DE2114247B2 - Schleudersitz mit einem mittels einer Zugleine von einer Initialzündvorrichtung zu betätigenden Raketenmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schleudersitz für ein Fahrzeug, insbesondere ein Flugzeug, mit einem Sitzrahmen, an dem eine Schleuderkanone angeordnet ist, und einer relativ zu dem Sitzrahmen höhenverstellbaren Sitzschale für einen Fahrzeuginsassen, an der ein Raketenmotor angeordnet ist, dessen Treibsatz mittels &5 einer Initialzündvorrichtung zu zünden ist, sowie mit einer im Normalzustand aufgewickelten Zugleine zum Betätigen der Initialzündvorrichtung im Notfall, deren einer (erster) Endabschnitt mit der Initialzündvorrichtung in Wirkverbindung steht und deren anderer (zweiter) Endabschnitt mit einem festen Teil des Fahrzeugs verbunden ist

Früher erfolgte ein Herausschleudern ausschließlich mit der üblicherweise teleskopisch mit dem Sitzrahmen verbundenen Schleuderkanone, während seit einigen Jahren Schleudersitze zusätzlich mit einem als zweite Antriebsvorrichtung wirksamen Raketenmotor versehen werden. Der Zweck eines solchen Raketenmotors besteht hier darin, die Wurfbahnhöhe zu vergrößern, ohne gleichzeitig die Schubkraft der nur während eines sehr kurzen Zeitraumes wirksamen Schleuderkanone in einem Maße erhöhen zu müssen, daß der auf dem Sitz befindliche Fahrzeuginsasse unzulässig hohen Beschleunigungskräfien ausgesetzt ist Derartige mit zwei Antriebsvorrichtungen versehene Schleudersitze sind beispielsweise aus der DT-PS 1252 541 oder der DT-AS 1 556 811 bekannt.

Bei diesen bekannten Schleudersitzen beginnt die Schleuderbewegung zunächst auf Grund der Schleuderkanone. Sodann wird die Zündung des Raketenmotors mittels einer Zugleine bewirkt, die sich zwischen dem Fahrzeugboden einerseits utid dem Treib satz des Raketenmotors andererseits erstreckt, wobei im Ruhezustand ein Teil der Zugleine aufgewickelt ist.

Ein derartiger Schleudersitz ist aus der GB-PS 1 164 363 bekanntgeworden. Dabei hat sich die Befestigung des Raketenmotors an der Sitzschale — und nicht am Sitzrahmen — aus verschiedenen, in den obigen Schutzrechten angegebenen Gründen als besonders vorteilhaft erwiesen. Eine Höhenverstellbarkeit der Sitzschale relativ zu dem Sitzrahmen ist notwendig bzw. zweckmäßig, um Fahrzeuginsassen verschiedener Körpergröße eine mit den Steuervorrichtungen des Fahrzeugs ausgerichtete, bequeme Stellung zu ermöglichen. 1st aber die Sitzschale nicht in einer bestimmten Relativstellung zum Sitzrahmen, sondern in jeweils unterschiedlichen Stellungen festgelegt, so ergibt sich bei Verwendung einer wie oben beschriebenen Zugleine konstanter Länge der Nachteil, daß der Raketenmotor während des Ablaufs des Schleudervorganges je nach Höhenstellung der Sitzwanne zu unterschiedlichen Zeitpunkten gezündet wird. Ist die Sitzschale nämlich oberhalb einer bestimmten Bezugsstellung angeordnet, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn der Sitz von einer verhältnismäßig kleinwüchsigen Person eingenommen wird, so wird die Zugleine zwangsläufig eher gestrafft und damit wirksam, als wenn die Sitzschale sich bei Betätigung des Mechanismus unterhalb einer derartigen Bezugsstellung befindet. Dieser Nachteil ist jedoch sehr schwerwiegend, da es für die Rettung eines sich mit dem Schleudersitz beispielsweise aus einem Flugzeug herauskatapultierenden Piloten von entscheidender Bedeutung ist, daß der Raketenmotor des Schleudersitzes stets im vorausberechneten Augenblick zündet, wobei man sich vor Augen führen muß, daß eine Betätigung des Schleudersitzes ohnehin ausschließlich in kritischen Situationen erfolgt, in denen es in aller Regel stets um Leben oder Tod des Fahrzeuginsassen geht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Schleudersitze der eingangs beschriebenen Gattung unter Vermeidung ihrer Nachteile zu verbessern und einen derartigen Schleudersitz zi schaffen, bei dem gewährleistet ist, daß der Raketenmotor unabhängig von der jeweiligen Einstellung dei Sitzschale relativ zum Sitzrahmen stets zum exakt vor

ausberechneten Zeitpunkt durch die Zugleine in Tätigkeit gesetzt wird.

Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgcmäß vorgesehen, daß der erste Endabschnitt der Zagleine über einen von der Zugleine entriegelbaren Verriegelungsmechanismus mit einem Schlagbolzen verbunden ist, der bei Betätigung Druckmittel freisetzt, das über eine Schlauchleitung einen Schlagbolzen der lnitialzündvorrichtung betätigt

Mit dem erfindungsgemäßen Schleudersitz bei dem sich die Zugleine zwischen einem festen Teil des Fahrzeugs und einem fest am Sitzrahmen angebrachten Teil erstreckt, ist die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, nämlich durch exakte Bemessung der Zugleinenlänge dafür Sorge zu tragen, daß der i_S Schleudersitz im vorausberechneten Zeitpunkt durch den Raketenmotor vom Fahrzeug weiterbewegt wird, in befriedigender Weise zu lösen. Denn erst das von der Zugleine freigesetzte Druckmittel steht über die Schlauchleitung mit der fest an der Sitzschale angeordneten Zündvorrichtung für den Raketenmotor in Verbindung, wobei die Schlauchleitung so lose ausgeführt ist, daß sie eine relative Höhenverstellung der Sitzschale bezüglich des Sitzrahmens nicht behindert

Wenn vorstehend oder nachfolgend bezüglich der Zugleine davon die Rede ist, daß diese »aufgewickelt« ist. so ist dieser Begriff ganz allgemein zu verstehen und soll nicht allein beispielsweise schraubenlinienfö«-- mige bzw. spiralförmige Wicklungen umfassen, sondern beispielsweise auch eine Zusammenlegung der Zugleine in Zickzackform od. dgl.

Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schleudersitzes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines Schleudersitzes,

F i g. 2 eine teilweise im Schnitt dai gestellte, von unten gesehene Ansicht des unter der Sitzschale des Schleudersitzes befindlichen Treibsatzes für den Raketenmotor,

F i g. 3 eine teilweise Aufrißdarstellung des Treibsatzes gemäß F i g. 2 und

F i g. 4 eine Schnittdarstellung durch ein die Zugleine und die Druckmittelquelle enthaltendes Gehäuse sowie des an dem Gehäuse angeordneten Verriegelungsmechanismus.

Bei der gezeigten Ausführungsform weist der in so F i g. 1 schematisch gezeigte Schleudersitz einen im wesentlichen aus zwei mit Abstand angeordneten parallelen, zwischen sich die Schleuderkanone 2 aufnehmenden Schienen bestehenden Sitzrahmen 1. eine an den Schienen verstellbare Sitzschale 3 und ein Kopfstück 4 auf. Am Sitz ist an der Unterseite der Sitzschale mittels Halterungen 5 ein Treibstoffsatz 6 schwenkbar befestigt, der aus einer Anzahl von Behältern 7 besteht, die an ein Verbindungsstück 8 angeschlossen sind, an dem die nach außen divergierenden Düsen 9 des Raketenmotors angeordnet sind.

Einer der Behälter des Raketenmotors 6 enthält eine Iivialpatrone 11, die nach ihrer Zündung den Inhalt dieses mit 10 bezeichneten Behälters zündet. Die im Behälter 10 erzeugten Brenngase gelangen in das Verbindungsstück 8 und bewirken die Zündung des Treibstoffs in allen Behältern 7 des Treibsatzes.

Die Patrone U wird mittels eines Schlagbolzens 12 zur Zündung gebracht, der in einem von der Patrone getrennten, im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 13 angeordnet ist Der Schlagbolzen 12 ragt dabei aus einem Kolben 14 heraus, der innerhalb des zylindrischen Gehäuses 13 aus einer Nichtarbeitsstellung in eine mit der Patrone 11 in Eingriff kommende Arbeitsstellung gleiten kann, wenn er von einem einen vorbestimmten Druck übersteigenden Druckmittel beaufschlagt wird.

