DE102011055045A1

DE102011055045A1 - Gewindespindel und Treibladungsportioniereinrichtung

Info

Publication number: DE102011055045A1
Application number: DE201110055045
Authority: DE
Inventors: Matthias Raczek; Jens Köster
Original assignee: Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Current assignee: Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2031-11-05
Also published as: DE102011055045B4; WO2013064144A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gewindespindel, umfassend einen ersten Gewindeabschnitt (31) mit einer ersten Gewindesteigung und einen zweiten Gewindeabschnitt (32) mit einer zweiten Gewindesteigung, wobei die erste Gewindesteigung größer als die zweite Gewindesteigung ist. Die Erfindung betrifft eine Treibladungsportioniereinrichtung und eine Portionierverfahren zum Trennen und Zusammenführen von Treibladungsmodulen zu Treibladungsportionen, umfassend einen ersten Modulhalter (61) und einen zweiten Modulhalter (62) sowie eine solche Gewindespindel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewindespindel, eine Treibladungsportioniereinrichtung sowie ein Verfahren zum Portionieren von Treibladungsmodulen einer Treibladung.
Gewindespindeln sind in der Praxis als Bauteile zur Erzeugung eines axialen Vortriebs aus einer rotierenden Bewegung von auf den Gewindespindeln angeordneten Komponenten vorgesehen. Umgekehrt kann auch durch Rotation der Gewindespindel ein Vortrieb bei gegen eine Rotation festgelegten auf der Gewindespindel angeordneten Komponenten erfolgen. Hierbei weisen die Gewindespindeln eine konstante Gewindesteigung auf, so dass sich die Komponenten entlang der mit einem Gewinde versehenen Abschnitte der Gewindespindeln mit gleicher Geschwindigkeit bewegen können.
Die EP 2 253 926 A1 zeigt eine Treibladungsportioniereinrichtung zum Portionieren einer aus einer Vielzahl Treibladungsmodulen bestehenden Treibladung, wobei die Treibladungsmodule in der Treibladung über- bzw. aufeinander gesteckt sind. Dazu weisen die Treibladungsmodule in einem Kopfbereich einen verengten Querschnitt auf, so dass ein vorstehender Fußbereich eines weiteren Treibladungsmoduls auf den Kopfbereich aufgestülpt werden kann. Die so hergestellte Treibladung wird in der Treibladungsportioniereinrichtung in dafür vorgesehenen Modulhaltern gehalten, wobei jeder Modulhalter jeweils ein Treibladungsmodul umgreift. Die Modulhalter sind dabei auf einer Spindel angeordnet und um die Spindel verschwenkbar gelagert, so dass die Modulhalter einzeln die Treibladungsmodule verschwenken können. Um die Treibladungsmodule voneinander zu trennen, ist ein entlang einer Schiene fahrbares Trennwerkzeug vorgesehen, welches mittels dafür vorgesehenen Zähnen den Fußbereich der Treibladungsmodule durch Trennen von dem von dem Fußbereich umfassten Kopfbereich eines weiteren Treibladungsmodul trennen kann, so dass die Treibladungsmodule zueinander verschwenkt werden können. Die voneinander getrennten Treibladungsmodule bilden gemeinsam eine Treibladungsportion, wobei die verschwenkte Treibladungsportion mittels einer nicht gezeigten Ladeeinrichtung in die dafür vorgesehene Feuerleitkammer parallel zu einer Längsachse der Spindel verschoben wird.
Nachteilig können einmal voneinander abgetrennte Treibladungsportionen nicht wieder miteinander verbunden werden. Ferner nachteilig können die Treibladungsmodule nicht einzeln aus der Treibladungsportioniereinrichtung entnommen werden.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Antrieb zu ermöglichen, der mit ihm verbundenen Komponenten unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten einräumt. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genannte Treibladungsportioniereinrichtung und ein eingangs genanntes Verfahren anzugeben, die in einfacher Weise ein Portionieren von Treibladungsmodulen zu Treibladungsportionen ermöglichen.
Diese Aufgaben werden durch eine Gewindestange mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Treibladungsportioniereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Eine erfindungsgemäße Gewindespindel umfasst zumindest einen ersten und einen zweiten Gewindeabschnitt, wobei der erste Gewindeabschnitt eine erste Gewindesteigung und der zweite Gewindeabschnitt eine zweite Gewindesteigung aufweist, wobei die erste Gewindesteigung größer als die zweite Gewindesteigung ist. Es versteht sich, dass die Gewindespindel nicht nur zwei sondern auch drei oder mehr Gewindeabschnitte mit voneinander verschiedenen Gewindesteigungen aufweisen kann, wobei die Gewindesteigungen beliebig zueinander anordenbar sind. Vorteilhaft können so bei einer Spindeldrehung eine Mehrzahl von mit einem Innengewinde versehene Komponenten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf der Gewindespindel hin und her bewegt werden. Dabei wirkt das Innengewinde vorteilhaft jeweils einer der Komponenten mit einem der Gewindeabschnitte zusammen.
