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Vorrichtung zum lösbaren Verbinden zweier Raketenstufen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum lHsbaren Verbinden zweier Raketenstufen, deren
Verbindungsglieder durch den Schub der Folgestufe lesbar sind.
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Eine Rakete dieser Art ist aus der US-Patentschrift 3 345 946 bekannt
geworden. Bei dieser Pakete ist die Folgestufe durch ein Oehäuse verkleidet, das
durch Explosivbolzen mit dem Gehäuse der Vorstufe verbunden ist. Die Folgestufe
enthalt
an ihrem stromaufwärtigen Ende ein konisches Verbindungsglied,
das eine die Düse der Folgestufe verschließende Metallmembran aufweist. Zur Trennung
der beiden Raketenstufen werden zunächst die Explosivbolzen abgesprengt, wodurch
das Gehäuse der Folgestufe von der Rakete getrnnt wird und abfällt. Nach erfolgter
Spinbeschleunigung der Folgestufe wird ihr Raketenmotor gezündet. Hierbei drücken
die Treibgase auf die Membran und verbiegen sie derart, daß die die Membran in ihrer
Lage haltenden Gewindebolzen freigegeben werden. Die Metallmembran wird nach hinten
verschoben und gibt alle die Verbindung der beiden Stufen bildenden Teile, wie das
konische Verbindungsglied, die Membran und einen die @pindüse tragenden Support
frei, so daß diese abgeworfen werden.
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Die bekannte Anordnung benötigt zur Verbindung des konischen Teils
mit dem Paketengehäuse Explosivbolzen, die vor der Trennung der Paketenteile zunächst
abgesprengt werden müssen.
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@erdurch treten din Pakete in ihrer Flugbahn beeinflussende Impulse
auf. Es besteht außerdem die Gefahr, daß die Verbiegung der Membran nicht auf dem
gesamtem Umfange gleichzeitig, sondern einsertigerfolgt, so daß die Verbindung zwischen
beiden Stufen nur teilweise gelöst ist und dadurch kurzfristig als Galenkverbindung
wirkt. Auch dies führt zur unerwünschten Beeinflussung der Fluhbahn der Rakete.
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Schließlich hat die bekannte Vorrichtung den Nachteil eines aufbiendigen
und komplizierten Aufbaues.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue besonders einfache
Vorrichtung zum lösbaren Verbinden zweier Paketenstufen zu schaffen, die trotz starrer
Verbindung beider stufen ein Lösen der stufen ermöglicht, ohne daß Schubunsymmetrien
oder die Flugbahn beeinflussende Querkräfte auftreten.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die einander
zugewandten Enden der miteinander zu verbindenden Raketenstufen annähernd rechtwinkelig
zueinander angeordnete Keilflächen aufweisen, die Uber zwischen ihnen angeordnete,
korrespondierende Keilflächen aufweisende Klemmstücke verkeilbar sind, in welche
eine mittels Spannschrauben relativ zur Vorstufe bewegbare Hülse eingreift.
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Hierbei ist die Anordnung so getroffen, daß die Keilfläche der Vorstufe
die Basisfläche der Klemmstücke ist und sich zur Außenmantelfläche der Folgestufe
hin neigt.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Frfindung weist die :lse einen keilfdrmigen
fortsatz auf, der in korrespondierende keilförmige Ausnehmungen der Klemmstücke
eingreift und die keilförmigen Fortsätze von Folgestufe und Hülse ergänzen sich
derart, daß die keilförmigen FortsXtze der HUlse sich mit den keilförmigen Fortsätzen
der Folgestufe zu einem Doppelkeil ergänzen, der in eine korrespondierende keilförmige
Ausnehmung der Klemmstücke eingreift.
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Um den Luftwiderstand der Rakete so klein wie möglich zu halten, sind
gemäß der Erfindung die Keilflächen der Vorstufe von einer rohrfdrmigen Verlängerung
des Mantels der Vorstufe getragen, welche Lagerstellen fUr die Hülse aufweist.
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Um die Hülse auf einfache 'eise mit der Vorstufe zu verschrauben,
ist vorgesehen, daß die Verlängerung des Mantels der Vorstufe von einem der Vorstufe
angepaßten Boden abgeschlossen ist, welcher Ansatze mit innengewinde für die an
der Hülse angreifenden Spannschrauben aufweist.
