DE3116460C1 - Aktiviervorrichtung für galvanische Zellen - Google Patents

Description

• Diese Aktiviervorrichtung nutzt in vorteilhafter Weise die Drallbewegung aus, die insbesondere kleinkalibrige Projektile in gezogenen Rohrläufen erhalten. Der Trägheitskörper ist hierfür als Rotationskörper ausgebildet, gegenüber dem das Gehäuse durch die Drallkräfte verdreht wird. Auf den am Gehäuse oder Rotationskörper befestigten Elektrolytbehälter wirken bei einer Verdrehung des Gehäuses die Scherstifte ein und reißen den Elektrolytbehälter entlang der Sollbruchstellen seitlich auf, so daß der Elektrolyt durch die Zentrifugalkraft in die umliegenden galvanischen Zellen gefördert wird. Axiale Schlag- oder Schubkräfte haben keinen Einfluß auf die Aktivierung, und da die die Aktivierung allein bewirkenden Drallkräfte erst nach dem Abschuß des Projektils entstehen, ist eine vorherige Aktivierung praktisch ausgeschlossen.
• Zur Ausnutzung der durch die Drallkräfte verursachten Drehbewegung zwischen Gehäuse und Rotationskörper können die Scherstifte bzw. der Elektrolytbehälter dem einen oder dem anderen Teil zugeordnet werden. So ist es möglich, daß am Rotationskörper oder Gehäuse Scherstifte befestigt sind, welche in, mit den Sollbruchstellen versehene Einbuchtungen des Elektrolytbehälters ragen. Alternativ können am Elektrolytbehälter im Bereich der Sollbruchstellen Scherstifte angeformt sein, welche in Bohrungen des Rotationskörpers oder des Gehäuses ragen. Eine weitere Abwandlung besteht darin, daß die, jeweils eine mit den Sollbruchstellen versehene Einbuchtung des Elektrolytbehälters durchragenden Scherstifte mit ihren Enden in Vertiefungen des Gehäusebodens bzw. des Rotationskörpers abgestützt sind.
• Durch eine übliche Ausbildung der Sollbruchstellen kann der Schwellwert vorgegeben werden, der zum Aufreißen des Elektrolytbehälters erforderlich ist Zweckmäßig liegen die Sollbruchstellen entlang der koaxial verlaufenden Kanten zwischen den Einbuchtungen und dem Mantel des Elektrolytbehälters. Damit der Deckel des Elektrolytbehälters einerseits das Aufreißen durch die Scherstifte nicht behindert und andererseits ein seitliches Aufreißen gewährleistet ist, kann ein Deckel aus einem flexiblen Material vorgesehen sein.
• Die Anzahl der Einbuchtungen kann beliebig sein. Um einen schnellen und gleichmäßigen Elektrolyttransport in die galvanischen Zellen zu erreichen, sind zweckmäßig wenigstens zwei symmetrisch auf den Umfang des Elektrolytbehälters verteilte Einbuchtungen vorgesehen.
• Zur Aufnahme axialer Kräfte ist das Gehäuse mit einem axialen Drucklager für den Rotationskörper versehen. Dieses kann beispielsweise aus einem am Gehäuse befestigten Lagerring bestehen. Eine andere axiale Druckabstützung des Rotationskörpers kann dadurch erfolgen, daß das Drucklager durch die bis zum Gehäuseboden ragenden Scherstifte gebildet wird, welche mit ihren Enden in Vertiefungen des Gehäusebodens bzw. des Rotationskörpers abgestützt sind. Bei dieser Ausführung werden die Scherstifte durch Verdrehen des Gehäuses schiefgestellt Zur Unterstützung der Relativbewegung zwischen Gehäuse bzw. Elektrolytbehälter und dem Rotationskörper kann der Rotationskörper mit einem Radialkugellager versehen sein, welches aus einem Führungsring und in radialen Ausschnitten des Rotationskörpers liegenden Kugeln besteht Der Führungsring ist dabei an seiner Innenseite mit segmentförmigen Ausschnitten versehen, die entgegen der Drallrichtung unmittelbar neben den Stützpunkten der Kugeln liegen. Bei der Rotation des Gehäuses gelangen die Kugeln in die segmentförmigen Ausschnitte des Führungsringes und verursachen durch ihre Zentrifugalkraft an den schrägen Ausschnittsflächen eine zusätzliche Kraftkomponente in Drehrichtung.
