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Diese Erfindung betrifft Schnappentriegelungen,
die eine Verbindung/Trennung elektrischer oder fluidischer Kreise
bereitstellen, die sich zwischen zwei trennbaren Körpern erstrecken.
Eine Schnappentriegelung kann beispielsweise zur Verbindung einer
Kühleinheit
oder eines Ladekreises eines Straßenfahrzeugs mit einer ortsfesten
(stationären) Spannungsversorgung
eingesetzt werden, wobei eine sichere Trennung der elektrischen
Spannung gewährleistet
ist, wenn das Fahrzeug unbeabsichtigt weggefahren wird, ohne den
Kreis zuerst manuell zu trennen. Andere Anwendungen für Schnappentriegelungen
sind u. a.:
1) Verbinden von Schiffen mit küstenseitigen Versorgungsleitungen;
2)
Notfall-Entriegelungspakete, Steckverbinder und Schnittstellen für die Manipulation
von ROV (remote operated vehicle) (fernbedienten Fahrzeugen), wie sie
in der Unterwasser-Öl-
und -Gasförderung
eingesetzt werden;
3) elektrische Verbindungen für aus Luftfahrzeugen oder
anderen sich in Bewegungbefindlichen Fahrzeugen abgeworfenen Lasten.
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Es ist erforderlich, dass diese Steckverbinder
unbeschädigt
und sicher getrennt werden, um eine Beschädigung der elektrischen/fluidischen
Kreise und ihrer Verankerungspunkte an den getrennten Körpern zu
vermeiden. Diese Funktion wird normalerweise dadurch erzielt, dass
eine erste Hälfte
des Steckverbinders am ersten der Körper und die zweite Hälfte des
Steckverbinders am Ende eines flexiblen Kabels oder Kabelkanals
angebracht wird, das bzw. der zum zweiten Körper führt. Eine Abzugsleinenschlaufe
wird dann zwischen einem festen Stützpunkt am zweiten Körper und
der zweiten Hälfte
des Steckverbinders befestigt, so dass die Abzugsleine bei der Trennung
der Körper
gespannt wird und eine federbelastete Kupplungsmuffe am Steckverbinder freigibt,
wodurch die beiden Hälften
getrennt werden können.
Die Länge
der Abzugsleinenschlaufe ist kürzer
als das Kabel oder der Kabelkanal, das bzw. der deshalb keiner übermäßigen Spannung
ausgesetzt wird, wenn die Steckverbinderhälften auseinandergezogen werden.
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Eine ähnliche Anordnung wird in der US-A-4134634
(Bauer et al.) offenbart, die einen Schleppkabel-Steckverbinder
für Hubschrauber
betrifft, in dem eine feste Abzugsleine verwendet wird. Das Schleppkabel
wird von einer Winde abgewickelt. Wird das Drehmoment der Winde überwunden, dehnt
sich das Kabel und die Abzugsleine gibt den Schleppkabel-Steckverbinder frei.
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Die DE-U-9406232.3 (Erich Jäger) zeigt
eine Schnappentriegelung, bei der eine Steckverbinderklinke mit
einem Spiralteil eines Verbindungskabels gekoppelt ist, und die
eine Abzugsleine fester Länge hat.
Die Dehnung des Spiralteils strafft die Abzugsleine und gibt die
Steckverbinderklinke frei.
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Bei manchen Anwendungen, z. B. wenn
der erste Körper
eine von einem Luftfahrzeug absetrbare variable Last ist, kann es
erforderlich sein, dass die zweite Steckverbinderhälfte mit
vielfältigen
verschiedenen ersten Steckverbinderhälften in verschiedenen Verbindungspositionen
für verschiedene
Lasten zusammenwirken muss. In solchen Fällen kann es schwierig sein,
die Abzugsleine so anzupassen, dass ungeachtet der Last die richtige
Trennung sichergestellt wird. Je nach Art der Last kann es sich
als notwendig erweisen, die Länge
der Abzugsleine und die Position des Stützpunktes zu ändern, was
größere bauliche Änderungen
am Luftfahrzeug mit sich bringt. Es kann außerdem wichtig sein, für die Verstauung
des Kabels bzw. des Kabelkanals und der Abzugsleine nach der Trennung
der Steckverbinderhälften
zu sorgen, z. B. um Störungen
im Gasstrahl des Fahrzeugs oder Schäden durch Nachschleifen auf
dem Boden zu vermeiden.
