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WO1999028186A1 - Verfahren und vorrichtung zum abbremsen von an fallschirmen niedergehenden lasten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum abbremsen von an fallschirmen niedergehenden lasten Download PDF

Info

Publication number
WO1999028186A1
WO1999028186A1 PCT/CH1998/000052 CH9800052W WO9928186A1 WO 1999028186 A1 WO1999028186 A1 WO 1999028186A1 CH 9800052 W CH9800052 W CH 9800052W WO 9928186 A1 WO9928186 A1 WO 9928186A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
load
brake
spring
parachute
distance
Prior art date
Application number
PCT/CH1998/000052
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Reinhard
Original Assignee
Prospective Concepts Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prospective Concepts Ag filed Critical Prospective Concepts Ag
Priority to AU57456/98A priority Critical patent/AU5745698A/en
Publication of WO1999028186A1 publication Critical patent/WO1999028186A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D17/00—Parachutes
    • B64D17/78—Parachutes in association with other load-retarding apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for carrying out the method for reducing the sink rate of loads falling on a parachute m close to the ground according to the preamble of claim 1.
  • Parachutes for people and loads are set up so that the sink rate is about 6 to 8 m / s is.
  • the impact on the ground is dangerous or generally prone to damage.
  • the susceptibility to sidewalls increases on the one hand, and on the other hand, the umbrellas have to be very large, ie expensive.
  • the jumper can take on the sink rate near the ground so that a safe landing is possible.
  • the landing poses a hazard for people and loads, which has been tried to reduce in various ways.
  • the storage medium is an elastic body (rubber ropes), in D2 a so-called Maxwell wheel. While the use of rubber ropes is on the one hand a very viable way of storing energy, on the other hand the control of the device requires extremely high precision and reliability in the triggering and furthermore the consideration of the temperature-dependent elasticity of the elastomer used - not mentioned in Dl. In the event of load shedding from greater heights, this would be of greater importance.
  • the object which is to be achieved with the present invention is to provide a device which is simple in construction, reliable in function and economical in production and allows the sinking speed to approach zero on the moment of touchdown on the landing surface while avoiding the disadvantages of the known devices.
  • the solution to the problem with regard to the device is given in claim 1 with regard to the device in its essential features, in claim 13 with regard to the method which can be carried out with the device and in the further claims with regard to further advantageous embodiments of the device and method.
  • Lines 2 are attached to a parachute 1 and combined in a ring 3 or other suitable elements.
  • An element which can be loaded by tensile forces for example a textile band 4, is fastened to the ring 3 and is completely rolled up in a rolling device by spring force before the parachute is opened.
  • a load 6 to be dropped - which is always a parachute sprayer - falls in free fall with the parachute 1 folded.
  • the parachute 1 is released either manually or by pressure- or time-controlled aids open. At most, it is also connected to the plane by a rice sleeve.
  • the opening or opening parachute 1 decelerates the load 6 and thereby causes a deceleration force acting between the parachute 1 and the load 6, which lasts until the parachute 1 and the load have the same falling speed.
  • This named retarding force is used to unroll the band 4 against the force of a pretensioned spring installed in the unwinding device 5 (see FIGS.
  • the rolling device 5 can have a brake, so that part of the kinetic energy of the load 6 is not converted into spring tension energy, but rather escapes from the system as heat as friction work. The amount of stored spring energy can thus be metered.
  • a sensor 7 is attached, which measures the distance to a landing surface 8, for example by means of ultrasound or electromagnetic radiation via time measurement.
  • the sensor 7 is connected to a computer, not shown, in which all the defined parameters can be entered before the drop.
  • a barometer (not shown separately) which is conveniently arranged in the same housing as the sensor 7. This continuously measures the atmospheric pressure and periodically transmits these measurements to the computer, which determines the rate of descent (in m / sec) from pressure and pressure differences.
  • the rate of descent in m / sec
  • the blocking of the rolling device 5 is released by suitable means, which are explained in more detail with reference to FIG. 5.
  • Parachute 1 and load 6 are accelerated against each other.
  • the resulting absolute speed of the load 6 can be approximated to the value zero by suitable adjustment of the parameters, load, spring energy, friction work, unrolled length of the belt 4, sink rate and distance to the landing surface.
  • the computer determines the unwinding length of the belt 4 as the setpoint and measures the actual value via a suitable sensor. This means that the sink rate and the distance to the landing area are the only variables that can be continuously determined and ultimately triggered.
  • 2a to d are the vt and st diagrams of the opening phase of the parachute 1 and the landing phase of the load 6 and the parachute 1.
  • the period t x to t 2 shows how the load 6 (dashed curve) after the opening of the parachute 1 (solid curve) initially falls faster than the parachute 1 until the tape 4 is extended to the desired length at time t 2 .
