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Die Erfindung betrifft eine Werfereinrichtung, umfassend einen Turm mit einer um eine Achse schwenkbaren Halteeinrichtung zur Aufnahme einer Kartusche, wobei Arretiermittel zur Fixierung der lösbar anbringbaren Kartusche vorgesehen sind.
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Eine solche Werfereinrichtung dient zum Abschuss eines Konterflugkörpers mit dem Ziel, mit diesem Konterflugkörper in hinreichendem Abstand zum eigenen Fahrzeug, an dem die Werfereinrichtung aufgebaut ist, einen das Fahrzeug bedrohenden Flugkörper zu treffen und zu zerstören, mithin also die Bedrohung zu eliminieren. Hierzu umfasst die Werfereinrichtung einen Turm, an dem eine Halteeinrichtung für eine Kartusche angeordnet ist. In die Kartusche wird die Munition mit dem Konterflugkörper eingesetzt. Wird über eine entsprechende Erfassungseinrichtung ein herannahendes Geschoss erfasst, so wird innerhalb kürzester Zeit die Kartusche ausgerichtet und das Kontergeschoss verschossen. Hierzu ist der Turm üblicherweise um eine erste Achse schwenkbar oder drehbar, während die Kartusche um eine zweite Achse schwenkbar oder drehbar ist, wobei die beiden Achsen aufeinander senkrecht stehen. Dies ermöglicht eine Ausrichtung in Azimut und Elevation. Diese Ausrichtung erfolgt extrem schnell, die entsprechenden Schwenkbewegungen werden bei bekannten Werfereinrichtungen innerhalb von ca. einer Sekunde oder weniger durchgeführt, so dass ein schneller Verschuss des Konterflugkörpers möglich ist.
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Um diese schnelle Ausrichtung zu ermöglichen, sind extreme Beschleunigungen der zu bewegenden Elemente, also des Turms sowie der Halteeinrichtung erforderlich. Da die Kartusche als separates Bauteil in die Halteeinrichtung eingesetzt ist, ist es erforderlich, die Kartusche vollständig spielfrei zu fixieren, so dass keinerlei Relativbewegung der Kartusche zur Halteeinrichtung während der Beschleunigung möglich ist. Andernfalls würde die Kartusche trägheitsbedingt der Halteeinrichtung hinterherlaufen und die Ausrichtung wäre unzureichend.
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Auf der anderen Seite muss die Kartusche möglichst einfach befestigt werden können, so dass eine einfache und vor allem schnelle Montage und Demontage der Kartusche im Feld möglich ist.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Werfereinrichtung anzugeben, die einfach betätigbare Arretiermittel zur Kartuschenbefestigung aufweist, und die gleichzeitig eine sichere und vollkommen spielfreie Kartuschenfixierung ermöglicht.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Werfereinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Arretiermittel einen an der zylindrischen Kartusche vorgesehenen schwenkbaren Bügelverschluss umfassen, der an einem an der halbschalenartigen Halteinrichtung vorgesehenen Arretierelement festlegbar ist, und der eine integrierte Elastizität aufweist, derart, dass der Bügelverschluss zum Befestigen der Kartusche gegen die Elastizität über einen Totpunkt in eine Verriegelungsstellung schwenkbar ist, in der er durch die rückstellende Elastizität fixiert ist.
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Die erfindungsgemäße Werfereinrichtung zeichnet sich durch eine besondere Ausgestaltung der Halteeinrichtung sowie der Arretiermittel in Form eines Bügelverschlusses aus. Die Halteeinrichtung ist als halbschalenartige Aufnahme ausgeführt, die um weniger als 180° umläuft, so dass die Kartusche, ihrerseits selbst ein zylindrisches Bauteil, formschlüssig in die Halteeinrichtung eingesetzt werden kann. An der Halteeinrichtung selbst ist ein Arretierelement vorgesehen, beispielsweise in Form eines Arretierhakens oder eines Arretierstifts, der von einem entsprechenden Gegenstück, das als Teil der kartuschenseitigen Arretiermittel vorgesehen ist, hintergriffen wird. Dieses Arretierelement ist bevorzugt am einen Ende der halbschalenartigen Halteeinrichtung vorgesehen.
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An der Kartusche selbst ist ein schwenkbarer Bügelverschluss vorgesehen, der einen geeigneten Arretierabschnitt aufweist, mit dem er an dem Arretierelement angreift. Je nach Ausgestaltung des Arretierelements kann es sich bei dem Arretierabschnitt um einen Arretierhaken oder einen Arretierbolzen handeln. Der Bügelverschluss selbst ist schwenkbar, kann also vom Soldaten auf einfache Weise betätigt werden.
