DE2106476A1

DE2106476A1 - Zündvorrichtung für Triebwerke

Info

Publication number: DE2106476A1
Application number: DE19712106476
Authority: DE
Inventors: Pierre Fontenay-sous-Bois Val-de-Marne; Laparre Jacques Viroflay Yvelines; Allard (Frankreich). P
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1970-03-12
Filing date: 1971-02-11
Publication date: 1971-10-14
Also published as: DE2106476C3; FR2082375A5; DE2106476B2

Description

DR. MDLLER-BORß Dl PL-PHYS. DR. MAN ITZ Dl PL-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW

PATENTANWÄLTE

11. FEB. 1971

We/mü - S 2239

SOCIETE NATIONALE INDUSTRIELLE AEROSPATIALE 37? "boulevard de Montmorency Paris 16/irankreich.

Zündvorrichtung für Triebwerke

Die Erfindung betrifft Einrichtungen, welche zur Zündung von Triebwerken dienen. Sie betrifft insbesondere Sicherheitseinrichtungen, welche es gestatten, eine unbeabsichtigte Zündung zu vermeiden.

Die Zündung eines Triebwerkes, insbesondere eines Pulvertriebwerkes, wird im allgemeinen durch die Einwirkung eines heißen Punktes erreicht, welcher dazu in der Lage ist, die Verbrennung einer kleinen Ladung zu zünder^ welche als Zündladung bezeichnet wird, so daß die Verbrennung dieser Zündladung die Zündung des Treibmittels (Propergol) hervorruft, welches den aktiven Teil des Triebwerks darstellt. Der heiße Punkt wird im allgemeinen durch eine elektrische Zündein-" richtung erzeugt.

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Die herkömmlichen elektrischen Zündeinrichtungen, an die keine besonders hohen Betriebsanforderungen gestellt werden, wie beispielsweise die Erzeugung einer hohen Spannung, sind die empfindlichsten Elemente des Triebwerkes, und zwar einerseits wegen der Anwesenheit ihrer elektrischen Schaltung, auf welche jeder Streustrom, der beispielsweise durch statische Elektrizität erzeugt wird, bei einer Elektrisierung durch Influenz oder eine beliebige andere Ursache wirksam werden kann und andererseits wegen der Empfindlichkeit der Zündladung, welche ausreichend sein muß, um mit Sicherheit die Zündung des Triebwerkes in einer sehr kurzen Zeit zu bewirken. Es ist daher angebracht, Sicherheitseinrichtungen vorzusehen, welche es gestatten, eine unbeabsichtigte Zündung zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung wixL die elektrische Leitung, welche den Strom zu einem elektrischen Zünder führt, unterbrochen, und zwar so nahe am Zünder wie möglich, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um den elektrischen Kreis zu schließen, wenn es erwünscht ist.

Zu diesem Zweck umfaßt der Zünder vorteilhafterweise ein bewegliches Element, welches mit Steckern ausgestattet ist, die mit Steckhülsen verbunden werden können, die fest angeordnet sind und zu den beweglichen Steckern eine komplementäre Form besitzen. In der ersten Stellung des beweglichen Elementes sind die festen Stecker und die beweglichen nicht verbunden und die elektrische Schaltung der Zündeinrichtung ist unterbrochen.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß ein oder mehrere metallische Elemente vorhanden sind, welche auf den beweglichen Steckern liegen, und zwar in der ersten Stellung des

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"beweglichen Elementes, wobei dieses Element oder diese Elemente zum Kurzschließen der Zündschaltung dienen.

Vorteilhafterweise ist die Anordnung der Zünder und ihrer Schaltung in einem Metallgehäuse untergebracht, welches einen Faraday-Käfig bildet.

