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Elektromagnetisch betätigbare Steuerungseinrichtung
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Die Erfindung betrifft elektromagnetisch betätigte Sicherheitsvorrichtungen
zum Laden bzw. Scharfmachen, so insbesondere in Verbindung mit dem gesteuerten Laden
oder Scharfmachen von Munition bzw. Bomben zum Zeitpunkt der Freigabe von einem
Flugzeug.
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Bekannt sind Sicherheitseinrichtungen zum Laden oder Scharfmachen
von Bomben, welche von einem Flugzeug abgeworfen werden. Es handelt sich hierbei
auch um durch einen Elektromagneten betätigte Geräte. Ein Draht bzw. Kabel verbindet
das Flugzeug mit der Bombe, wenn diese abgeworfen wird. Falls das Kabel am Flugzeug
gehalten ist, dann wird durch den Zug am Kabel die Bombe geschärft. Falls das Kabel
nicht gespannt oder am Flugzeug gehalten, sondern freigegeben wird, dann verlässt
das Kabel mit der Bombe bzw. mit dem Geschoss das Flugzeug, wobei die Bombe nicht
scharfgemacht wird. Vorrichtungen dieser Art sind in der US-PS 2 845 003 beschrieben.
In dieser Patentschrift ist ein elektromagnetisch betätigbarer Kolben beschrieben,
welcher mit einem Ring am Ende eines Kabels zusammenwirkt, um dieses zu halten.
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Es sind auch andere Sicherheitseinrichtungen bekannt, bei welchen
das Ende des Kabels durch eine elektromagnetisch gesteuerte Backeneinrichtung gehalten
wird, wobei ein Paar von Backen oder
nur eine einzelne Backe vorgesehen
sind. Es wird auf die US-PS 2 430 617, 2 720 835, 2 941 442, 2 987 655, 2 992 594,
3 285 132 und auf die GB-PS 328 662 und 563 003 hingewiesen.
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In der US-PS 3 200 707 ist eine Ausführungsform der ersten Art einer
Sicherheitseinrichtung beschrieben. Derartige Einrichtungen unterliegen gewissen
Nachteilen der Funktion oder Wirkungsfähigkeit. Flugzeuge, welche die Geschosse
bzw. Bomben und das elektromagnetisch betätigbare Gerät zum Scharfmachen der Bomben
tragen, sind natürlich gewissen Bedingungen beim Fliegen, insbesondere beim Flattern
der Tragflächen, ausgesetzt, so dass immer Kräfte von 300 G oder mehr bestehen können,
derart, dass der Solenoidplunger sogar dann betätigt wird, wenn er nicht elektrisch
erregt ist. Dieser Umstand kann dazu führen, dass der Pilot eine Bombe in entschärftem,
also ungeladenem Zustand nicht abwerfen kann, falls er dies beabsichtigen sollte.
In anderen Wor ten, die Bombe bzw. der Munitionskörper ist sogar dann scharfgemacht,
wenn es nicht die Absicht des Piloten ist.
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Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Einrichtung
zu schaffen, mit welcher dieser Nachteil ausgeschaltet werden kann.
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Wie vorstehend erwähnt ist, betrifft die Erfindung eine Einrichtung
zum Laden bzw. zum Scharfmachen, insbesondere von Bomben oder Munitionskörpern,
welche von einem Flugzeug abgeworfen werden. Ausführungsformen nach der Erfindung
arbeiten in nachfolgend beschriebener Weise mit einem solenoidbetätigten Gerät,
welches eine das Scharfmachen der Bombe steuernde Backeneinrichtung
betätigt.
Natürlich kann das zum Laden bzw. zum Scharfmachen dienende Gerät gemäss der Erfindung
auch in anderer Weise benutzt werden, so zum Scharfmachen oder Laden bzw. zu anderer
Steuerung unterschiedlicher militärischer Lagerbestände, so von Geschützmunition
etc.
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In den dargestellten Ausführungsformen nach der Erfindung dient die
zum Scharfmachen vorgesehene Einrichtung zur gesteuerten Freigabe eines Drahtes,
der die Verbindung zwischen dem Flugzeug und einem Geschoss bzw. einer Bombe herstellt.