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Die Spannschrauben können erfindungsgemäß auch mit einem Sprengsatz
versehen sein.
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Um die Rotationssymmetrie der Rakete nicht ungünstig zu beeinflussen,
bilden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Keilfl'chen der @orstufe und
Folgestufe sowie die @eilflächen der Klemmstücke konzentrisch zur Längsachse der
Rakete liegende Ringflächen und liegt die Keilfläche der Folgestufe an einem auf
die Folgestufe aufschiebbaren Ring, der durch Schrauben an der Folgestufe befestigt
ist.
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Das Ablösen der Hülse der Vorstufe wird dadurch verhindert, daß die
Hülse Anschläge trägt, deren Ansätze an der @erlängerung des Mantels angeordnet
sind.
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Die Erfindung ermöglicht ferner ein leichtes Auswerfen der Klemmstücke
nach der Trennung der Stufen. Dies geschieht dadurch, daß zwischen dem Klemmstück
einerseits und den Fortsätzen der Hülse und der Folgestufe andererseits einen radial
nach außen gerichteten Druck ausübende Federn angeordnet sind. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Folgestufe symmetrisch auf die @orstufe aufgebracht
werden kann und das auch das die lösbare Verbindung herstellende Klemmgesperre symmetrisch
zur Raketenlängsachse liegt, so daß beim Trennen eine unerwünschte Beeinflussung
der Flugbahn vermieden wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der @ hub der
Vorstufe die Vorspannung der Keilverbindung verstärkt, da die Keilfläche der ''orstufe
entsprechend geneigt ist. Ferner hat die Vorrichtung noch den Vorteil, daß bei der
Trennung der beiden Raketenstufen außer den Klemmstücken s'tmtliche Teile mit der
Vorstufe verbunden bleiben, wodurch eine evtl. Beeinflussung der Flugbahn sowie
eine Gefährdung des Bodenpersonals vermieden wird.
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Schließlich sind alle Einzelteile des Klemmgesperres innerhalb des
vom Außenmantel umfaßten Raumes untergebracht, so daß durch sie kein zusätzlicher
Luftwiderstand entsteht.
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T" der Zeichnung 1st ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im schnitt im Ruhezustand vor der Zündung, Fig. 2 die gleiche Ansicht während des
Trennvorganges der Vorstufe von der Folgestufe.
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.n aus einer Vorstufe V und einer Folgestufe F bestehender Flugkörper
weist in seiner Vorstufe V einen Treibsatz t (Fig.1) auf, der einen Mantel ? besitzt.
Eine unter dem Mantel 2 befindliche Treibsatzisolation ist mit 1 bezeichnet.
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Der Boden 4 der Vorstufe weist mit Innengewinde versehene Ansätze
5 auf. Eine zylinderfrörmige Verlängerung 6 des Mantels 2 besitzt an ihrem vorderen
Pand Keilflächen 7, die nach vorn hin geneigt sind und bilden eine sich nach vorn
hin erweiternde Keilfläche. Die Verlängerung 6 des Mantels 2 besitzt ringförmige
Ansätze 8 und 8a, welche Lagerflächen 9 und 9a tragen, die für die gleitende Verschiebung
einer metallischen HUlse lo vorgesehen sind. Diese Hülse weist einen keilförmigen
Fortsatz 11 auf, dessen Keilfläche mit 11a bezeichnet ist. Eine Reihe von Klemmstücken
12 ergeben zusammen einen ring. Dte Zhl der Klemmstücke 12 ist vom Durchmesser der
Pakete abhängig. "'e darf auf jeden Fall nicht weniger als drei sein. Die Klemmstücke
12 haben keilförmige Flächen 15, die an den keilförmigen Flächen 7 der Verlängerung
6 anliegen. Ferner enthalten die Klemmstücke 12 eine keilförmige Ausnehmung, deren
Keilflächen (Fig. 2) mit 14 und 15 bezeichnet sind.
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Die Folgestufe kann entweder eine Pakete oder eine Nutzlast sein.