Vorteilhaft ist die Gewindespindel aus einer Mehrzahl von Spindelteilen hergestellt, wobei vorzugsweise ein den ersten Gewindeabschnitt aufweisender erster Spindelteil und ein den zweiten Gewindeabschnitt aufweisender zweiter Spindelteil als zwei miteinander verbundene Spindelteile ausgebildet sind, die gemeinsam zumindest einen Teil der Gewindespindel bilden. Vorteilhaft sind weitere Spindelteile mit dem ersten und dem zweiten Spindelteil verbunden, wobei die weiteren Spindelteile vorzugsweise weitere Gewindeabschnitte mit von dem ersten und dem zweiten Gewindeabschnitt verschiedenen Gewindesteigungen aufweisen. Dadurch kann die Gewindespindel vorteilhaft auf einfache Weise hergestellt werden, wobei die Spindelteile beispielsweise durch Verschweißen, Verschrauben oder Verstemmen fest miteinander verbunden werden können. Ferner ist auch eine Klebeverbindung zwischen den Spindelteilen möglich. Alternativ kann die Gewindespindel auch einstückig ausgebildet sein, wobei die die unterschiedlichen Gewindesteigungen aufweisenden Gewindeabschnitte vorzugsweise in die Gewindespindel gedreht oder gefräst werden. Dabei wird besonders bevorzugt eine CNC-Fräse oder mit einer Mehrzahl von Gewindeschneidern versehenen Drehvorrichtung verwendet.
Die Gewindespindel wird vorzugsweise aus einem Metall wie beispielsweise Eisen, Aluminium oder Kupfer hergestellt, wobei vorzugsweise deren Legierungen zur Verbesserung der Festigkeit, Steifigkeit, tribologischen Eigenschaften und der Lebensdauer verwandt werden. Die Gewindespindel kann auch aus in einem Sinterprozess aus einem Sintermaterial wie Keramikpulver oder Pulvermetall gesintert werden, wobei dann die einstückige Ausbildung der Gewindespindel vorteilhaft durch bildendes Gewindes bzw. der unterschiedlichen Gewindesteigungen auf den Gewindeabschnitten durch entsprechende Formschalungen erzielt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der erste Gewindeabschnitt eine um ein ganzzahliges Vielfaches größere erste Gewindesteigung als die zweite Gewindesteigung auf, wobei die erste Gewindesteigung vorzugsweise doppelt so groß wie die zweite Gewindesteigung ist. In einer Ausführungsform mit einer höheren Anzahl Gewindeabschnitten ist die erste Gewindesteigung vorzugsweise um ein die Anzahl entsprechendes Vielfaches größer als die letzte Gewindesteigung, wobei die zweite Gewindesteigung um ein um eins gegenüber dieser Anzahl reduziertes Vielfaches größer ist als die letzte Gewindesteigung. Dadurch wird vorteilhaft eine gleichförmige Relativbewegung der mit der Gewindespindel zusammen wirkenden Komponenten zueinander erzielt.
Vorzugsweise wirken eine Vielzahl von Komponenten mit den sich unterscheidenden Gewindeabschnitten zusammen, wobei die unterschiedlichen Gewindesteigungen einen entsprechend unterschiedlichen Vortrieb von den Komponenten entlang der Gewindespindel erzielen. Vorzugsweise sind die Komponenten als Spindel- oder Gewindemuttern oder über eine solche mit der Spindel verbunden ausgebildet.
Eine erfindungsgemäße Treibladungsportioniereinrichtung für eine aus einer Mehrzahl abtrennbarer Treibladungsmodule gebildetem Treibladung weist zumindest einen ersten und einen zweiten Modulhalter auf, wobei die Modulhalter entlang einer Gewindespindel mit einem eine erste Gewindesteigung aufweisenden ersten Gewindeabschnitt und einem eine zweite Gewindesteigung aufweisenden zweiten Gewindeabschnitt bewegbar sind, wobei die erste Gewindesteigung größer als die zweite Gewindesteigung ist. Hierdurch wird vorteilhaft ein Zusammenwirken des ersten Modulhalters und des zweiten Modulhalters mit der Gewindespindel erzielt, wobei vorteilhaft eine unterschiedliche Antriebsgeschwindigkeit der Modulhalter durch die Gewindespindel ermöglicht wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der erste Modulhalter mit dem ersten Gewindeabschnitt und der zweite Modulhalter mit dem zweiten Gewindeabschnitt für eine Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Modulhalter verbunden, wodurch ein Trennen von einzelnen Treibladungsmodulen von der übrigen Treibladung ermöglicht wird. Vorteilhaft können so für spezifische Aufgaben vorgesehene Treibladungsportionen erstellt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Modulhalter von der Gewindespindel antreibbar, wobei die Gewindespindel vorzugsweise selbst wiederum von einem Antrieb angetrieben werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bewegt sich der erste Modulhalter bei einer Drehung der Spindel relativ zu dem zweiten Modulhalter entlang einer Längsachse der Gewindespindel. Dabei wird vorteilhaft eine gleichförmige Bewegung des ersten Modulhalters zu dem zweiten Modulhalter erzielt, wobei vorteilhaft auf ein Ausschwenken der Treibladungsportionen verzichtet werden