Das solenoidbetätigbare Gerät steuert eine Backeneinrichtung, welche einen Ring
am Ende des zum Scharfmachen dierenden Drahtes hält. Falls der Draht bei freigegebener
bzw. abgeworfener Bombe nicht freigegeben wird, dann wird durch den Zug am Draht
die Bombe geschärft. Falls die Bombe nicht zu schärfen ist, dann wird der Draht
freigegeben, d.h. dieser fällt mit der Bombe, ohne dass diese geschärft ist.
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Es sind in den dargestellten Ausführungsformen nach der Erfindung
schwenkbare Backeneinrichtungen vorgesehen, welche einen Ring am Ende eines Drahtes
halten. Der Elektromagnet bzw. Solenoid ist drehbar ausgebildet und betätigt eine
Welle mit einem am Ende vorgesehenen Teil, welcher in Winkellage einstellbar ist,
um der Öffnung der Backen entgegenzuwirken. Bei dieser Ausführungsform ist eine
lineare Bewegung der Welle nicht vorgesehen.
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Mit der Einrichtung nach der Erfindung ist es möglich, das Öffnen
der Backeneinrichtung zu verhindern. Es kann erwünscht sein, die Fähigkeit der gesteuerten
oder mit Kraft durchgeführten Öffnung
der Backen zu steuern. In
einer modifizierten Ausführungsform der Vorrichtung ist diese Fähigkeit vermittelt.
Eine Solenoideinrichtung ist vorgesehen, welche kombiniert eine Dreh- bzw.
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Winkelbewegung und auch eine Linearbewegung auszuführen vermag. Der
Mechanismus enthält einer linear bewegbaren Schaft bzw. eine Welle, an deren Ende
vorzugsweise eine Kugel aufgebracht ist. Diese kann mit der Backeneinrichtung zusammenwirken,
um unter Krafteinwirkung die Backe zu öffnen, derart, dass der Ring am Ende des
Drahtes freigegeben wird.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll ein verbesserter, elektromagnetisch
betätigter Mechanismus geschaffen werden, um eine Kontrollfunktion oder Steuerfunktion
auszuüben, welche insbesondere zum Scharfmachen von Munition dient, so von Bomben.
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Die Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe betätigt den Mechanismus
zum Laden bzw. Scharfmachen mit Hilfe einer drehbaren Solenoideinrichtung, welche
ihrerseits in einer Position eine Betätigung zum Zwecke des Scharfmachens einer
Bombe verhindert.
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Der winklig bewegbare Schaft wirkt mit schwenkbaren Backeneinrichtungen
zusammen, wobei diese das Ende des Drahtes zum Zwecke des Scharfmachens oder Ladens
einer Bombe halten.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
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Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der
Vorrichtung nach der Erfindung; Fig. 2 ist eine Schnittansicht von Linie 2-2 in
Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht einer Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung nach Fig. 1 und 2, wobei die Backen in einer
anderen Position dargestellt sind; Fig. 4 ist eine Schnittansicht von Linie 4-4
in Fig. 1; und Fig. 5 ist eine Schnittansicht unter Darstellung einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung.
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In den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung ist jeweils das Gehäuse 10 einer
Ausführungsform der Schärf- bzw. Ladeeinrichtung nach der Er findung dargestellt.
Dieses Gehäuse kann aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material bestehen. An
seinem unteren Ende besitzt das Gehäuse eine Ausnehmung 12. Am oberen Teil des Gehäuses
sind eine Bohrung 14 und eine Bohrung 16 vorgesehen.
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Zwischen der Bohrung und der Ausnehmung 12 ist eine kleinere Axialbohrung
18 ausgebildet.
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Innerhalb des Gehäuses 10 ist in der Ausnehmung 12 ein Paar von Haltebacken
22 und 22' vorgesehen. Diese Backen sind einander gleich. Die Backen sind in Form
von Winkelhebeln ausgebildet, welche auf Schwenk- bzw. Lagerkörpern 24 und 24' in
Querbohrungen innerhalb der Ausnehmung 12 gelagert sind. Die unteren Enden der Backen
sind abgeschrägt, wie bei 25 und 25' dargestellt ist. In der Position nach Fig.
1 halten die Backen einen Ringkörper 26, der sich am Ende eines zum Laden bzw.
