DE102007039011A1

DE102007039011A1 - Vorrichtung mit zwei Bauteilen, die über eine Trennschraube lösbar miteinander verbunden sind

Info

Publication number: DE102007039011A1
Application number: DE102007039011A
Authority: DE
Inventors: Alexander Paesch; Martin Rybol
Original assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 2007-08-17
Filing date: 2007-08-17
Publication date: 2009-02-19
Also published as: EP2179245B1; ATE541179T1; EP2179245A1; WO2009024244A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit zwei Bauteilen (2, 3), die über eine Trennschraube (5) lösbar miteinander verbunden sind, wobei die Trennschraube (5) eine Trennladung (15) enthält und wobei die miteinander verbundenen Bauteile (2, 3) um die Trennschraube (5) herum angeordnete und ineinander greifende zylinder- und kolbenförmige Führungsteile (6, 7) aufweisen und wobei im Bereich der Ebene der Trennfuge zwischen den Bauteilen (2, 3) ein ringförmiger Freiraum (10) vorgesehen ist, so dass die bei Aktivierung der Trennladung (15) freiwerdenden Gase in den Freiraum (10) entweichen und in Bezug aufeinander eine axial geführte Verschiebung der Bauteile (2, 3) bewirken. Um im Falle der Aktivierung der Trennladung (15) einerseits ein schnelles axiales Separieren der miteinander verbundenen Bauteile (2, 3) zu erreichen und andererseits trotz hoher Funktionssicherheit eine gegenüber bekannten Trennschrauben (5) relativ geringe Ladungsmenge zu benötigen, schlägt die Erfindung vor, als Trennladung (15) einen Explosivstoff zu verwenden, der die Trennung der Bauteile (2, 3) durch Detonation einleitet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit zwei Bauteilen, die über eine Trennschraube lösbar miteinander verbunden sind, gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 38 00 330 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung handelt es sich um einen eine Wirkladung umfassenden Abwurfkörper mit Fallschirm, wobei eine Fallschirmkassette an der Rückwand der Wirkladung lösbar über eine Trennschraube verbunden ist. Die beiden miteinander verbundenen Bauteile umfassen axial-teleskopische Führungsteile, die um die Trennschraube herum angeordnet sind und ineinander greifen. Im Bereich der Ebene der Trennfuge zwischen den beiden Bauteilen ist ein ringförmiger Freiraum (Kehlnut) vorgesehen, so dass die bei Aktivierung der Trennladung freiwerdenden Gase in die Kehlnut entweichen und die Fallschirmkassette axial gegenüber der Wirkladung entlang der Führungsteile verschieben.
Als Trennladung wird in der Trennschraube der bekannten Vorrichtung eine pyrotechnische Ladung benutzt, mittels welcher die Trennung der Trennschraube durch Deflagration eingeleitet wird. Als nachteilig hat es sich hierbei erwiesen, dass bei der Verwendung einer pyrotechnischen Trennladung zur Trennung der Schraube eine relativ große Menge an Explosivstoff benötigt wird. Daher ist eine entsprechend große Ausnehmung in der Trennschraube vorzusehen. Außerdem werden bei Aktivierung der Trennladung eine entsprechend große Menge heißer Gase erzeugt, die in der Nähe befindliche Bauteile der Vorrichtung etc. leicht beschädigen können.
Bei der bekannten Vorrichtung ist es ferner erforderlich, in der die Trennladung umfassenden zylinderförmigen Seitenwand der Trennschraube eine ringförmige Sollbruchstelle anzuordnen, entlang welcher die Trennschraube bei Aktivierung der Trennladung aufreißt. Abgesehen davon, dass das Einbringen einer derartigen Sollbruchstelle zusätzliche Kosten verursacht, muss bei der bestimmungsgemäßen Verwendung der Trennschraube sichergestellt werden, dass die Sollbruchstelle genau im Bereich der zwischen den zu trennenden Bauteilen bestehenden Kehlnut angeordnet ist.
Aus der DE 195 32 746 A1 ist ferner eine Trennschraube zur lösbaren Verbindung zweier Bauteile bekannt, bei der als Trennladung statt eines pyrotechnischen Materials ein detonativ wirkender Explosivstoff verwendet wird. Auf die Verwendung einer derartigen Trennschraube zur axialen Verschiebung benachbarter Bauteile wird in dieser Druckschrift nicht eingegangen. Außerdem wird auch bei dieser bekannten Trennschraube zum reproduzierbaren Aufreißen eine ringförmige Sollbruchstelle benötigt.