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Zur Montage der Kartusche ist es lediglich erforderlich, die Kartusche in die Halteeinrichtung einzusetzen. Hierzu ist am anderen Ende der Halteeinrichtung ein entsprechendes weiteres Arretierelement vorgesehen, beispielsweise ein Arretierhaken. An der Kartusche ist ein entsprechendes Arretierelement vorgesehen, beispielsweise ein Arretierbolzen, der zunächst in diesen Arretierhaken eingehängt wird. Sodann wird die Kartusche quasi um diese gebildete Schwenkachse in die halbschalige Halteeinrichtung eingeschwenkt. Nun ist lediglich noch der Bügelverschluss zunächst aufzuschwenken, so dass das Arretierelement, also beispielsweise der Arretierbolzen, in den das halteeinrichtungsseitige Arretierelement bildenden Arretierhaken eingreift. Sodann wird der Bügelverschluss in Richtung Kartusche geschwenkt, wobei während dieser Schwenkbewegung eine im Bügelverschluss integrierte Elastizität gespannt wird, so dass die Elastizität eine hohe Rückstellkraft aufbaut. Der Bügelverschluss ist derart ausgelegt, dass er während dieser Verschwenkbewegung in einen Totpunkt läuft. Im Totpunkt ist die Elastizität maximal gespannt. Wird nun der Bügelverschluss minimal über den Totpunkt hinausgeschwenkt, so relaxiert die gespannte Elastizität etwas. Der Bügelverschluss schnappt in seine Endstellung, in welche er bevorzugt am Außenmantel der Kartusche aufliegt. In dieser Position ist er über die Elastizität, die in dieser Fixierstellung nach wie vor hinreichend gespannt ist, äußerst fest fixiert, so dass ein versehentliches Öffnen ausgeschlossen ist.
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Es ist also bei der erfindungsgemäßen Werfereinrichtung lediglich erforderlich, die Kartusche zunächst einzuhängen und einzuschwenken, wonach der Bügelverschluss aufgeschwenkt und arretiert wird und anschließend lediglich noch zuzuschwenken ist.
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Neben der äußerst einfachen Handhabbarkeit ist auch eine feste und vollkommen spielfreie Kartuschenfixierung gegeben. Denn wie beschrieben liegt die Kartusche einerseits formschlüssig in der Halteeinrichtung. Andererseits wird sie über den Bügelverschluss extrem fest mit der Halteeinrichtung verbunden. Die Befestigung ist vollkommen spielfrei, so dass sich selbst bei extremer Beschleunigung der Halteeinrichtung keinerlei Relativbewegung zwischen Halteeinrichtung und Kartusche ergibt.
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Gemäß einer ersten grundsätzlichen Erfindungsalternative kann dabei vorgesehen sein, dass der Bügelverschluss einen an der Kartusche schwenkbar befestigten Schwenkbügel aufweist, an dem ein an dem Arretierelement der Halteeinrichtung festlegbarer Arretierabschnitt um eine Schwenkachse schwenkgelagert ist, wobei der Arretierabschnitt gegen die Elastizität relativ zum Schwenkbügel bewegbar ist. Bei dieser Alternative weist also der Schwenkbügel selbst die Elastizität auf.
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Dabei kann die Schwenkachse des Arretierabschnitts gegen die Elastizität bewegbar am Schwenkbügel angeordnet sein, das heißt, dass letztlich der Arretierabschnitt über seine Schwenkachse relativ zum Schwenkbügel gegen die Elastizität beweglich ist. Die Schwenkachse ist dabei bevorzugt in Form eines Bolzens vorgesehen, der mit wenigstens einem Spannbolzen gekoppelt ist, der gegen wenigstens ein die Elastizität bildendes Federelement gelagert ist. Im Falle einer Relativbewegung von Schwenkbügel und Arretierabschnitt kommt es folglich mit Erreichen der entsprechenden Position zu einer Betätigung des Federelements über den Spannbolzen, worüber die Rückstellkraft aufgebaut wird.
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Bevorzugt ist der Bolzen, also die Schwenkachse über zwei Spannbolzen, die jeweils gegen wenigstens ein Federelement gelagert sind, verbunden, wobei die beiden Spannbolzen bevorzugt endseitig am Bolzen vorgesehen sind. Hierüber ergibt sich ein symmetrischer Aufbau, das heißt, dass die Rückstellkraft quasi symmetrisch zur Spannachse erzeugt wird, so dass es zu keinen Kippmomenten oder dergleichen kommt.
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Das oder die Federelemente sind bevorzugt als Tellerfedern oder Tellerfederpakete ausgebildet. Unter Verwendung solcher Tellerfedern oder Tellerfederpakete kann eine sehr hohe Rückstellkraft bei gleichzeitig kleinem Deformationsweg erreicht werden. Zweckmäßigerweise ist dabei die Vorspannung des oder der Federelemente, insbesondere der Tellerfedern oder Tellerfederpakete, über ein Einstellelement einstellbar, wozu bevorzugt eine auf den jeweiligen Spannbolzen aufgeschraubte Einstellmutter vorgesehen ist. Über diese Einstellmutter kann das Federelement definiert komprimiert werden, also vorgespannt werden. Resultierend aus dem Vorspanngrad kann wiederum die Höhe der maximalen Rückstellkraft respektive der Rückstellkraft in der Spannstellung eingestellt werden.
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Der oder jeder Spannbolzen kann in Weiterbildung der Erfindung in einer am Schwenkbügel vorgesehenen Bohrung aufgenommen sein, in der auch das Federelement aufgenommen und aufgelagert ist. Durch Integration des Spannbolzens und des Federelements in eine entsprechende Bohrung sind diese Elemente also gekapselt und vor Verschmutzung geschützt. Auch ein Eindringen von Wasser, das im Winter gefrieren und folglich die Funktion beeinträchtigen könnte, kann hierüber ausgeschlossen werden.