kann, so dass die Treibladungsportioniereinrichtung vorteilhaft nur einen geringen Querschnitt quer zu einer Bewegung der Modulhalter aufweisen muss. Ferner wird dadurch vorteilhaft nur ein geringer Einbauraum für die Treibladungsportioniereinrichtung benötigt. Alternativ dazu ist auch eine Bewegung mit einer Komponente quer zur Längsachse der Gewindespindel möglich, wobei dann die Treibladungsmodule, welche von zumindest dem ersten Modulhalter gehalten werden in eine für eine Entnahme günstige exponierte Position gebracht werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Gewindespindel durch eine zu der Gewindespindel parallel angeordnete Antriebswelle angetrieben, wobei die Antriebswelle durch ein Handrad, eine Handkurbel, einen elektrischen, hydraulischen oder mit einem Brennstoff betriebenen Motor angetrieben werden kann. Alternativ ist es möglich, die Antriebeswelle nicht parallel, d. h. quer oder schräg zu der Längsachse der Gewindespindel anzuordnen. Durch die Anordnung der Antriebswelle außerhalb der Gewindespindel ist vorteilhaft eine Trennung von Antrieb und Gewindespindel vorgesehen, so dass die Gewindespindel vorteilhaft durch einen entfernt angeordneten Antrieb beispielsweise durch eine Antriebswelle eines Motors eines Fahrzeugs angetrieben werden kann. Ferner vorteilhaft wird die sich bei einem Antrieb möglicherweise erhitzende Antriebswelle von der Treibladung räumlich getrennt, so dass eine unbeabsichtigte Entzündung der Treibladung vermieden werden kann.
Vorzugsweise sind in der Treibladungsportioniereinrichtung bzw. in der darin angeordneten Treibladung zumindest drei Treibladungsmodule vorgesehen, wobei während eines Betriebs der Treibladungsportioniereinrichtung ein erster Abstand zwischen einem ersten Treibladungsmodul und einem zweiten Treibladungsmodul gebildet ist, und ein zweiter Abstand zwischen dem zweiten Treibladungsmodul und einem dritten Treibladungsmodul gebildet ist, wobei bei einer Relativbewegung der Modulhalter zueinander und entlang einer Längsachse der Gewindespindel der erste Abstand und der zweite Abstand vorzugsweise stets gleichgroß sind. Hierdurch wird vorteilhaft eine einfache Entnahme einzelner Treibladungsmodule ermöglicht, wobei es vorteilhaft möglich ist, eine Vorrichtung vorzusehen, durch die eines der Treibladungsmodul per Hand oder maschinell entnommen werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen einer Antriebswelle und einer Gewindespindel ein Riemen zur Übertragung einer Rotationsbewegung von der Antriebswelle auf die Gewindespindel vorgesehen. Hierdurch wird vorteilhaft eine einfache und kostengünstige Übertragung der Rotationsbewegung ermöglicht. Alternativ ist auch eine Kraftübertragung durch ein Getriebe möglich, wodurch vorteilhaft eine direktere Ansteuerung der Gewindespindel, d. h. ein Umschalten der Bewegungsabläufe, ermöglicht wird, wodurch Ladevorgänge verkürzt werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest eines von der Treibladung abgetrenntes Treibladungsmodul um eine Längsachse einer Drehspindel verschwenkbar, wobei die Drehspindel vorteilhaft die Gewindespindel ist. Alternativ kann die Drehspindel auch eine Spindel außerhalb der Gewindespindel sein, wobei die Drehspindel durch einen Antrieb wie eine Handdrehkurbel oder einen Motor angetrieben werden kann. Dadurch wird vorteilhaft eine einfache Entnehmbarkeit und Zuführung der Treibladungsmodule zu der Treibladung ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wirkt eine erste Gewindemutter mit einer ersten Innengewindesteigung mit dem ersten Gewindeabschnitt der Gewindespindel zusammen, wobei der erste Modulhalter durch die erste Gewindemutter in Längsrichtung und entlang der Längsachse der Gewindespindel angetrieben wird. Hierdurch wird vorteilhaft eine einfache und kostengünstige Mitnahme des ersten Modulhalters erzielt. Es ist ferner möglich, auch die übrigen Modulhalter durch entsprechende Gewindemuttern, die jeweils unterschiedliche Gewindesteigung aufweisen und mit unterschiedlichen Gewindeabschnitten der Gewindespindel zusammenwirken, anzutreiben.
Der Vortrieb der Modulhalter erfolgt vorzugsweise durch ein Anliegen der Gewindemutter an einer dafür vorgesehenen Anlagefläche der Modulhalter, wobei die Modulhalter vorzugsweise entlang einer Gleitachse verschoben werden. Die Gleitachse kann beispielsweise die Längsachse der Gewindespindel, aber auch der Drehspindel sein. Die Modulhalter verhindern vorzugsweise durch ein Anliegen der Gewindemuttern eine Rotation der Gewindemuttern bei einer Drehung der Gewindespindel. In einer weiteren Ausführungsform können auch andere Komponenten mit der Gewindemutter zusammenwirken, um eine Rotation der Gewindemutter bei einer Drehung der Gewindespindel zu verhindern.
