DE69401851T2 - Vorrichtung zum Auswerfen eines mit einer Struktur lösbar verbundenen Objektes - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auswerfen eines mit einer Struktur lösbar verbundenen Objektes.
• Insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, sind die von der Struktur mit Hilfe der Vorrichtung auszuwerfenden Objekte vor allem Mikrosatelliten, die mit technischen Ausrüstungen beispielsweise für wissenschaftliche Zwecke versehen sein können und die von Satelliten nach einer vorbestimmten Flugbahn ausgeworfen werden, die es ihnen gestattet, antriebslos eine gewünschte Umlaufbahn oder ein genaues Ziel zu erreichen. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung außer für Anwendungen im Weltraum auch auf anderen Gebieten eingesetzt werden, wenn ein Objekt wissenschaftlicher, militärischer oder anderer Art aus einer Struktur, bei der es sich um ein Luftfahrzeug, ein Schiff, ein Fahrzeug oder eine Bodenstation handeln kann, in eine bestimmte Flugbahn ausgeworfen werden soll.
• Vorrichtungen dieser Art sind bereits bekannt. In der Patentschrift EP-A-0 454 545 der Anmelderin wird beispielsweise über eine Vorrichtung zum Abtrennen und Auswerfen eines Objekts berichtet, dem eine Längsgeschwindigkeit und eine Drall- oder Rollgeschwindigkeit um die Achse des Objekts aufgegeben werden kann, damit das Objekt antriebslos in die vorbestimmte Flugbahn gelangt. Dazu hat die Vorrichtung eine Baugruppe mit Zylinder und Gleitkolben, die mit der Struktur bzw. mit dem Objekt verbunden sind. In dieser Baugruppe sind erste Mittel in Form einer Sprengladung zum Auswerfen des Objekts durch den Gleitkolben mit Längsgeschwindigkeit angebracht, und zweite Mittel in Form einer spiralförmigen Steigung geben dem Objekt über den sich dann drehenden Kolben seine Drallgeschwindigkeit auf.
• Wenn die Sprengladung unter gleichzeitiger Freigabe eines lösbaren Organs gezündet wird, bewegt sich der Kolben aus einer eingefahrenen in eine ausgefahrene Stellung gegen einen Anschlag und wird während seines Bewegungshubs, da er über einen Mitnehmer mit der spiralförmigen Steigung verbunden ist, in Drehung versetzt. Dadurch löst sich das Objekt von der Vorrichtung mit einer Längsgeschwindigkeit und einer Drehgeschwindigkeit entsprechend einer vorbestimmten Flugbahn und gelangt in die antriebslose Flugphase.
• Diese Trenn- und Auswerfvorrichtung gewährleistet zwar, daß das Objekt in eine geeignete Flugbahn gelangt, weist jedoch Nachteile auf.
• Zunächst werden durch die Verwendung der Sprengladung und der verschiedenen für deren Betrieb erforderlichen Ausrüstungen die Kosten der Vorrichtungen aufgrund der dadurch notwendigen technischen Lösungen erheblich erhöht. Außerdem ergeben sich Probleme hinsichtlich der Alterung des Pulvers der Sprengladung. Darüber hinaus sind die Längs- und die Drehgeschwindigkeit so miteinander verbunden, daß die eine nicht geändert werden kann, ohne daß auch gleichzeitig die andere geändert wird. So ist die Längskomponente der durch die spiralförmige Steigung aufgegebenen Drehgeschwindigkeit direkt von derjenigen abhängig, die durch die Sprengladung erzeugt wird.
• Ein weiterer Nachteil der bekannten früheren Vorrichtungen besteht darin, daß die Längsgeschwindigkeit des Starts nicht geregelt werden kann, da einer gegebenen Sprengladung eine bestimmte Kolbenbeschleunigung entspricht. Jedes Objekt einer Auswerfvorrichtung hat somit eine einzige voreingestellte Flugbahn.
• FR-A-491 489 verweist auf eine Vorrichtung des in der Einleitung von Anspruch 1 beschriebenen Typs mit elastischen Mitteln zum Auswerfen des Objekts, durch die dieses um seine Achse in Drehung versetzt werden kann. Wie im früheren Fall sind die dem Objekt aufgegebene Längs- und Drehgeschwindigkeit miteinander verbunden.
• Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, diese Nachteile zu beseitigen und bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auswerfen eines mit einer Struktur lösbar verbundenen Objekts, die so konzipiert ist, daß die Verwendung einer Sprengladung vermieden wird, die dem Objekt aufgegebene Längsgeschwindigkeit und die Rollgeschwindigkeit unabhängig voneinander sind und die Längsgeschwindigkeit während des Fluges geregelt werden kann.
