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Pyrotechnische Einrichtung zur augenblicklichen Lösung aus einer Halterung
Die Erfindung bezieht sich auf pyrotechnische Vorrichtungen, die ein augenblickliches
Lösen der zwei Elemente verbindenes den Halterungen ermöglichen, wobei/sich bei
den Elementen um Kabel, Gurte, Riemen oder dergl. handeln kann, welche mehr oder
weniger große Ladungen tragen und die schnell freigesetzt werden müssen, ohne daß
es notwendig wäre, diese von ihren Ladungen zu erleichtern.
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Im allgemeinen bestehen solche Halterungen aus zwei zusammengebauten
oder aneinander gelenkig sitzenden Teilen, die in einer ersten Relativstellung miteinander
diese Elemente verbinden und die in einer zweiten Relativstellung wenigstens eines
dieser Elemente derart freigeben, daß sie gelöst werden. Die beiden Teile der Halterung
können in ihrer ersten Relativstellung durch ein Bef.estigungs- oder Halteorgan
gehalten werden, das beim Auslösen aus der Halterung nachgeben oder brechen soll.
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Erfindungsgemäß soll nun eine pyrotechnische Einrichtung vorgeschlagen
werden, die für das augenblickliche Auslösen aus einer solchen Halterung sorgt und
zwei gelenkig aneinander
feste Teile aufweist, die in einer ersten
Stellung zwei Elemente te verbinden und in einer zweiten Stellung diese Elemente
voneinander lösen, wobei die Teile in dieser ersten Stellung durch ein bruchfähiges
Befestigungsorgan gehalten sind. Die pyrotechnische Einrichtung zur augenblicklichen
Auslösung zeichnet sich insbesondere aus durch: eine pyrotechnische, in einen der
Teile der Halterung eingebaute Ladung, die so ausgebildet ist, daß sie bei ihrer
Verbrennung Gas freisetzt; sowie Zündeinrichtungen für diese Ladung und einen eine
Zylinderanordnung bildenden Mechanismus, der so ausgebildet ist, daß er mit Gas
bei der Verbrennung der Ladung derart gespeist wird, daß er zwischen den beiden
Teilen der Halterung eine ausreichende Kraft ausübt, um daß bruchfähige Befestigungsorgan
zu brechen und um die Teile gegen einander in ihre weitere Stellung zu verschieben,
in der die Halterung gelöst und die Elemente freigegeben sind.
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Eine solche pyrotechnische Einrichtung ermöglicht es, ein praktisch
augenblickliches Auslesen der Halterung herbeizuführen, und zwar be be CeYi Sicherheit
und großer Betriebsverläßlichkeit.
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Beispielswveise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand
der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen Fig. 1 perspektivisch
eine Halterung zeigt, in die eine pyrotechnische Auslöseeinrichtung nach der Erfindung
mit elektrischer Steuerung eingebaut ist; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Teil
der Halterung nach Fig. 1, in der sich die pyrotechnische Einrichtung befindet;
und Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Åuslöse- oder
Ausklinksteuerungseinrichtung nach der Erfindung mit mechanischer Betätigung.
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Es soll nun eine Einrichtung nach der Erfindung beschrieben werden,
wie sie in einer zwei (Surt-)Bandelemente Sl und S2 verbindenden Halterung A verwendet'wird.
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Diese Halterung umfaßt im wesentlichen zwei Teile, einen Körper B
und einen Verriegelungsbügel C. Der Körper B begrenzt. zwei sich gegenüberstehende
Holme 31 und B2, die durch einen zentralen Teil B3 miteinander vereinigt sind, indem
die eigentliche Auslöse- oder Ausklinkvorrichtung gelagert ist. Auf dem Holm B1
ist das Bandelement S1 um eine Achse a befestigt, während am anderen Ende des Holms
B2 der Bügel C gelenkig um zwei koaxiale Zapfen b gelagert ist.
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Dieser Bügel C weist eine Platte c und zwei Schenkel d auf, deren
Länge so bemessen ist, daß die Platte c in Kontakt mit dem zentralen Teil B3 des
Körpers B kommen kann.