Vorzugsweise sind die Modulhalter, insbesondere der erste Modulhalter, als eine lösbare Klemmvorrichtung für ein Treibladungsmodul ausgestaltet, wodurch eine sichere Halterung der Treibladungsmodule durch die Modulhalter erreicht wird. Vorteilhaft wirkt die Klemmvorrichtung dabei auf stirnseitige Wände oder Versteifungen der Treibladungsmodule, so dass vorteilhaft eine Verformung der Treibladungsmodule durch die Klemmvorrichtung vermieden wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist zumindest der erste Modulhalter gegen das von dem ersten Modulhalter gehaltene Treibladungsmodul vorgespannt, wobei die Vorspannung durch eine Drehung einer vorteilhaft als Nockenwelle ausgebildeten Drehwelle aufgrund einer ersten Nocke der Drehwelle erzielt oder gelöst wird. Ferner vorteilhaft sind auch weitere Modulhalter gegen ihre jeweiligen Treibladungsmodule vorgespannt und durch die Drehwelle bzw. auf dieser angeordnete Nocken lösbar oder vorspannbar. Hierdurch wird vorteilhaft eine einfache Ansteuerung der Modulhalter erzielt. Ferner vorteilhaft erfolgt die Verlagerung der Modulhalter parallel zu einer Längsachse der Gewindespindel, wodurch eine Ansteuerung der Modulhalter auf minimalem Bauraum erzielt werden kann. Dabei verläuft die Nockenwelle vorteilhaft parallel zu der Gewindespindel, wobei die Nocken vorzugsweise durch die Modulhalter entlang der Nockenwelle verschiebbar sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weisen die Modulhalter einen äußeren Arm auf, welchen die Nocken der Drehwelle bei einer Drehung verschwenken, wobei eine Vorspannung der Modulhalter gegen das entsprechende Treibladungsmodul gelöst oder erzielt wird.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Portionieren von Treibladungsmodulen einer Treibladung mittels einer Treibladungsportioniereinrichtung mit entlang einer spindelbewegbaren Modulhaltern wird ein erstes Treibladungsmodul der Treibladung von einem ersten Modulhalter und ein zweites Treibladungsmodul der Treibladung von einem zweiten Modulhalter bewegt, wobei sich die beiden Modulhalter mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten entlang einer Spindel bewegen. Bevorzugt ist die Spindel eine Gewindespindel der bereits beschriebenen Ausgestaltung. Hierdurch können die Treibladungsmodule vorteilhaft sicher voneinander getrennt werden. Vorteilhaft wird so eine Entnahme von einzelnen Treibladungsmodulen ermöglicht. In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens können durch Einsetzen von einzelnen Treibladungsportionen oder Treibladungsmodulen und einer Umkehr der Bewegung die Treibladungsmodule zu einer Treibladung zusammengesetzt werden, so dass auf einfache vorteilhafte Weise die Treibladungsmodule erneut verwendet werden können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden die Treibladungsmodule von den Modulhaltern vorgespannt gehalten, wobei eine Löseeinrichtung vorgesehen ist, welche die Vorspannung der Modulhalter auf die Treibladungsmodule löst.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens umfasst die Löseeinrichtung eine als Nockenwelle ausgebildete Drehwelle, wobei durch ein Drehen der Nockenwelle eine an der Nockenwelle angeordnete Nocke einen Arm von einem der Modulhalter in einer Richtung um das Treibladungsmodul herum beaufschlagt, so dass die Vorspannung gelöst wird. Hierdurch wird vorteilhaft eine einfache und sichere Lösung der Vorspannung des Modulhalters erzielt.
Vorteilhaft umfasst das Verfahren die Schritte Einsetzten von Treibladungsmodulen in die Treibladungsportioniereinrichtung und Verbinden von Treibladungsmodulen zu einer Treibladung in der Treibladungsportioniereinrichtung. Hierdurch wird vorteilhaft eine Wiederverwertung von Treibladungsmodulen aus einem vorherigen Treibladungstrennschritt erreicht, wodurch die Kosten zur Aufmunitionierung erheblich gesenkt werden können. Ferner fallen vorteilhaft weniger Verluste in Form von nicht wiederverwertbaren Treibladungsmodulen an. Es ist auf diese Weise auch möglich ein automatisches Aufmunitionieren zu erzielen, wobei dann die zusammengefügte Treibladung durch eine Munitioniereinrichtung, beispielsweise durch Schieben entlang einer Schiene, in die Zündkammer verlegt werden kann.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner den Schritt einer einzelnen oder gemeinsamen Entnahme einer Mehrzahl von Treibladungsmodulen als Treibladungsportion aus der Treibladungsportioniereinrichtung. Hierdurch wird vorteilhaft nach einer Portionierung der Treibladungsmodule bzw. der Treibladung eine effiziente gemeinsame Entnahme der nicht verwerteten Treibladungsmodule ermöglicht, so dass vorteilhaft schneller eine Verfügbarkeit der in der Treibladungsportioniereinrichtung befindlichen Treibladung ermöglicht wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können den abhängigen Ansprüchen sowie der Beschreibung des Ausführungsbeispiels entnommen werden. Hierbei zeigen
1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Treibladungsportioniereinrichtung während eines Portioniervorgangs und
2 eine Schrägprojektion des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels einer Treibladungsportioniereinrichtung.