Das zylindrische Gehäuse 13 ist mit einem düsenförmigen Einsatzstück 15 versehen, das mittels einer an der Verbindungsleitung 17 sitzenden Gewindemutter 16 druckdicht mit dieser Leitung verbunden ist. Das mit einer «nittigen Bohrung 18 versehene Einsatzstück hat einen zum Behälter hin vorspringenden zylindrischen Ansatz 19, in den ein am Kolben 14 sitzender Zapfen 20 einfaßt Der Zapfen 20 ist mit dem Ansatz durch einen zerbrechbaren Sperrstift 21 verbunden, der den Zapfen 20 und die Wandung des Ansatzes 19 durchdringt

Der zerbrechbare Stift 21 gewährleistet, daß der Schlagbolzen 12 sich nur dann in Richtung auf die Initialpatrone 11 des Raketenmotors bewegen kann, wenn der Kolben von Druckmittel beaufschlagt wird, dessen Druck den vorerwähnten Auslösedruck übersteigt. Wenn dies der Fall ist, zerbricht der Stift 21 und gibt den Kolben 14 und damit auch den Schlagbolzen 12 frei. Die Wirkungsweise des Kolbens 14 und des Schlagbolzens 12 wird noch näher beschrieben werden.

Wie bereits erwähnt, ist das Einsatzstück 15 druckdicht mit der Verbindungsleitung 17 verbunden. Diese Verbindungsleitung ist flexibel und erstreckt sich entlang der Seite des Schleudersitzes nach oben bis zum Kopfstück 4 des Sitzes, wo sein anderes Ende lösbar, aber druckdicht an einer Auslaßdüse 22 eines die Druckmittelquelle aufnehmenden Gehäuses 23 befestigt ist. Die Druckmittelquelle besteht aus einer gaser zeugenden Patrone 24.

Die Zündkapsel der gaserzeugenden Patrone ist unmittelbar unterhalb eines nicht gezeigten Schlagbolzens angeordnet, der durch Federdruck in Zündstellung vorgespannt ist, aber in bekannter Weise an einer Bewegung in Zündrichtung durch ein Abzugsglied 25 gehindert ist, das einen in einem Ansatz 26 dieses Schlagbolzens vorgesehenen Schlitz durchdringt. Das obere Ende des Ansatzes 26 ist zur Bildung des Schlitzes mit gabelförmigen Teilen versehen. An den freien Enden der Gabelteile ist eine eine Rolle 27 abstützende Welle angeordnet. Diese Rolle liegt an der oberen Seite des keilförmigen Abzugsglieds 25 an. Das Abzugsglied 25 ist so ausgebildet, daß es, während es zwischen den gabelförmigen Teilen des Ansatzed 26 herausgezogen wird, den Ansatz 26 in eine von der Patrone 24 weg weisende Richtung drückt. Dadurch wird die den Schlagbolzen in Richtung auf die Patrone 24 vorspannende Feder weiter zusammengedrückt, so daß sich, wenn das Abzugsglied vollständig zwischen den gabelförmigen Teilen des Ansatzes herausgezogen ist. der Ansatz und mit ihm der Schlagbolzen unter dem Einfluß der vorgespannten Feder in Richtung auf die die Druckmittelquelle bildende Patrone 24 bewegen können.

Das Abzugsglied 25 ist mit einer einfachen Lasche 28 mechanisch verbunden, welche ihrerseits an einem Bauteil 29 drehbar gelagert ist. Der Bauteil 29 wird durch einen bogenförmig um einen Drehzapfen 31 schwenkbaren Arm 30 abgestützt.

Der Bauteil 29 und der Arm 30 bilden zusammen eine Hebelanordnung.

Der Arm 30 ist hohl, und seine Seitenwände sind bei 32 geschlitzt. Der Arm 30 stützt den Bauteil dadurch ab, daß dieser durch die Schlitze 32 hindurchgeführt ist. Innerhalb des hohlen Armes 30 befindet sich eine Druckfeder 33, die den Bauteil 29 von dem Drehzapfen 31 wegzudrücken sucht und dabei einen Verriegelungsansatz 34, der ebenfalls in dem hohlen Ann gleitbar angeordnet ist, in eine Ausnehmung 35 drückt. Die Ausnehmung 35 ist in einer durch Stifte 38 starr befestigten Wand 36 vorgesehen, welche einen segmentförmigen Hohlraum 37 bildet.