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Die vorliegende Erfindung stellt
eine Abzugsleinenbaugruppe mit Schnappentriegelung mit einer Spannvorrichtung
bereit, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Spannvorrichtung
so eingestellt werden kann, dass ein Abwickeln der Abzugsleine möglich ist,
oder so, dass die Abzugsleine eingezogen wird, und dass sie bei
einer Einstellung zum Einziehen dem Abwickeln der Abzugsleine einen
Widerstand entgegensetzt, wodurch eine Zugkraft für die Schnappentriegelung
wirksam wird. Damit die Abzugsleine und eine zugehörige Steckverbinderhälfte mit
einer passenden Steckverbinderhälfte
in vielen verschiedenen möglichen
Positionen gekoppelt werden kann, wird die Spannvorrichtung so eingestellt, dass
ein Abwickeln der Abzugsleine möglich
ist. Bei dieser Einstellung steht vorzugsweise dem Einziehen des
Kabels ein Widerstand entgegen, wodurch die Abzugsleine schlaff
gehalten wird, um eine problemlose Passung der Steckverbinderhälften zu
gestatten. Sobald die Verbindung hergestellt ist, kann die Spannvorrichtung
zum Einziehen eingestellt werden, wodurch der Durchhang der Abzugsleine
beseitigt und diese unter einer geringen Spannung gehalten wird.
Diese Spannung ist jedoch so ausgelegt, dass sie nicht ausreicht,
die Steckverbinderhälften
zu trennen. Werden dann die Spannvorrichtung, die Abzugsleine und
ihre zugehörige
Steckverbinderhälfte von
der anderen Steckverbinderhälfte
physikalisch entfernt, wird dem Abwickeln der Abzugsleine ein Widerstand
entgegengesetzt und die Spannung der Abzugs leine bis zu dem Punkt
erhöht,
in dem die Steckverbinderhälften
auseinandergezogen werden.
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Sind beispielsweise die Steckverbinderhälften jeweils
an einem Fahrzeug und seiner Last angebracht, könnten Trägheitsbewegungen der Last relativ
zum Fahrzeug oder aerodynamische auf die Last wirkende Kräfte eine
vorzeitige Trennung des Steckverbinders verursachen, da die Abzugsleine
unter Spannung gehalten wird. Um dazu beizutragen, dies zu vermeiden,
ist ein elastisches Glied mit der Abzugsleine verbunden, wobei gegenüberliegende
Teile des Glieds jeweils Stoßflächen haben,
die jeweiligen Stoßflächen an
jeder Seite in Kontakt miteinander gebracht werden, wenn das Glied
um ein vorgegebenes Ausmaß verformt
worden ist, wodurch sich die Steifigkeit des Gliedes erhöht und eine Übertragung
der Kräfte
zur Schnappentriegelung ermöglicht. Das
Glied lässt
eine begrenzte relative Bewegung des Fahrzeugs und seiner Last vor
dem Kontakt der Stoßflächen zu.
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Bevorzugte Merkmale der Erfindung
sind in den Unteransprüchen
sowie in der nachfolgenden Beschreibung, die sich auf die Zeichnungen
bezieht enthalten; es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Abzugsleinenbaugruppe mit Schnappentriegelung,
die die Erfindung verwirklicht;
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2 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Kabeltrommelgehäuses der
Abzugsleinenbaugruppe von 1 und
der inneren Bauteile;
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3 eine
Draufsicht des Ratschenmechanismus der Kabeltrommel im eingestellten
Zustand;
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4 eine
Draufsicht des Ratschenmechanismus der Kabeltrommel im rückgestellten
Zustand;
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5 und 6 weitere Einzelheiten des Ratschenmechanismus;
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7 ein
Sechskantschlüsselloch
und einen zugehörigen
weiteren Ratschenmechanismus; und
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8 und 9 eine Fliehkraftbremse für die Kabeltrommel.