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Scharfmachen dienenden Drahtes 27 befindet. Das untere Ende des Drahtes
27 kann, wie vorstehend erläutert wurde, mit einem
Geschoss verbunden
sein, um dieses scharf zu machen, wenn ein starker Zug am Draht ausgeübt wird.
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Die oberen Enden 30 und 30' den Backen 22 und 22' erstrecken sich
nach innen gerichtet. Im Ende 30 des Backens 22 sind Bohrungen 32 und 33 vorgesehen,
während im Ende 30' des Backens 22' Bohrungen 32' und 33' vorgesehen sind. In diesen
vier Bohrungen sind gemäss Fig. 4 Spannfedern 34 und 36 angeordnet, welche normalerweise
die Enden der Backen auseinandergerichtet verspannen, derart, dass die Backen in
eine in Fig. 1 dargestellte Verschlussposition gedrückt werden.
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Oberhalb des Gehäuses 10 befindet sich der Solenoidmechanismus 42.
Er enthält ein zylindrisches Gehäuse 43 mit einem unteren Teil 44 von kleinerem
Durchmesser, welcher in die Bohrung 14 im Gehäuse 10 eingesetzt ist. Der Teil des
Gehäuses 43 von grösserem Durchmesser ist in die Gegenbohrung 16 eingefügt, wie
dargestellt ist. Im unteren Teil 44 befindet sich eine ringförmige Nut 46 von dreieckigem
Querschnitt. Zwei oder mehrere radiale Stifte 48 und 48' sind in Radialbohrungen
49 und 49' aufgenommen. Die Enden dieser Bolzen bzw. Stifte liegen jeweils an einer
Winkelfläche an, welche durch eine Seite der ringförmigen Nut 46 gebildet ist. Der
Druck gegenüber dem Teil 44 hält den Elektromagneten bzw. Solenoid 42 und das Gehäuse
10 zusammen und verhindert ein Kippen oder ein Fehlfluchten, welches von den verhältnismässig
starken, am Draht 27 einwirkenden Zugbelastungen verursacht werden könnte.
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Der Solenoid ist ein drehbarer Solenoid mit einem Stator und einem
Rotor bzw. Läufer. An der Innenseite des Gehäuses 43 sind Statorkerne 52 und 52'
vorgesehen, um welche Wicklungen 54 und 54' gewickelt sind. Der Rotor trägt die
Bezugszahl 56.
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Er kann entweder als Permanentmagnet oder als Widerstandsmagnet ausgebildet
sein. Der drehbare Solenoid kann von herkömmlicher Konstruktion sein. Der Rotor
besitzt Nord- und Südpole, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.
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Der Läufer oder Rotor ist auf einer Welle 60 gehalten. Das obere Ende
der Welle ist in einem Kugellager 62 geführt, welches in einem Endkörper 64 vorgesehen
ist. Dieser Endkörper bildet das Ende des Gehäuses 43 und trägt elektrische Anschlüsse
65 X nd 65'. An der Welle 60 ist eine verspannende Spiralfeder 66 befestigt.
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Wie nachfolgend beschrieben ist, dreht sich die Welle normalerweise
über einen Winkelbereich von 90° und kann durch die Feder zurückgedreht werden.
An der Innenseite des Gehäuses 43 befindet sich ein Bügel bzw. ein Anschlag 67,
welcher die Winkelbewegung der Rotorwelle begrenzt.
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Die Welle 60 erstreckt sich durch eine Axialbohrung 70 im unteren
Teil des Gehäuses 43 und durch die Bohrung 18 im Gehäuse 10.
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Am Ende der Welle befindet sich ein schmaler Finger 72 (Fig. 3), welcher
zwischen den Enden 30 und 30' der Backen 22 und 22' angeordnet ist.
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Fig. 1 zeigt eine Ruheposition der Vorrichtung, wobei die Backen 22,
22' in geschlossener Position gehalten sind. In dieser Position halten sie den Ring
26. Beim Fallenlassen des Geschosses bzw.
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der Bombe würde durch den starken Zug am Draht ein Schärfen der Bombe
herbeigeführt werden. Der Finger 72 befindet sich in dargestellter Postition, um
die Enden 30 und 30' voneinander getrennt zu halten. Bei Erregung des drehbaren
Solenoids drehen sich der Rotor und seine Welle um 90° und drehen den Finger, so
dass dieser die Position nach Fig. 3 einnimmt. in dieser Position können sich die
oberen Enden 30 und 30> der Backen gegen die Federn 34 und 36 aufeinander zu
bewegen. Falls in dieser Position die Bombe abgelassen wird, ist ein ausreichend
starker Zug am Draht 27, um den Ring 26 aus den Backen her auszuziehen. Zu diesem
Zweck öffnen sich die Backen ausreichend.