Weiterhin ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Zünder und die Zündladung, welche sie umgibt, in einer Kammer angeordnet sind, welche außerhalb der Kammer liegt, die den Treibsatz enthält, wobei diese zwei Kammern durch einen Kanal miteinander in Verbindung stehen, der abgedichtet ist, wenn das bewegliche Element sich in seiner ersten Stellung befindet und der geöffnet ist, wenn die festen und die beweglichen Stifte miteinander verbunden sind.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung gestattet es, einerseits die totale Sicherheit des Personals und der Einrichtungen im Laufe der Montage im Werk und bei den Anwendern von Geschossen oder Flugkörpern zu gewährleisten, welche Zünder verwenden, und andererseits den Schutz des Zünders gegen ein unbeabsichtigtes Betreiben zu gewährleisten, welches durch Influenz (Funkstörungen, statische Aufladungen, usw.) ausgelöst wird.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Zünders gemäß der Erfindung, dargestellt in Sicherheitsstellung,

Fig. 2 einen Schnitt des Zünders entlang der Linie II-II der Fig. 1,

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Fig. 3 einen Zünder in entsicherter Stellung,

Fig. 4 im Längsschnitt eine zweite Ausführungsform eines Zünders gemäß der Erfindung, dargestellt in ßicherheitsstellung und

Fig. 5 eine Teilansicht der Vorrichtung der Fig. 4, welche den Zünder in entsicherter Stellung darstellt.

Der in den Fig. 1-3 dargestellte Zünder umfaßt einen Körper 1, welcher am Boden vor dem nicht dargestellten Triebwerk angeordnet ist.

Im Inneren des Gehäuses ist gleitbar ein Kolben 2 angeordnet, welcher im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei elektrische Zündeinrichtungen^aufweist, deren Perlen von einer aluminothermischen Zündladung umgeben sind. Die Zündeinrichtungen 3 sind in einem Kanal 4- angeordnet, welcher den Kolben 2 radial durchdringt.

Die elektrischen Leiter 5j welche die Zündeinrichtungen 3 speisen, sind mit zwei am Kolben 2 befestigten Steckern 6 verbunden.

Zwei Steckerhülsen 7» welche mit der elektrischen Zündleitung verbunden sind, sind in einem Block aus Isoliermaterial 8 angeordnet, welcher am Ende des Körpers und im Inneren des selben durch einen Stopfen 9 gehalten ist.

In der Sicherheitsstellung (in den Fig. 1 und 2 dargestellte Stellung) mündet der Kanal 2, welcher die Zündeinrichtungen und die Zündladung enthält, gegenüber von öffnungen, welche im Körper 1 vorgesehen sind, welche das Ausströmen der Gase

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in freie Luft im lalle des unbeabsichtigten Betriebes gestatten. Diese öffnungen sind durch Stopfen 10 abgedichtet, die vorteilhafterweise aus Plastikmaterial bestehen, welche durch einen leichten Überdruck im Kanal 2 abgeworfen werden.

In der Sicherheitsstellung stehen die Stecker 6 nicht mit den Steckerhülsen 7 in. Kontakt, was die Unterbrechung der elektrischen Zündschaltung gewährleistet. Es ist zu bemerken, daß die Enden der Stecker 6 in Ausnehmungen 11 angeordnet sind, welche in dem Block 8 aus Isoliermaterial vorgesehen sind. Die Rolle dieser Anordnung wird später erläutert. Ein Metallring 12 dient zum Kurzschließen der Stecker 6 mit Hilfe von Stiften 13, welche die Stecker 6 mit dem Ring 12 verbinden.

Der Kolben ist in der Sicherheitsstellung durch einen Ab-. scherstift 14 gesichert, welcher das Ende des Kolbens durchdringt.

Eine öffnung 15» welche im Boden des Kolbens angeordnet ist, gestattet es, daß auf den Boden des Kolbens ein Fluid unter Druck einwirken kann, beispielsweise Druckluft, und gemäß der Darstellung in der Fig. 1 den Kolben nach rechts bewegen kann, um ihn in die entsicherte Position zu bringen. Es ist ebenfalls möglich, den Kolben 2 in positiver Weise zu steuern, und zwar durch einen Stift, welcher an demselben befestigt ist.