• Der Transport des Elektrolyten in die galvanischen Zellen wird dadurch begünstigt, daß für die gestapelten galvanischen Zellen aus ringförmigen Elektroden als Abstandshalter paarweise Außen- und Innenringe vorgesehen sind, von denen die Innenringe radiale Durchflußöffnungen für den Elektrolyten besitzen.
• Doch sind auch andere Zellentypen geeignet Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen vergrößert dargestellt Es zeigt F i g. 1 eine Aktiviervorrichtung in einer schematischen Darstellung in einem Längsschnitt, Fig. 2 den Gegenstand der Fig.1 in einem Querschnitt nach Linie I-I, F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt, F i g. 4 den Gegenstand der F i g. 3 in einem Querschnitt nach Linie II-II und F i g. 5 den Gegenstand der F i g. 4 in einem Querschnitt nach Linie Ill-IlL Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Aktiviervorrichtung hat ein zylindrisches Gehäuse 1, das in einem nicht gezeigten Projektil fest angeordnet ist, wobei dessen zentrische Längsachse 2 mit der des Projektils übereinstimmt Die Aktiviervorrichtung besteht im wesentlichen aus einem zentrisch im Gehäuse 1 befestigten zylindrischen Elektrolytbehälter 3, um den herum ein Stapel 4 aus ringförmig ausgebildeten galvanischen Zellen liegt, die aktiviert werden sollen. Im Kopfteil des Gehäuses 1 ist ein Rotationskörper 5 frei drehbar gelagert Dieser ist mit zwei nach unten ragenden Scherstiften 6 versehen, die diametral einander gegenüberliegen. Diese Scherstifte 6 ragen von oben in seitliche Einbuchtungen 7 des Elektrolytbehälters 3 hinein, welche schmale Schlitze bilden und sich über die ganze Länge des Elektrolytbehälters erstrekken. Entlang der in Längsrichtung verlaufenden Kanten zwischen den Einbuchtungen 7 und dem Mantel 9 des Elektrolytbehälters 3 sind Sollbruchstellen 8 vorgesehen, die ebenfalls linienförmig über die Länge des Elektrolytbehälters 3 führen. Der Elektrolytbehälter 3 kann aus einem geeigneten, gegenüber dem flüssigen Elektrolyten widerstandsfähigen Kunststoff geformt sein, wobei sein Deckel 10 aus einem folienartigen flexiblen Material besteht In axialer Richtung ist der Rotationskörper 5 durch ein axiales Drucklager 11 und den Gehäusedeckel gelagert Nach Abschuß des mit der Aktiviervorrichtung versehenen Projektils durch einen gezogenen Rohrlauf wird eine Drehbewegung auf das Gehäuse 1 der Aktiviervorrichtung übertragen, das dabei auch den Elektrolytbehälter 3 mitdreht Hingegen wirkt der Rotationskörper 5 als Trägheitsmasse, gegenüber dem das Gehäuse 1 mit dem daran befestigten Elektrolytbehälter 3 verdreht wird. Dabei werden die Wände der Einbuchtungen 7 gegen die Scherstifte 6 gedrückt, und die Einbuchtungen 7 werden entlang ihrer Sollbruchstellen 8 von oben nach unten ein- bzw. abgerissen, so daß der Elektrolyt durch die gebildeten Seitenschlitze hindurch von den Zentrifugalkräften radial nach außen in die umliegenden galvanischen Zellen geschleudert wird und diese aktiviert Während bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Elektrolytbehälter 3 am Gehäuseboden befestigt ist und die Scherstifte 6 Teile des Rotationskörpers 5 sind, ist auch