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Beschleunigungs-Entsicherung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Beschleunigungs-Entsicherung einer
pyrotechnischen Sicherungseinrichtung Für axiale und radiale Kräfte unter Verwendung
von einem oder mehreren die Beschleunigungskräfte aufnehmenden und weiterleitenden,
kugel- oder zylinderförmigen Träghcitskörpern.
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Zum Stand der Technik zählen Einrichtungen, bei denen die Freigabe
eines Zündsignales bzw. die Betätigung eines Kraftolementes in der Sicherungseinrichtung
durch elektronische Maßnahmen durch entsprechende Signalgeber etEolgt. Derartige
Komponenten sind jedoch sehr aufwendig, insbesondere dann, wenn hohe Zuverlässsigkeiten
verlangt werden, insbesondere in bezug auf Sicherheit und Funktion. Ein Eingriff
in pyrotechnische Sicherheitseinrichtungen ist jedoch nur über pyrotechnische Kraftelemente
möglich Weiterhin zählen zum Stand der Tcchnik Einrichtungen, wie sie in den US-PS
3 511 184, 3 410 215 und 3 407 667 offenbart sind. Aber auch diese Einrichtungen
sind nicht i.n der Lage, clen der vorliegenden Erfindung zugrundelle genden Erfindungsgedanken
und die gestellte Aufgabe zu erfüi len.
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Der' allgemeine Erfindungsgedanke des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes
ist darin zu sehen, daß unterschiedliehe, optimal der jeweiligen Fluglage bzw. Beschleunigung
angepaßt Entslcherungszeiten dadurch erreicht werden, daß die axialen und radialen
Kräfte gemeinsam entsprechend ihren sich kontinuierlich ändernden Werten direkt
auf Steuerelemente einwirken und so eine Abhängigkeit der Zündzeit von der einwirkenden
radialen Beschleuni-.
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gung herbeizuführen. Das bedeutet, daß die Zündungszeit
soweit
von den sich ändernden Werten steuerbar ist, bis das Projektil. bzw. der Flugkörper
z.B. nach e einem Kurvenflug wieder in den Geradeausflug eingeschwenkt und somit
aus dem Gefahrenbereich des Trägerflugzeugs geflogen ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Ausgabe zugrunde, eine Beschleunigungs-Entsicherung
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der bei Auftreten unterschiedlicher
Relativgeschwindigkeiten von Flugkörper und Trägerflugzeug entsprechend gesteuerte
unterschiedliche Entsicherungszeiten erzielt werden.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen
in optimal zuverlässiger Weise gelöst.
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In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
beschrieben und erläutert, sowie in den Figuren der Zeichnung dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht im Teilschnitt eincr mechanischen Ausführungsform,
Fig. 2 einen Querschnitt einer hydraulischen Ausführungsform in schematischer Darstellung.
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Die in der Fig. 1 dargestellte Beschleunigungs-Entsicherungseinrichtung
dient zur Entsicherung einer pyrotechnischen Sicherungseinrichtung, wobei als zentrales
Funktionselement eine Zugstange 10 dient, die entgegen eincr Druckfeder 12 in Pfeilrichtung
eingezogen wird. Das heißt, daß hier die Arbeitsrichtung in der axialen 13eschleunigungsrichtung
liegt. Die Druckfoder 12 stützt sich gegen eine Sicherungsscheibe 11, die in einer
Nut der Zugstange 10 angeordnet ist, oder beispielsweise auch ein sog. Seegering
sein kann und auf dem Gehäuse 13 ab. Weiterhin ist die Zugstange 10 gegen Verdrehung
durch
einen Stift 23 gesichert, der in eine Nut 22 des Gehäuses 13 eingreif'.
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Die Zugstange 10 kann bei Auftreten von Trägheitskräfen nur mit Verzögerung
arbeiten, da sie durch eine Verzögerungsanordnung gehemmt wird, die sich aus einem
Antriebsrad 16, das in eine Zahnstange 10a der Zugstange 10 eingreift, einem Ankerrad
15 und als Zeitglied einem Anker 14 zusammensetzt. Dieses Hemmwerk bzw. diese Verzögerungseinrichtung
ist in einer Ausfräsung 13a des Gehäuses 13 angeordnet.
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Auf diesem Gehäuse 13 sitzt ein weiteres Gehäuse 19, das mit einem
einschraubbaren Verschlußdeckel 20 versehen ist. Im hohl raum dieses Gehäuses sind
an der Innenwand Ausfräsungen 2t, 22 angebracht, die die winkelmäßigc Spreizung
der als hebel ausgebildeten Kraftübertragungs- und Steuerelemente 18 begrenzen.
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Diese Hebel 18 sind in einem Lagerbock 26 über Achsen 18a drehbar
angeordllet und an ihrem unteren Ende als Zahnsegment 18b ausgebildet, das jeweils
in die Verzahnung 17 der Zugstange 10 eingreift. In diesem Lagerbock 26 sind gemäß
dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sechs solcher Hebel 18 angeordnet, die
mit ihren oberen Teilen eine als Kugel ausgebildete träge Masse 25 tragen. Zur Erzielung
relativ kleiner Durchmesser bzw. zur Verringerung des Volumenbedarfs wird diese
Kugel 25 vorzugsweise aus Wolfram oder einem anderen Werkstoff mit hohem spezifischen
Gewicht gefertigt. Je schwerer das Material bzw. der Werkstoff ist, umso kleiner
kann die Kugel ausgebildet sein. Im Normalzustand, also in der Ruhelage, befindet
sich das vorbeschriebene System in einem vorgespannten Zustand, wobei sich die Kuf,re
@ 25 an dem Verschlußdeckel 20 abstützt und die Druckfeder 12 entsprechend vorgespannt
ist.