Wenn sich der Kolben verlagert, ruft er das Abscheren der Stifte 13 ifnd 14 hervor und nimmt bei seiner Bewegung die Stecker6 mit, welche während der Verlagerung des Kolbens durch die Ausnehmungen 11 geführt werden und am Ende der ι _; Verlagerung zum Zusammenwirken mit den Steckerhülsen 7 kommen.

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In der entsicherten Stellung (fig. 3) mündet der Kanal 4-, welcher die Zündeinrichtungen 3 und die Zündladung enthält, in einen Kanal 16, welcher im Körper 1 angeordnet ist. Der Kanal 16 steht mit der Kammer des Triebwerks in Verbindung, welcher die Treibladung enthält. Die Stecker 6 stehen im Eingriff mit den Steckerhülsen 7> indem sie die Kontinuität der elektrischen Zündschaltung gewährleisten. Der Bruch der Stifte 13 und die Verlagerung der Stecker unterdrücken den Kurzschluß, welcher zwischen den Steckern vorhanden ist.

Unter diesen Bedingungen genügt es, den Strom in der elektrischen Zündschaltung fließen zu lassen, um die Zündung des Triebwerks zu bewirken.

Es ist zu bemerken, daß in der entsicherten Stellung das Ende des Kolbens 2 den Körper des Zünders verläßt und somit als Zeichen für die Entsicherung dient.

Die Vorrichtung wird durch ringförmige Dichtungen 17 vervollständigt, welche dazu dienen, die Dichtigkeit zwischen dem Kolben und dem Körper derart zu gewährleisten, daß einerseits, wenn eine zufällige Zündung der Zündladung erfolgt, wenn sich der Zünder in der Sicherheitsstellung befindet, die unter Druck stehenden Gase nicht in den Kanal 16 entweichen können, und daß andererseits in der entsicherten Stellung die durch die Zündladung erzeugten und unter Druck stehenden Gase nicht aus dem Zündkörper entweichen können.

Die Fig. 4 und 5 stellen eine Variante der Ausführungsform der in den Fig. 1-3 beschriebenen Vorrichtung dar. Um die -

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Beschreibung zu vereinfachen, sind diejenigen Elemente, welche denjenigen in den Figuren 1-3 ähnlich sind, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, welche jeweils mit dem Index a versehen sind.

Der Zünder umfaßt einen Kolben 2a, welcher dazu geeignet ist, in einer Ausnehmung des Körpers 1a des Zünders hin- und herzugleiten. Die Zündeinrichtung oder die Zündeinrichtungen 3a, welche von einer Zündladung umgeben sind, die aus einem aluminothermischen Gemisch besteht, sind in einem Hohlraum 18 des Kolbens 2a angeordnet.

Die elektrischen Leiter 5a der Zündeinrichtungen 3a sind mit zwei Steckern 6a verbunden, welche fest mit dem Kolben 2a verbunden sind.

Zwei Steckerbuchsen 7a, die mit der elektrischen Zündleitung verbunden sind, sindin einem Block aus Isoliermaterial 8a angeordnet, welcher am Ende des Körpers und im Inneren desselben durch einen Stopfen 9a gehalten ist.

In der Sicherheitsstellung (in der Fig. 4- dargestellt) enthält der Hohlraum 18 die Zündeinrichtungen, und die Zündladung steht über eine öffnung 27 mit einem Kanal in Verbindung, welcher den Körper 1a durchdringt, welcher mit der Außenwelt in Verbindung steht, welcher somit gewährleistet, daß das Ausströmen der Gase in die freie Luft im Falle des unbeabsichtigten Betriebes der Zündeinrichtungen gewährleistet ist.

In der Sicherheitsstellung sind die Steckerstifte 6a nicht mit den Steckerhülsen 7a in Kontakt, was die Unterbrechung der elektrischen Zündschaltung gewährleistet. Das freie Ende

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— σ —

der Stecker 6a ist in Ausnehmungen 11a des Isolierblockes 8a geführt.