• Dazu ist die Vorrichtung zum Auswerfen eines mit einer Struktur lösbar verbundenen Objekts mit:
• - einer aus Zylinder und Gleitkolben bestehenden Baugruppe, deren Zylinder mit der Struktur und deren Kolben mit dem Objekt verbunden ist;
• - elastischen Mitteln, durch die das Objekt ausgeworfen und um seine Achse in Drehung versetzt werden kann, wobei die elastischen Mittel erste elastische Mittel haben, die in der Baugruppe angeordnet sind und den Kolben von einer eingefahrenen Stellung in eine ausgefahrene Stellung bewegen; und
• - einem steuerbaren Verriegelungsmechanismus, der mit den ersten elastischen Mitteln verbunden ist und bei Steuerung die Freigabe der ersten elastischen Mittel ermöglicht,
• erfindungsgemäß dadurch bemerkenswert,
• daß die elastischen Mittel zweite elastische Mittel haben, durch die der Gleitkolben mit dem Objekt verbunden ist und die das Objekt um seine Achse in Drehung versetzen können; und dadurch, daß ein steuerbarer Verriegelungsmechanismus vorgesehen ist, der mit den zweiten elastischen Mitteln verbunden ist und bei Steuerung die Freigabe der zweiten elastischen Mittel und damit die Drehung des Objekts ermöglicht.
• Entsprechend der Erfindung ist es durch die Verwendung von zwei getrennten elastischen Mitteln, durch die dem Objekt eine Längsgeschwindigkeit und eine Drall- oder Rollgeschwindigkeit aufgegeben werden, einerseits möglich, die Herstellungskosten zu senken und die mit dem Altern des Pulvers der Sprengladung verbundenen Probleme zu vermeiden, und andererseits können die beiden Geschwindigkeiten unabhängig voneinander bestimmt werden.
• Vorteilhafterweise bestehen die ersten elastischen Mittel aus einer zylindrischen Druckfeder, die in der Baugruppe zwischen Zylinder und Kolben angebracht ist, und die zweiten elastischen Mittel aus einer Spiralfeder mit Winkelwirkung, durch die der Gleitkolben mit dem Objekt verbunden ist. Zu bemerken sind somit die einfache Ausführung und die zuverlässige Funktion der elastischen Mittel. Wenn die beiden Federn von ihren entsprechenden Mechanismen vorgespannt und verriegelt sind, können sie die Energie speichern, durch die dem Objekt nach der Freigabe der Verriegelungsmechanismen die Längs- und Drehgeschwindigkeit aufgegeben werden, mit denen es von der Vorrichtung in eine bestimmte Flugbahn ausgeworfen wird.
• Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung hat die Vorrichtung außerdem steuerbare Mittel zur Einstellung des Gleitkolbenhubs gegenüber dem Zylinder, die mit der Baugruppe verbunden sind und auf die ersten elastischen Mittel einwirken. So kann durch diese Mittel die Längsgeschwindigkeit zum Auswerfen des Objekts während des Flugs geregelt werden, wenn sich eine Änderung der Flugbahn, die zunächst entsprechend der Vorspannung der elastischen Mittel vorbestimmt wurde, aus irgendeinem Grund als erforderlich erweist. Dazu drücken diese Mittel die Druckfeder über den Kolben mehr oder weniger zusammen, so daß die von dieser gespeicherte Energie, durch die direkt die Längsgeschwindigkeit des Auswerfens beeinflußt wird, den Umständen angepaßt und genau geregelt werden kann.
• Außerdem ist zwischen Kolben und Objekt vorteilhafterweise ein Zwischenteil vorgesehen, an dem das Objekt fest angebracht werden kann und das mit den zweiten elastischen Mitteln und mit seinem Verriegelungsmechanismus verbunden ist. Dieses Teil spielt die Rolle einer Schnittstelle und wird direkt durch die zweiten elastischen Mittel in Drehung versetzt und in Längsrichtung zusammen mit dem Objekt durch den von den ersten elasischen Mitteln betätigten Kolben ausgeworfen.
• Der steuerbare Verriegelungsmechanisms der ersten elastischen Mittel kann aus einer Stange bestehen, die mit einem ihrer Enden koaxial am Boden des Zylinders befestigt ist und deren anderes Ende durch den Kolben verläuft, länglich erweitert ist und an einer Öffnung von etwa gleicher Form im Zwischenteil übersteht, so daß das erweiterte Ende und die Öffnung, wenn die zweiten elastischen Mittel vorgespannt sind, winkelverschoben sind, wobei der in eingefahrener Stellung gehaltene Kolben die ersten elastischen Mittel zusammendrückt, und sich die Öffnung, wenn die zweiten elastischen Mittel durch ihren steuerbaren Verriegelungsmechanismus freigegeben werden, durch die Drehung des Teils über dem erweiterten Ende der Stange befindet, das Teil die Stange passieren und das Objekt durch den Kolben, der sich unter dem Einfluß der ersten elastischen Mittel in der ausgefahrenen Stellung befindet, ausgeworfen werden kann.
• Der steuerbare Verriegelungsmechanismus der zweiten elastischen Mittel kann zum Beispiel aus mindestens einem einziehbaren Mitnehmer bestehen, der das Teil gegen Drehung blockiert, wenn die zweiten elastischen Mittel vorgespannt sind.
• So gewährleisten diese Mechanismen auf technisch einfache Weise eine zuverlässige Verriegelung der elastischen Mittel sowie, eine sofortige Entriegelung.
• Vorzugsweise befindet sich das Teil an einem Ringteller, mit dem es axial lösbar bei Drehung verbunden ist, wobei die zweiten elastischen Mittel jeweils den Teller mit der Querseite des Kolbens verbinden und der Verriegelungsmechanismus über seinen einziehbaren Mitnehmer auf den Teller einwirkt, damit dieser drehfest mit dem Teil verbunden ist, wenn die zweiten elastischen Mittel vorgespannt sind.
• Vorteilhafterweise wird zwischen der Querseite des Kolbens und dem Teller ein erstes Axialnadel- oder Axialkugellager und zwischen der Druckfeder und der Querseite des Kolbens ein zweites Axialnadel- oder Axialkugellager vorgesehen. Das erste Axiallager gewährleistet eine optimale Drehung des Tellers bei Entspannung der Spiralfeder und verringert zudem maximal die Reibungen. Auch das zweite Axiallager reduziert die Reibungen der Feder am Kolben, die sich bei der Entspannung zu drehen versucht.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsart haben die Einstellmittel ein koaxial in der Baugruppe angeordnetes Spindel-Muttersystem, dessen Spindel mit dem Zylinderboden verbunden ist und mit einem Antriebsorgan zusammenwirkt, während die Mutter koaxial im Kolben geführt wird, so daß sie sich, wenn die Spindel durch das Antriebsorgan in Drehung versetzt wird, am Kolben zur Bestimmung des Hubs, der dem Weg der zylindrischen Druckfeder entspricht, verschiebt. Es ist also zu sehen, daß die Stellung der als Axiallager dienenden Mutter den Kolbenhub und folglich die von der Druckfeder freigegebene Energie, die Längsgeschwindigkeit zum Auswerfen des Objekts und damit dessen Flugbahn bestimmt.
• Insbesondere ist die Spindel des Einstellmechanismus hohl und umgibt konzentrisch die Spindel des Verriegelungsmechanismus der ersten elastischen Mittel. Vorzugsweise hat der seitliche Mantel des im Zylinder gleitenden Kolbens seitliche Nuten. für das Zusammenwirken mit der Mutter.
• Vorzugsweise ist außerdem an der Mutter ein Dämpfungselement angeordnet, durch das der Kontakt des Kolbens mit der Mutter, wenn er in Endstellung an die Mutter anschlägt, gedämpft werden kann.
• Die Figuren der beigefügten Zeichnung erleichtern das Verständnis dafür, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. In diesen Figuren werden ähnliche Elemente mit identischen Bezugsnummern bezeichnet.
• Figur 1 stellt ein geöffnetes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Auswerfvorrichtung in der Perspektive dar.
• Figur 2 ist ein Axialschnitt durch die Vorrichtung von Figur 1 in der Ausgangsstellung, in der die ersten und zweiten Mittel zum Auswerfen und zur Drehung des Objekts verriegelt sind.
• Die Figuren 3 und 4 sind Querschnitte nach den Linien III-III bzw. IV-IV von Figur 2.
• Die Figuren 5A und 5B sind perspektivische Teilansichten des Zwischenteils zur Verbindung des Objekts mit dem Kolben, ohne bzw. mit dem erweiterten Ende der Haltestange, die den Verriegelungsmechanismus der ersten elastischen Mittel bildet.