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In den Schenkeln des Holms B2 und in denen des Bügels C sind jeweils
Nuten e und Schlitze £ vorgesehen, die so ausgebildet sind, daß sie zwischen ihren
Jeweiligen Binden Lagerungen für die Enden einer Achse g bilde, auf der das Bandelement
S2 befestigt ist.
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In Schließ- oder Zusammenbaustellung sind die Nuten e und die Schlitze
f jeweils zu beiden Seiten einer etwa vertikalen Geraden geneigt, wenn man annimmt,
daß die Halterung in einer horizontalen Ebene sitzt. Die Nuten e sind derart geneigt,
daß ihr offener Teil vom Holm 32 aus nach außen gerichtet ist.
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Um den Körper B und den Bügel 0 in Schließstellung der Halterung (Fig.
2) zu halten, ist eine Befestigungs- oder Halteschraube h vorgesehen, deren Kopf
i sich auf die Innenfläche des Körpers B3 (Fig. 4) abstützt und auf die mehrere
Schrauben aufgeschraubt sind: eine erste j, um die Schraube auf dem Körper 33, und
zwei Schrauben k und 1, zwischen denen die Platte c des Bügels C blockiert ist.
Man sieht, daß die Schraube h
zwischen den Muttern j und k eine
Zone m verminderten Querschnitts bzw. eine Bruchzone aufweist. Die Platte c ist
von einem Loch n durchbohrt, die den Durchgang für die Schraube h ermöglicht.
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Es soll nun im wesentlichen mit Bezug auf Fig. 2 eine erste Ausführungsform
der pyrotechnischen Einrichtung, die den eigentlichen Gegenstand nach der Erfindung
bildet, beschrieben werden. Diese Einrichtung ist, wie vorher erwähnt, im zentralen
Teil B3 des Körpers B der Halterung untergebracht und insbesondere in zwei Lagern
1A und 13, deren Achsen etwa senkrecht zueinander stehen und miteinander in der
Nähe jeweils ihrer Böden durch einen Kanal 2 vereinigt sind.
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Die Lagerung 1A weist eine etwa horizontale Achse auf, wenn man die
Halterung in der in der Figur gezeigten Stellung sich vorstellt, und umfaßt einen
mit Gewinde versehenen Teil 1a und einen Falz 1b, dessen Durchmesser größer als
der des Teils 1a ist.
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Diese Lagerung 1A nimmt einen Gasgenerator auf, der durch einen außen
mit Gewinde 3a versehenen Körper 3 gebildet ist und einen Kopf 3b aufweist, der
mit torusförmigen Abdichtungsringscheiben 4 ausgestattet ist. Der Körper 3 begrenzt
zwei Aussparungen 5 und 6, wodurch eine Trennwand 7 verläuft, in der ein Kanal 8
vorgesehen ist. In der Aussparung 5 ist eine pyrotechnische Ladung 9 untergebracht,
in der zwei Zünddrähte 10 eingebettet sind, die parallel zueinander geschaltet und
mit Drähten 11 verbunden sind. Diese Drähte bilden eine Litze 12 und sind an einen
äußeren Steuerkreis angeschlossen; eine Stopfbuchse 13 ist in die Aussparung 6 eingeschraubt
und blockiert die Litze 12 und sorgt für die Abdichtung des Körpers 3.
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In der Lagerung 13, deren Achse etwa vertikal verläuft, befindet sich
ein eine Zylinderanordnung bildender Mechanismus, der den gerade beschriebenen Gasgenerator
vervollständigt. Dieser Mechanismus umfaßt einen mit Segmenten 15 versehenen Kolben
14,
der in der Lagerung 2 bei enger Abdichtung gleitet. DieserKolben
weist einen kegelstumpfförmigen oder konischen Kopf 14a-auf, derart, daß mit der
Lagerung 1B eine Kammer 16 begrenzt wird, in die der Kanal 2 mündet, auch weist
er ein hinteres Teil 14b auf, dessen Ende in Schließstellung der Halterung in Kontakt
mit der Unterseite der Platte c des Bügels C steht. Dieser hintere Teil gleitet
mit geringem Spiel in einem Loch 17, das in eine Mutter 18 gebohrt ist, welche einen
Halteanschlag für den Kolben 14 bildet.