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Nunmehr sei auf 1 und 2 verwiesen,
wonach die Spannvorrichtungsbaugruppe eine Spreizplatte (4)
an einem Miniatur-Drahtseil oder Kabel (6) aufweist, das
an einer aus zwei Hälften
(8a, 8b) in einem Gehäuse (2) gebildeten
Trommel (8, Fig. 2) befestigt
ist. Wie aus 2 ersichtlich
enthält
das Gehäuse
einen Boden (3) und eine Abdeckung (5). Die Spreizplatte
stellt sicher, dass die Abzugsleine mit Schnappentriegelung (10)
im Wesentlichen parallel zur Trennrichtung gespannt wird. Diese
Maßnahme stellt
minimale Kräfte
zur Schnappentriegelung und eine maximale Lebensdauer der Abzugsleine
mit Schnappentriegelung sicher. Die Enden der Abzugsleine (10)
sind an diametral gegenüberliegenden Stellen
mit einer Steckverbinderhälfte
(7) verbunden. Eine das Gegenstück bildende komplementäre Steckverbinderhälfte (9)
ist fest an einer lösbaren Last
(32) angebracht. Die Steckverbinderhälfte (9) ist an einem
Ende eines flexiblen Kabelgeschirrs (11) befestigt.
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Wie am deutlichsten aus 2 zu ersehen ist, ist die
Trommel (8) drehbar durch eine aufgewickelte ,Ohrenfeder' (14), die zwischen
einer feststehenden Spindel (13) und einem Trommelschlitz
(15) liegt, federbelastet. Das Kabel (6) ist deshalb
normalerweise unter Spannung, da die Feder das Bestreben hat, es
weiter auf die Trommel aufzuwickeln. Es ist offensichtlich, dass
das Kabel nicht als fester Verankerungspunkt dienen kann, es sei
denn, die Trommel wird an einer Drehung in der Gegenrichtung gehindert.
Diese Funktion wird durch eine Schaltklaue oder -klinke (16) bereitgestellt,
die in ein gezahntes Rad (12) eingreift, das starr koaxial
auf der Trommel sitzt.
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Die Schaltklinke ist so ausgeführt, dass
sie je nach der Drehstellung eines handbetätigten Hebels (18),
der durch einen in einen in einen Innensechskant (22) im
Schaft des Hebels eingeführten
Sechskantschlüssel
(20, Fig. 7) gedreht wird,
in einer der beiden Richtungen federbelastet ist. In der in 3 dargestellten Stellung kann das Kabel
von der Trommel abgewickelt werden, wobei die Klinke eine Rückwärtsdrehung
verhindert; wirkt dagegen wie in 4 dargestellt
die Federspannung auf das Kabel, widersteht die Trommel jedem Versuch,
mehr Kabellänge abzuwickeln.
Dieser zuletzt genannte Zustand stellt die gewünschte Verankerungspunktfunktion
bereit. Der Hebel wird durch einen federbelasteten Kolben (24),
der auf eine am Klinkengehäuse
(26) angeformte Nase (25) wirkt, in der Stellung
gemäß 4 vorgespannt. Zwischen dem Klinkengehäuse und
der Klinke ist eine Torsionsfeder (28) angeordnet, die
die erforderliche Nachgiebigkeit der Feder bereitstellt, damit die
Klinke je nach Stellung des manuell betätigten Hebels um jeweils einen
Schaltschritt freigegeben wird. In der Praxis wird damit die Funktion
einer Ratsche bereitgestellt, die für den Betrieb in beiden Richtungen
eingestellt werden kann.