In 1 ist eine Treibladungsportioniereinrichtung 1 gezeigt, wobei eine zu portionierende zylinderförmige Treibladung 10 in der Treibladungsportioniereinrichtung 1 angeordnet ist. Die Treibladungsportioniereinrichtung 1 weist eine Antriebsspindel 20, eine Getriebespindel 30 sowie eine Drehspindel 40, wobei die Antriebsspindel 20, die Getriebespindel 30 und die Drehspindel 40 durch ein Haltegestänge 50 ortsfest miteinander verbunden und in dem Haltegestänge 50 jeweils drehbar gelagert sind. Es versteht sich, dass das Haltegestänge 50 alternativ auch mittels Gelenken eine Verschwenkung der Spindeln 20, 30, 40 zueinander ermöglichen kann. Ferner ist eine Portioniereinheit 60 zur Portionierung der Treibladung 10 vorgesehen.
Die zylinderförmige Treibladung 10 besteht aus sechs ineinander gesteckten, identischen Treibladungsmodulen 11. Zudem kann ein stirnseitiges plattenförmiges Endstück 12 vorgesehen sein. Die Treibladungsmodule 11 weisen jeweils eine Zweikomponenten-Reaktionskammer 13, einen Raum 14 in einem einenends angeordneten Kopfbereich 15 sowie einen anderenends überstehenden Fußbereich 16 auf. Der Kopfbereich 15 und der Fußbereich 16 werden von einer die Zweikomponenten-Reaktionskammer 13 und den Raum 14 umgebenden Mantelkörper 17 gebildet. Dabei umgibt der Fußbereich 16 eines ersten Treibladungsmoduls 11 den Kopfbereich 15 eines zweiten Treibladungsmoduls 11 reibschlüssig, wobei der Kopfbereich 15 einen Außendurchmesser aufweist, der einem Innendurchmesser des Fußbereichs 16 entspricht. Das plattenförmige Endstück 12 ist dabei reibschlüssig in dem Fußbereich 16 des letzten Treibladungsmoduls 11 angeordnet, so dass eine ebene und stabile Stirnseite der Treibladung 10 gebildet ist.
Es versteht sich, dass die Treibladung 10 auch aus einer von sechs abweichenden Anzahl an Treibladungsmodulen 11 gebildet werden kann. Ferner können die Treibladungsmodule 11 auch andere Reaktionskammern mit mehr oder weniger Treibladungskomponenten aufweisen. Auch können andere Steckverbindungen zwischen zwei Treibladungsmodulen vorgesehen sein, wie beispielsweise einer Mehrzahl vorstehender Verbindungsstege eines Treibladungsmoduls 11, die in dafür vorgesehenen Ausnehmungen eines weiteren Treibladungsmoduls 11 eingeführt werden. Auch muss die Verbindung zwischen zwei Treibladungsmodulen nicht zylindrisch ausgeführt sein, sondern kann beliebige andere Formen wie verschiedene vieleckige Verbindungen annehmen.
Die Antriebsspindel 20 besteht aus einer Antriebswelle 21, einer auf der Antriebswelle 21 einenends angeordneten Riemenscheibe 22 und einer anderenends angeordneten Klemmnabe 23. Die Antriebsspindel 20 definiert durch ihre im Wesentlichen zylindrische Form eine Antriebsachse 25, wobei die Antriebsspindel 20 um die Antriebsachse 24 durch ein handbetätigtes Antriebsrad 25 rotatorisch angetrieben wird. Die Klemmnabe 23 und die Riemenscheibe 22 sind jeweils längs der Antriebsachse 24 außerhalb eines Verbindungsstegs 51 des Haltegestänges 50 angeordnet, so dass ein Verschieben der Antriebsspindel 20 längs ihrer Antriebsachse 24 vermieden wird. Ferner ist die Antriebswelle 21 von Verbindungsstegen 51 gehalten.
Wie in 2 zu erkennen sind die insgesamt drei Verbindungsstege 51 jeweils als mehrfach gekrümmte Flacheisen ausgebildet, wobei ein erster Flacheisenabschnitt 52 die Antriebsspindel 20 und die Gewindespindel 30 verbindet. An den Enden des ersten Flacheisenabschnitts 52 ist zu diesem Zweck jeweils ein die Spindeln 20, 30 umgebendes Halteauge 53 vorgesehen, worin die Spindeln 20, 30 drehbar gelagert sind. Jeder der ersten Flacheisenabschnitte 52 weist Befestigungsbohrungen 54 zur Befestigung der Treibladungsportioniereinrichtung 1 an einer (nicht gezeigten) Befestigungsfläche auf.
Die Gewindespindel 30 ist aus einem ersten Gewindeabschnitt 31, einem zweiten Gewindeabschnitt 32, einem dritten Gewindeabschnitt 33 sowie zwei die Gewindeabschnitte 31, 32, 33 einfassende Drehabschnitte 34, 35 ohne Gewinde gebildet. Weitere Gewindeabschnitte können ohne weiteres in der Gewindespindel 30 angeordnet werden. Die Gewindeabschnitte 31, 32, 33 sowie der zweite Drehabschnitt 35 weisen jeweils einen vorstehenden zylindrischen Vorsprung 37 auf, der mit einer Ausnehmung 38 des jeweiligen nächsten Gewinde- bzw. Drehabschnitts 31–34 kraft- oder formschlüssig, wie beispielsweise einer Presspassung oder einer Schraubverbindung, verbunden ist. Die Gewindespindel 30 kann aber auch einstückig ausgebildet sein, wobei die Gewindeabschnitte 31, 32, 33 beispielsweise durch Fräsen oder Drehen hergestellt werden.
Die Drehabschnitte 34, 35 sind jeweils in den Halteaugen 53 der Verbindungsstege 51 drehbar gelagert, wobei der zweite Drehabschnitt 35 etwa eine der Gewindeabschnitte 31, 32, 33 entsprechende Längserstreckung aufweist, währende der erste Drehabschnitt 34 wesentlich länger ausgebildet ist. Entsprechend ist der erste Drehabschnitt 34 von zwei Verbindungsstegen 51 in deren Halteaugen 53, der zweite Drehabschnitt 35 nur von einem Verbindungssteg 51 drehbar gelagert. Einenends weist der erste Drehabschnitt 34 einen Riemenhalter 36 auf, wobei zwischen dem Riemenhalter 36 und der Riemenscheibe 22 der Antriebsspindel 20 ein Riemen 55 zur Übertragung der Rotation von der Antriebspindel 20 auf die Gewindespindel 30 gespannt ist. Die Gewindespindel 30 wird dabei um eine durch ihre vorwiegend zylindrische Form definierte Gewindespindelachse 39 gedreht.
Der zweite Gewindeabschnitt 32 weist dabei eine doppelt so große Gewindesteigung auf wie der dritte Gewindeabschnitt 33, während der erste Gewindeabschnitt 31 eine dreimal so große Gewindesteigung aufweist wie der dritte Gewindeabschnitt 33. Entsprechend können dadurch vorteilhaft auf den Gewindeabschnitten 31, 32, 33 angeordnete, mit unterschiedlichen und an die jeweiligen Gewindeabschnitte 31, 32, 33 angepasste Innengewindesteigungen versehene Gewindemuttern 64 unterschiedlich schnell entlang der Gewindespindelachse 39 bewegt werden. Dabei werden die Gewindemuttern 64 außen durch Anlage an oder Verbindung mit Modulhaltern 61, 62, 63 an einer Eigendrehung um die Gewindespindelachse 39 gehindert, so dass ein Vortrieb der Gewindemuttern 64 gegenüber der Gewindespindel 30 erzeugt wird.
Die Gewindemuttern 64 sind daher entlang der Gewindespindelachse 39 die Vortrieb erzeugenden Elemente für die Modulhalter 61, 62, 63, wobei die Modulhalter 61, 62, 63 in Längsrichtung angeordnete Anlageflächen oder durch eine materialschlüssige Verbindung wie eine Schweißnaht mit den Gewindemuttern 64 verbunden sind.
In 2 ist gezeigt, dass die Modulhalter 61, 62, 63 jeweils ein halbkreisförmig gebogenes starres äußeres T-Profil 65, ein inneres Flachblech 66 sowie eine innere Modulstütze 67 umfassen, wobei die Modulmutter 64 mit dem T-Profil 65 zusammenwirkt. Die Treibladungsmodule 11 werden von dem Flachblech 66 und der Modulstütze 67 aus zumindest zwei gegenüberliegenden Richtungen kraftschlüssig eingefasst. Dabei weist das Flachblech 66 einen nach außen weisenden, über das Flachblech 66 gebogenen Arm 68 auf, welcher von einer Nocke 41 an der Drehspindel 40 entgegen seiner Biegung vorgespannt wird. Der Arm 68 weist eine Profilbahn 68a auf, an der die Nocke 41 entlangfährt, so dass eine Spannung des Arms 68 während des Entlangfahrens der Nocke 41 an der Profilbahn 68a variabel gestaltet ist. Ferner weist das Flachblech 66 ein ebenfalls nach außen weisendes, einseitig mit dem Flachblech 66 verbundenes Klemmblech 66a auf. Durch jede dieser Klemmeinrichtung, welche anstelle eines vorgespannten Flachblechs 66 und einer gegenüberliegenden Modulstütze 67 auch als eine Klemmzange oder dergleichen ausgebildet sein kann, wird vorteilhaft jeweils einzeln eine feste Halterung eines der Treibladungsmodule 11 erzielt.