An der Folgestufe F ist durch Schrauben 16 ein Pang 17
befestigt,
der einen keilformigen Fortsatz 18 besitzt, dessen Keilfläche mit 1@a bezeichnet
ist. Dieser Fortsatz 18 und der Fortsatz 11 der Hülse 10 bilden zusammen einen Doppelkeil,
der in die korrespondierende Ausnehmung 14/15 der Klemmstücke 12 eingreift. Die
Hülse 10 enthält vorzugsweise drei @nsätze 20, welche Bohrungen zur Aufnahme der
Spannschrauben 19 besitzen. Die Spannschrauben, die mit Sollbruchstellen 19a ausgestattet
sind, greifen in die I nengewinde der A sätze 5 ein. Ferner hat die Hülse 10 Anschläge
21, die mit @hrauben 22 an der HUlse befestigt sind. Selbstverständlich können die
Spannschrauben auch als Sprengschrauben ausgebildet sein. Zwischen dem Klemmstück
12 einerseits und den Fortsätzen 11 und 18 der Hülse 10 und der Folgestufe andererseits
sind Ringfedern 23 angeordnet, die einen radial nach außen gerichteten Druck ausüber.
In der Hülse 10 sind Fenster 24 vorgesehen, die jedoch nur in dem Fall vorgesehen
sind, daß die Folgestufe F eine Nutzlast und keine Pakete ist. Zwischen der F lgestufe
F und der Vorstufe V ist ein M'tnehmerklotz 25 angeordnet, der z.B. mit einer nicht
eingezeichneten Schraube am Ping 17 befestigt ist und in eine entsprechende Ausnehmung
am Mantel 6 eingreift. !ierdurch wird erreicht, daß die Vorstufe und Folgestufe
bei etwa vorhandener Spinbewegung gleich schnell rotieren.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Beim Zünden der Vorstufe
V wird auf diese ein Druck in richtung des Pfeiles A ausgeübt. Dieser Druck wird
durch den Mantel r auf die Keilfläche 7 der Klemmverbindung übertragen und verstärkt
hierdurch die Vorspannung der Keilverbindung 7/11. Für das Abwerfen der Vorstufe
nach bbrennen der Treibladung ! sind ziel Fälle zu unterscheiden; die Folgestufe
F ist eine @akette oder die Folgestufe ist eine Nutzlast.
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Im ersten Fall hat der Treibstrahl der Folgestufe die Richtung des
Pfeiles B. e gesamte Kraft des Treibstrahls wirkt auf den Boden 4 der Vorstufe V
und reißt die Spannschraube 19 an ihrer Sollbruchstelle 19a ab. Hierdurch wird,
wie aus Dig. 2 ersichtlich ist, die Vorstufe V nach hinten gedrückt, wobei die Keilverbindung
7/13 widerstandslos gelöst wird. Die Ringfeder 23 drückt dabei die Klemmstücke 12
in Richtung des Pfeiles C radial aneinander, und gleichzeitig stößt der Ansatz 9a
an den Ansrhlag 21 der Hülse 10. Da hierbei die Keilfläche 11a des Fortsatzes 11
der Hülse 10 in Richtung des Pfeiles B auf das Klemmstück 12 drückt, erfährt dieses
durch die entstehende Keilwirkung einen zusätzlichen, nach außen gerichteten Impuls,
der zur radialen Abstoßung der Klemmstücke 12 in Richtung des Pfeiles @ beiträgt.
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Im zweiten Fall enthält die Hülse 10 die Fenster 24 und die Spannschrauben
19 sind als Sprengachrauben ausgeführt. Bei.
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Abbrennen der Vorstufe " werden die Sprengsätze der Sprengschrauben
19 gezündet, wodurch sich die Vorstufe in die in Fig. 2 dargestellte Lage begibt.
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Wie bereits für den ersten Fall geschildert, drückt die Ringfeder
23 die Klemmstücke 12 radial auseinander, Durch die zwischen dem ring 17 und den
Klemmstücken 12 entstandene ringförmige Öffnung und durch die fenster 24 kann jetzt
ein Luftstrom in das Tnnere der HUlse lo eindringen, der auf den Boden 4 der Vorstufe
V drückt und deren Ablösung beschleunigt.
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Patentansprüche