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Die Funktionsweise der gerade beschriebenen Einrichtung ist die folgende:
Werden die Zünddrähte 10 elektrisch gezündet, so verbrennt die Ladung 9 und setzt
eine erhebliche Gasmenge frei.
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Da die Kammer, in der die Verbrennung stattfindet, in etwa dicht ist,
erfolgt diese bei praktisch konstantem Volumen, der sich einstellende Druck kann
etliche hundert Bar erreichen. Die Kraft, der der Kolben ausgesetzt ist, erreicht
etliche Tonnen, und es kommt ein Moment, wo die Bruchgrenze der Schraube h überschritten
ist. Diese gibt nun in der Zone m nach und setzt den Bügel C frei, den der Kolben
versucht, um Zapfen b zu verkippen; und die Achse g, die das Ende des Bandelementes
S2 hält, ist frei.
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Aufgrund des Vorhandenseins der Muttern å, k und 1, die auf die Schraube
h aufgeschraubt sind,und aufgrund des Vorhandenseins der Halteschraube 13 des Kolbens
14 wird kein Stück oder Teil der Einrichtung in die Atmosphäre beim Öffnen der Halterung
herausgeschleudert, ganz im Gegenteil zu den Verhältnissen bei den bekannten Einrichtungen.
Tatsächlich bleiben der Kopf der Schraube h und die Mutter j fest mit dem Körper
B verbunden, während das Ende der Stange und die Schrauben k und 1 fest mit dem
Bügel C verbunden bleiben.
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Im übrigen ermöglicht das sehr geringe Spiel zwischen dem in der Haltemutter
vorgesehenen Loch 17 und dem hinteren Teil des Kolbens 14b es, mit der eingeschlossenen
Luft zwischen Kolben
und Mutter einen pneumatischen Dämpfungseffekt
zu erhalten, der das Abreißen der Mutter und das llerausschleudern des Kolbens verhindert.
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Man erkennt also, daß diese Vorrichtung sämtliche Sicherheitsgarantien
für den Benützer erfüllt.
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Darüberhinaus wird die Einfachheit beim Ingangsetzen und im Betrieb
sowie die Tatsache, daß die Betätigung elektrisch erfolgt dazu führen, daß die Auslösedauer
sehr gering ist (in der Größenordnung von 10 2 Sekunden) und daß ihre Zuverlässigkeit
in beachtlicher Weise gegenüber der bekannter Einrichtungen gesteigert wird.
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Als weiterer Vorteil dieser Vorrichtung soll die tatsache angeführt
werden, daß die pyrotechnische Einrichtung ollig dicht ist, die Einrichtung kann
also ohne weiteres selbst in einer detonierenden AtmosphäreJ beispielsweiie in einer
Atmosphäre leichter Koblenwasserstofdämpfe, verwendet werden. Darüberhinist die
Arbeitsweise praktisch gr"uschlos, was es ermögtärische . itärische Anwendungen
für diese Einrichtung vorzusehen.
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Selbstverständlich kann man zahlreiche Modifikationen an der Einrichtung
und an der Ausbildung der Lagerungen herbeiführen, die so angepaßt sind, daß sie
die Einrichtung aufnehmen,sowie an zwei wesentlichen Teilen dieser Vorrichtung,
d.h. dem Gasgenerator und dem die Zylinderanordnung bildenden Mechanismus.
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Im übrigen ist in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform die
elektrische Steuerung der Einrichtung ersetzt worden durch eine mechanische Steuerung,
die es ermöglicht, in einfacher und wirksamer Weise die Probleme zu lösen, die sich
insbesondere bei den Vorgängen des Abwerfens von Flugzeugen aus sich stellen.
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Die gleichen Bezugsseichen bezeichnen die Elemente, die bereits in
den Fig. 1 und 2 vorhanden sind.