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Es ist offensichtlich, dass die in 3 dargestellte Stellung der Klinke geeignet
ist, das flexible Kabelgeschirr und seine zugehörige Steckverbinderhälfte aus
seiner verstauten Position z. B. von einem unter einem Luftfahrzeug
aufgehängten
Außenlastträger herauszuziehen
und an der anderen Steckverbinderhälfte (9), die an der
Last (32) angebracht ist, zu befestigen. Sollte der Bedienungsmann
das Kabelgeschirr während
dieses Prozesses, jedoch vor dem Anbringen der Last, unbeabsichtigt
freigeben, wird das Kabelgeschirr nicht in den Außenlastträger zurückgezogen.
Die Stellung der Klinke gemäß 3 lässt
sich nur durch das vollständige
Einführen des
Schlüssels
in den Innensechskant (22) im Betätigungshebel mit einer anschließenden Drehung
im Uhrzeigersinn des Schlüssels
und des Hebels (bei Blickrichtung vom Schlüsselansatzpunkt) erreichen.
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Eine Arretiereinrichtung am Schlüssel verhindert
eine Drehung in Gegenrichtung des Hebels, wenn der Schlüssel eingeführt ist
und gedreht wird. Diese Funktion wird mittels einer getrennten Muffe (34)
erreicht, die axial mit dem Betätigungshebel fluchtet
und einen Innensechskant zur Aufnahme des Schlüssels bildet.
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Die Muffe kann nur in einer Richtung
(im Uhrzeigersinn) gedreht werden und wird an einer Drehung in Gegenrichtung
durch einen federbelasteten verschieblichen Bolzen (36)
gehindert, der mit einer Reihe keilförmiger Aussparungen (37)
in Eingriff kommt, die im Umfang der Muffe eingefräst sind.
So lang der Schlüssel
gedreht und an Ort und Stelle verbleibt, bleibt also die Klinke
vorgespannt im Abwickelmodus.
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Sobald das Kabelgeschirr an der Last
angebracht worden ist, wird der Schlüssel aus der Muffe im Betätigungshebel
herausgezogen, wodurch eine getrennte Drehung des Hebels relativ
zur Muffe ermöglicht
wird und die Klinke in die Stellung zurückkehren kann, in der die Ohrenfeder
eines Rückzugsspannung
auf das Kabel aufbringt und gleichzeitig jedes weitere Abwickeln
des Kabel verhindert. Somit wird das vollständig installierte Kabelgeschirr
in seiner Lage gehalten, und das Kabel fungiert dann als Stützpunkt,
wenn der Steckverbinder der Schnappentriegelung im Falle einer Abwärtsbewegung
des Steckverbinders bei der Freigabe der Last getrennt wird.
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Um eine unbeabsichtigte Trennung
zu vermeiden, die durch normale durch die Aerodynamik und/oder Trägheit induzierten
Bewegungen der Last verursacht werden könnte, wie sie üblicherweise
bei einem gefesselten Transport auftreten, ist die Spreizplatte
(4) des Kabelendes so ausgeführt, dass sie sich leicht durchbiegt,
wodurch eine geringe Abwärtsbewegung
der Last zugelassen wird, bevor sie im Wesentlichen steif wird und
die Trennkräfte
an die Abzugsleine überträgt. Diese
Wirkung wird dadurch erreicht, dass die Spreizplatte so geformt
wird, dass sie sich unter Nennspannungen der Abzugsleine biegen
kann, bis die Stoßflächen (40)
einander berühren,
wodurch eine plötzliche
Zunahme der Biegesteifigkeit eintritt. Bei einer Ausführungsform
des Konzepts sind dieser Kontakt und die daraus folgende Steifigkeit
so ausgelegt, dass sie bei einer etwa 5 mm langen Abwärtsbewegung
der Abzugsleinenenden eintreten, aber dieses Prinzip kann anderen
speziellen Anforderungen entsprechend angepasst werden.