Das von der Lasche 28 entfernt angeordnete Ende des Bauteils 29 ist bei 39 zur Aufnahme eines an einem Ende einer Zugleine 41 befestigten Kupplungsstifts 40 gegabelt. Die Zugleine erstreckt sich von der Gabelung 39 durch ein Leinengehäuse 42 hindurch bis in eine Stellung, in der ihr anderes Ende mit einem Teil einer Freigabe vorrichtung 44 (F i g. 1) verbunden ist, welche bei einer Bewegung des Schleudersitzes relativ zum Flugzeug betätigt wird. Die Freigabevorrichtung ist bei 45 mit dem Flugzeug verbunden.

Das Leinengehäuse 42 ist rohrförmig ausgebildet und dient zur Aufnahme eines aufgewickelten Teils 46 der Zugleine 41, der bei dem ersten Bewegungsabschnitt des Schleudervorganges aus dem Leinengehäuse herausgezogen wird. Es tritt also keine sofortige Straffung der Zugleine 41 ein. Infolgedessen wird auch keine sofortige Bewegung des Bauteils 29 und des Arms 30 hervorgerufen. Am Austrittsende des Leinengehäuses ist eine teilweise kugelig ausgebildete Hülse 47 vorgesehen, die mit einer mit einer öffnung versehenen nachgiebigen oder zu Bruch gehenden Membran 48 zusammenarbeitet um zu verhindern, daß der aufgewickelte Teil 46 aus dem Leinengehäuse 42 zu schnell herausgezogen wird.

Die Verbindungsleitung 17 ist lösbar und druckdicht mit der Auslaßdüse 22 in irgendeiner beliebigen Weise, beispielsweise durch eine Bajonettkupplung, verbunden, wie dies bei 49 schematisch dargestellt ist Ein Sicherheitsbolzen 50 mit Kette ist ebenfalls vorgesehen.

Im folgenden werden die einzelnen beim Herausschleudern des Schleudersitzes aus dem Flugzeug ab laufenden Vorgänge nacheinander beschrieben.

Die Auslösung der Vorgangsfolge wird von dem Piloten dadurch bewirkt daß er ein oder mehrere Griffe betätigt welche, abgesehen von anderen Vorgängen, wie das Abwerfen der Kanzelabdeckung, das Auslösen der ersten Patrone der aa dem Scateadersitz befestigten teleskopischen Sdurkanone 2 bewirken. Der *> Schleudersitz wird automatisch vom Flugzeug gelöst und bewegt sick aas den Flugzeug heraus. Die Anfangsbewegung des Sitzes vollzieht sich entlang von im Flugzeug angeordneten Führungsschienen, die mit an den Schienen 1 befestigten Gleitstücken oder Rollen zusammenarbeiten. Nachdem der Sitz einen bestimmten Weg zurückgelegt hat, wird die Freigabevorrichtung des Schleudersitzes betätigt und die Zugleine 41 kontinuierlich (nach dem Durchtreten der Hülse 47 durch die Membran 48) aus dem Leinengehäuse 42 herausgezogen. Wenn der aufgewickelte Teil 46 vollständig herausgezogen ist strafft sich die Zugleine 41, und die weitere Bewegung des Schleudersitzes wird automatisch auf den Bauteil 29 übertragen. Dabei gleitet der Bauteil entgegen der Wirkung der Feder 33 nach unten und gibt den Verriegelungsansatz 34 frei. Durch die hierauf erfolgende bogenförmige Bewegung des Arms 30 um den Drehzapfen 31 wird das mit dem Schlagbolzen 26 für die gaserzeugende Patrone zusammenarbeitende Abzugsglied 25 zunächst entgegen der Wirkung der diesen Ansatz in Richtung auf die Patrone 24 vorspannenden Feder bewegt. Nachdem das Abzugsglied den Ansatz freigegeben hat, kann sich dieser unter dem Einfluß der Feder bewegen. Der Schlagbolzen trifft auf die Zündkappe der Patrone 24 auf, so daß in dieser Gas erzeugt wird.