eine umgekehrte Zuordnung möglich. Eine weitere Abwandlung kann darin bestehen, daß die Scherstifte fester Bestandteil des mit Sollbruchstellen 8 versehenen Elektrolytbehälters 3 sind, indem diese z. B. aus der gleichen Kunststoffmasse angeformt sein können und wobei diese Scherstifte in Bohrungen des Rotationskörpers 5 eingreifen. In allen Fällen verursacht eine Relativbewegung zwischen Gehäuse 1 und Rotationskörper 5, daß auf die mit den Sollbruchstellen 8 versehenen Bereiche des Elektrolytbehälters 3 Scherkräfte wirksam werden, welche den Mantel des Elektrolytbehälters aufreißen.
• Das anhand der schematischen Darstellung in den F i g. 1 und 2 erläuterte Prinzip läßt sich durch verschiedene Maßnahmen optimieren. Eine solche optimierte Ausführung zeigen die F i g. 3 bis 5.
• In den F i g. 3 bis 5 ist zunächst ein möglicher ringförmiger Aufbau des Stapels 4 galvanischer Zellen 12 gezeigt Die einzelnen galvanischen Zellen 12 sind durch übliche Abstandshalter voneinander getrennt, die durch Außenringe 13 und Innenringe 14 gebildet werden. Die Innenringe 14 sind, wie Fig.5 zeigt, mit radialen Durchflußöffnungen 15 versehen. Der Stapel 4 wird zwischen dem Gehäuseboden 17 und einer Ringschulter 26 fixiert Bei der Ausführungsform nach den F i g. 3 bis 5 werden die Scherstifte gleichfalls als Stützorgane zur Aufnahme der axialen Schubkräfte verwendet Für diesen Zweck sind lose, stabförmige Scherstifte 16 vorgesehen, die an ihrem oberen Ende jeweils in einer kleinen, napfartigen Vertiefung 19 des Rotationskörpers 5 und an ihrem unteren in entsprechende Vertiefungen 18 des Gehäusebodens 17 einliegen. Insgesamt sind drei symmetrisch auf den Umfang verteilte Scherstifte 16 vorhanden. Entsprechend hat auch der Elektrolytbehäl- ter 3 drei Einbuchtungen 7. Bei einer Drehbewegung zwischen dem Gehäuseboden 17 und dem Rotationskörper 5 werden die Scherstifte 16 seitlich weggekippt und reißen dabei die Einbuchtungen 7 entlang den Sollbruchstellen 8 auf.
• Weiterhin kann, wie die Fig.3 und 4 zeigen, der Rotationskörper 5 mit einem Radialkugellager versehen sein, welches nicht nur die Reibungskräfte zwischen drehendem Bauteil und Trägheitskörper verringert, sondern zusätzlich zu einer Vergrößerung der Relativbewegung zwischen beiden Teilen beiträgt. Dieses Radialkugellager besteht aus einem am Gehäuse 1 befestigten Führungsring 20 und aus radialen Ausschnitten 21 im Rotationskörper 5, in denen je eine Kugel 22 lagert Der Führungsring 20 ist an seiner Innenseite mit segmentförmigen Ausschnitten 23 versehen, die entgegen der Drallrichtung, die in Fig. 4 durch einen Pfeil angedeutet ist, unmittelbar neben den Stützpunkten 24 der Kugeln 22 liegen. Bei einer Drehbewegung des Gehäuses 1 werden die Kugeln 22 durch die Zentrifugalkraft radial nach außen in die Ausschnitte 23 gedrückt und erzeugen auf den »Keilflächen« der Ausschnitte 23 eine zusätzliche Kraftkomponente in Drehrichtung. Außerdem fixieren die Ausschnitte 23 in ihrem Scheitelpunkt die Endlage der beiden Bauteile, so daß die im Bereich der Einbuchtungen 7 entstandenen Schlitze in ihrer günstigen Öffnungsstellung bleiben.
• F i g. 3 zeigt weiterhin, daß der Rotationskörper 5 in seinem zentrischen Bereich mit einer Ausnehmung 25 versehen ist. Dieser Bereich trägt nicht wesentlich zur Bildung der rotativen Trägheitskräfte bei, und eine entsprechende zentrische Masse würde die auf die Scherstifte 16 ausgeübten axialen Schubkräfte stark erhöhen.