  • the st diagram according to FIG. 2b shows the way without differentiation m load 6 and parachute 1; before t 1 with a large, after t 2 with a small slope of the st straight line; in between an approximately uniform delay.
  • the acceleration a is a function of the spring constant k, travel s F , load m and c w of the parachute 1.
  • the period t 4 -t 3 is determined on the one hand by the draw height h a over the landing surface 8, on the other hand from the length of the rolled-up band 4 and thus again from the spring constant k and the built-in braking characteristic.
  • FIG. 3 to 6 show the internal structure of the unwinding device 5.
  • FIG. 3 is a section parallel to the axis
  • FIG. 4 is section AA
  • FIG. 5 is section BB
  • FIG. 6 is section CC through the device.
  • 3 shows a roll 9 on which the band 4 can be rolled up.
  • the roller 9 has an inner cavity 10 which contains a pretensioned mounted first coil spring 11 and a braking device 12.
  • the coil spring 11 is attached at one end to the roller 9 and at the other to a holder 13 which is fixedly connected to a bearing sleeve 14.
  • Bearing sleeve 15 runs the roller 9 on an axis 16.
  • the coil spring is additionally tensioned.
  • the section BB goes through the braking device already mentioned.
  • This consists, for example, of a drum brake 17 with two brake shoes 18, which are pressed against the inside of the roller 9, which forms a drum 30, by a double lever 19 preloaded by spring force.
  • the spring force mentioned is applied by a second spiral spring 20.
  • the normal state of the drum brake 17 is therefore "brakes".
  • the direction of the arrow indicated describes that of the roller 9 when the tape 4 is being rolled up.
  • the double lever 19 additionally has a lever arm 21 which is horizontal in the operational orientation of the unwinding device 5 and which carries an inertial mass 22 which is radially displaceable and lockable thereon.
  • Em the lever arm 21, for example, opposite second lever arm 23 carries at its end a coil core 24 which interacts with a magnet coil 25 so that it pulls him inside her when a certain current flows through it. This means that the drum brake can be released suddenly and completely. This is the case at time t 3 according to FIG. 2c, d.
  • the roller 9 Since the braking of the roller 9 only allows the unrolled length of the band 4 to be predetermined within a certain tolerance, it is important to know this length precisely, since, as described, it also determines the release distance h a from the landing surface 8. Therefore, as shown in section CC, the roller 9 is provided with a code disk 26. This can be an easy one Barcode, as shown in Fig. 6, or one of the known codes, which also allow the direction of movement to be recognized. A corresponding and known sensor 27 interacts with the code disk 26. A housing 28 is placed around the entire unrolling device 5 described, which can also perform static tasks, for example it can carry the axle 16 and a further ring 29 on which the load 6 hangs. Instead of a band 4, a rope can also be used according to the invention.
  • Such a rope is then also rolled up or unrolled from the roll 9 according to the invention.
  • the roller 9 is equipped with a screw-shaped pit that receives the rope.
  • Such a rope and the band 4 can be subsumed under the term tension element.
  • the mechanical engineering measures are all to be understood only as examples without limitation.
  • a drum brake 17 a disc brake can be provided, the pretensioning of which can be effected with a leaf spring or a coil spring.
  • a closed pneumatic cylinder or a gas spring can also be considered as a spring in the sense of the invention.
  • the inertial mass 22 can be moved in a linear way and its force translation can be effected in another way known per se.
  • the decisive factor and according to the invention is the presence of a braking device preloaded with spring force, the influence of which can be compensated or overcompensated for by the action of inertial forces of an inertial mass. It is also essential to the invention that means are available to release this brake at a specific point in time.
  • the electromagnet consisting of core 24 and coil 25 is merely a non-limiting exemplary embodiment.
  • an articulated lever that can be triggered magnetically and transmits the spring force is a means according to the invention.
  • the 5 can be supplemented by a ratchet known per se.
  • the associated pawl will block the roll-up movement of the roller 9 made possible by the first spiral spring and can either be released by the already mentioned electromagnet consisting of the elements designated with 24 and 25 or by a specially provided for this purpose.
  • This addition according to the invention is not illustrated, since it is a device known in general mechanical engineering.