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Im mittleren Teil B3 des Körpers B ist eine Kammer 20 mit einem konischen
Teil 20a vorgesehen, die mit der Kammer 16 über den Kanal 2, einen kugelförmigen
Teil 20b und einen zylindrischen, mit Gewinde versehenen Teil 20c in Verbindung
steht. In dem Gewindeteil 20c kann ein Ring 21 mit Außengez»dnde, ein Innenteil
21a von Kugelgestalt analog dem des Teils 20b des Lagers 20 und ein äußerer mit
Ausnehmungen versehener Teil 21b kegelstumpfförmiger Gestalt befestigt sein.
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Die Lagerung 20 und die Kreisringecheibe 21 tragen Abdichtungsanordnungen
22.
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In dem Kugellager, das der Körper 33 und die Kreisringseheibe 21 begrenzen,
ist ein Teil 23 mit äußerer Kugelgestalqt gelagert, in dem eine Bohrung 23a ausgespart
ist Diese Teil bildet einen einen Kolben 24 aufnehmenden Aerper Körper, der durch
einen Federring 25 an seinem Ort gehalten er Dieser Kolben umschließt eine pyrotechnische
Ladung 26 und ist über eine Stange 27, die aus wei Teilen 27a, 27b aufgebaut ist,
verlängert, wobei der Teil 27b normalerweise aus dem Kugelgelenk 23 vorspringt und
mit einer Zuglitze 28 verbunden ist. Der KdIben 24 trägt auf der gegen den Boden
der Bohrung 23a gerichteten Seite mehrere Zünder 29, eine entsprechende Anzahl von
Zündnadeln 30 ist auf der Seite gegenüber der Kammer 23a vorgesehen. Man erkennt
ebenfalls, daß ein Scherstift 31 den Kolben und den Handzug oder eine Betätigungsstange
an ihrem Ort gegenüber dem Körper 23 hält, wodurch so eine Sicherheit beim Lagern
und bei der Handhabung des Flugkörpers oder Geschosses sichergestellt ist.
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Es ist vorgesehen, daß Stange oder Handzug 27a einen nicht-kreisförmigen,
rechteckigen, elliptischen oder einen Querschnitt anderer Form aufweisen, der es
ermöglicht, eindeutig die Lage des Kolbens gegenüber dem Zylinderkörper festzulegen
und die Drehung
eines der Teile gegenüber dem anderen zu verhindern.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung ist die folgende: Im Falle ein nes
Abwurfs von dem Flugzeug aus ist die Litze 28 mit dem Flugzeug verbunden und übt
nach einer bestimmten Zeit einen ausreichenden Zug auf die Stange 27 maus, um ein
Abscheren des Stiftes 31 und ein Stoßen der Zünder 29 gegen die Zündnadeln 30 hervorzurufen.
Die Ladung 26 wird dann gezündet und das hieraus resultierende Freisetzen von Gas
sorgt für die Betätigung der Zylinderanordnung, die gebildet wird durch den Kolben
14 und die Kammer 1B. Die Halterung wird dann ausgelöst und die beiden Wandelemente
S1- und- S2 werden gelöst. Der Teil 27b der Stange 27 sowie die Litze 28 bleiben
fest mit dem Flugzeug verbunden, während der Kolben und der Teil 27a der Stange
27 fest mit dem Körper B verbunden bleiben.
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Die Knochengelenklagerung des Körpers 23 in der durch den Körper B
und den Bund 21 gebildeten Lagerung ermöglicht eine ius--richtung der Achse des
Kolbens mit der Zugkraftrichtung, die auf den Handzug 27 wirkt, vorausgesetzt, daß
diese Richtung im Innern eines Konus liegt, dessen Spitze in etwa die Mitte der
Kugellagerung einnimmt und einen Spitzen-Winkel von annähernd 900 aufweist, dessen
Achse die Symmetrieachse dieser Kugellagerung wäre.
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Wie bereits ausgeführt, liefert die erfindungsgemäße Einrichtung eine
mechanische Lösung für das Problem des Zündens einer pyrotechnischen Ladung in einer
Vorrichtung zur augenblicklichen Auslösung aus einer Halterung; ein besonders interessantes
Anwendungsgebiet ist im Vorgang des Abwerfens aus Flugzeugen zu sehen.
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Ansprüche: