DE60204836T2 - Pyrotechnic separation device and thus equipped separation system - Google Patents

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    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
    • F42B15/36—Means for interconnecting rocket-motor and body section; Multi-stage connectors; Disconnecting means
    • F42B15/38—Ring-shaped explosive elements for the separation of rocket parts

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine pyrotechnische Trennungsvorrichtung, die dafür ausgelegt ist, längs einer Verbindungslinie zweier mechanischer Teile eingebaut zu werden, die vorübergehend zusammengefügt werden und dafür ausgelegt sind, sich gemäß einer vorbestimmten Richtung zu trennen, und insbesondere eine solche Trennungsvorrichtung, die eine erste und eine zweite Verbindungsflanke der Teile umfasst, die zwischen sich eine gedrückte pyrotechnische Schnur umschließen, die längs der Verbindungslinie verläuft, einen ersten und zweiten Schwächungsbereich, die jeweils auf der ersten und zweiten Flanke parallel und in der Nähe der Schnur verlaufen, und Mittel, um die Schnur selektiv zu aktivieren und auf diese Weise das Aufreißen der Flanken längs der Schwächungsbereiche hervorzurufen.The The present invention relates to a pyrotechnic separation device, the one for that is designed longitudinally a connecting line of two mechanical parts to be installed which are temporarily put together and therefor are designed according to a to separate predetermined direction, and in particular such Separating device having a first and a second connecting edge the parts includes, between them a depressed pyrotechnic cord enclose, the longitudinal the connecting line runs, a first and second weakening area, each on the first and second flank parallel and in the Near the String and means to selectively activate the cord and in this way the tearing the flanks along of the weakening areas.

Eine solche Trennungsvorrichtung ist gut bekannt, siehe zum Beispiel US-Patentschrift Nr. 3 698 281 von Brandt, und sie findet Anwendung vor allem in der Luft- und Raumfahrtindustrie, wo sie insbesondere verwendet wird, um die Trennung von Elementen von Trägerraketen sicherzustellen.A such separation device is well known, see for example U.S. Patent No. 3,698,281 to Brandt, and is applicable especially in the aerospace industry, where in particular is used to separate elements from launcher sure.

Als veranschaulichendes, nicht einschränkendes Beispiel ist in 1 der angehängten Zeichnung ein erstes mechanisches Teil 1 dargestellt, in Form eines Rings, walzenförmig in Drehung, der den oberen Teil der Umhüllung einer solchen Trägerrakete bildet, wobei dieses erste Teil von einem eiförmigen Schutzkegel überragt wird, der aus dem zweiten und dritten Teil 2a, 2b in Form von Halbschutzkegeln besteht, wobei dieser Schutzkegel die Funktion hat, eine Nutzladung (nicht dargestellt), wie zum Beispiel einen künstlichen Sa telliten, während der Durchquerung der dichten Schichten der Atmosphäre zu schützen.As an illustrative, non-limiting example is in 1 the attached drawing a first mechanical part 1 represented, in the form of a ring, in a roll-shaped, which forms the upper part of the envelope of such a launch vehicle, said first part is surmounted by an egg-shaped protective cone consisting of the second and third part 2a . 2 B in the form of half-protection cones, this protective cone having the function of protecting a payload (not shown), such as an artificial satellite, while traversing the dense layers of the atmosphere.

Bei der Annäherung an die Nennumlaufbahn, auf der der Satellit positioniert werden soll, ist es natürlich zweckmäßig, die beiden Halbschutzkegel 2a, 2b seitlich in die Richtung der in entgegengesetzter Richtung verlaufenden Pfeile pf1 und pf2 wegzuschleudern, die zusammen eine Richtung D bestimmen.When approaching the nominal orbit on which the satellite is to be positioned, it is of course convenient, the two half protection cone 2a . 2 B laterally in the direction of the arrows running in the opposite direction pf 1 and pf 2 , which together determine a direction D.

Um dieses Wegschleudern zu ermöglichen, sind die Halbschutzkegel 2a, 2b und der Ring 1 auf herkömmliche Weise zusammengefügt, wie in der US-Patentschrift Nr. 3 453 960 von Qualls beschrieben, wobei sie jeweils einer ersten und zweiten Verbindungslinie folgen, die jeweils mit einer ersten und zweiten Trennungsvorrichtung 3 und 4 ausgestattet sind.To enable this throwing away, the half protection cone 2a . 2 B and the ring 1 in a conventional manner, as described in U.S. Patent No. 3,453,960 to Qualls, each following a first and second connection line, each with first and second separation means 3 and 4 are equipped.

Die erste, pyrotechnische Trennungsvorrichtung verläuft längs einer kreisförmigen Verbindungslinie, auf die sich die zwei halbkreisförmigen halben Unterteile der zwei Halbschutzkegel 2a und 2b stützen. Darum kann diese erste Trennungsvorrichtung auch, wie dargestellt, aus zwei halbkreisförmigen Halbtrennungsvorrichtungen bestehen.The first, pyrotechnic separation device runs along a circular connecting line on which the two semicircular half-bottoms of the two half-protection cone 2a and 2 B support. Therefore, as shown, this first separation device can also consist of two semicircular half-separation devices.

Die zweite Trennungsvorrichtung 4 verläuft längs eines Schnitts des Schutzkegels entlang einer Ebene, die durch die Achse X der Trägerrakete hindurchgeht.The second separation device 4 runs along a section of the protective cone along a plane which passes through the axis X of the carrier rocket.

Auf diese Weise werden die erste und zweite Trennungsvorrichtung 3 und 4 jeweils in den Ebenen P1 und P2 eingebaut, wobei die Ebene P1 senkrecht zur Achse X der Trägerrakete steht, während die Ebene P2 entlang dieser Achse verläuft, zwischen den zwei Halbschutzkegeln 2a und 2b, die symmetrisch zu dieser Ebene sind, wobei sie selbst senkrecht zu der Richtung D ist, der folgend sich die Halbschutzkegel voneinander entfernen, um die Nutzlast freizugeben, die von der Trägerrakete getragen wird.In this way, the first and second separation device 3 and 4 each installed in the planes P 1 and P 2 , wherein the plane P 1 is perpendicular to the axis X of the launcher, while the plane P 2 extends along this axis, between the two half-protection cones 2a and 2 B which are symmetrical to this plane, being itself perpendicular to the direction D, following which the half-shrouds move away from each other to release the payload carried by the launcher.

Die Trennungsvorrichtung 4 ist von bekanntem Typ und stellt das seitliche Ausscheren der zwei Halbschutzkegel 2a, 2b entsprechend den Pfeilen f1 bzw. f2 sicher. Sie kann pyrotechnisch sein, wie die erste, oder in einer Abwandlung mit einer Feder ausgestattet sein.The separation device 4 is of known type and makes the lateral shearing of the two half-protection cones 2a . 2 B according to the arrows f 1 and f 2 sure. It may be pyrotechnic, like the first, or in a modification, equipped with a spring.

Die Trennungsvorrichtung 3 ist üblicherweise entweder von dem einen oder dem anderen dieser zwei bekannten Typen, die „symmetrisch" bzw. „asymmetrisch" genannt werden. Ein Beispiel für eine „symmetrische" Trennungsvorrichtung ist in der zuvor erwähnten Patentschrift von Brandt beschrieben, während ein Beispiel für eine „asymmetrische" Trennungsvorrichtung in 3 und 4 der zuvor ebenfalls erwähnten Patentschrift von Qualls dargestellt ist. Eine pyrotechnische Trennungsvorrichtung, ob vom „symmetrischen" oder „asymmetrischen" Typ, umfasst herkömmlicherweise eine pyrotechnische Schnur, die eine dehnbare Hülse umfasst, die aus einer metallischen Umhüllung mit geradem, länglichem oder „gedrücktem" Querschnitt besteht, wobei die Hülse mit einer Sprengladung gefüllt ist. Die Hülse wird zwischen zwei Flanken, Platten, Scheiben oder Schultern angebracht, kraftschlüssig verbunden mit den zwei durch die Trennungsvorrichtung zusammengefügten Teilen.The separation device 3 is usually either one or the other of these two known types, which are called "symmetric" or "asymmetric". An example of a "symmetrical" separation device is described in the aforementioned Brandt patent, while an example of an "asymmetric" separation device in FIG 3 and 4 the patent also mentioned earlier by Qualls. A "symmetrical" or "asymmetric" type pyrotechnic separation device conventionally comprises a pyrotechnic cord comprising a stretchable sleeve consisting of a metallic envelope of straight, elongate or "pressed" cross-section, the sleeve being filled with an explosive charge The sleeve is mounted between two flanks, plates, discs or shoulders, frictionally connected to the two parts joined together by the separating device.

Wenn die Trennungsvorrichtung asymmetrisch ist, wird eine dieser Flanken, Platten, Scheiben usw. von einer Schwächungslinie, einer Nut zum Beispiel, im Bereich der dehnba ren Hülse durchzogen. wenn die Trennungsvorrichtung symmetrisch ist, werden die zwei Flanken von einer solchen Schwächungslinie durchzogen, die dann symmetrisch zu einer mittleren Ebene der Trennungsvorrichtung angeordnet sind. Aus der US-Patentschrift 6 298 786 von Grosskrueger et al., die eine Grundlage für die Ansprüche bildet, sind unterschiedliche Trennungsvorrichtungen bekannt, die solche Flanken umfassen, wobei die Schwächungslinien symmetrisch oder asymmetrisch zu einer Ebene angeordnet sind.If the separation device is asymmetrical, one of these flanks, plates, discs, etc. is traversed by a line of weakness, a groove, for example, in the region of dehnba ren sleeve. if the separation device is symmetrical, the two flanks are traversed by such a line of weakness, which are then arranged symmetrically to a central plane of the separation device. From US Pat. No. 6,298,786 to Grosskrueger et al., Which provided a basis for An make claims, different separation devices are known, which include such edges, wherein the lines of weakness are arranged symmetrically or asymmetrically to a plane.

Beim Zünden der Sprengladung, die in der Hülse enthalten ist, neigt diese dazu, eine Kreisform anzunehmen, und sie schiebt dann die Wände der Flanken zurück, zwischen denen sie eingeklemmt ist, was das Reißen der Schwächungslinie oder der Schwächungslinien herbeiführt und somit die physische Trennung der zuvor zusammengefügten Teile.At the Ignite the explosive charge in the sleeve is contained, it tends to assume a circular shape, and she then pushes the walls the flanks back, between which she is trapped, what the tearing of the line of weakness or the lines of weakness causes and thus the physical separation of the previously assembled parts.

Eine asymmetrische Trennungsvorrichtung bietet den Vorteil, dass sie, wenn sie verwendet wird, um die Trennungsvorrichtung 3 zu bilden, zu dem seitlichen Ausscheren der zwei Halbschutzkegel beiträgt, und zwar gerade wegen ihrer Asymmetrie. Die Explosion der Ladung hingegen, die in der pyrotechnischen Schnur enthalten ist, versetzt den zusammengefügten Strukturen Erschütterungen von beträchtlichem Ausmaß, die sich innerhalb der Strukturen ausbreiten und dann die Geräte, die auf diesen montiert sind, beschädigen können (insbesondere die Nutzlast der Trägerrakete).An asymmetrical separation device has the advantage of being, when used, around the separation device 3 contributes to the lateral shearing of the two half-protection cone, and precisely because of their asymmetry. On the other hand, the explosion of the charge contained in the pyrotechnic cord imparts to the assembled structures tremors of considerable magnitude which may spread within the structures and then damage the devices mounted thereon (in particular the payload of the launch vehicle).

Eine symmetrische Trennungsvorrichtung bietet gegenüber einer asymmetrischen Trennungsvorrichtung den Vorteil, dass sie auf die Strukturen Erschütterungen von geringerem Ausmaß überträgt. Wegen ihrer symmetrischen Geometrie trägt sie hingegen nicht zum seitlichen Ausscheren der zwei Halbschutzkegel bei, das sie sogar behindern kann.A symmetrical separation device offers over an asymmetrical separation device the advantage that it transmits to the structures vibrations of lesser extent. Because of she wears her symmetrical geometry on the other hand, not to the lateral shearing of the two half-protection cone which may even hinder them.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine pyrotechnische Trennungsvorrichtung auszuführen, die dafür geeignet ist, insbesondere die Trennungsvorrichtung 3 des Schutzkegels zu bilden, die in 1 dargestellt ist, wobei diese Trennungsvorrichtung die Vorteile der Trennungsvorrichtung der beiden zuvor untersuchten Typen miteinander verbindet, ohne ihre Nachteile aufzuweisen.Object of the present invention is thus to carry out a pyrotechnic separation device which is suitable, in particular the separation device 3 of the protection cone to be found in 1 is shown, this separation device combines the advantages of the separation device of the two previously studied types together without having their disadvantages.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es außerdem, ein pyrotechnisches Trennsystem mit mindestens einem, zwei oder drei vorübergehend zusammengefügten mechanischen Teilen auszuführen, das die erfindungsgemäße Trennungsvorrichtung umfasst.task The present invention is also a pyrotechnic Separation system with at least one, two or three temporarily joined perform mechanical parts, the the separation device according to the invention comprises.

Die Aufgaben der Erfindung werden, ebenso wie weitere, die beim Lesen der folgenden Beschreibung deutlich werden, mit einer pyrotechnischen Trennungsvorrichtung erfüllt, die dafür ausgelegt ist, längs einer Verbindungslinie von zwei mechanischen Teilen eingebaut zu werden, die vorübergehend zusammengefügt werden und dafür ausgelegt sind, sich gemäß einer vorbestimmten Richtung zu trennen, wobei diese Trennungsvorrichtung eine erste und eine zweite Verbindungsflanke der Teile umfasst, die zwischen sich eine gedrückte pyrotechnische Schnur umschließen, die längs der Verbindungslinie verläuft, einen ersten und zweiten Schwächungsbereich, die jeweils auf der ersten und zweiten Flanke parallel und in der Nähe der Schnur verlaufen, und Mittel, um die Schnur selektiv zu aktivieren und auf diese Weise das Aufreißen der Flanken längs der Schwächungsbereiche hervorzurufen, wobei diese Trennungsvorrichtung insofern bemer kenswert ist, als dass die Bereiche zusammen eine umhüllende Bruchfläche bestimmen, die die pyrotechnische Schnur in einem Punkt berührt und in jedem Punkt in die vorbestimmte Richtung geneigt ist, wobei die Neigung so ausgerichtet ist, dass sie ein gegenseitiges Ablösen der zwei Teile gemäß der vorbestimmten Richtung ohne mechanische Beeinflussung beim Aktivieren der Schnur erlaubt.The Tasks of the invention, as well as others, are the reading in the following description, with a pyrotechnic separation device Fulfills, the one for that is designed longitudinally attached to a connecting line of two mechanical parts be that temporary together be and for that are designed according to a to separate predetermined direction, this separation device a first and a second connecting edge of the parts, the between a depressed enclose pyrotechnic cord, the longitudinal the connecting line runs, a first and second weakening area, each on the first and second flank parallel and in the Near the String and means to selectively activate the cord and in this way the tearing the flanks along the weakening areas cause, this separator is far remarkable in this regard is that the areas together determine an enveloping fracture surface, which touches the pyrotechnic cord in one point and in each point in the predetermined direction is inclined, the inclination aligned is that they are a mutual detachment of the two parts according to the predetermined direction allowed without mechanical interference when activating the cord.

Die erfindungsgemäße Trennungsvorrichtung ermöglicht es, ein pyrotechnisches Trennsystem mit mindestens einem ersten, zweiten und dritten mechanischen Teil zu bilden, die vorübergehend entsprechend einer ersten und zweiten Verbindungslinie zusammengefügt werden, die mit einer ersten und zweiten pyrotechnischen Trennungsvorrichtung ausgestattet sind, die jeweils zwischen dem ersten Teil und dem zweiten und dritten Teil, und zwischen dem zweiten und dritten Teil verlaufen, wobei die erste und zweite Verbindungslinie sich in einer ersten und zweiten Ebene entwickeln, die senkrecht zueinander stehen, und das zweite und dritte Teil symmetrisch im Verhältnis zu der zweiten Ebene sind, wobei diese Vorrichtung bemerkenswert insofern ist, als dass die erste pyrotechnische Trennungsvorrichtung so ist wie zuvor zum Ausdruck gebracht wurde, und insofern, als dass die zweite pyrotechnische Trennungsvorrichtung mit Mitteln zum Aktivieren ausgestattet ist, die synchron mit denen der ersten pyrotechnischen Trennungsvorrichtung ausgelöst werden, um bei dem Entfernen des zweiten und dritten Teils gemäß der vorbestimmten Richtung zusammenzuwirken, die senkrecht zur zweiten Ebene verläuft.The inventive separation device allows it, a pyrotechnic separation system with at least a first, second and third mechanical part to form the temporary be joined together according to a first and second connecting line, those with a first and second pyrotechnic separation device are fitted, each between the first part and the second and third part, and between the second and third part run, wherein the first and second connecting line in a develop first and second levels that are perpendicular to each other, and the second and third parts symmetrical with respect to the second level, this device being remarkable in that respect is that the first pyrotechnic separation device is so as previously expressed, and insofar as that second pyrotechnic separation device with means for activating equipped in synchronism with those of the first pyrotechnic separation device triggered be in the removal of the second and third parts according to the predetermined Collaborate direction, which is perpendicular to the second plane.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden während des Lesens der folgenden Beschreibung und bei der Durchsicht der angehängten Zeichnung deutlich, in derFurther Features of the present invention will become apparent during reading of the following Description and in reviewing the attached drawing clearly, in of the

1 eine perspektivische schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Trennsystems ist, das auf Teile angewendet wird, die den Schutzkegel einer Weltraum-Trägerrakete bilden, wobei dieses System teilweise in der Einleitung der vorliegenden Beschreibung beschrieben wird, 1 is a perspective schematic view of the separation system according to the invention, which is applied to parts that form the protective cone of a space launcher, this system is partially described in the introduction of the present description,

2 und 3 Querschnittsansichten der erfindungsgemäßen Trennungsvorrichtung darstellen, jeweils vor und nach dem Aktivieren der Sprengladung, die in der pyrotechnischen Schnur dieser Trennungsvorrichtung enthalten ist, und 2 and 3 Represent cross-sectional views of the separation device according to the invention, respectively before and after the activation of the explosive charge contained in the pyrotechnic cord of this separation device, and

4 eine Ansicht mit Teilschnitt der Mittel zum Aktivieren der Ladung ist. 4 is a partial view of the means for activating the charge.

Es wird Bezug auf die 2 und 3 der angehängten Zeichnung genommen, die eine pyrotechnische Trennungsvorrichtung darstellen, die insbesondere dafür ausgelegt ist, die Trennungsvorrichtung 3 von 1 zu bilden, wobei diese Anwendung lediglich als veranschaulichendes, nicht einschränkendes Beispiel gegeben wird.It will be related to the 2 and 3 of the appended drawing, which illustrate a pyrotechnic separation device designed in particular for the separation device 3 from 1 this application is given as an illustrative, non-limiting example only.

In diesem Beispiel umfasst die Trennungsvorrichtung 3 zwei halbkreisförmige Hälften, die Ende an Ende angebracht werden. Die Schnittansichten dieser Trennungsvorrichtung, die in 2 und 3 dargestellt ist, sind in der Schnittebene P3 von 1 genommen worden, wo die Trennungsvorrichtung eine zerbrechliche Verbindung zwischen dem Teil 1 in Form eines Rings und dem Teil 2b in Form eines Halbschutzkegels herstellt. Nachfolgend wird nur der Teil der Trennungsvorrichtung 3 beschrieben, der zwischen dem Ring 1 und dem Halbschutzkegel 2b angebracht ist, wobei der andere Teil dieser Trennungsvorrichtung vollkommen gleich ist.In this example, the separation device comprises 3 two semi-circular halves attached end to end. The sectional views of this separation device, which in 2 and 3 are shown in the sectional plane P 3 of 1 taken where the separation device a fragile connection between the part 1 in the form of a ring and the part 2 B produced in the form of a half protection cone. Hereinafter, only the part of the separation device 3 described between the ring 1 and the half-protection cone 2 B is attached, the other part of this separation device is completely the same.

Wie in 2 und 3 dargestellt, umfasst die Trennungsvorrichtung 3 eine erste und zweite Flanke 51 , 52 , die über das Teil 1 mit einem geraden Querschnitt in Form einer Kappe hinausragen, wobei ein Teil des Randes des Schutzkegels 2b sich zwischen diese zwei Flanken einfügt, um eine ringförmige Kammer abzugrenzen, in der eine pyrotechnische Schnur mit geradem, länglichem oder „gedrücktem" Querschnitt eingebracht ist, die zwischen den Flanken 51 , 52 zusammengedrückt wird. Der Ring 1 und der Halbschutzkegel 2b werden durch eine Reihe von Bolzen zusammengefügt, wie dem von 6 bezeichneten, der den Ring 1 und die Flanken 51 , 52 durchdringt.As in 2 and 3 shown, comprises the separation device 3 a first and second edge 5 1 . 5 2 that about the part 1 protrude with a straight cross section in the form of a cap, wherein a part of the edge of the protective cone 2 B is inserted between these two flanks to define an annular chamber in which a pyrotechnic cord of straight, oblong or "pressed" cross-section is inserted, between the flanks 5 1 . 5 2 is compressed. The ring 1 and the half-protection cone 2 B are joined together by a series of bolts, such as that of 6 designated the ring 1 and the flanks 5 1 . 5 2 penetrates.

Die pyrotechnische Schnur umfasst herkömmlicherweise eine dehnbare Metallhülse 7, die im Inneren mit einer Schnur aus pyrotechnischem Material 8 versehen ist, die in der Hülse zum Beispiel durch eine Verriegelungsvorrichtung 9 zentriert wird.The pyrotechnic cord conventionally comprises a stretchable metal sleeve 7 Inside, with a string of pyrotechnic material 8th provided in the sleeve, for example by a locking device 9 is centered.

Jede der zwei Schnüre (7, 8, 9), die einen Teil der Trennungsvorrichtung 3 bilden, ist an jedem ihrer zwei Enden, die aus dem Schutzkegel 2a, 2b durch die Fenster 10a, 10b heraustreten, die in 1 zu sehen sind, mit herkömmlichen Mitteln zum Aktivieren 11 ausgestattet, die ausführlicher in 4 dargestellt sind.Each of the two strings ( 7 . 8th . 9 ), which are part of the separation device 3 is at each of its two ends, which is out of the cone of protection 2a . 2 B through the windows 10a . 10b come out in the 1 can be seen using conventional means of activation 11 equipped in more detail 4 are shown.

In dieser Figur wird deutlich, dass die Hülse 7 der Schnur an ihrem Ausgang des Schutzkegels durch einen Ring 12 gehalten wird, der von der Hülse 7 durchdrungen wird und der auf dem Ring 1 durch eine Schraube 13 befestigt ist.In this figure it is clear that the sleeve 7 the cord at its exit of the protective cone through a ring 12 held by the sleeve 7 is penetrated and the one on the ring 1 through a screw 13 is attached.

In 2 wird deutlich, dass die erfindungsgemäße Trennungsvorrichtung zwei Schwächungsbereiche 141 , 142 umfasst, die jeweils von Kerben oder Nuten (15a, 15b) und (16a, 16b) bestimmt sind, die in die zwei Seiten gegenüber den Flanken 51 , 52 am Unterteil dieser Flanken eingebracht sind.In 2 it is clear that the separation device according to the invention two weakening areas 14 1 . 14 2 includes, each of notches or grooves ( 15a . 15b ) and ( 16a . 16b ) which are in the two sides opposite the flanks 5 1 . 5 2 are introduced at the bottom of these flanks.

Die Dicke der Schwächungsbereiche und die Geometrie der Trennungsvorrichtung in der Nähe der dehnbaren Hülse 7 sind so bestimmt, dass sie die pyrotechnische Erschütterung beim Zünden der pyrotechnischen Schnur (7, 8, 9) auf ein Mindestmaß verringern, ebenso wie die Erschütterung, die auf die Entspannung der getrennten Teile zurückzuführen ist.The thickness of the weakened areas and the geometry of the separation device in the vicinity of the expandable sleeve 7 are designed to withstand the pyrotechnic shock when igniting the pyrotechnic cord ( 7 . 8th . 9 ), as well as the vibration caused by the relaxation of the separated parts.

Die erreichte Optimierung bezieht sich sowohl auf die Steifigkeit und die Trägheit jeder der Flanken 51 , 52 als auch auf die Anordnung und die Dicke der Schwächungsbereiche.The optimization achieved relates both to the stiffness and the inertia of each of the flanks 5 1 . 5 2 as well as the arrangement and the thickness of the weakened areas.

Die Dicke der Flanken wird so optimiert, dass die Schwächungsbereiche so stark wie möglich scherbeansprucht werden. Hierzu muss die Dicke der Flanken mindestens gleich der der pyrotechnischen Schnur sein, wie in 2 dargestellt. Dadurch wird die Verformung der Flanken während und nach dem Betrieb begrenzt. Das Brechen der Schwächungsbereiche wird somit zum Zwecke einer geringen Verformung der Schnur und damit auch der Flanken erreicht, die sich auf diese Schnur stützen.The thickness of the flanks is optimized so that the weakened areas are sheared as much as possible. For this, the thickness of the flanks must be at least equal to that of the pyrotechnic cord, as in 2 shown. This limits the deformation of the flanks during and after operation. The breaking of the weakened areas is thus achieved for the purpose of a small deformation of the cord and thus also the flanks, which are based on this cord.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind diese zwei Schwächungsbereiche unsymmetrisch im Verhältnis zur Mittelebene P4 der Trennungsvorrichtung (siehe 2) angebracht, so dass sie nach ihrem Aufreißen eine „umhüllende" Bruchfläche S bestimmen, deren Spur in der Ebene von 3 in der Richtung D geneigt ist, der entsprechend die zwei Halbschutzkegel 2a, 2b sich voneinander entfernen sollen (siehe 1).According to the present invention, these two weakened areas are asymmetrical with respect to the center plane P 4 of the separation device (see 2 ) so that, after being torn, they define an "enveloping" fracture surface S whose trace is in the plane of 3 is inclined in the direction D, according to the two half-protection cone 2a . 2 B to move away from each other (see 1 ).

Diese Spur ist durch eine Gerade bestimmt, die ungefähr durch die Mitte der Schwächungsbereiche verläuft. Wie dies in dem Bereich 141 dargestellt ist, ist das Brechen in diesen Bereichen nicht zwangsläufig parallel zu der Spur der Fläche S.This track is determined by a straight line that runs approximately through the middle of the weakened areas. Like this in the field 14 1 is illustrated, breaking in these areas is not necessarily parallel to the track of area S.

In 3, die die Trennungsvorrichtung nach dem Zünden der pyrotechnischen Schnur (7, 8, 9) darstellt, wird ersichtlich, dass die Spur der Fläche S in der Ebene der Figur so geneigt ist, dass sie das seitliche Gleiten beispielsweise des Halbschutzkegels 2b in Richtung des Pfeils f2 ermöglicht, ohne die Gefahr des Hängenbleibens oder einer anderen mechanischen Beeinflussung mit dem Ring 1. Dies gilt auch für den anderen Halbschutzkegel 2a.In 3 which the separation device after ignition of the pyrotechnic cord ( 7 . 8th . 9 ), it can be seen that the track of the surface S in the plane of the figure is inclined so as to allow the lateral sliding of, for example, the half-protection cone 2 B in the direction of the arrow f 2 , without the risk of getting caught or any other mechanical interference with the ring 1 , This also applies to the other half protection cone 2a ,

Hierzu nimmt die Fläche S eine verjüngte Form an (wenn der Ring 1 walzenförmig in Drehung ist), wobei die Spitze des Kegels diese Form in einem Punkt berührt, die sich auf der Achse X auf der Seite des Schutzkegels (2a, 2b) im Verhältnis zur Ebene P1 befindet. Der Schwächungsbereich 141 , dessen Radius kleiner ist als der des Bereichs 142 , befindet sich dann oberhalb des Bereichs 142 , wenn man ihn im Verhältnis zur Achse X ausmacht, so wie er in 1 ausgerichtet ist.For this purpose, the surface S assumes a tapered shape (when the ring 1 cylindrical in rotation with the tip of the cone touching this shape at a point located on the axis X on the side of the protective cone ( 2a . 2 B ) is in relation to the plane P 1 . The weakening area 14 1 whose radius is smaller than that of the area 14 2 , is then above the range 14 2 if you make it in relation to the axis X, as in 1 is aligned.

Es wird in 2 und 3 auch ersichtlich, dass die Fläche S die pyrotechnische Schnur (7, 8, 9) vor dem Zünden dieser Schnur wie nach diesem Zünden (siehe 3) genauso gut in einem Punkt berührt. Die Wichtigkeit dieser Anordnung wird im Folgenden der vorliegenden Beschreibung erklärt, die der Funktionsweise der Trennungsvorrichtung und des erfindungsgemäßen Trennsystems gewidmet ist.It will be in 2 and 3 also can be seen that the surface S the pyrotechnic cord ( 7 . 8th . 9 ) before igniting this string as after this ignition (see 3 ) just as well in one point. The importance of this arrangement will be explained in the following of the present description, which is devoted to the operation of the separation device and the separation system according to the invention.

Das Aktivieren der erfindungsgemäßen pyrotechnischen Trennungsvorrichtung vollzieht sich, wie zuvor ersichtlich wurde, mit Hilfe von Mitteln 11, die an den Enden der Schnur (7, 8, 9) angebracht sind, Mitteln, die üblicherweise „Zünder" oder „pyrotechnische Übertragungsleitungen" genannt werden. Eine Startzentrale (nicht dargestellt) koordiniert und synchronisiert das Aktivieren der Zünder oder der Übertragungsleitungen, die mit den verschiedenen Schnüren in Verbindung stehen, die Teil der Trennungsvorrichtungen 3 und 4 des Systems sind, das in 1 dargestellt ist, so dass sie das Trennen und Wegschleudern der Halbschutzkegel 2a, 2b gemäß den Pfeilen f1 und f2 sicherstellen.The activation of the pyrotechnic separation device according to the invention takes place, as has been previously apparent, by means of means 11 attached to the ends of the cord ( 7 . 8th . 9 ), means commonly referred to as "detonators" or "pyrotechnic transmission lines". A launch center (not shown) coordinates and synchronizes the activation of the detonators or transmission lines associated with the various strings that are part of the separation devices 3 and 4 of the system that is in 1 is shown, allowing them to separate and throw away the half-protection cone 2a . 2 B make sure to follow the arrows f 1 and f 2 .

Der Antrieb, der für dieses Wegschleudern notwendig ist, wird durch das Zünden der Trennungsvorrichtung 4 erreicht. Denn das Zünden der Trennungsvorrichtung 3 entwickelt keine genügend große radiale Kraft, um dieses Wegschleudern sicherzustellen.The drive, which is necessary for this throw-away, is ignited by the ignition device 4 reached. Because the ignition of the separation device 3 does not develop enough radial force to ensure this throw-away.

Beim Zünden der Schnur oder der Schnüre (7, 8, 9) der Trennungsvorrichtung 3 lässt die Detonation der pyrotechnischen Ladung die dehnbare Hülse 7 anschwellen, die dann die Erschütterungswelle überträgt, die durch die Detonation an den Flanken 51 , 52 hervorgerufen wird, auf die sie sich stützt. Diese Erschütterungswelle lässt in den Schwächungsbereichen 141 , 142 so große Scherbeanspruchungen entstehen, dass diese Bereiche brechen, wobei sie die Bruchfläche S hervortreten lassen.When igniting the cord or strings ( 7 . 8th . 9 ) of the separation device 3 The detonation of the pyrotechnic charge leaves the expandable sleeve 7 swell, which then transmits the vibration wave caused by the detonation on the flanks 5 1 . 5 2 caused, on which it relies. This vibration wave leaves in the weakening areas 14 1 . 14 2 such large shearing stresses occur that these areas break, causing the fracture surface S to protrude.

Das Anschwellen von Hülse 7 bewirkt, dass diese ihre längliche Form verliert, und verleiht ihr eine in etwa elliptische Form (wie in 3 dargestellt), die das Blockieren der Hülse gegen die Seiten gegenüber den Flanken 51 , 52 hervorruft. Dies wird durch die Dicke der Flanken 51 , 52 ermöglicht, die ihre dauerhaften Verformungen nach dem Aktivieren der Trennungsvorrichtung begrenzt. Die Hülse 7 bleibt dann kraftschlüssig mit dem weggeschleuderten Halbschutzkegel 2a oder 2b verbunden, was jedwedes gefährliches Verstreuen dieser Bestandteile in die Umgebung der Trägerrakete verhindert.The swelling of sleeve 7 causes it to lose its elongated shape and gives it an elliptical shape (as in 3 shown), which blocking the sleeve against the sides opposite the flanks 5 1 . 5 2 causes. This is determined by the thickness of the flanks 5 1 . 5 2 allows limiting their permanent deformations after activating the separation device. The sleeve 7 then remains non-positively with the thrown half protection cone 2a or 2 B connected, which prevents any dangerous scattering of these components in the environment of the launcher.

Nach dem Anschwellen berührt die Hülse 7 ebenfalls weiterhin die Bruchfläche S (siehe 3) in einem Punkt, was dem Halbschutzkegel, mit dem sie kraftschlüssig verbunden ist, ermöglicht, sich frei von der Trägerrakete zu entfernen, dank des Antriebs, der von der Trennungsvorrichtung 4 bereitgestellt wird, und dies ohne jedwede Gefahr des mechanischen Hängenbleibens auf der Fläche gegenüber dem Ring 1, entsprechend einer der Aufgaben der vorliegenden Erfindung.After swelling, the sleeve touches 7 also the fracture surface S (see 3 ) at a point which allows the half-protection cone with which it is frictionally connected to move freely away from the launcher, thanks to the drive provided by the separation device 4 and without any risk of mechanical snagging on the surface opposite the ring 1 according to one of the objects of the present invention.

Eine geeignete Wahl des Halbwinkels an der Spitze der Bruchfläche S, beispielsweise verjüngt zwischen 10° und 20°, erlaubt es, diese Gefahr des Hängenbleibens vollständig auszuschließen. Indem die Geometrie der erfindungsgemäßen Trennungsvorrichtungsbaugruppe der einer als „symmetrisch" bezeichneten Trennungsvorrichtung nahekommt, bewahrt man außerdem den Vorteil dieser Letzteren, nämlich das geringe Ausmaß der Erschütterung, die der angrenzenden Struktur beim Zünden der Trennungsvorrichtung versetzt wird, vor allem in dem Frequenzbereich von 500 Hz bis ungefähr 10 000 Hz.A suitable choice of the half-angle at the top of the fracture surface S, for example rejuvenated between 10 ° and 20 °, allowed it, this danger of getting stuck Completely excluded. By the geometry of the separation device assembly according to the invention that of a separation device called "symmetrical" close, one also preserves the advantage of the latter, namely the small extent of Vibration, that of the adjacent structure when igniting the separation device especially in the frequency range of 500 Hz to about 10,000 Hz.

Die erfindungsgemäße Trennungsvorrichtung ist nicht auf ihre Anwendung in einem System des Typs beschränkt, wie es in der 1 der angehängten Zeichnung dargestellt ist.The separation device according to the invention is not limited to its application in a system of the type as disclosed in US Pat 1 the attached drawing is shown.

Sie kann im Gegenteil jedes Mal dann angewendet werden, wenn es bei der pyrotechnischen Trennung zweier Teile darum geht, jedwede Gefahr einer mechanischen Beeinflussung zwischen diesen zwei Teilen auszuschließen, wobei das Ausmaß der Erschütterung, die auf die zusammengefügten Teile übertragen wird, auf ein Mindestmaß verringert wird.she On the contrary, it can be applied every time it is added The pyrotechnic separation of two parts is about, any danger of a exclude mechanical interference between these two parts, where the extent of the shock, the on the joined Transfer parts is reduced to a minimum becomes.

Claims (6)

