehäuse
befestigt ist, in dem das Zündelement
untergebracht ist. Auf eine solche Weise wird die mechanische Kraft
hauptsächlich
auf das Verstärkungsband
ausgeübt,
da das Letztgenannte weniger elastisch als die Drähte ist. Die
Drähte
spüren
die Kraft viel weniger und bleiben daher mit dem Zündelement
verbunden.
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Eine
erste bevorzugte Ausführungsform
einer Schneidevorrichtung für
ein Fallschirmseil nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass das Band oder die Bänder
um einen starren Stift geknüpft sind,
der insbesondere aus Edelstahl gefertigt ist und an einer Stelle
untergebracht ist, die in das zweite Gehäuse eingepasst ist. Dies ermöglicht eine
verlässliche
Verbindung zwischen dem Band und dem Gehäuse.
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Eine
zweite bevorzugte Ausführungsform
einer Schneidevorrichtung für
ein Fallschirmseil nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die flexiblen elektrischen Drähte an ihren Enden, die im Inneren
des zweiten Gehäuses
angeordnet sind, erstarrt sind, um einen steifen Abschnitt zu bilden,
an den eine Feindrahtbrücke
elektrisch gebunden ist. Dies wird sowohl eine direkte Anbringung
des Feindrahts an jedem elektrischen Draht als auch ein Anlegen der
Punktladung gestatten. Der Vorteil dieser Technik ist, dass jegliche
Zwischenverbindungen zwischen der Steuervorrichtung und der Punktladung vermieden
werden.
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Eine
dritte bevorzugte Ausführungsform
einer Schneidevorrichtung für
ein Fallschirmseil nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass das Seil aus einem schmelzbaren Material gefertigt ist, wobei
das Zündelement
bereitgestellt ist, um bei einer Zündung Wärme zu erzeugen, die ausreicht,
um einen Abschnitt des Seils zu schmelzen. Der geschnittene Mittelabschnitt
des Seils wird auch dann, wenn er nicht vollständig durchgeschnitten wird, durch
die hohe Temperatur des Schneideglieds, die nach der Explosion einer
pyrotechnischen Ladung zur Erhöhung
der Temperatur erhalten wird, und durch die angepasste Größe und Form
der Sicherheitsklinge geschmolzen werden, um die Schneidetätigkeit
sicherzustellen.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen,
die eine bevorzugte Ausführungsform
einer Schneidevorrichtung für
ein Fallschirmseil nach der Erfindung veranschaulichen, ausführlicher
beschrieben werden. In den Zeichnungen
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zeigt 1 eine
Gesamtansicht einer Seilschneidevorrichtung nach der Erfindung;
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zeigt 2 das
Innere einer Seilschneidevorrichtung nach der Erfindung;
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zeigt 3 eine
ausführliche
Ansicht dessen, wie das Band am zweiten Gehäuse angebracht ist; und
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zeigt 4 eine
ausführliche
Ansicht des Zündelements.
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In
den Zeichnungen wurden gleichen oder analogen Elementen die gleichen
Bezugszeichen verliehen.
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Die
Schneidevorrichtung 1 für
ein Fallschirmseil nach der Erfindung, die in 1 veranschaulicht ist,
umfasst ein erstes Gehäuse 2,
das eine Öffnung 3 aufweist,
die zum Durchgang des Seils (nicht gezeigt), das geschnitten werden
soll, bereitgestellt ist. Ein abgeschirmtes Kabel 4, das
das erste Gehäuse verlässt, umfasst
elektrische Drähte,
die zu einer Energieversorgungsquelle (nicht gezeigt) führen.
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Im
Inneren des ersten Gehäuses
ist wie in 2 veranschaulicht ein Schneideglied 5 untergebracht.
Das vordere Ende des Schneideglieds befindet sich in einer solchen
Weise in der Nähe
der Öffnung,
dass sich das Schneideglied nahe des Seils befindet, das die Öffnung quert.
Vorzugsweise weist das Schneideglied eine runde Schneideklinge auf und
ist es kegelförmig.
Dies ermöglicht
ein Schneiden des Seils an zwei unterschiedlichen Stellen. Das Schneideglied
ist als vorderes Ende eines Stifts 6 geformt, um den zwei
O-Ringe geschlungen
sind. Dadurch wird eine glatte Bewegung des Schneideglieds im Inneren
des ersten Gehäuses
erhalten.
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Wie
in 4 näher
veranschaulicht ist ein hinteres Ende 8 des Stifts 6 zu
einem vorderen Ende eines zweiten Gehäuses 9 gerichtet,
das im Inneren des ersten Gehäuses
befestigt ist. Das zweite Gehäuse
bringt ein Zündelement 10 unter,
das durch eine Kappe 11 geschützt ist. Das Zündelement
ist vorzugsweise aus einem pyrotechnischen Material gefertigt. Die
Zusammensetzung des pyrotechnischen Materials bestimmt das Luftvolumen,
das aufgrund der Explosion in der Vorrichtung erzeugt wird, und
die Wärme,
die durch das letztgenannte Material erzeugt wird, und somit auch
die Wärme,
die zum Schneideglied übertragen
wird.