Ausgehend von der DE 38 00 330 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei der im Falle der Aktivierung der Trennladung einerseits ein schnelles axiales Separieren der miteinander verbundenen Bauteile erfolgt und andererseits trotz hoher Funktionssicherheit eine gegenüber bekannten Trennschrauben relativ geringe Ladungsmenge benötigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbart der Unteranspruch.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, als Trennladung statt einer pyrotechnischen Ladung einen detonativ wirkenden Explosivstoff zu verwenden. Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, dass sich mit einer derartigen Ladung auch bereits bei Verwendung relativ geringer Ladungsmengen nicht nur eine sichere Trennung der Trennschraube, sondern durch Ausnutzung der bei der Detonation entstehenden hochgespannten Gase auch eine schnelle und reproduzierbare Verschiebung der zu trennenden Bauteile erreichen lässt.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, auf eine Sollbruchstelle im Bereich der zylinderförmigen Seitenwand der Trennschraube zu verzichten, da durch die Verwendung der detonativ wirkenden Trennladung ein Reißen der Seitenwand auch ohne Sollbruchstelle sichergestellt ist und die genaue Lage der Trennung durch den Freiraum zwischen den beiden Bauteilen definiert werden kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt zweier durch eine Trennschraube miteinander verbundener Fallschirmkassetten eines Abwurfkörpers;
2 den 1 entsprechenden Längsschnitt nach Aktivierung der Trennladung der Trennschraube, wobei die Fallschirmkassetten bereits teilweise voneinander getrennt sind, und
3 einen 1 entsprechenden Längsschnitt nach vollständiger Trennung der beiden Fallschirmkassetten.
In den 1–3 ist mit 1 eine Anordnung von zwei Fallschirmkassetten 2, 3 bezeichnet, die heckseitig an einer nicht dargestellten Wirkladung eines Abwurfkörpers befestigt sind. Dabei ist die, einen Bremsfallschirm 4 enthaltende erste Fallschirmkassette 2 an der, einen Rotationsfallschirm (nicht dargestellt) enthaltenen zweiten Fallschirmkassette 3 mittels einer Trennschraube 5 befestigt.
Die beiden Fallschirmkassetten 2, 3 weisen um die Trennschraube 5 herum angeordnete, axial-teleskopisch ineinander greifende Führungsteile 6, 7 auf. Dabei ist mit der Rückwand 8 der zweiten Fallschirmkassette 3 ein nach außen gerichtetes zylinderförmiges Führungsteil 6 verbunden und an der Rückwand 9 der ersten Fallschirmkassette 2 ein in dem zylinderförmigen Führungsteil 6 der Rückwand 8 verschiebbar gelagertes kolbenförmiges Führungsteil 7 vorgesehen.
In dem Bereich, in dem die Trennung der Trennschraube 5 erfolgen soll und in der die mit 100 bezeichnete Trennebene der beiden miteinander verbundenen Bauteile 2, 3 liegt, ist ein ringförmiger Freiraum 10 um die Trennschraube 5 herum vorgesehen. Dieser Freiraum 10 wird einerseits von dem Boden 11 des zylinderförmigen Führungsteiles 6 der zweiten Fallschirmkassette 3 und andererseits von dem Boden 12 des kolbenförmigen Führungsteiles 7 der ersten Fallschirmkassette 2 begrenzt.
Die Trennschraube 5, welche die beiden Fallschirmkassetten 2, 3 zusammenhält, weist eine sich in Richtung ihrer Längsachse 13 erstreckende Ausnehmung 14 auf, in der eine als Detonator wirkende Trennladung 15 enthalten ist.
Soll nun nach einem vorgegebenen Flugweg des Abwurfkörpers der Bremsfallschirm 4 geöffnet und hierzu die erste Fallschirmkassette 2 abgeworfen werden, so wird mittels eines an sich bekannten Mechanismus die Trennladung 15 der Trennschraube 5 elektrisch gezündet (1).
Die Trennschraube 5 reißt dann im Bereich des ringförmigen Freiraumes 10, und die prozessbedingt entstehenden, hochgespannten Gase expandieren in den ringförmigen Freiraum 10. Hierdurch wird der Separationsvorgang eingeleitet, wobei die Gasdichtigkeit zwischen dem zylinderförmigen Führungsteil 6 und dem kolbenförmigen Führungsteil 7 über einen O-Ring 16 sichergestellt wird (2).
Sobald das kolbenförmige Führungsteil 7 aus dem zylinderförmigen Führungsteil 6 herausgedrückt wird (3), ist das axial geführte Abheben der ersten Fallschirmkassette 2 von der zweiten Fallschirmkassette 3, und damit auch von dem Wirkteil, beendet und die Gase können diffus expandieren. Anschließend öffnet sich der noch mit der zweiten Fallschirmkassette 3 verbundene Bremsfallschirm 4 (die Verbindung zwischen dem Bremsfallschirm und der zweiten Kassette ist in den Fig. nicht dargestellt).
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise auch nur eine Fallschirmkassette umfassen, welche mit der Wirkladung über eine Trennschraube verbunden ist.
Bei den beiden, mittels einer Trennschraube lösbar verbundenen Bauteilen braucht es sich ferner nicht zwingend um Bauteile eines Abwurfkörpers zu handeln, sondern es kann sich auch um Bauteile einer anderen Vorrichtung handeln, bei der eine lösbare Verbindung mittels einer Trennschraube gewünscht ist, wobei außer der schnellen Trennung der Trennschraube auch eine axial geführte Bewegung der zu trennenden Bauteile während des Trennvorganges gewünscht wird.