Pyrotechnische Trennungsvorrichtung, dafür ausgelegt, längs einer Verbindungslinie zweier mechanischer Teile (1; 2a, 2b) eingebaut zu werden, die vorübergehend zusammengefügt werden und dafür ausgelegt sind, sich gemäß einer vorbestimmten Richtung (D) zu trennen, umfassend eine erste (51 ) und eine zweite (52 ) Verbindungsflanke der Teile (1; 2a, 2b), die zwischen sich eine gedrückte pyrotechnische Schnur (7, 8, 9) umschließen, die längs der Verbindungslinie verläuft, einen ersten (141 ) und zweiten (142 ) Schwächungsbereich, die jeweils auf der ersten (51 ) und zweiten (52 ) Flanke parallel und in der Nähe der Schnur (7, 8, 9) verlaufen, und Mittel (11), um die Schnur (7, 8, 9) selektiv zu aktivieren und auf diese Weise das Aufreißen der Flanken (51 , 52 ) längs der Schwächungsbereiche (141 , 142 ) herbeizuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche (141 , 142 ) zusammen eine umhüllende Bruchfläche (S) bestimmen, die die pyrotechnische Schnur (7, 8, 9) in einem Punkt berührt und in jedem Punkt in die vorbestimmte Richtung (D) geneigt ist, wobei die Neigung so ausgerichtet ist, dass sie ein gegenseitiges Ablösen der zwei Teile (1; 2a, 2b) gemäß der Richtung (D) ohne mechanische Beeinflussung beim Aktivieren der Schnur (7, 8, 9) erlaubt, die nach dem Aktivieren zwischen und von den Flanken (51 , 52 ) vollständig auf einer selben Seite der Bruchfläche (S) zurückgehalten wird.Pyrotechnic separation device, designed along a line connecting two mechanical parts ( 1 ; 2a . 2 B ), which are temporarily joined together and are designed to separate according to a predetermined direction (D), comprising a first ( 5 1 ) and a second ( 5 2 ) Connecting edge of the parts ( 1 ; 2a . 2 B ) between them a depressed pyrotechnic cord ( 7 . 8th . 9 ), which runs along the connecting line, a first ( 14 1 ) and second ( 14 2 ) Weakening range, each on the first ( 5 1 ) and second ( 5 2 ) Flank parallel and near the line ( 7 . 8th . 9 ), and means ( 11 ) to the cord ( 7 . 8th . 9 ) to activate selectively and in this way the tearing of the flanks ( 5 1 . 5 2 ) along the weakened areas ( 14 1 . 14 2 ), characterized in that the areas ( 14 1 . 14 2 ) together define an enveloping fracture surface (S) connecting the pyrotechnic cord ( 7 . 8th . 9 ) is in contact with a point and is inclined at each point in the predetermined direction (D), the inclination being oriented so as to cause mutual separation of the two parts ( 1 ; 2a . 2 B ) according to the direction (D) without mechanical interference when activating the cord ( 7 . 8th . 9 ), which after activating between and from the flanks ( 5 1 . 5 2 ) is completely retained on a same side of the fracture surface (S). Trennungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (51 , 52 ) eine Dicke aufweisen, die mindestens gleich derjenigen der pyrotechnischen Schnur (7, 8, 9) ist.Separating device according to claim 1, characterized in that the flanks ( 5 1 . 5 2 ) have a thickness at least equal to that of the pyrotechnic cord ( 7 . 8th . 9 ). Trennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufreißen der Schwächungsbereiche im Wesentlichen durch das Anwenden von Scherbeanspruchung hervorgerufen wird.Separating device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the tearing of the weakened areas essentially caused by the application of shear stress becomes. Pyrotechnisches Trennsystem mit mindestens einem ersten (1), zweiten (2a) und dritten (2b) mechanischen Teil, die vorübergehend nach einer ersten und zweiten Verbindungslinie zusammengefügt werden, die mit einer ersten (3) und zweiten (4) Trennungsvorrichtung ausgestattet sind, die jeweils zwischen dem ersten Teil (1) und dem zweiten (2a) und dritten (2b) Teil und zwischen dem zweiten (2a) und dritten (2b) Teil verlaufen, wobei die erste und zweite Verbindungslinie sich in einer ersten (P1) und einer zweiten Ebene (P2) entwickeln, die senkrecht zueinander liegen, und wobei das zweite (2a) und das dritte (2b) Teil symmetrisch zur zweiten Ebene (P2) sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Trennungsvorrichtung (3) einem der Ansprüche 1 bis 3 entspricht, und dadurch, dass die zweite Trennungsvorrichtung (4) mit der ersten Trennungsvorrichtung (3) zusammenwirkt, im Abstand zu dem zweiten (2a) und dritten (2b) Teil gemäß der vorbestimmten Richtung (D), die senkrecht zu der zweiten Ebene (P2) verläuft.Pyrotechnic separation system with at least a first ( 1 ), second ( 2a ) and third ( 2 B ) mechanical part, which are temporarily joined together after a first and second connecting line, which are connected to a first ( 3 ) and second ( 4 ) Separation device, each between the first part ( 1 ) and the second ( 2a ) and third ( 2 B ) Part and between the second ( 2a ) and third ( 2 B ) Part, wherein the first and second connecting line in a first (P 1 ) and a second plane (P 2 ) develop, which are perpendicular to each other, and wherein the second ( 2a ) and the third ( 2 B ) Are part symmetrical to the second plane (P 2 ), characterized in that the first separation device ( 3 ) according to one of claims 1 to 3, and in that the second separation device ( 4 ) with the first separation device ( 3 ), at a distance from the second ( 2a ) and third ( 2 B ) Part according to the predetermined direction (D), which is perpendicular to the second plane (P 2 ). Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (1) einen Teil der Hülle einer Trägerrakete bildet, und dadurch, dass das zweite (2a) und dritte (2b) Teil Halbschutzkegel einer solchen Trägerrakete sind.Device according to claim 4, characterized in that the first part ( 1 ) forms part of the shell of a launcher, and in that the second ( 2a ) and third ( 2 B ) Part half protection cone of such a launcher are. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ende der Schnur (7, 8, 9) mit den Mitteln zum Aktivieren (11) ausgestattet ist, und dadurch, dass das Ende die Hülle der Trägerrakete und einen Ring (12) durchdringt, der auf dieser Hülle befestigt ist, um das Ende zurückzuhalten.Device according to claim 5, characterized in that at least one end of the cord ( 7 . 8th . 9 ) with the means for activating ( 11 ), and in that the end of the launcher of the carrier rocket and a ring ( 12 ), which is attached to this shell to retain the end.
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