Unter Druck stehendes Gas tritt aus der Patrone 24 in die flexible Verbindungsleitung 17 ein. strömt durch diese Leitung hindurch in das Einsatzstück 15 hinein, in den der vorspringende Zapfen 20 hineinragt. Wenn das Gas in die Bohrung 18 der Einlaßdüse 15 eintritt, kann es zunächst diese Bohrung nicht durchströmen, bis sich ein genügend hoher Gasdruck aufgebaut hat, um den Sperrstift 21 zu zerbrechen, der den den Schlagboben tragenden Kolben festhält. Wenn der Stift 21 zerbrochen ist, wird der Kolben 14 sehr schnell in Richtung auf die Zündkappe der Initialpatrone 11 des Raketenmotors bewegt Der Schlagbolzen bewirkt also, daß der im Behälter 10 befindliche Treibstoff durch die lnitialpatrone 11 gezündet wird, so daß heiße Gase aus dem Behälter und entlang dem Verbindungsstück 8 strömen und den Treibstoff der anderen Behälter zünden. Die gesamten Gase des gezündeten Treibstoffes treten dann durch die Auslaßdüsen 9 aus, und der Schleudervorgang wird fortgesetzt

Es ist ersichtlich, daß durch die Bewegung der Sitzschale relativ zum Sitzrahmen die.Lage der Zugleine 41 bezüglich des Flugzeugs nicht beeinträchtigt wird und daß die Länge dieser zum Inbetriebsetzen des Raketenmotors dienenden Leine so gewickelt werden kann, daß der Raketeamotor in dem für den Schleudervorgang optimalen Zeitpunkt gezändet wird, ohne daß dabei die Steftmg der Sttzschafe relativ zum Sitzrahmen eine RoBe spielt

{fieren 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schleudersitz für ein Fahrzeug, insbesondere ein Flugzeug, mit einem Sitzrahmen, an dem eine Schleuderkanone angeordnet ist, und einer relativ zu dem Sitzrahmen höhenverstellbaren Sitzschale für einen Fahrzeuginsassen, an der ein Raketenmotor angeordnet ist, dessen Treibsatz mittels einer Initialzündvorrichtung zu zünden ist, sowie mit ₍₀ einer im Normalzustand aufgewickelten Zugleine zum Betätigen der Initialzündvorrichtung im Notfall, deren einer (erster) Endabschnitt mit der Initialzündvorrichtung in Wirkverbindung steht und deren anderer (zweiter) Endabschnitt mit einem festen _J5 Teil des Fahrzeuges verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Endabschnitt der Zugleine (41) über einen von der Zugleine entriegelbaren Verriegelungsmechanismus (29 (bis 38) mit einem Schlagbolzen (26) verbunden ist. der bei Betätigung Druckmittel freisetzt, das über eine Schlauchleitung (17) einen Schlagbolzen (12) der Initialzündvorrichtung (10) betätigt.

2. Schleudersitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsmechanismus (29 bis 38) eine Hebelanordnung (29, 30) aufweist, die in einem Gehäuse (23) angeordnet ist, welches den aufgewickelten Teil (46) der Zugleine (41) enthält.

3. Schleudersitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelanordnung (29, 30) mechanisch mit einem Abzugsglied (25) verbunden ist, das normalerweise dem unter Federspannung stehenden Schlagbolzen (26) zugeordnet ist.

4. Schleudersitz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für das Druckmittel eine gaserzeugende Patrone (24) ist.

5. Schleudersitz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchleitung (17) mit der Druckmittelquelle (24) lösbar verbunden ist

6. Schleudersitz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagbolzen (12) der Initialzündvorrichtung (10) aus einem Kolben (14) herausragt, der in einem an einem Treibstoffbehälter des Raketenmotors befestigten zylindrischen Gehäuse (13) gleitbar angeordnet ist.

7. Schleudersitz nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen zerbrechbaren Sperrstift (21), der den Kolben (14) und den an dem Kolben befestigten Schlagbolzen (12) gegen eine Bewegung sichert, bis der auf den Kolben (14) einwirkende Druck einen vorgegebenen Grenz-vert übersteigt.