  • the device according to the invention can also be used when using multiple parachutes, provided that these - if necessary arranged parachutes in a cluster - are brought together on a single load transfer node.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Das erfindungsgemässe Verfahren hat zum Ziel, eine an einem Fallschirm niedergehende Last in der Endphase des Abwurfes oder Absprunges so zu verzögern, dass sich die Landegeschwindikgeit dem Wert Null annähert. Dazu wird in der Öffnungsphase des Fallschirmes die Abnahme der kinetischen Energie der Last benützt, um ein Zugelement, hier ein textiles Band (4), welches in einer Abrollvorrichtung (5) unter der Spannung einer Spiralfeder (11) aufgerollt ist, abzurollen, wodurch die Federspannung weiter zunimmt. Das Band (4) ist auf einer Rolle (9) aufgerollt, deren Innenfläche zusammen mit zwei Bremsbacken (18) eine Trommelbremse (17) bildet, die im Normalzustand durch Federkraft gebremst ist. Ferner ist in der Abrollvorrichtung (5) eine Inertialmasse (22) eingebaut, die durch die in der Öffnungsphase des Fallschirmes entstehende Verzögerung eine Massenkraft entwickelt, die die Trommelbremse (17) lösen kann. Ein Sensor (27) misst den zurückgelegten Winkel einer mit der Rolle (9) verbundenen Codescheibe (26) und damit die Länge des abgerollten Bandes (4). Ein Distanzmesser misst laufend den Abstand zur Landefläche und übermittelt diese Werte an einen Rechner. Mit dem Rechner ist ein Barometer verbunden, dessen Luftdruckwerte laufend zur Sinkrate verarbeitet werden. Aus den Werten für abgerollte Bandlänge, Sinkrate und Distanz zur Landefläche wird die Auslösedistanz für die Abrollvorrichtung ermittelt. Ausgelöst wird die Trommelbremse durch einen Elektromagneten. Daraufhin werden Last und Fallschirm gegeneinander beschleunigt, wodurch die reale Sinkrate der Last dem Werte Null angenähert werden kann.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Abbremsen von an Fallschirmen niedergehenden Lasten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausfuhrung des Verfahrens zur Verkleinerung der Sinkrate von an einem Fallschirm niedergehenden Lasten m unmittelbarer Bodennahe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Fallschirme für Personen und Lasten sind so eingerichtet, dass die Sinkrate etwa 6 bis 8 m/s betragt. Bei grosseren Sinkraten ist der Aufprall auf den Boden verletzungsgefahr- dend oder allgemein schadentrachtig, bei kleineren Sinkraten steigt einerseits die Seitenwmdanfalligkeit, anderseits müssen die Schirme sehr gross dimensioniert, also teuer werden.
Bei lenkbaren Fallschirmen kann der Springer auf die Sinkrate in Bodennahe so Emfluss nehmen, dass ein gefahrloses Landen möglich ist. Bei beschrankt lenkbaren kalottenformigen Fall- schirmen behalt die Landung für Personen und Lasten ein Gefahrenmoment, das zu verkleinern verschiedentlich versucht wurde .
Es sind mehrere Losungen bekannt, bei denen durch unterschiedliche Mittel die Sinkgeschwindigkeit der Last vor dem Aufsetzen auf den Boden bzw. der vorgesehenen Landeflache verringert oder bis auf den Wert Null gesenkt werden soll. Bekannt sind Losungen mit Bremsraketen (beispielsweise aus GB 1,593,631), solche, wo durch motorische, also aktive Mittel, eine sich zwischen Fallschirm und Last befindliche Leine aufgespult wird (beispielsweise aus DE 05 49 43 321, DE 05 33 09 698, DE 05 35 17 352, FR-A 2,494,664) und solche, wo die in der Landephase zu investierende Energie im Sinkvorgang selbst bzw. m deren Endphase aufgebracht und gespeichert wird (US 4,127,246 (Dl) und DE 05 43 26 246 (D2)). In den zwei letztgenannten Veröffentlichungen werden Vorrichtungen bekannt gemacht, die m der Landephase einen Teil der potentiellen Energie der Last m ein Speichermedium verbringen, um diese Energie unmittelbar vor dem Aufsetzen der Last als nach oben gerichtete Beschleunigungsarbeit - relativ zur Sinkgeschwindigkeit zu reinvestieren.
In Dl ist das Speichermedium ein elastischer Körper (Gummiseile) , in D2 ein sog. Maxwell-Rad. Während die Verwendung von Gummiseilen einerseits einen durchaus gangbaren Weg zur Energiespeicherung darstellt, verlangt die Steuerung der Vorrichtung anderseits eine äus- serst hohe Präzision und Zuverlässigkeit in der Auslösung und ferner die Berücksichtigung der - in Dl nicht erwähnten - temperaturabhängigen Elastizität des verwendeten Elastomers. Bei Lastabwürfen aus grösseren Höhen wäre diesem Umstand erhöhte Bedeutung zuzumessen.
Bei Verwendung eines richtig dimensionierten Maxwell-Rades treten bei nicht gleichförmig-linearem Absinken Kreiselkräfte auf, die einem pendelnden Maxwell-Rad und der daran hängenden Last charakteristische und nicht beherrschbare Schlingerbewegungen erteilen. Dies kann sowohl die Funktion des Maxwell- Rades behindern, anderseits der Last im Augenblick des Aufsetzens auf dem Boden äusserst störende Seitwärtsbewegungen erteilen. Die vorzusehende Masse des Schwungrades stellt zudem für die daran hängende Last eine nicht zu unterschätzende Gefährdung dar.
Die Aufgabe, die mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, ist die Schaffung einer Vorrichtung, die einfach im Aufbau, zuverlässig in der Funktion und wirtschaftlich in der Herstellung ist und erlaubt, die Sinkgeschwindigkeit auf den Augenblick des Aufsetzens auf der Landefläche dem Werte Null anzunähern und dabei die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden. Die Lösung der gestellten Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung ist wiedergegeben im Patentanspruch 1 hinsichtlich der Vorrichtung in ihren wesentlichen Merkmalen, im Patentanspruch 13 hinsichtlich des mit der Vorrichtung ausführbaren Verfahrens und in den weiteren Patentansprüchen hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausbildungen von Vorrichtung und Verfahren.
Die Erfindung wird näher beschrieben anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung eines sinkenden Fallschirmes mit der erfmdungsgemassen Vorrichtung,
Fig. 2abcd Bewegungsdiagramme eines sinkenden Fallschir¬ mes mit der erfmdungsgemassen Vorrichtung,
Fig. 3 einen ersten Schnitt durch einen Teil der erfmdungsgemassen Vorrichtung,
Fig. 4 einen zweiten Schnitt durch einen Teil der erf - dungsgemassen Vorrichtung,
Fig. 5 eine Draufsicht auf ein erstes Detail,
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein zweites Detail,
Das erfmdungsgemasse Verfahren beruht auf folgenden, anhand von Fig. 1 erläuterten, Schritten, wozu die Fig. 1, und mehr im Detail, die m den folgenden Figuren, vorhandenen Elemente verwendet werden:
An einem Fallschirm 1 sind Leinen 2 befestigt und in einem Ring 3 oder sonst geeigneten Elemente zusammengefasst . Am Ring 3 ist ein durch Zugkräfte belastbares Element, bei- spielsweise ein textiles Band 4 befestigt, welches m einer Abrollvorrichtung durch Federkraft völlig aufgerollt ist, bevor der Fallschirm geöffnet wird.
Zu Beginn des Abwurf- oder Abspringvorganges fallt eine abzuwerfende Last 6 - worunter immer auch ein Fallschirm- sprmger verstanden ist - im freien Fall mit gefaltetem Fallschirm 1. Nach geeigneter vorgewählter Zeit oder Fallhohe wird der Fallschirm 1 entweder manuell oder durch druck- oder zeitgesteuerte Hilfsmittel geöffnet. Allenfalls ist er auch durch eine Reissleme mit dem Flugzeug verbunden. Der sich öffnende bzw. geöffnete Fallschirm 1 verzögert dabei die Last 6 und bewirkt dadurch eine zwischen Fallschirm 1 und Last 6 wirkende Verzogerungskraft, die so lange anhält, bis Fallschirm 1 und Last dieselbe Fallgeschwindigkeit aufweisen. Diese genannte Verzögerungskraft wird benützt, um das Band 4 gegen die Kraft einer in der Abrollvorrichtung 5 eingebauten vorgespannten Feder (siehe Fig. 3, 4) abzurollen, wodurch diese genannte Feder zusätzlich gespannt wird. Am Ende dieses Abrollvorganges, d.h. bei stillstehender Rolle (siehe Fig. 3 bis 6) , wird diese Rolle blockiert, so dass das Band 4 auf die einmal ausgezogene Länge gestreckt bleibt. Die Abrollvorrichtung 5 kann erfindungsgemäss eine Bremse aufweisen, so dass ein Teil der kinetischen Energie der Last 6 nicht in Federspannenergie übergeführt, sondern als Reibungsarbeit aus dem System als Wärme entweicht. Damit kann der Betrag der gespeicherten Federenergie dosiert werden. An geeigneter Stelle der Last 6 ist ein Sensor 7 angebracht, der beispielsweise mittels Ultraschall oder elektromagneti- scher Strahlung über LaufZeitmessung die Distanz zu einer Landefläche 8 misst. Der Sensor 7 ist mit einem nicht dargestellten Rechner verbunden, in welchen vor dem Abwurf alle festgelegten Parameter eingegeben werden können. Ferner ist ein (nicht gesondert gezeichnetes) Barometer vorhanden, das praktischerweise im gleichen Gehäuse wie der Sensor 7 angeordnet ist. Dieses misst laufend den Atmosphärendruck und gibt diese Messungen periodisch an den Rechner ab, welcher aus Druck und Druckdifferenzen die Sinkrate (in m/sec) ermittelt. In einem durch die Grosse der Last, der Sinkrate und der gespeicherten Federenergie bestimmten Abstand von der Landefläche wird durch geeignete, anhand von Fig. 5 näher erläuterte, Mittel die Blockierung der Abrollvorrichtung 5 gelöst. Dadurch werden Fallschirm 1 und Last 6 gegeneinander beschleunigt. Die dadurch resultierende Absolutgeschwindig- keit der Last 6 kann durch geeignetes Abstimmen der Parameter, Last, Federenergie, Reibungsarbeit, abgerollte Länge des Bandes 4, Sinkrate und Distanz zur Landefläche dem Werte Null angenähert werden. Der Rechner legt die Abroll-Länge des Bandes 4 als Sollwert fest und misst über einen geeigneten Sensor den Ist-Wert. Damit sind die Sinkrate und der Abstand zur Landefläche die einzigen laufend zu ermittelnden und letztlich auslösenden Grossen. Fig. 2a bis d sind die v-t und s-t-Diagramme der Oeff- nungsphase des Fallschirmes 1 und der Landephase von Last 6 und Fallschirm 1. Im v-t-Diagramm gemass Fig. 2a ist im Zeitraum tx bis t2 ersichtlich, wie die Last 6 (gestrichelte Kurve) nach Beginn des Oeffnens des Fallschirmes 1 (ausgezogene Kurve) zunächst schneller als der Fallschirm 1 absinkt, bis im Zeitpunkt t2 das Band 4 auf die gewünschte Lange ausgezogen ist. Das s-t-Diagramm gemass Fig. 2b zeigt, ohne Differenzierung m Last 6 und Fallschirm 1 den Weg; vor t1 mit einer grossen, nach t2 mit einer kleinen Neigung der s-t-Geraden; dazwischen eine annähernd gleichförmige Verzögerung.
In den Diagrammen gemass Fig. 2c, d ist die Landephase dargestellt: die gespeicherte Federenergie, die nun freigesetzt wird, bewirkt, dass die Last 6 relativ zur steten Sinkgeschwindigkeit vs nach oben, der Fallschirm 1 nach unten beschleunigt wird. Geht man grob von einer gleichförmigen Beschleunigung der Last 6 nach oben aus, beginnend im Zeitpunkt t3 , wo die Feder gelost wird, so hat die Last 6 im Augenblick des Aufsetzens die Geschwindigkeit ve. ve = vs - a(t4 - t3) → o Die Beschleunigung a ist eine Funktion von Federkonstante k, Federweg sF, Last m und cw des Fallschirmes 1. Der Zeitraum t4-t3 ist einerseits bestimmt durch die Auslosehohe ha über der Landeflache 8, anderseits von der Lange des aufgerollten Bandes 4 und damit wieder von der Federkonstante k und der eingebauten Bremscharakteristik.
Fig. 3 bis 6 zeigen den inneren Aufbau der Abrollvorrichtung 5. Fig. 3 ist em achsenparalleler Schnitt, Fig. 4 em Schnitt AA, Fig. 5 e Schnitt BB, Fig. 6 em Schnitt CC durch die Vorrichtung. Im Schnitt gemass Fig. 3 ist eine Rolle 9 dargestellt, auf welche das Band 4 aufgerollt werden kann. Die Rolle 9 weist einen inneren Hohlraum 10 auf, welcher eine vorgespannt montierte erste Spiralfeder 11 und eine Bremseinrichtung 12 enthalt. Die Spiralfeder 11 ist mit ihrem einen Ende an der Rolle 9, mit ihrem anderen an einem Halter 13 befestigt, welcher mit einer Lagerhulse 14 fest verbunden ist. In der Lagerhulse 14 und einer ihr entsprechenden Lagerhulse 15 lauft die Rolle 9 auf einer Achse 16. Durch das Abrollen des Bandes 4 wird die Spiralfeder zusatzlich gespannt .
Der Schnitt BB geht durch die bereits erwähnte Bremsvorπch- tung. Diese besteht aus beispielsweise einer Trommelbremse 17 mit zwei Bremsbacken 18, welche durch einen mit Federkraft vorgespannten Doppelhebel 19 gegen die eine Trommel 30 bildende Innenseite der Rolle 9 gedruckt werden. Die genannte Federkraft wird durch eine zweite Spiralfeder 20 aufgebracht. Der Normalzustand der Trommelbremse 17 steht also auf "Bremsen". Die angegebene Pfeilrichtung beschreibt jene der Rolle 9 beim Aufrollen des Bandes 4. Der Doppelhebel 19 weist zusätzlich einen m Betriebsorientierung der Abrollvorrichtung 5 horizontal stehenden Hebelarm 21 auf, welcher eine daran radial verschiebliche und feststellbare Inertialmasse 22 tragt. Wird die Abrollvorrichtung vertikal nach unten bewegt und in dieser Richtung verzögert, so wirkt die durch die Inertialmasse 22 erzeugte Tragheitskraft der Spannkraft der zweiten Spiralfeder 20 entgegen, so dass oberhalb einer vorgegebenen Vertikalverzogerung die Bremse gelost wird; unterhalb dieses durch die radiale Stellung der Inertialmasse 22 und die Spannkraft der zweiten Spiralfeder 20 bestimmten Verzogerungswertes wird die Rolle 9 gebremst. Durch die Einbaurichtung der Bremsbacken 18 kann die Bremskraft bekannter Weise verstärkt werden.
Em dem Hebelarm 21 beispielsweise gegenüber liegender zweiter Hebelarm 23 tragt an seinem Ende einen Spulenkern 24, der mit einer Magnetspule 25 so zusammenwirkt, dass diese ihn m ihr Inneres hereinzieht, wenn sie von einem bestimmten Strom durchflössen ist. Damit kann die Trommelbremse schlagartig und völlig gelost werden. Dies ist im Zeitpunkt t3 gemass Fig. 2c, d der Fall.
Da die Bremsung der Rolle 9 die abgerollte Lange des Bandes 4 nur innerhalb einer gewissen Toleranz vorbestimmen lasst, ist es wichtig, diese Lange genau zu kennen, da sie, wie beschrieben, die Auslosedistanz ha von der Landeflache 8 mitbestimmt. Daher ist, wie im Schnitt CC dargestellt, die Rolle 9 mit einer Codescheibe 26 versehen. Diese kann einen einfachen Strichcode tragen, wie in Fig. 6 dargestellt, oder einen der bekannten Codes, die zudem ein Erkennen der Bewegungsrichtung ermöglichen. Mit der Codescheibe 26 wirkt ein entsprechender und an sich bekannter Sensor 27 zusammen. Um die ganze beschriebene Abrollvorrichtung 5 ist ein Gehäuse 28 herumgelegt, das auch statische Aufgaben erfüllen kann, so z.B. kann es die Achse 16 und einen weiteren Ring 29, an dem die Last 6 hängt, tragen. Anstelle eines Bandes 4 kann erfindungsgemäss auch ein Seil verwendet werden. Ein solches Seil wird dann erfindungsgemäss ebenfalls auf die Rolle 9 auf-, bzw. von ihr abgerollt. Um unkontrolliertes und mit rechnerisch nur schwer erfassbaren Reibungskräften behaftetes Aufrollen zu verhindern, ist die Rolle 9 mit einer schraubenförmigen Grube ausgestattet, die das Seil aufnimmt. Ein solches Seil und das Band 4 können unter dem Begriff Zugelement subsummiert werden. Die maschinenbaulichen Massnahmen sind alle nur als Ausfüh- rungsbeispiele ohne Begrenzungscharakter zu verstehen. Anstatt einer Trommelbremse 17 kann eine Scheibenbremse vorge- sehen werden, deren Vorspannung mit einer Blattfeder oder einer Schraubenfeder bewirkt werden kann. Auch ist ein geschlossener Pneumatikzylinder oder eine Gasfeder im Sinne der Erfindung als Feder zu betrachten. Ebenso kann die Inertialmasse 22 auf einem linearen Weg bewegt und ihre Kraftüberset- zung auf andere, an sich bekannte Weise, bewirkt werden. Entscheidend und erfindungsgemäss ist das Vorhandensein einer mit Federkraft vorgespannten Bremseinrichtung, deren Einfluss durch das Einwirken von Trägheitskräften einer Inertialmasse kompensiert bzw. überkompensiert werden kann. Ebenso ist erfindungswesentlich, dass Mittel vorhanden sind, um diese Bremse in einem bestimmten Zeitpunkt zu lösen. Auch dafür ist der Elektromagnet bestehend aus Kern 24 und Spule 25 lediglich ein nicht limitierendes Ausführungsbeispiel . Hier ist auch ein - allenfalls magnetisch auszulösender, die Federkraft übertragender Knickhebel ein erfmdungsgemässes Mittel.
Um die Blockierung des Bandes 4 - oder eines an seiner Stelle verwendeten Seiles - eindeutiger zu gestalten, kann die Bremseinrichtung gemass Fig. 5 noch durch eine an sich bekannte Ratsche ergänzt werden. Die dazugehörige Klinke wird die durch die erste Spiralfeder ermöglichte Aufrollbewegung der Rolle 9 blockieren und kann entweder durch den bereits genannten aus den mit 24 und 25 bezeichneten Elementen bestehenden Elektromagneten gelöst werden oder durch einen eigens zu diesem Zwecke vorgesehenen. Dieser erfindungsgemässe Zusatz ist nicht bildlich dargestellt, da es sich um eine im allgemeinen Maschinenbau bekannte Einrichtung handelt. Selbstverständlich ist die erfindungsgemässe Vorrichtung auch beim Einsatz mehrerer Fallschirme verwendbar, vorausgesetzt, dass diese - allenfalls in einer Traube arrangierten Fallschirme - auf einen einzigen Lasteinleitungsknoten zusammengeführt sind. Ferner ist es auch im Erfindungsgedanken enthalten, die Spiralfeder 11 mittels des Bandes 4 schon vor dem Absprung bzw. Abwerfen der Last 6 vorzuspannen. Damit kann, besonders wenn der Fallschirm mittels einer am Flugzeug befestigten Reissleine geöffnet wird, die notwendige Spannung der Spiral- feder 11 sichergestellt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Abbremsen einer an mindestens einem Fallschirm (1) mit Leinen (2) niedergehenden Last (6), mit einem an der Last befestigten Sensor (7) zur Messung der Distanz zwischen Sensor und einer Landefläche (8), wobei unter Last (6) auch eine Person verstanden wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Fallschirm (1) und Last (6) eine Abrollvor- richtung (5) für ein Zugelement (4) vorhanden ist, so dass die Abrollvorrichtung (5) mittels des Zugelementes (4) an den Leinen (2) und die Last (6) an der Abrollvorrichtung (5) hängt, die Abrollvorrichtung (5) eine Rolle (9) für das Zug- _ element (4) aufweist und eine vorgespannte Spiralfeder (11), welche durch die Drehung der Rolle (9) beim Abrollen des Zugelementes (4) zusätzlich gespannt wird, die Abrollvorrichtung (5) eine Bremse (17) enthält, welche durch die Kraft einer Feder (20) bei gleichförmiger Bewegung der Last (6) die Rolle (9) bremst und zusätzlich eine Inertialmasse (22) aufweist, welche bei Verzögerung der nach unten gerichteten Bewegung der Last (6) durch die Trägheitskraft der Iner- tialmasse (22) der Kraft der Feder (20) entgegen wirkt und dadurch die Bremse (17) lösen kann, ein Barometer vorhanden ist, welches laufend den Atmosphärendruck misst, ein Rechner vorhanden ist, der mit dem Sensor (7), verbunden ist, welcher die Distanz zwischen Last (6) und einer Landefläche (8) misst, ferner die vom Barometer gemessenen Werte und daraus die Sinkrate (in m/sec) der Last ermitteln kann, Mittel vorhanden sind, um die Bremse (17) in einem durch den Rechner ermittelten Zeitpunkt zu lösen, und der Rechner Mittel aufweist, um die für diesen Lastabwurf zutreffenden Parameter einzugeben, der Rechner ferner eingerichtet ist, um aus den eingege- benen Parametern und den laufend gemessenen Werten der Sinkrate und der Distanz zwischen Last (6) und Landefläche (8) die geeignete Distanz zu bestimmen um die Bremse (17) zu lösen und bei Erreichen dieser Distanz über einen Stromausgang den Elektromagneten
(24, 25) aktivieren kann.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet; dass - eine Codescheibe (26) vorhanden und mit der Rolle (9) verbunden ist, ein Sensor (27) vorhanden und mit dem unbeweglichen Teil der Abrollvorrichtung (5) verbunden ist, welcher Sensor (27) zum Ablesen der Stellung der Codescheibe (26) eingerichtet und mit dem Rechner verbunden ist, der Rechner Mittel enthält um aus der durch den Sensor (27) festgestellten zurückgelegten Winkelbewegung der Codescheibe (26) die abgerollte Länge des Zugelementes (4) zu ermitteln und zu speichern.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Codescheibe (26) so eingerichtet ist, dass der Sensor (27) nicht nur deren Stellung sondern auch die Bewegungsrichtung der Codescheibe (26) feststellen kann.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromagnet (24, 25) in der Abrollvorrichtung (5) vorhanden ist, durch dessen Kraft und Bewegung die Bremse (17) gelöst werden kann.
5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (17) eine Trommelbremse ist.
6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeich- net, dass die mit der Trommelbremse (17) zusammenwirkende
Innenfläche der Rolle (9) eine Trommel (30) ist.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelbremse (17) zwei auflaufende Bremsbacken (18) aufweist, ferner ein Doppelhebel (19) vorhanden ist zur Betätigung der Bremsbacken (18), dieser Doppelhebel (19) einen weiteren, im Betriebszustand der Abrollvorrichtung (5) im wesentlichen horizontal stehenden Hebel (21) aufweist zur Aufnahme der einstellbar befestigten Inertialmasse (22) , - eine Feder (20) vorhanden und so eingebaut ist, dass sie die Bremsbacken (18) im Zustand der gleichförmigen Bewegung dauernd gegen die Trommel (30) drückt, die gegenseitige Lage von Doppelhebel (19) und Inertialmasse (22) so beschaffen ist, dass eine von der Inertialmasse (22) ausgehende nach unten gerichtete
Trägheitskraft die Bremsbacken gegen die Kraft der Feder (20) lösen kann, der Doppelhebel zusätzlich mit einem zweiten Hebelarm (23) verbunden ist, welcher einen Spulenkern (24) trägt, ferner eine Magnetspule (25) vorhanden ist, in welche der Spulenkern (24) eintauchen kann, der Rechner Mittel enthält um den Zeitpunkt zu ermitteln, in welchem die Trommelbremse gelöst werden muss, ferner Mittel um einen Strom zur Speisung der Magnetspule (25) zu erzeugen, wobei die Magnetspule
(25) durch ihr Magnetfeld den Spulenkern anzieht und damit über die Wirkung des zweiten Hebelarmes (23) die Trommelbremse (17) lösen kann.
8. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Trommelbremse (17) vorhandene Feder (20.) eine Spiralfeder ist.
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeich- net, dass die in der Trommelbremse (17) vorhandene Feder (20) eine Blattfeder ist.
10. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Trommelbremse (17) vorhandene Feder
(20) eine Gasfeder ist.
11. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (4) em Seil ist.
12. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (4) e Band ist.
13. Verfahren zum Abwerfen von Lasten (6) und Personen mittels eines Fallschirmes (1) und einer Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass - der Rechner alle Parameter, wie Harte der Spiralfeder (11), Daten des verwendeten Fallschirmes, verfugbare Lange des Zugelementes (4) eingegeben erhalt, die Masse der Last (6) m den Rechner eingegeben wird, - durch einen geeigneten Verfahrensschritt die Spiralfeder (11) auf die notige Spannung gebracht wird, die Distanz zur Landeflache (8) durch den Sensor (7) laufend gemessen wird, das Barometer (31) den Atmospharendruck laufend misst und der Rechner daraus periodisch die Sinkrate in m/sec berechnet, der Rechner aufgrund der eingegebenen Daten und der periodisch ermittelten Sinkrate die Distanz zur Landeflache (8) ermittelt, bei welcher die Bremse (17) gelost werden muss, und bei Erreichen dieser ermittelten Distanz die Losung der Bremse (17) vollzieht, nach dem Losen der Bremse (17) durch die Kraft der gespannten Spiralfeder (11) das Zugelement (4) durch die Abrollvorrichtung (5) wieder aufgerollt wird, wodurch Fallschirm (1) und Last (6) gegeneinander beschleunigt werden, die Beschleunigung der Last (6) über die Zeit, die zum Aufrollen des Zugelementes (4) benötigt wird, eine Geschwindigkeit der Last (6) bewirkt, die dem Betrag der Sinkgeschwindigkeit entspricht, deren Rich- tung jedoch entgegengesetzt ist, wodurch die absolute
Geschwindigkeit der Last (6) im Augenblick des Auf- setzens dem Werte Null angenähert wird.
14. Vorrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass der geeignete Verfahrensschritt um die
Spiralfeder auf die nötige Spannung zu bringen, darin besteht, dass die beim Oeffnen des Fallschirmes (1) auftretenden Trägheitskräfte dazu benützt werden, um mittels der in der Abrollvorrichtung (5) vor- handenen Inertialmasse (22) die Bremse (17) der
Abrollvorrichtung zu lösen, um das in der Abrollvorrichtung (5) aufgerollte Zugelement (4) abzurollen und damit die Spiralfeder (11) zusätzlich zu spannen,
15. Vorrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der geeignete Verfahrensschritt um die Spiralfeder auf die nötige Spannung zu bringen, darin besteht, dass die Spiralfeder (11) vor dem Abwurf der Last (6) durch Abrollen des Bandes (4) gespannt wird.
16. Vorrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der geeignete Verfahrensschritt um die Spiralfeder auf die nötige Spannung zu bringen, darin besteht, dass die Spiralfeder (11) vor dem Absprung des Fallschirmspringers durch Abrollen des Bandes (4) gespannt wird.
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