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Der Arretierabschnitt weist ferner bei dieser ersten Erfindungsalternative vorzugsweise zwei Schwenkarme auf, die an dem vorzugsweise U-förmigen Schwenkbügel über den Bolzen gelagert sind. Diese beiden Schwenkarme liegen bevorzugt quasi im Inneren des U-förmigen Schwenkbügels, die Schwenkachse, also der Bolzen, durchgreift die beiden Schwenkarme und ragt in entsprechende Aufnahmen respektive Bohrungen am Schwenkbügel bzw. dessen beiden Bügelarmen ein. Denkbare wäre es aber auch, einen quasi einteiligen, nur einen Bügelarm aufweisenden Schwenkbügel vorzusehen, der eine Querbohrung aufweist, durch die der die Schwenkachse bildende Bolzen greift, wobei in diesem Fall die beiden Schwenkarme außenseitig am Schwenkbügel angeordnet wären.
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Gemäß einer zweiten, grundlegenden Erfindungsalternative kann der Bügelverschluss einen an der Kartusche schwenkbar befestigten Schwenkbügel aufweisen, an dem ein an dem Arretierelement der Halteeinrichtung festlegbarer Arretierabschnitt um eine Schwenkachse schwenkgelagert ist, wobei der Arretierabschnitt eine integrierte Elastizität aufweist. Anders als bei der ersten Ausführungsalternative, bei der die Elastizität im Schwenkbügel integriert ist, ist hier die Elastizität im Arretierabschnitt integriert. Die Funktionalität ist jedoch die gleiche, das heißt, dass auch hier beim Bewegen in den Totpunkt die Elastizität gespannt wird und beim Bewegen über den Totpunkt hinaus die Elastizität relaxiert und den in die Spannstellung bewegten Schwenkbügel fest fixiert.
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Innerhalb dieser zweiten grundlegenden Ausgestaltungsalternative sind drei unterschiedliche erfindungsgemäße Ausgestaltungen denkbar.
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Gemäß einer ersten Erfindungsausgestaltung kann die Schwenkachse in Form eines Bolzens vorgesehen sein, der über ein die Elastizität bildendes Blattfederelement mit einem Verbindungselement, das mit dem an der Halteeinrichtung vorgesehenen Arretierelement koppelbar ist, verbunden ist. Der Bolzen und das Verbindungselement, beispielsweise ein weiterer Bolzen, der das hakenförmige Arretierelement der Halteeinrichtung hintergreift, oder ein Arretierhaken, der das als Arretierbolzen ausgebildete Arretierelement der Halteeinrichtung hintergreift, sind bei dieser Ausgestaltung über ein Blattfederelement miteinander gekoppelt. Dieses Blattfederelement wird, nachdem die Schwenkachse eine Relativbewegung zu dem am Arretierelement der Halteeinrichtung festgelegten Verbindungselement beim Zuschwenken des Bügelverschlusses vollzieht, gespannt und baut die Rückstellkraft auf. Zur einfachen, gleichermaßen aber festen Verbindung des Blattfederelements mit dem Bolzen und dem Verbindungselement sind am Blattfederelement bevorzugt wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Lagerauge vorgesehen, die jeweils vom Bolzen respektive dem Verbindungselement durchsetzt werden.
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Eine zweite alternative Ausführungsform sieht vor, dass der Arretierabschnitt wenigstens einen die Elastizität bildenden Schwenkarm aufweist, der über den Bolzen schwenkgelagert ist und an dessen anderem Ende das Verbindungselement vorgesehen ist, welcher Schwenkarm derart gebogen ist, dass er beim Verschwenken bis zum Erreichen des Totpunkts gestreckt wird und sich hinter dem Totpunkt entspannt. Bei dieser Erfindungsausgestaltung wird die Rückstellkraft durch eine elastische Verformung des wenigstens einen Schwenkarms, der Teil des Arretierabschnitts ist, erzeugt. Der Schwenkarm weist einen entsprechenden Biegeradius auf. Nachdem wie beschrieben im Rahmen des Zuschwenkens des Bügelverschlusses die Schwenkachse relativ zum an dem Arretierelement festgelegten Verbindungselement bewegt wird, sich mithin also der Abstand beim Zuschwenken etwas vergrößert, wird folglich der gebogene Schwenkarm, der ja einerseits über das an ihm vorgesehene Verbindungselement, andererseits über die Schwenkachse respektive den Bolzen an eben diesen voneinander wegbewegten Punkten angebunden ist, etwas gestreckt, also minimal elastisch deformiert. Durch diese elastische Deformation wird die Rückstellkraft aufgebaut. Bei Bewegung über den Totpunkt entspannt sich der Schwenkarm wiederum etwas, bleibt jedoch nach wie vor gespannt, so dass eine hohe Rückstellkraft auch noch in der Arretierstellung gegeben ist.