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Um eine optimale Flexibilität hinsichtlich
der Lage der Trommelbaugruppe relativ zum Kabelgeschirr und den
Steckverbinderhälften
bereitrustellen, wird das Kabel bei der bevorzugten Ausführungsform auf ähnliche
Weise wie ein Bremskabel eines Fahrrades gleitbar in einem flexiblen
Mantel (52) aufgenommen, so dass es ohne Gefahr des Scheuerns
an Hindernissen vorbeigeführt
werden kann. Bei dieser Anwendung endet der Mantel mit einer Stoßverbindung (42)
am Trommelgehäuse
und an einer Last tragenden Konsole bzw. einem Stützpunkt
(44), der durch herausnehmbare Bolzen (46), die
eine Lageänderung
entsprechend den verschiedenen Positionen der Steckverbinder der
Last gestatten, fest an der Außenlastträgerstruktur
angebracht ist.
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Angesichts der Bedeutung einer erfolgreichen
Ausführung
der Entriegelungsfunktion ist ein zweiter Mechanismus in der Trommelbaugruppe
integriert, so dass ein Versagen der Klinke beim Verhindern der
Drehung der Trommel während
der Lastfreigabe rasch durch eine alternative Arretierung der Trommel
mittels eines durch Fliehkraft aktivierten Bolzenpaares ausgeglichen
wird, das die Trommel an der Gehäuseabdeckung
(5) arretiert, wenn sie sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit
dreht. Während
des Lastabwurfs treten hohe Beschleunigungen auf, so dass eine Abwärtsgeschwindigkeit von
(etwa) 0,4 m/s innerhalb einer Abwärtsbewegung der Last über einem
Weg von 5 mm erreicht werden könnte.
Dies entspricht einer Drehgeschwindigkeit der Trommel von ca. 250
U/min, was für
den Betrieb der Fliehkraftbremse hinreichend ist. Die Bolzen werden
normalerweise durch Federn (54) außer Eingriff mit dem Gehäuse gehalten. 7 zeigt die Bolzen außer Eingriff mit der Gehäuseabdeckung,
so dass eine Drehung der Trommel möglich ist, während 9 die Bolzen in Kontakt mit Stoßflächen (55)
in der Abdeckung (5) zeigt, wodurch eine Drehung der Trommel
verhindert wird.
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Die Anwendung der Erfindung in ihren
bevorzugten Ausführungsformen
kann folgende Vorteile enthalten: a) Sie kann einen einzigen verstellbaren Stützpunkt
für die
Abzugsleine mit Schnappentriegelung bereitstellen.
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b) Sie beaufschlagt die Abzugsleine
mit Schnappentriegelung vorzugsweise ständig mit einer mäßigen Spannung.
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c) Sie erlaubt das Befestigen eines
Kabelgeschirrs an der Last, ohne die Abzugsleine mit Schnappentriegelung
vom Verankerungspunkt zu trennen.
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d) Sie stellt vorzugsweise sicher,
dass die Entriegelungsspannung der Abzugsleine für den Steckverbinder minimiert
wird.
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e) Sie kann dazu beitragen, dass
der Verankerungspunkt so weit wie möglich von der Last entfernt
ist, wodurch die Länge,
um die das Kabelgeschirr aus seiner verstauten Position während der Lastfreigabe
verringert und die Gefahr einer Beschädigung sowohl des Geschirrs
als auch der umgebenden Struktur verringert wird.
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f) Sie zieht das Geschirr nach der
Lastfreigabe in vorteilhafter Weise so weit wie möglich in
seine gestaute Position zurück.
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g) Sie kann zu einem missgriffsicheren
Betrieb beitragen, indem nur die korrekte Abfolge der Bedienungsschritte
möglich
ist.
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h) Sie kann einen Sicherheitsmodus
für den Fall
eines Versagens der ersten Klinke bereitstellen.