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Bei Beschleunigungen treten nun Kräfte auf, die durch die träge Masse
25 - hier die Wolframkugel - auf di.e Hebei 18 wirken. Diese Hebel 18 bewegen um
18-a iiiid iiber 18b die Zugstange 10 in der Beschleurwigungsrichtung gegen die
Kraft der Druckfeder 12. Wirkt di.c Beschleunigung längs der Achse der Zugstange
10 - also in PLeilrichtung Beschleunigung - so werden alle hebel 18 gleichmäßig
belastet und vollziehen di Betätigung der Zugstange 10. Tst die Beschleunigung jedoch
quer zur Achse der Zugstange 10, so wird die dann entstehende Kraft nur über den
oder die entsprechend belasteten Hebei af die Zugstange übertragen, das heißt, daß
in diesem Falle eine der Beschleunigung entsprechende Zeitverzögerung eintritt.
Diese tritt auch ein, wenn die Querbeschleunigung wertmäßig diesselbe Höhe hat wie
eine entsprechende Axialbeschleunigung, da die Zugstange 10 und damit der Entsicherungsstift
erst zur vollen Wirkungsstrecke bewegt wird, wenn die träge Masse 25 gleichmäßig
alle angeordneten Hebel. 18 belastet, d.h., wenn das Projektil bzw. der Flugkörper
nach einem Kurvenflug wieder in den Geradeausflug eingeschwenkt und damit aus dem
Gefahrenbereich des Trägerflugzengs gefIogen ist.
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In der Fig. 2 ist nun e.in anderes Ausführungsbeispiel zur Erfüllung
der gestellten Aufgabe beschrieben. Auch hier wirken die axialen und radialen Beschleunigungskräfte
gemeinsam entsprechend ihren sich kontinuierlich sich ändernden Werte auf Steuerelemente
ein. Hier ist in einem Gehäuse 112 ein mit Flüssigkeit gefüllter Balg 118 gelagert,
der an seinem einen Ende eine Düse 118 aufweist. Diese Flüssigkeit wirkt bei Druck
durch diese Düse 118.a auf einen Arbeitskolben 114, der seinerseits den Sicherungsstift
120 bewegt. Der Arbeitskolben 114 ist mittels eines Dichtringes 117 im Kolbengehäuse
113 gelagert und gegen eine Druckfeder 115 abgestützt bzw.
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in Sicherheitsstellung gehalten. In diesem Kolbengehäuse 113 sind
zur Verdrängung der Luft in dem Kolbenraum Bohrungen 116 angeordnct. In dem Arbeitskolben
ist an seiner der Düse 118a zugekehrten Fläche ein Kammervolumen 119, das zusammen
mit dem Düsendurchmesser die jeweils gewünschte Zeitverzögerung erbringt.
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In dem Gehäuse 112 sind in einem Freiraum 112a um den Balg 118 Trägheitselemente
125, die auch hier die Form vom Wolframkugeln haben können, angeordnet. Zur Übertragung
der reinen axialen Beschlcunigungskräfte ist an den der Düse gegenüberliegenden
Ende des Balges 118 ein gegen eine Druckfeder 111 abgestützter Kolben 110 angeordnet.
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Flir die Übertr agung der radialen Kräfte werden in dem hier gezeigten
Ausführungsbeispiel 6 Kugeln verwendet, die bei rein radialen Kräften auf den Balg
drücken und so einen Druck auf die Flüssigkeit ausüben, die entsprechend dieses
Druckes in den Freiraum 119 des Arbeitskolbens 114 einströmt und diesen gegen den
Druck der Feder 115 verschiebt. Die Masse des axialen Trägheitskolbens 110 und die
Massen der der radial angeordneten Kugeln 125 ergeben die axiale und die radiale
Empfindlichkeit des Systems.
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Die Kraft/Zeit-Integration erfolgt - wie vorbeschrieben - über die
Düse 118a und dem Kammervolumen 119 des Arbeitskolbens 114. Hierbei ist es empfehlenswert,
wenn das Ccwicht des Arbeitskolbens relativ klein zur Masse des axialen Trägheitskolbens
110 ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel fährt der Entsicherungsstift 120 in
Pfeilrichtung aus. Es versteht sich von selbst, daß durch entsprechende Änderungen
der Grundanordnung auch verschiedene andere Arbeitseinrichtungen erzielt werden
können,
das heißt, statt des Ausstoßes des Sicherungsstiftes kann auch ein Einzug des Stiftes
bewerkst.elligt werden.
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Die vorstehend beschriebenen Maßnahmen können nun auch dergestalt
getroffen werden, daß untersch.iedliche Entsicherungszeiten erzielbar sind, beispeilsweise
bei axialen Beschleunigungen eine schnellere Entsicherungszeit als bei radialen
oder umgekehrt. Die hierzu erforderlichen Maßnahmen dürften aus der vorstehenden
Beschreibung einwandfrei hervorgehen und keiner weiteren Erläuterung bedürfen.
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Durch diese Maßnahmen sind nun Einrichtungen geschaffen worden, die
eine unterschiedliche Entriegelung entsprechend den jeweils vorherrschenden axialen
und radialen Beschleunigungen bewerkstelligen. Damit ist ein wesentlicher Mangel
des Standes der Technik, der nur eine Entsicherung ohne Berücksichtigung einer Zeitabhängigkeit
bei radialen Beschleunigungen kannte, behoben.