Zwei flexible Metallplatten 20 sind am Kolben 2a befestigt, welcher ebenfalls aus Metall besteht, welche an den Stiften 6a anliegen und die elektrischen Zündschaltungen in der Sicherheitsstellung kurzschließen.

Der Kolben ist in der Sicherheitsstellung durch eine Einrichtung verriegelt, welche aus einer Kugel 21 besteht, die am Ende eines Kolbens 22 angebracht ist und durch eine Feder 23 vorgespannt ist, wobei die Kugel 21 in eine in der seitlichen Oberfläche des Kolbens 2a vorgesehene Vertiefung eingreift.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Entsichern der Zündeinrichtung mittels einer pyrotechnischen Vorrichtung erreicht, welche eine Ladung 24 aus Zündpulver aufweist, welches elektrisch gezündet wird und eventuell durch einen kleinen Block aus Treibpulver ergänzt ist. Die durch diese Lad-ung gelieferten, unter Druck stehenden Gase dringen in eine dichte Kammer 26 ein, deren Boden aus dem Kolben 2a besteht«

Es kann zuweilen vorteilhaft sein, eine bestimmte Verzögerung zwischen die Zündung der Ladung und die Verlagerung des Kolbens einzuschalten, indem zwischen den Hohlraum, in welchem die Ladung 24 brennt und die Kammer 26 eine Wand zwischengesetzt wird, die von einer kalibrierten öffnung 25 durchdrungen ist. Mit einer derartigen Anordnung wächst der Druck in der Kammer 26 verhältnismäßig langsam an. Wenn der Kolben durch einen Abscherstift festgelegt ist, kann er sich nur verlagern, wenn die durch den Druck entwickelte Kraft diejenige

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übersteigt, welche das Abscheren des Stiftes hervorruft.

Indem die öffnung, die Kammer 26 und der Durchmesser des Stiftes in geeigneter Weise dimensioniert werden, ist es möglich, den Verzögerungswert zwischen der Zündung der -"adung und der Entsicherung des Zünders zu regulieren.

Unter der Einwirkung des Gasdruckes in der Kammer 26 verlagert sich der Kolben 2a gemäß der Darstellung in der Fig. 4· nach rechts und nimmt die in der Pig. 5 dargestellte Lage ein. Bei seiner Verlagerung nimmt er die Stifte 6a mit, welche gegen Ende der Verlagerung zum Zusammenwirken mit den Steckerhülsen 7a kommen.

In der entsicherten Stellung (Fig. 5) steht der Hohlraum über den Kanal 27 mit einem Kanal 16a in Verbindung, welcher im Körper 1a angeordnet ist. Der Kanal 16a mündet in die Kammer des Triebwerkes, welche die Treibladung enthält. Die Stecker 6a stehen im Eingriff mit den Steckerhülsen 7a» indem sie die Kontinuität der elektrischen Zündschaltung gewährleisten. Die Platten 20, welche durch den Kolben 2a mitgenommen werden, legen sich auf den Isolierstopfen 8a, und zwar in der Weise, daß der Kurzschluß zwischen den Steckern 6a unterdrückt ist.

Die Kugel 21 steht mit einer zweiten Vertiefung 28 im Ein griff, welche auf dem Kolben 2a vorgesehen ist und verriegelt den Zünder in der entsicherten Stellung.

Eine zweite pyrotechnische Einrichtung 29 steht mit einer Kammer 30 in Verbindung, welche zwischen dem Kolben 2a und dem Isoli3block 8a angeordnet ist, und zwar in der Weise, daß eventuell auf den Kolben eingewirkt wird, um den Zünder

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in die Sicherheitsstellung zurückzubringen.

Es ist ebenso möglich, die Verlagerung des Kolbens zu bewirken, indem ein Druck aus Druckluft in der Kammer 26 angewendet wird oder auch, indem ein Elektromotor vorgesehen wird, der mit einem Getriebe und mit einem Organ ausgestattet ist, welches dazu in der Lage ist, eine Längsverlagerung auf den Kolben zu übertragen.