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Aus Symmetriegründen sind bevorzugt zwei parallele und gleichartig gebogene Schwenkarme vorgesehen, die über einen gemeinsamen Bolzen an dem vorzugsweise U-förmigen Schwenkbügel gelagert sind. Ist der Schwenkbügel U-förmig ausgeführt, so liegen die beiden Schwenkarme bevorzugt im Inneren des Schwenkbügels. Der Bolzen durchgreift beide Schwenkarme und greift in entsprechende Aufnahmen oder Bohrungen am Schwenkbügel ein. Der Schwenkbügel könnte aber auch einteilig respektive geradlinig sein. In diesem Fall waren die beiden biegsamen Schwenkarme seitlich davon angeordnet, der Bolzen würde eine Querbohrung am Schwenkbügel durchgreifen.
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Eine dritte Erfindungsalternative sieht schließlich vor, dass der Arretierabschnitt wenigstens einen die Elastizität bildenden Schwenkarm aufweist, der über den Bolzen schwenkgelagert ist und an dessen anderem Ende das Verbindungselement vorgesehen ist, welcher Schwenkarm wellenförmig gebogen ist, derart, dass er beim Verschwenken bis zum Erreichen des Totpunkts gelängt wird und sich hinter dem Totpunkt entspannt. Die Funktionalität dieser Anordnung mit dem wellenförmig gebogenen Schwenkarm ist vergleichbar zu der zuvor beschriebenen Ausgestaltung. Der wellenförmig gebogene Schwenkarm bildet quasi eine Feder, die aufgrund der Relativbewegung des die Schwenkachse bildenden Bolzens zum Verbindungselement etwas gelängt wird, bis der Totpunkt erreicht wird. Nach Überschwenken über den Totpunkt entspannt sich der gelängte Wellen-Schwenkarm wieder etwas, gleichwohl wird auch hier eine noch hinreichend hohe Rückstellkraft in der Spannstellung aufrechterhalten.
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Auch hier sind bevorzugt zwei parallele und gleichartig wellenförmig gebogene Schwenkarme vorgesehen, die über einen gemeinsamen Bolzen an dem vorzugsweise U-förmigen Schwenkbügel gelagert sind. Bei U-förmigen Schwenkbügeln liegen auch hier die beiden Schwenkarme bevorzugt innerhalb, sie können aber bei einteiligen Schwenkbügeln auch benachbart außerhalb angeordnet sein.
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Wenngleich durch die in der Spannstellung des Bügelverschlusses nach wie vor gegebene hohe Rückstellkraft, die die Elastizität noch aufbaut, eine sichere Fixierung der Schließ- bzw. Spannstellung gegeben ist, kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung an der Kartusche eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen sein, die den Schwenkbügel in der Spannstellung verriegelt. Diese Verriegelungseinrichtung kann ein mechanisch oder elektromagnetisch bewegbares Verriegelungselement aufweisen, das zum Verriegeln an einem Verriegelungsabschnitt des Schwenkbügels angreift. Im Falle eines mechanischen Verriegelungselements kann es sich dabei um eine Art Verriegelungsschloss handeln, das über einen speziellen Schlüssel betätigt werden kann. Über den Schlüssel kann beispielsweise ein schwenkbares Verriegelungselement in Form eines Stiftes oder einer Platte oder Ähnliches in eine Schließstellung bewegt werden, in der es in den Verriegelungsabschnitt des Schwenkbügels eingreift oder diesen übergreift. Alternativ kann ein mechanisches Verriegelungselement auch federbelastet sein, so dass es bei Einnehmen der Verriegelungsstellung automatisch verriegelt. Wird also der Schwenkbügel in die Spannstellung bewegt, so kann mit Erreichen der Spannstellung beispielsweise das federelastische Verriegelungselement zunächst gegen die Feder bewegt werden und in der Endstellung automatisch in den Verriegelungsabschnitt einschnappen, so dass eine automatische Verriegelung gegeben ist. Diese Schnappverriegelung kann durch ein entsprechendes Löseelement, beispielsweise einen Schieber oder Hebel, über den das Verriegelungselement wieder aus der Verriegelungsstellung gedrückt werden kann, geöffnet werden.
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Ein elektromagnetisch betätigbares Verriegelungselement kann beispielsweise über einen entsprechenden Elektromagneten bewegt werden. Dieser kann, nachdem die Kartusche, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, bevorzugt über eine entsprechende Elektronik mit einer zentralen Steuerungselektronik verbunden ist, hierüber gespeist respektive gesteuert werden.
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Wie bereits beschrieben wird die Kartusche beispielsweise über eine zweite Arretierelement-Verriegelungselement-Kombination zunächst einseitig an der Halteeinrichtung fixiert, wonach die Kartusche in die Halteeinrichtung eingeschwenkt wird und über den Bügelverschluss endgültig verriegelt wird. Zum ersten Fixieren vor dem Einschwenken kann an der Kartusche ein Befestigungsbolzen vorgesehen sein, der zum Befestigen der Kartusche in einen Arretierhaken an der Halteeinrichtung einhängbar ist, so dass die Kartusche zur weiteren Befestigung mittels des Bügelverschlusses in die Halteeinrichtung einschwenkbar ist. Eine äußerst einfache Handhabung ist hierüber gewährleistet.
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Wie bereits einleitend beschrieben wird über die Kartusche respektive die eingelegte Munition ein Konterflugkörper verschossen. Um den Verschuss zu erwirken, ist kartuschenseitig eine entsprechende Elektronik vorgesehen, über die die Zündeinheit der Munition angesteuert respektive betätigt wird. Die kartuschenseitige Elektronik ist mit der zentralen Steuerelektronik der Werfereinrichtung zu verbinden. Um dies möglichst einfach zu gewährleisten, sollte dies natürlich automatisch beim Befestigen der Kartusche in der Halteeinrichtung erfolgen. Um dies zu ermöglichen, sieht eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung vor, an der Halteeinrichtung eine Vertiefung auszubilden, an deren Boden mehrere Kontaktflächen vorgesehen sind, wobei an der Kartusche mehrere gegen Federelemente bewegbare, mit einer kartuschenseitigen Zündelektronik verbundene Kontaktstifte vorgesehen sind. Da wie beschrieben die Kartusche formschlüssig in die Halteeinrichtung eingelegt wird, kann auf diese Weise die Kontaktierung der Kontaktstifte mit den Kontaktflächen besonders einfach erfolgen. Die Halteeinrichtung verfügt über in der Vertiefung vorgesehene Kontaktflächen. Da nicht immer eine Kartusche verbaut ist, folglich die Halteeinrichtung frei liegt, kann es mitunter zu einer Verschmutzung der Halteeinrichtung kommen. Da die Kontaktflächen ebene Flächenabschnitte sind, können diese jedoch sehr einfach gereinigt werden. Es ist lediglich erforderlich, über die Kontaktflächen zu wischen. Darüber hinaus ist auch quasi ein Selbstreinigungseffekt gegeben, wenn die Kartusche, wie beschrieben, in die Halteeinrichtung eingeschwenkt wird. Denn während dieser Schwenkbewegung werden die Kontaktstifte gegen die Kontaktflächen bewegt, sie laufen also auf diesen kurz vor Erreichen der Einschwenkendstellung auf. Wird sodann in die Einschwenkendstellung bewegt, so bewegen respektive rutschen die Kontaktstifte, wenngleich minimal, auf den Kontaktflächen, so dass ein etwaiger Schmutzbelag durch diese zwar geringe, jedoch effektive Bewegung abgerieben wird und die Kontaktierung automatisch gegeben ist. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, die Vertiefung auch über eine Abdeckung zu verschließen, die im Bedarfsfall herausgezogen wird.
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Die Kontaktstifte sind bevorzugt an oder in einem radial vorspringenden Bereich vorgesehen, wobei die Form des Bereichs der Form der Vertiefung entspricht. In der Einsetzendstellung ist folglich eine Art Formschluss gegeben. Da während des Einsetzens der vorspringende kartuschenseitige Bereich in die Vertiefung zu führen ist, gibt sich hierüber auch eine Art axiale Montagekodierung, das heißt, dass die Kartusche letztlich nur in einer einzigen, definierten Axialposition in die Halteeinrichtung formschlüssig eingebracht werden kann. Bevorzugt ist die Vertiefung und der Bereich prismenförmig ausgeführt, so dass eine entsprechende Seitenführung gegeben ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Werfereinrichtung vor der Montage der Kartusche,
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2 eine entsprechende Seitenansicht der Anordnung aus 1,
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3 bis 6 weitere Seitenansichten entsprechend 2 zur schrittweisen Darstellung des Befestigungsvorgangs der Kartusche an der Halteeinrichtung,
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7 eine teilgeschnittene Ansicht eines Bügelverschlusses einer ersten Ausführungsform mit im Schwenkbügel integrierte Elastizität,
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8 eine Ansicht entsprechend 7 mit senkrecht zur Schnittebene aus 7 gelegter Schnittebene,
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9 eine Ansicht der befestigten Kartusche nebst Darstellung der Verriegelungseinrichtung,
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10 eine Ansicht einer verriegelnden Kartusche mit einem Bügelverschluss einer zweiten Ausführungsform mit blattfederartiger Elastizität,
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11 eine Darstellung einer verriegelten Kartusche einer dritten Ausführungsform mit die Elastizität bildenden, elastisch deformierbaren Schwenkarmen,
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12 eine Prinzipdarstellung zweier Schwenkarmformen, nämlich im unbelasteten sowie gespannten Zustand,
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13 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Schwenkarmes mit wellenförmig integrierter Elastizität, und
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14 eine Prinzipdarstellung eines Ausschnitts der Halteeinrichtung und der Kartusche zur Darstellung der elektrischen Kontaktierung.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Werfereinrichtung 1, umfassend eine – siehe auch 2 – halbschalenförmige Halteeinrichtung 2 sowie eine in diese einsetzbare und verriegelbare Kartusche 3.
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Die querschnittlich U-förmige Halteeinrichtung 2 weist an einem Ende ein erstes Arretierelement 4 in Form eines oder zweier nebeneinander angeordneter Arretierhaken 5 auf. Am anderen Halbschalenende ist ein weiteres Arretierelement 6, ebenfalls in Form eines oder zweier Arretierhaken 7, vorgesehen.
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Die Kartusche 3 weist einen mittigen Befestigungsabschnitt 8 auf, an dem ein schwenkbarer Bügelverschluss 9 vorgesehen ist. Der Befestigungsabschnitt 8 ist axial gesehen über zwei teilweise umlaufende Radialrippen 10 begrenzt, an denen entsprechende Schwenkachsen respektive Befestigungselemente vorgesehen sind, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
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Wie die 1 und 2 zeigen, umfasst der Bügelverschluss 9 einen in diesem Beispiel U-förmigen Schwenkbügel 11, der über eine erste Schwenkachse 12, üblicherweise ein Bolzen, an den Radialrippen 9 schwenkgelagert ist. Diese Schwenklagerung ist insbesondere in den Schnittansichten 2 bis 6 gezeigt.
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Am U-förmigen Schwenkbügel 11 sind, innenliegend, zwei Schwenkarme 13 angeordnet, die am Schwenkbügel 11 um eine weitere Schwenkachse 14, realisiert über einen entsprechenden Bolzen 23, schwenkgelagert sind.
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Am anderen Ende der Schwenkarme 13 ist ein Verbindungselement, ebenfalls in Form eines Bolzens 15, vorgesehen, das beide Schwenkarme 13 miteinander verbindet.
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Weiterhin ist an der Kartusche 3 eine Verriegelungseinrichtung 19 vorgesehen, die zum festen Verriegeln des Bügelverschlusses 8 in der Spannstellung dient.
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Vorgesehen ist ferner kartuschenseitig ein Befestigungsbolzen 16, der ebenfalls an den Radialrippen 10, dies verbindend, angeordnet ist.
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Zur Befestigung der Kartusche 3 wird zunächst, siehe 3, der Befestigungsbolzen 16 in den Arretierhaken 7 eingehängt. Sodann wird, siehe den Übergang von 3 zu 4, die Kartusche 3 um diese vom Befestigungsbolzen 16 gebildete Schwenkachse geschwenkt, so dass sie in das Innere des halbschalenförmigen Halteelements eingeschwenkt wird. Am Halteelement 2 ist ein Kontaktelement 17 vorgesehen, das entsprechende Kontaktflächen aufweist, die mit einem kartuschenseitig vorgesehenen weiteren Kontaktelement 18, das entsprechende Kontaktpins aufweist, beim Erreichen der Einschwenkendstellung gemäß 4 kontaktiert wird. Hierüber wird die Steuerverbindung zu einer zentralen Steuerungseinrichtung hergestellt, über die die entsprechenden Steuerimpulse zum Abschuss der Kontermunition, die in der hier leer gezeigten Kartusche 3 noch einzubringen ist, gegeben werden.
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Wie 4 zeigt, wird nach Einschwenken der Kartusche 3 der Schwenkbügel 11 nach oben geschwenkt, so dass das Verbindungselement, also der Bolzen 15, in den Arretierhaken 5 eingreifen kann. Nun wird, siehe 5, der Schwenkbügel 11 nach unten gedrückt, bis er die am Außenmantel der Kartusche anliegende Endstellung erreicht. Während dieser Schwenkbewegung ausgehend von der aufgeschwenkten Stellung in 4 in die Endstellung in 5 wird eine nachfolgend noch in diversen Ausgestaltungen beschriebene Elastizität gespannt, also eine Rückstellkraft aufgebaut. Während der Einschwenkbewegung in die in 5 gezeigte Endstellung wird der Bügelverschluss 8 gegen einen Totpunkt bewegt. Mit Erreichen des Totpunktes wird die Elastizität maximal gespannt, die Rückstellkraft ist also maximal. Mit Überschwenken über den Totpunkt schnappt der Schwenkbügel 11 aufgrund der sich dann geringfügig relaxierenden Elastizität in die in 5 gezeigte Endstellung, in der er über die nach wie vor gegebene, hohe Rückstellkraft der Elastizität automatisch fixiert ist.
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Nach Erreichen der Einschwenkendstellung gemäß 5 wird nun, siehe 6, die Verriegelungseinrichtung 19 betätigt. Es wird beispielsweise über einen speziellen Schlüssel ein drehbarer Bolzen 20 in eine an den Schwenkbügel 11 endseitig ausgebildete Verriegelungsaufnahme 21 eingeschwenkt, so dass der Schwenkbügel 11 in der Schließstellung auch mechanisch arretiert ist.
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Die 7 und 8 zeigen zwei Schnittansichten mit unterschiedlichen Schnittebenen zur Darstellung einer ersten Ausführungsform des Spannmechanismus, realisiert über die entsprechende Elastizität. Bei der in den 7 und 8 gezeigten Ausgestaltung ist die Elastizität im Schwenkbügel 11 integriert. Der Schwenkbügel 11 ist mit zwei Bohrungen 22 versehen, die gestuft ausgeführt sind. An der Schwenkachse 14, also dem diese bildenden Bolzen 23 sind endseitig zwei Spannbolzen 24 befestigt. Diese Spannbolzen sind in einer Längsbohrung 25 des Schwenkbügels 11 geringfügig axial bewegbar. Mit dem anderen Ende sind sie über eine Einstellschraube 26 gegen die Elastizität 27, hier gebildet über mehrere einander nachgeschaltete Tellerfedern 28 oder Tellerfederpakete, gelagert.
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Wird ausgehend von 4 der Schwenkhebel 11 in die Spannstellung in 5 bewegt, so geschieht diese Schwenkbewegung zu Anfang einfach und ohne großen Kraftaufwand. Wie beschrieben ist beim Zuschwenken der Schwenkbügel 11 über einen Totpunkt zu verschwenken. Dieser Totpunkt ergibt sich deshalb, da die Schwenkachse 14 relativ zu den beiden anderen gegebenen Schwenkachsen, einmal realisiert durch die Schwenkachse 12, zum anderen realisiert über das Verbindungselement, also den im Arretierhaken 5 eingehängten, an den Schwenkarmen 13 befindlichen Bolzen 15, zwei unterschiedliche Radien durchläuft. Es kommt aus diesem Grund letztlich zu einer Relativbewegung in diesem Fall der Schwenkarme 13 und des die Schwenkachse 14 bildenden Bolzens zum Schwenkhebel 11.
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Wird nun der Schwenkhebel 11 ausgehend von 4 zunächst relativ kraftlos nach unten gedrückt, so bewegt er sich wie beschrieben gegen den Totpunkt. Mit zunehmender Annäherung kommt es aufgrund der unterschiedlichen Lagen der beschriebenen Schwenkachsen dazu, dass der Bolzen 23 geringfügig in der Bohrung 25 wandert, das heißt, dass sich der Bolzen 23 relativ zum Schwenkbügel 11 minimal bewegt. Aufgrund der Verbindung mit den beiden Spannbolzen 24, die über die Einstellmutter 25 gegen die Elastizität 27 gekontert sind, werden nun die Tellerfedern 28 bei weiterem Verschwenken komprimiert. Der axiale, die Federn komprimierende Weg ist nicht groß, eine Eigenschaft der Tellerfedern ist, dass sie bereits bei geringer Deformation eine sehr hohe Rückstellkraft aufbauen.
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Die Deformation ist mit Erreichen des Totpunkts maximal, die Rückstellkraft am größten. Wird nun der Schwenkbügel 11 minimal weiter geschwenkt, so schnappt er über den Totpunkt. Aufgrund der hohen Rückstellkraft wird er gegen die Kartuschenaußenfläche gezogen und letztlich in dieser Position rückstellkraftbedingt arretiert. Nun wird lediglich noch die Verriegelungseinrichtung 19 betätigt, siehe hierzu die vergrößerte Teilansicht gemäß 9, in der der Verriegelungsbolzen 20 in der Verriegelungsaufnahme 21 aufgenommen ist.
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10 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Bügelverschlusses 8, wobei für gleiche Bauteile soweit möglich gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Der Bügelverschluss ist auch hier in der Spannstellung, das heißt, dass die Kartusche 3 in der Halteeinrichtung 2 aufgenommen ist.
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Vorgesehen ist hier ebenfalls ein Schwenkbügel 11, der um die Schwenkachse 12 an den Radialvorsprüngen 10 schwenkgelagert ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Elastizität 27 in einen Arretierabschnitt 32 integriert, welcher Arretierabschnitt 32 das Verbindungselement in Form des Bolzens 15, der gemäß 10 im Arretierhaken 5 eingehängt ist, an seinem freien Ende aufweist. Das andere Ende des Arretierabschnitts 32 ist über die Schwenkachse 14, gebildet durch den Bolzen 23, an dem Schwenkbügel 11 angeordnet. Der Bolzen 23 ist hier jedoch positionsfest.
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Die Elastizität ist hier über ein Blattfederelement 29 realisiert, das an seinen beiden Enden entsprechende Lageraugen 30, 31 aufweist, die von dem Verbindungselement-Bolzen 15 und dem Bolzen 23 durchsetzt sind. Das Blattfederelement 29 ist in sich federelastisch. Es wird, resultierend auch hier aus dem Umstand, dass der Bolzen 23 relativ zu den Schwenkachsen, gebildet über die Bolzen 12 und 15, beim Zuschwenken des Schwenkbügels 11 unterschiedliche Radien durchläuft und folglich unterschiedliche Längsbewegungen vollzieht, zwangsläufig etwas gelängt respektive gedehnt, wenn der Schwenkbügel 11 in den oberen Totpunkt bewegt wird. Das heißt, dass es über die Länge des Blattfederelements 29 respektive insbesondere im Bereich der Lageraugen 30, 31 zu einer elastischen Deformation und zum Aufbau der Rückstellkraft kommt. Sobald über den oberen Totpunkt hinausgeschwenkt wird, relaxiert das Blattfederelement 29 wieder etwas, natürlich unter Beibehaltung einer nach wie vor noch hohen Rückstellkraft, worüber der Schwenkbügel 11 in die Schließstellung schnappt.
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Eine wiederum weitere Ausgestaltung des Bügelverschlusses 8 zeigt 11. Der Schwenkbügel 11 ist wiederum um die Schwenkachse 12, gebildet über den beschriebenen Bolzen, an den Radialrippen 10 der Kartusche 3 schwenkgelagert. An ihm ist wiederum, ähnlich 10, ein Arretierabschnitt 32 vorgesehen. Der Arretierabschnitt 32 weist auch hier den Bolzen 23 sowie das Verbindungselement 15, also ebenfalls einen Bolzen, der hier im Arretierhaken 5 eingehängt ist, auf. Ferner umfasst er zwei Schwenkarme 33, die an den beiden Bolzen 23 und 15 angelängt respektive befestigt sind. Die beiden Schwenkarme 33 weisen, siehe 12, im oberen Bildteil, eine im unbelasteten Zustand gegebene gebogene Form auf. Aus dieser Form werden sie beim Verschwenken gegen den oberen Totpunkt und darüber hinaus verformt, sie werden, siehe 12 im unteren Bildteil, etwas gelängt respektive gestreckt. Auch dies resultiert wiederum aus den unterschiedlichen Positionen der gegebenen drei Schwenkachsen, nämlich der Schwenkachse 12 sowie der über die Bolzen 15 und 23 gebildeten Schwenkachsen. Durch diese elastische Längung bzw. Streckung wird eine extrem hohe Rückstellkraft aufgebaut, wobei auch hier die Längung sehr gering ist, um im elastischen Bereich des Materials zu bleiben. Wird über den Totpunkt hinausgeschwenkt, so schnappt der Schwenkbügel automatisch in die Schließstellung, die deformierten Schwenkarme 23 relaxieren wiederum etwas, gleichwohl bleibt noch eine sehr hohe Rückstellkraft aufgebaut. In der Schließstellung greift wiederum, wie bei allen Ausgestaltungen, die Verriegelungseinrichtung 19 am Schwenkhebel 11 an.
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13 zeigt eine weitere Variante eines Bügelverschlusses, wobei hier lediglich ein Schwenkarm 34 gezeigt ist. Die grundlegende Ausgestaltung entspricht der aus 11, das heißt, dass ein entsprechender U-förmiger Schwenkbügel 11 vorgesehen ist. Lediglich sind anstelle der in 11 gezeigten Schwenkarme 33 zwei Schwenkarme 34 der Ausgestaltung nach 13 vorgesehen. Diese Schwenkarme 34 bilden wiederum die Elastizität, sie werden, wie die Schwenkarme 33, elastisch deformiert. Um dies zu ermöglichen sind die Schwenkarme 34, wie 13 deutlich zeigt, wellenförmig gebogen, so dass sich eine Art Ziehharmonikastruktur ergibt. Beim Verschwenken in den oberen Totpunkt werden die Schwenkarme 34 minimal elastisch gestreckt oder gelängt, so dass die Rückstellkraft aufgebaut wird, mithin also die wellenförmige Federstruktur etwas auseinandergezogen wird. Beim Schwenken über den oberen Totpunkt hinaus kommt es wiederum zu einem Umschnappen und zu einer geringen Relaxation, verbunden mit der Aufrechterhaltung einer sehr hohen Rückstellkraft.
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14 zeigt schließlich zwei Ausschnitte an der Halteeinrichtung 2 sowie der Kartusche 3. Wie bereits zur 3 beschrieben sind an der Halteeinrichtung 2 und der Kartusche 3 entsprechende Kontaktelemente vorgesehen, um einen Steuerungskontakt beim Verbinden der Kartusche 3 herzustellen. Die Halteeinrichtung 2 weist, siehe 14 links, eine Vertiefung 35 auf, die bevorzugt prismatische Seitenwände aufweist. Am Boden der Vertiefung 35 sind mehrere Kontaktflächen 36 vorgesehen. Im Falle einer Verschmutzung, die, wenn keine Kartusche eingesetzt ist, ohne weiteres gegeben sein kann, können diese Kontaktflächen durch einfaches Darüberwischen gereinigt werden.
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An der Kartusche 3 ist ein formgleicher, also ebenfalls bevorzugt prismatisch ausgeführter vorspringender Bereich 37 vorgesehen, an dem mehrere Kontaktstifte 38, die federbelastet sind, vorgesehen sind respektive minimal hervorstehen. Wird nun die Kartusche ausgehend von der Darstellung gemäß 3 in die Position gemäß 4 gebracht, so wird der vorspringende Bereich 37 in die Vertiefung 35 eingeschwenkt. Durch die schräg verlaufenden Seitenflächen ergibt sich bei dieser Einschränkbewegung eine Montagekodierung sowie eine axiale Positionierungshilfe. Kurz vor Erreichen der Einschwenkendstellung werden die Kontaktstifte 38 auf die Kontaktflächen 36 bewegt. Da es sich um eine Einschwenkbewegung handelt, nachdem die Kartusche 3 über den Befestigungsbolzen 16 am Arretierhaken 7 eingehängt ist, wird durch die noch fehlende, minimale Schwenkbewegung bis in die in 4 gezeigte Endstellung eine Relativbewegung der Kontaktstifte 38 zu den Kontaktflächen 36 erreicht, die im Bereich nur weniger zehntel Millimeter liegt. Gleichwohl kann hierdurch sichergestellt werden, dass durch die aufliegenden, bei dieser Bewegung reibenden Kontaktstifte 38 eine etwaige Verschmutzung oder ein etwaiger Belag auf den Kontaktflächen 36 abgerieben wird. Das heißt, dass hierüber eine automatische Kontaktierung, selbst wenn ein geringer Verschmutzungsgrad gegeben ist, sichergestellt werden kann. Die Vertiefung 35 kann selbstverständlich über ein manuell zu entfernendes Verschlusselement geschlossen sein, um grundsätzlich eine Verschmutzung zu vermeiden.