1: Anordnung
2: (erste) Fallschirmkassette, Bauteil
3: (zweite) Fallschirmkassette, Bauteil
4: Bremsfallschirm
5: Trennschraube
6: (zylinderförmiges) Führungsteil
7: (kolbenförmiges) Führungsteil
8: Rückwand (zweite Fallschirmkassette)
9: Rückwand (erste Fallschirmkassette)
10: Freiraum
11: Boden (zylinderförmiges Führungsteil)
12: Boden (kolbenförmiges Führungsteil
13: Längsachse
14: Ausnehmung
15: Trennladung
16: O-Ring
100: Trennebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3800330 A1 [0002]
- DE 19532746 A1 [0005]
- DE 3800330 [0006]

Claims

Vorrichtung mit zwei Bauteilen (2, 3), die über eine Trennschraube (5) lösbar miteinander verbunden sind, wobei die Trennschraube (5) eine Trennladung (15) enthält und die miteinander verbundenen Bauteile (2, 3) um die Trennschraube (5) herum angeordnete, axial-teleskopisch ineinander greifende Führungsteile (6, 7) aufweisen, und wobei im Bereich der Ebene einer Trennfuge zwischen den Bauteilen (2, 3) ein ringförmiger Freiraum (10) vorgesehen ist, so dass die bei Aktivierung der Trennladung (15) freiwerdenden Gase in den Freiraum (10) entweichen und eine axial geführte Verschiebung des einen Bauteiles (2) gegenüber dem anderen Bauteil (3) bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Trennladung (15) um einen Explosivstoff handelt, der die Trennung der Bauteile (2, 3) durch Detonation einleitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennladung (15) in einer sich in Richtung der Längsachse (13) der Trennschraube (5) erstreckenden Ausnehmung (14) befindet und dass die Wandstärke der die Trennladung (15) umfassenden zylinderförmigen Seitenwand der Trennschraube (5) keine Sollbruchstelle aufweist, so dass die Lage des bei Aktivierung der Trennladung (15) sich ergebenden Risses der Trennschraube (5) durch den ringförmigen Freiraum (10) zwischen den zu trennenden Bauteilen (2, 3) definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich mindestens bei dem einen Bauteil (2, 3) um eine an einem Abwurfkörper angeordnete Fallschirmkassette handelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei beiden Bauteilen (2, 3) um an einem Abwurfkörper hintereinander angeordnete Fallschirmkassetten handelt.