• Figur 6 ist ein Axialschnitt durch die Vorrichtung in kleinerem Maßstab, wenn diese sich in Endstellung befindet, in der die ersten und zweiten Mittel vor dem Auswerfen des Objekts freigegeben sind.
• Figur 7 ist eine Teilansicht der Vorrichtung von Figur 6 nach dem Auswerfen des Objekts.
• Die Figuren 8A und 8B sind perspektivische Teilansichten des Zwischenteils, nachdem dieses in Drehung versetzt und der Verriegelungsmechanismus freigegeben wurde.
• Figur 9 ist ein Axialschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Auswerfvorrichtung in ihrer Ausgangsstellung.
• Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Auswerfvorrichtung 1 dient dazu, von einer Struktur 5, die ein Satellit, ein Luftfahrzeug usw. sein kann, ein Objekt A wie oben definiert zu starten. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Auswerfvorrichtung 1 insbesondere eine Baugruppe 2 mit Zylinder 3 und Gleitkolben 41 ersten Mitteln 5 zum Auswerfen von Objekt A durch das Gleiten von Kolben 4 aus einer eingefahrenen Stellung in eine ausgefahrene Stellung und zweite Mittel 6, um das Objekt A um seine Symmetrieachse, die mit der X-X-Achse von Baugruppe 2 zusammenfällt, wenn das Objekt an dieser angebracht ist, in Drehung zu versetzen.
• Insbesondere verläuft die Seitenwand 3A des Zylinders durch einen Durchgang S1 in der Struktur S, an der sie mit radialen Ansätzen 3B an dem dem Boden 3D des Zylinders entgegengesetzten Ende 3C anliegt. Nicht dargestellte Spannorgane, die durch ihre geometrischen Achsen symbolisiert sind, gewährleisten die Befestigung des Zylinders an der Struktur. Der Kolben 4 befindet sich im Zylinder 3, und sein zylindrischer Seitenmantel 4A gleitet in diesem Ausführungsbeispiel an der Seitenwand 3A des Zylinders, während die Querseite 4B etwa bündig mit dem freien Ende 3C des Zylinders abschließt, wenn sich dieser in eingefahrener Stellung befindet.
• Nach der Erfindung sind die ersten und zweiten elastischen Mittel 5 und 6 zum Auswerfen und zur Drehung von Objekt A elastisch und bestehen in diesem Ausführungsbeispiel aus einer zylindrischen Druckfeder 5A bzw. einer Spiralfeder mit Winkelwirkung 6A. Dazu ist die Feder 5A in der Baugruppe 2 angeordnet und liegt axial am Boden 3D des Zylinders mit ihrem Ende 5B und an der Querseite 4B des Kolbens mit ihrem Ende 5C an. Die Feder 6A ist konzentrisch zur X-X-Achse zwischen der Querseite 4B des Kolbens 4 und Objekt A angeordnet. Wie die Figuren 1 bis 3 zeigen, ist die Feder 6A am einen Ende 6B mit der Querseite 4B des Kolbens durch ein Befestigungselement 7 und am anderen Ende 6C mit einem Teller 8 in Form einer Ringscheibe verbunden, die über ein Zwischenteil 9 mit dem Objekt A verbunden ist. Ein Befestigungselement 7 gewährleistet die Verbindung dieses anderen Endes mit dem Teller.
• Steuerbare Verriegelungsmechanismen 10 und 11 halten die Federn 5A und 6A in einem vorgespannten Zustand, in dem die von ihnen. jeweils gespeicherte Energie maximal ist. Der steuerbare Verriegelungsmechanismus 10 der Druckfeder 5A hat in dieser speziellen Ausführungsart eine Stange 12, die koaxial in der Baugruppe 2 angeordnet ist und, wie später zu sehen sein wird, über die eigentliche Verriegelung mit dem Zwischenteil 9 zusammenwirkt, durch das das Objekt A mit der Baugruppe 2 verbunden ist. Die Stange 12 ist mit ihrem Ende 12A, das zudem mit einem Gewinde versehen ist, am Boden 3D des Zylinders durch eine Mutter 14 befestigt, während ihr anderes Ende 12B durch die ringförmige Querseite 4B des Kolbens verläuft und im Zwischenteil 9 mündet, das als Schnittstelle zwischen dem Objekt A und der Baugruppe 2 dient. Vorteilhafterweise ist das Ende 12B der Stange länglich erweitert und greift in eine Öffnung 9A von etwa entsprechender Form im Zwischenteil ein.