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In diesem Fall verbleibt der Draht 27 an der Bombe, wodurch diese
in nicht geschärftem Zustand fallengelassen wird.
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In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform des zum Schärfen dienenden
Solenoids dargestellt, welcher sich sowohl für Winkelbewegungen als auch für lineare
Bewegungen des betätigenden Schafts eignet. Die Teile der in Fig. 5 dargestellten
Ausführungsform entsprechen im wesentlichen denjenigen der vorangehend beschriebenen
Ausführungsform. Teile mit etwas unterschiedlicher Konstruktion tragen dieselbe
Bezugszahl, jedoch mit einem Index versehen. Gemäss Fig. 5 sind gelenkig angeordnete
Backen 22a und 22a' vorgesehen. Diese besitzen eine etwas unterschiedliche Formgebung
und werden in vergleichbarer Weise durch Federn verspannt, wie dies unter Bezugnahme
auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform erläutert wurde. Die unteren Enden
der Backen besitzen bogenförmige Ausnehmungen 88 und 88', welche mit dem Ring 26
zusammenwirken.
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Am unteren Ende des Schafts bzw. der Welle 60' befindet sich ein schmaler
Finger 72', welcher dem Finger der vorangehend beschriebenen Ausführungsform entspricht.
Am unteren Ende des Fingers befindet sich eine Kugel 90, deren Position so bestimmt
ist, dass sie bei nach unten gerichteter Bewegung der Welle 60' mit den Innenflächen
der Backen 22a und 22a' in Berührung oelangt, derart, dass die Backen um die Drehlage
in Öffnung oder Löserichtung bezüglich des Ringes 26 drehbar sind. Das bedeutet,
dass die Backen unter Kraft betätigt werden können, um die Freigabe herbeizuführen.
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Der Solenoidmechanismus arbeitet sowohl im Drehsinn als auch linear.
Der drehbare Solenoid entspricht demjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
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Unterhalb des drehbaren Elektromagneten bzw. Solenoids befindet sich
ein linear arbeitender Solenoid 94, welcher einen Statorkern 96 an der Innenseite
des Gehäuses 43> mit einer zugeordneten ringförmigen Wicklung 98 aufweist.
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Innerhalb der Wicklungen 54, 54' und der Wicklung 98 des Linearsolenoids
befindet sich ein Abstandsring 100, dessen unterer Teil mit einer Bohrung 102 versehen
ist. Am unteren Ende des Rotors 56 ist der Linearsolenoid oder der Anker 104 vorgesehen,
aus welchem sich die Welle 60> nach unten gerichtet erstreckt. Im unteren Ende
des Ankerkerns ist eine Gegenbohrung 106 vorgesehen.
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Der in die Gegenbohrung 14 des Gehäuses 10 eingepasste Körper 44'
besitzt einen nach oben stehenden Teil 110, in welchem sich eine Gegenbohrung 112
befindet. Es ist eine Spannfeder 114 vorgesehen,
deren Enden in
den Gegenbohrungen 106 und 112 so angeordnet sind, dass sie normalerweise den Rotor
56 und den Kern 104 und die Welle 60' nach oben gerichtet verspannt. Wenn der Linearsolenoid
erregt ist, dann wird die Welle 60' nach unten gerichtet gezogen, derart, dass die
Kugeln 90 an die Innenflächen der Backen 22a und 22a' gedrückt werden, um diese
zu trennen und um den Ring 26 freizugeben.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist die Arbeitsweise der Vorrichtung
nach Fig. 5 offensichtlich. Was den drehbaren Elektromagneten betrifft, so entspricht
dessen Wirkungsweise derjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Er
besitzt indessen die zusätzliche Fähigkeit, die Backen gesteuert freizugeben. iyicl
beschrieben ist, geschieht dies, wenn der Linearmagnet erregt wird und sich die
Welle 60> nach unten bewegt.
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