Die Drehspindel 40 ist in umgebogenen Enden 56 von jeweils einfach gebogenen zweiten Flacheisenabschnitten 57 der drei Verbindungsstege 51 des Haltegestänges 50 drehbar gelagert und kann über eine einenends angeordnete Kurbel 44 um eine durch die zylindrische Form der Drehspindel 40 definierte Drehachse 45 rotiert werden.
An der Drehspindel 40 ist in Höhe jeden Flachblechs 66 ferner eine nicht drehbare Modulstütze 42 mit einer zu den Treibladungsmodulen 11 gewandten Flachseite 42a angeordnet, wobei zwischen der Flachseite 42a der Modulstütze 42 und dem Klemmblech 66a des Flachblechs 66 jeweils zwei Federglieder 43 vorgesehen sind, die das Klemmblech 66a und damit das Flachblech 66 gegen die Treibladungsmodule vorspannen.
Durch einen Antrieb der Antriebsspindel 20 wird über den Riemen 55 eine Rotation auf die Gewindespindel 30 übertragen, so dass sich die Gewindemuttern 64 jeweils entlang ihrer Gewindeabschnitte 31, 32, 33 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. Dabei bewegt sich eine mit dem ersten Gewindeabschnitte 33 verbundene erste Gewindemutter 64 mit dreifacher, eine mit dem zweiten Gewindeabschnitt verbundene zweite Gewindemutter 64 mit doppelter und eine mit dem dritten Gewindeabschnitt verbundene dritte Gewindemutter 64 mit einfacher Geschwindigkeit entlang der Gewindespindelachse 39. Es versteht sich, dass sich die Größen der Gewindesteigungen auch um andere Vielfache voneinander unterscheiden können, so dass sich die daraus ergebenden Vortriebsgeschwindigkeiten der Gewindemuttern 64 um derartige Vielfache unterscheiden. Durch diese Bewegungen werden die jeweiligen Modulhalter 61, 62, 63 von der jeweils in ihnen angeordneten Gewindemutter 64 entlang der Gewindespindelachse 39 verschoben, so dass sich die in den Klemmeinrichtungen festgeklemmten Treibladungsmodule 11 voneinander lösen. Dabei entstehen aufgrund der unterschiedlichen Bewegungsgeschwindigkeiten der übrigen Modulhalter 61, 62 gleich große Abstände zwischen den Treibladungsmodulen 11, wobei sich die Bewegungsgeschwindigkeiten der ersten Modulhalter 61, 62 um aufeinanderfolgende ganzzahlige Vielfache zu der Bewegungsgeschwindigkeit des letzten und vorliegend dritten Modulhalters 63 unterscheiden. Diese Abstände können für die anschließende Entnahme der Treibladungsmodule 11 genutzt werden. Vorliegend werden die Arme 68 durch die Nocken 41 bei einer Drehung der Nocken 41 entlang einer Innenseite der Arme 68 gebogen, wodurch eine Materialspannung entsteht, die der Vorspannung der Federn 43 entgegenwirkt und so ein lösen der Treibladungsmodule 11 aus den Modulhaltern 61, 62, 63 ermöglicht.
Bei einer umgekehrten Bewegung der Gewindespindel 30 lassen sich die Treibladungsmodule 11 nach einer Trennung oder nach einem getrennten Einsetzen in die Modulhalter 61, 62, 63 wieder zusammenführen und zu einer Treibladung verbinden.
Bezugszeichenliste

1: Treibladungsportioniereinrichtung
10: Treibladung
11: Treibladungsmodul
12: plattenförmiges Endstück
13: Zweikomponenten-Reaktionskammer
14: Raum (im Kopfbereich)
15: Kopfbereich (eines Treibladungsmoduls)
16: Fußbereich (eines Treibladungsmoduls)
17: Mantelkörper (eines Treibladungsmoduls)
20: Antriebsspindel
21: Antriebswelle
22: Riemenscheibe
23: Klemmnabe
24: Antriebsachse
25: Antriebsrad
30: Gewindespindel
31: erster Gewindeabschnitt
32: zweiter Gewindeabschnitt
33: dritter Gewindeabschnitt
34: erster Drehabschnitt
35: zweiter Drehabschnitt
36: Riemenhalter
37: zylindrischer Vorsprung (eines Gewinde- oder Drehabschnitts)
38: Ausnehmung (eines Gewinde- oder Drehabschnitts)
39: Gewindespindelachse
40: Drehspindel
41: Nocke
42: Stütze
42a: Flachseite der Stütze
43: Federn
44: Kurbel
45: Drehachse
50: Haltegestänge
51: Verbindungssteg
52: erster Flacheisenabschnitt
53: Halteauge
54: Befestigungsbohrungen
55: Riemen
56: umgebogenes Ende (der Verbindungsstege)
57: zweiter Flacheisenabschnitt
60: Portioniereinheit
61: erster Modulhalter
62: zweiter Modulhalter
63: dritter Modulhalter
64: Gewindemutter
65: äußeres T-Profil
66: inneres Flachblech
67: Modulstütze
68: Arm
68a: Profilbahn

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2253926 A1 [0003]

Claims

Gewindespindel, umfassend einen ersten Gewindeabschnitt (31) mit einer ersten Gewindesteigung und einen zweiten Gewindeabschnitt (32) mit einer zweiten Gewindesteigung, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gewindesteigung größer als die zweite Gewindesteigung ist.
Gewindespindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein den ersten Gewindeabschnitt (31) aufweisender erster Spindelteil und ein den zweiten Gewindeabschnitt (32) aufweisender zweiter Spindelteil als zwei miteinander verbundene Spindelteile ausgebildet sind.
Gewindespindel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Gewindesteigungen einen entsprechend unterschiedlichen Vortrieb von mit den Gewindeabschnitten zusammenwirkenden Komponenten (64) erzielen.
Treibladungsportioniereinrichtung für eine aus einer Mehrzahl abtrennbarer Treibladungsmodule (11) gebildeten Treibladung (10), umfassend einen ersten Modulhalter (61) und einen zweiten Modulhalter (62), gekennzeichnet durch eine Gewindespindel (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Antrieb der Modulhalter (61, 62).
Treibladungsportioniereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Modulhalter (61) mit dem ersten Gewindeabschnitt (31) und der zweite Modulhalter (62) mit dem zweiten Gewindeabschnitt (32) für eine Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Modulhalter (61, 62) zusammenwirkt.
Treibladungsportioniereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Modulhalter (61) derart ausgestaltet ist, dass sich der erste Modulhalter (61) bei Drehung der Gewindespindel (30) relativ zu dem zweiten Modulhalter (62) entlang einer Längsachse (38) der Gewindespindel (30) bewegt.
Treibladungsportioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abstand gebildet zwischen einem ersten Treibladungsmodul (61) und einem zweiten Treibladungsmodul (62) und ein zweiter Abstand gebildet zwischen dem zweiten Treibladungsmodul (62) und einem dritten Treibladungsmodul (63) bei einer Relativbewegung der Modulhalter (61, 62) entlang einer Längsachse (38) der Gewindespindel (30) stets gleich groß sind.
Treibladungsportioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein von der Treibladung (10) abgetrenntes Treibladungsmodul (11) um eine Längsachse (45) einer Drehspindel (40) verschwenkbar ist.
Treibladungsportioniereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehspindel (40) die Gewindespindel (30) ist.
Treibladungsportioniereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehspindel (40) von der Gewindespindel (30) beabstandet angeordnet ist.
Treibladungsportioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gewindemutter (64) mit einer ersten Innengewindesteigung mit dem ersten Gewindeabschnitt (31) zusammenwirkt und dass der erste Modulhalter (61) durch die erste Gewindemutter (64) angetrieben ist.
Treibladungsportioniereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Gewindemutter (64) mit einer zweiten Innengewindesteigung mit dem zweiten Gewindeabschnitt (32) zusammenwirkt, und dass der zweite Modulhalter (62) durch die zweite Gewindemutter (64) angetrieben ist.
Treibladungsportioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Modulhalter (61) als eine lösbare Klemmvorrichtung eines ersten Treibladungsmoduls (11) ausgestaltet ist.
Verfahren zum Portionieren von Treibladungsmodulen (11) einer Treibladung (10) mittels einer Treibladungsportioniereinrichtung (1) mit entlang einer Spindel (30) bewegbaren Modulhaltern (61, 62, 63), dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Treibladungsmodul (11) von einem ersten Modulhalter (61) bewegt wird und ein zweites Treibladungsmodul (11) von einem zweiten Modulhalter (62) bewegt wird, wobei sich der erste Modulhalter (61) schneller entlang der Spindel bewegt als der zweite Modulhalter (62), wodurch die Treibladungsmodule (11) getrennt oder zusammengeführt werden.
Verfahren zum Portionieren von Treibladungsmodulen (11) einer Treibladung (10) nach Anspruch 14, wobei die Treibladungsmodule (11) von den Modulhaltern (61, 62) vorgespannt gehalten werden, und wobei die Vorspannung durch eine Löseeinrichtung (40, 41, 66, 68) gelöst wird.
Verfahren zum Portionieren von Treibladungsmodulen (11) einer Treibladung (10) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibladungsmodule (11) in der Treibladungseinrichtung einzeln getrennt werden und aus der Treibladungsportioniereinrichtung (1) einzeln entnommen werden.
Verfahren zum Portionieren von Treibladungsmodulen (11) einer Treibladung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibladungsmodule (11) in die Treibladungsportioniereinrichtung (1) eingesetzt werden und dass die Treibladungsmodule (11) in der Treibladungsportioniereinrichtung (1) zu einer Treibladung (10) verbunden werden.
Verfahren zum Portionieren von Treibladungsmodulen (11) einer Treibladung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibladungsmodule (11) einzeln oder als aus einer Mehrzahl von Treibladungsmodulen (11) bestehenden Treibladungsportion aus der Treibladungsportioniereinrichtung (1) entnommen werden.