• In der perspektivischen Darstellung von Teil 9, das teilweise und als Einzelheit in Figur 5A dargestellt ist, ist die annähernd längliche Öffnung 9A zu sehen, während in Figur 5B das länglich erweiterte Ende 12B der Stange veranschaulicht ist, das in die Öffnung 9A eingreift und mit seinen einander entgegengesetzten Rändern 12C an komplementären einander entgegengesetzten Aufnahmeflächen 9B der länglichen Öffnung 9A des Teils anliegt, die senkrecht zur Länge verlaufen. Da die Öffnung 9A und das erweiterte Ende 12B um π/2 gegeneinander winkelverschoben sind, wird das Teil 9, wie in den Figuren 1, 2 und 5B zu sehen ist, mit dem Objekt A axial verriegelt. In dieser winkelverschobenen Stellung hält die gegenüber dem festen Zylinder 2 unbewegliche Stange 12 folglich über dieses Teil 9 den Kolben 4 im Zylinder in eingefahrener Stellung; so daß sich die Druckfeder 5A im vorgespannten Zustand befindet, in dem die Windungen nebeneinander liegen und die Speicherenergie maximal ist.
• Die Verbindung dieses Zwischenteils 9 von zylindrischer Form mit dem Objekt A erfolgt, indem einfach ein axiales Gewindeende 9C desselben in eine Gewindebohrung A1 in der Grundfläche (oder im Sockel) A2 des Objekts geschraubt wird, die an einem Flansch 9D des Teils anliegt.
• Der steuerbare Verriegelungsmechanismus 11 der Feder 6A besteht aus einem einziehbaren Mitnehmer 15, der zum Beispiel mit einem Elektromagneten 16 an einem radialen Ansatz des Zylinders verbunden ist. Dieser Mitnehmer 15 wirkt mit einer Kerbe 8A am Umfang des Ringtellers 8 zusammen, der dem Zwischenteil 9 als Unterlage dient. Dazu hat der Teller 8 axiale Stifte 17, die in entsprechende Bohrungen 9E im Zwischenteil eingreifen, so daß durch die Stifte 17 die Drehverbindung mit dem Teller, die axial jedoch lösbar ist, gewährleistet wird.
• Wenn sich der Mitnehmer 15 in der Kerbe 8A des Tellers befindet, ist die Feder mit Winkelbetatigung 6A folglich vorgespannt und die Speicherenergie maximal.
• Außerdem hat die Auswerfvorrichtung 1 der Erfindung Mittel 18 zum Einstellen des Hubs von Gleitkolben 4 gegenüber Zylinder 3, der folglich dem Ausdehnungsweg der Feder 5A und damit der von dieser an den Kolben übertragbaren Energie und dessen Auswerfgeschwindigkeit entspricht. Dadurch kann die Längsgeschwindigkeit zum Auswerfen von Objekt A bei Bedarf während des Fluges geändert und den Umständen angepaßt und so die Flugbahn des Objekts korrigiert werden.
• Diese steuerbaren Einstellmittel 18 bestehen bei dieser Ausführungsart aus einem Spindel-Muttersystem 19,20 im Zylinder 3. Dazu ist die Spindel 19 des Mechanismus hohl und umgibt konzentrisch die Stange 12. Das untere Ende 19A der Spindel ist drehbar im Boden 3D des Zylinders gelagert, während sich ihr oberes Ende 19B am erweiterten Ende 12B der Stange befindet. Wie Figur 4 zeigt, ist am Umfang des unteren Endes 19A der Spindel eine Verzahnung 19C vorgesehen, die mit einem Ritzel 21A eines Antriebsmotors 21 am Boden 3D des Zylinders zusammenwirkt. Durch den Motor kann die Spindel 19 so in Drehung versetzt werden. An dieser Spindel ist die Mutter 20 des Mechanismus angebracht, die radiale Flügel 20A hat, die in entsprechende seitliche Nuten 4C in einem seitlichen Innenmantel 4D des Kolbens eingefügt sind. Die Druckfeder 5A befindet sich dann zwischen den beiden konzentrischen seitlichen Mänteln, dem Außenmantel 4A und dem Innenmantel 4D. Durch die Höhe der Nuten 4C werden dann die obere und untere Endstellung der Mutter 20 und damit der Kolbenhub zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Stellung bestimmt.