In diesem letzteren Falle ist es möglich, den Kolben in die zwei Richtungen mehrmals zu verlagern und somit, das Triebwerk zu entsichern und wieder zu sichern, beispielsweise für Schußfolgen oder für Kontrollfolgen.

Patentansprüche 109842/1064

Claims

Patentansprüche

(1 J Sicherheitsvorrichtung für einen Triebwerkszünder, wobei der Zünder eine elektrische Zündeinrichtung aufweist, die von einer Zündladung umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung durch ein Element (2-2a) unterstützt ist, welches zwischen zwei Extremstellungen beweglich ist, und daß die elektrische Zündschaltung unterbrochen ist, wenn das bewegliche Element sich in der ersten der zwei Stellungen befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , .daß das bewegliche Element aus einem Kolben (2-2a) besteht, der in einer Ausnehmung beweglich ist, die in dem Körper (1-Ia) des Zünders vorgesehen ist, daß der Kolben zwei Stecker (6-6a) aufweist, welche mit der elektrischen Zündschaltung verbunden sind uiüLmit zwei fest zugeordneten Steckerhülsen (7-7a) zusammenwirkt, wenn der Kolben in seiner zweiten Stellung ist und daß die festen Stecker mit einem Zündkreis verbunden sind.

3- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Stecker in einen Block aus Isoliermaterial (8-8a) eingebettet sind.

4-, Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Zünder in einem Kanal (4-) angeordnet ist, welcher in dem beweglichen Element (2) vorgesehen ist, daß der Kanal in

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wenigstens eine öffnung des Körpers des Zündetmündet, welche mit der Außenwelt in Verbindung steht, wenn das bewegliche Element in seiner ersten Stellung ist und mit der Kammer in Verbindung steht, welche die aktive Zündladung des TrieTjerks enthält, wenn sich das Element in seiner zweiten Stellung befindet.

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1- J, dadurch gekennzeichnet , daß der Zünder in einem Hohlraum (18) angeordnet ist, welcher in dem Kolben (2a) vorgesehen ist, daß der Hohlraum mit der Außenwelt in der ersten Stellung des beweglichen Elementes verbunden ist und mit der aktiven Ladung des Triebwerkes in der zweiten Stellung des beweglichen Elementes.

V
6. orrichtung nach einem der Ansprüche 2-5» dadurch gekennzeichnet , daß die Stecker (6), welche durch das bewegliche Element getragen sind, in der ersten Stellung des beweglichen Elementes kurzgeschlossen sind.

7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein Metallring (12) vorgesehen ist, v/elcher mit den Steckern(6)über Abscherbolzen (1*>) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß flexible Leiterplatten (20) vorgesehen sind, die miteinander verbunden sind und in der ersten Stellung des beweglichen Elementes an den Steckern anliegen*.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Verlagerung

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des beweglichen Elementes von der ersten in die zweite Stellung erreicht wird, indem auf dasselbe ein unter Druck stenendes Fluid einwirkt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 > dadurch gekennzeichnet , daß das unter Druck stehende Fluid durch eine pyrotechnische Einrichtung geliefert wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite pyrotechnische Einrichtung vorgesehen ist, welche es gestattet, das bewegliche Element in die erste Stellung zurückzuführen.

12.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1- 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Verlagerung des beweglichen Elementes von der ersten in die zweite Stellung mit Hilfe eines Motors erreicht wird, welcher mit dem beweglichen Element über eine Einrichtung verbunden ist, welche dazu in der Lage ist, die Drehbewegung der Motorwelle in eine Translationsbewegung des beweglichen Elementes umzuformen.

13· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das bewegliche Element in der ersten und in der zweiten Stellung durch eine Kugeleinrichtung und Vertiefungen (21) verriegelt ist.

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Le.Aif