Claims (12)

1. Patentansprüche: 1. Aktiviervorrichtung für in einem Projektil angeordnete galvanische Zellen, bestehend aus einem axial innerhalb eines Stapels ringförmig ausgebildeter Zellen angeordneten Elektrolytbehälter und einer bei der Beschleunigung des Projektils mittels eines Trägheitskörpers wirksam werdenden, auf den Elektrolytbehälter einwirkenden Einrichtung, durch welche der Elektrolytbehälter zerstört und der Elektrolyt durch Fliehkraft in die galvanischen Zellen gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (1) ein Rotationskörper (5) um die Längsachse (2) des Projektils drehbar gelagert und der am Rotationskörper (5) oder am Gehäuse (1) befestigte Elektrolytbehälter (3) mit Sollbruchstellen (8) versehen ist und am Rotationskörper (5) oder Gehäuse (1) gelagerte, bei einer Verdrehung des Gehäuses (1) gegen die Sollbruchstellen (8) drückende Scherstifte (6,16) vorgesehen sind.
2. 2. Aktiviervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotationskörper (5) oder Gehäuse (1) Scherstifte (6) befestigt sind, welche in, mit den Sollbruchstellen (8) versehene Einbuchtungen (7) des Elektrolytbehälters (3) ragen.
3. 3. Aktiviervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Elektrolytbehälter (3) im Bereich der Sollbruchstellen (8) Scherstifte angeformt sind, welche in Bohrungen des Rotationskörpers (5) oder des Gehäuses (1) ragen.
4. 4. Aktiviervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die, jeweils eine mit den Sollbruchstellen (8) versehene Einbuchtung (7) des Elektrolytbehälters (3) durchragenden Scherstifte (16) mit ihren Enden in Vertiefungen (18, 19) des Gehäusebodens (17) bzw. des Rotationskörpers (5) abgestützt sind.
5. 5. Aktiviervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstellen (8) entlang der koaxial verlaufenden Kanten zwischen den Einbuchtungen (7) und dem Mantel (9) des Elektrolytbehälters (3) liegen.
6. 6. Aktiviervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei symmetrisch auf den Umfang des Elektrolytbehälters (3) verteilte Einbuchtungen (7) vorgesehen sind.
7. 7. Aktiviervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolytbehälter (3) mit einem aus einem flexiblen Material bestehenden Deckel (10) versehen ist.
8. 8. Aktiviervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit einem axialen Drucklager (11) für den Rotationskörper (5) versehen ist
9. 9. Aktiviervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucklager (11) aus einem am Gehäuse (1) befestigten Lagerring besteht
10. 10. Aktiviervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (5) mit einem Radialkugellager versehen ist, welches aus einem Führungsring (20) und in radialen Ausschnitten (21) des Rotationskörpers (5) liegenden Kugeln (22) besteht
11. 11. Aktiviervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (20) an seiner Innenseite mit segmentförmigen Ausschnitten (23) versehen ist, die entgegen der Drallrichtung unmittelbar neben den Stützpunkten (24) der Kugeln (22) liegen.
12. 12. Aktiviervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für die gestapelten galvanischen Zellen (12) aus ringförmigen Elektroden als Abstandshalter paarweise Außen- und Innenringe (13, 14) vorgesehen sind, von denen die Innenringe (14) radiale Durchflußöffnungen (15) für den Elektrolyten besitzen.

    Die Erfindung betrifft eine Aktiviervorrichtung für in einem Projektil angeordnete galvanische Zellen, welche aus einem axial innerhalb eines Stapels ringförmig ausgebildeter Zellen angeordneten Elektrolytbehälter und einer bei der Beschleunigung des Projektils mittels eines Trägheitskörpers wirksam werdenden, auf den Elektrolytbehälter einwirkenden Einrichtung besteht, durch welche der Elektrolytbehälter zerstört und der Elektrolyt durch Fliehkraft in die galvanischen Zellen gefördert wird.

    Für Projektile finden in bekannter Weise aktivierbare galvanische Zellen zur Stromversorgung eingebauter elektronischer Bauteile Verwendung. Die galvanischen Zellen werden erst während der Beschleunigung des Projektils durch Zuführen eines Elektrolyts aktiviert, um einerseits eine vorherige Entladung der galvanischen Zellen zu verhindern und weil andererseits eine Stromversorgung erst während der Beschleunigung stattfinden soll. Zur Aktivierung der galvanischen Zellen kleinkalibriger Projektile ab etwa 30 mm Durchmesser ist eine Aktiviervorrichtung bekannt, welche die nach dem Abschuß des Projektils in axialer Längsrichtung wirksam werdende Beschleunigungskraft ausnutzt, welche 50000 g(g = Erdbeschleunigung) überschreiten kann. Durch diese Beschleunigungskraft überwindet ein in geeigneter Weise ausgebildeter Trägheitskörper einen vorgegebenen Sicherheitswert und drückt den in einem Elektrolytbehälter befindlichen Elektrolyt in die galvanischen Zellen, welche dadurch für ihre stromliefernde Funktion aktiviert werden. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß beim Einführen des Projektils in das Abschußrohr axiale Schlagkräfte auftreten können, welche den Sicherheitswert übersteigen, so daß eine ungewollte Aktivierung der galvanischen Zellen stattfindet. Bei einem Abschußversager würde das nicht abgeschossene Projektil bereits aktiviert sein.

    Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Aktiviervorrichtung der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß axiale Schlagkräfte beim Einfiihren des Projektils in das Abschußrohr keine Aktivierung der galvanischen Zellen auslösen können und eine Aktivierung der galvanischen Zellen erst nach dem Abschuß sichergestellt ist.

    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Gehäuse ein Rotationskörper um die Längsachse des Projektils drehbar gelagert und der am Rotationskörper oder am Gehäuse befestigte Elektrolytbehälter mit Sollbruchstellen versehen ist und am Rotationskörper oder Gehäuse gelagerte, bei einer Verdrehung des Gehäuses gegen die Sollbruchstellen drückende Scherstifte vorgesehen sind.