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Zwei
flexible elektrische Drähte 12 und 13 dringen
in das zweite Gehäuse 9 ein
und verlaufen bis zum Volumen, das durch die Kappe 11 bedeckt ist.
Diese Drähte
liefern elektrische Energie zum Zündelement, um das Letztgenannte
zu zünden.
Die Drähte
sind an ihren Enden 14 und 15, die sich im Inneren
der Kappe befinden, erstarrt. Auf eine solche Weise bilden die erstarrten
Enden einen steifen Abschnitt, an den eine Feindrahtbrücke 16 elektrisch gebunden
ist. Dieser Aufbau ist mit dem, der in elektrischen Glühbirnen
verwendet wird, vergleichbar. Die Erstarrung der Drahtenden wird
zum Beispiel durch Schmelzkopfschweißen der zahlreichen Fadendrahtenden
verwirklicht. Die Anbringung der Feindrahtbrücke an den Drahtenden wird
vorzugsweise durch Punktschweißen
verwirklicht.
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Der
steife Abschnitt wie auch ein Teil der Drähte ist in ein versteifendes
Material 17 gegossen, und die erstarrten Enden 14 und 15 verlaufen
leicht über
das gegossene versteifende Material hinaus. Auf eine solche Weise
bilden sie die Elektroden, an die die Feindrahtbrücke 16 punktgeschweißt wird. Das
versteifende Material ist vorzugsweise aus Epoxid oder Kautschuk
gebildet.
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Wie
in 3 veranschaulicht ist das zweite Gehäuse mit
einem Sperrglied 21 versehen, das am entgegengesetzten
Ende zu jenem angebracht ist, an dem die Kappe 11 angebracht
ist. Das Sperrglied ist im Wesentlichen zylinderförmig geformt
und mit einer diagonal verlaufenden Aussparung versehen, die an
einem Vorderende davon ausgeführt
ist. Ein starrer Stift 20, der vorzugsweise aus Edelstahl
gefertigt ist, ist in der Aussparung 22 untergebracht.
Das Sperrglied ist mit einer vorderen und einer hinteren Öffnung versehen,
um den Durchgang der Drähte 12 und 13 zu
ermöglichen.
Mindestens ein Verstärkungsband 18 (2)
umgibt die Drähte 12 und 13. Das
Verstärkungsband
ist aus einem Material gefertigt, das weniger elastisch als jenes
ist, aus dem die Drähte
gefertigt sind. Vorzugsweise ist das Band 18 aus Kevlar
(ein eingetragenes Warenzeichen von Dupont de Nemours) gefertigt.
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Das
Verstärkungsband
ist durch den Stift 20 am zweiten Gehäuse befestigt. Zu diesem Zweck
ist das Bandende um den Stift 20 geknüpft (durch den Knoten 19 veranschaulicht),
wodurch das Band am Sperrglied angebracht wird, da der Stift in
der Aussparung 22 untergebracht ist. Wenn nun eine mechanische
Kraft oder Spannung auf das Kabel 4 ausgeübt wird,
zum Beispiel bei der Zündung
des Zündelements,
wird der Großteil
der Kraft oder der Spannung durch das Band 18 aufgenommen
werden, da das Letztgenannte weniger elastisch als die Drähte 12 und 13 ist.
Letztgenannte werden beinahe keine Kraft oder Spannung spüren, wodurch
die Gefahr der Zerstörung
der elektrischen Verbindung mit dem Zündelement verringert wird.
Ein Großteil
der Kraft oder Spannung wird durch das Band aufgenommen und auf
den Stift ausgeübt.
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Das
Bandende und der Knoten 19 sind auch vorzugsweise in das
versteifende Material 17 gegossen. Dadurch wird eine Einheit
aus dem Band und den Drähten
im Inneren des zweiten Gehäuses
erhalten.
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Vorzugsweise
ist das Seil aus einem schmelzbaren Material wie etwa zum Beispiel
Dacron (ein eingetragenes Warenzeichen von Dupont de Nemours) gefertigt.
Wie bereits erwähnt
ist das Zündelement
bereitgestellt, um bei der Zündung
Wärme zu erzeugen,
die ausreicht, um einen Abschnitt des Seils zu schmelzen. Tatsächlich kann
mit einer passenden Auswahl des Materials, aus dem das Seil gefertigt
ist, und mit einer daran angepassten Auswahl des pyrotechnischen
Materials genug Wärme
erzeugt werden, um das Seil zu schmelzen. Die kleine Abmessung des
Schneideglieds wird die Wärme
im Schneideglied sammeln, um ausreichend Wärme zu liefern, um ebenfalls
das Seil zu schmelzen, wodurch der Schneidevorgang und somit die
Verlässlichkeit der
Vorrichtung verbessert wird. Durch Verwenden einer zylinderförmigen Schneideklinge
wird das Seil an zwei Stellen geschnitten, und dieser doppelte Schnitt
wirkt mit einem Schmelzen des Materials perfekt zusammen. Die Kegelform
des Schneideglieds ist so in der Größe bemessen, dass eine Aufnahme von
ausreichender Größe gebildet
wird, um den geschmolzenen Seilabschnitt aufzunehmen.