• Es ist demzufolge verständlich, daß durch die Einstellung der dem Kolben 4 als oberer Anschlag dienenden Stellung von Mutter 20 gegenüber Spindel 19 der Funktionshub des Kolbens und so der Weg der Feder, die auf diesem Weg freigesetzte Energie, die Längsgeschwindigkeit für das Auswerfen und schließlich die Flugbahn des Objekts bestimmt werden. In den Figuren 1 und 2 ist zu sehen, daß sich die Mutter 20 in. der oberen Endstellung befindet, d.h. daß ihre Flügel 20A am entsprechenden Boden 4E der seitlichen Nuten 4C anliegen. In diesem Fall ist der Hub des Kolbens 4 maximal, so daß die von der Feder freigesetzte Energie auch maximal ist und eine optimale Längsgeschwindigkeit für das Auswerfen des Objekts ergibt. Natürlich kann der Kolbenhub während des Fluges des Satelliten oder des Luftfahrzeugs jederzeit beeinflußt werden, indem an den Motor 21 ein elektrischer Befehl gegeben wird, der dann durch Umdrehung von Spindel 19 solange die axiale Verschiebung der Mutter 20, die in den Nuten 4C als Kolbenanschlag dient, bewirkt bis die gewünschte Stellung erreicht ist.
• Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 ist folgende. Zunächst sei noch einmal erwähnt, daß die Federn 5A und 6A vorgespannt und durch ihre jeweiligen Mechanismen 10 und 11 verriegelt sind und daß der Hub von Kolben 4, der natürlich jederzeit durch die steuerbaren Einstellmittel 18 zur Veränderung der Flugbahn von Objekt A beeinflußt werden kann, maximal ist.
• Wenn der Befehl zum Auswerfen des Objekts gegeben ist, wird der Elektromagnet 16 so gesteuert, daß der Mitnehmer 15, der sich in der Kerbe von Teller 8 befindet, aus dieser herausgezogen wird. In diesem Augenblick wird der Teller 8, da er nicht mehr mit dem Mitnehmer 15 verbunden ist, durch die Feder 6A, die sich unter Freisetzung von Speicherenergie winklig entspannt, in Drehung versetzt. Das Zwischenteil 9, das drehbar durch die Stifte 17 von Teller 8 verbunden ist, wird gleichzeitig ebenso wie das am Zwischenteil angeschraube Objekt A in Drehung versetzt. Zur Optimierung der Umdrehung der Baugruppe Teller 8 - Teil 9 - Objekt A ist zwischen dem Drehteller 8 und der Querseite 4B des Kolbens außerdem ein Axialnadellager 22 vorgesehen. Die Aufgabe der Winkelgeschwindigkeit an das Objekt A ist damit verwirklicht. Am Ende des Winkelweges befindet sich Teil 9 in einer Winkelstellung, in der sich, wie Figur 8A zeigt, die Öffnung 9A über dem erweiterten Ende 12B der feststehenden Stange 12 befindet. Der Mechanismus 10 der ersten elastischen Mittel 5 wird folglich entriegelt, so daß Teil 9 mit seiner Öffnung 9A, wie Figur 8B zeigt, das erweiterte Ende 12B der Stange passieren kann.
• Die durch die Anordnung von Öffnung 9A über dem erweiterten Ende 12B axial freigegebene zylindrische Feder 5A entspannt sich plötzlich unter Freisetzung ihrer Energie und drückt den Kolben 4 axial aus seiner eingefahrenen in seine ausgefahrene Stellung. Damit ist die Längsbewegung von Objekt A verwirklicht. Die Auswerfvorrichtung 1 nimmt in diesem Augenblick die in Figur 6 dargestellt Endstellung ein.
• Um eine direkte Reibung der Feder 5A am Kolben 4 zu vermeiden, wird auch hier zwischen dem Ende 5C der Feder und der Querseite 4B des Kolbens ein Axialnadellager 23 angeordnet. Außerdem wird, um den Stoß zwischen dem Kolben 4 und der Mutter 20 von Einstellmechanismus 18 zu dämpfen, beispielsweise an den radialen Flügeln 20A der Mutter ein Dämpfungselement 24 aus einem synthetischen Material vorgesehen, an dem die entsprechenden Böden 4F der seitlichen Nuten anliegen, wenn der Kolben 4 durch die Entspannung von Feder 6A in die ausgefahrene Stellung gelangt.
• Dem Objekt A, an dem das Zwischenteil 9 angebracht ist, werden so eine Längsgeschwindigkeit zum Auswerfen und eine Drallgeschwindigkeit aufgegeben, es trennt sich von der Vorrichtung und insbesondere von den Führungsstiften 17 und folgt der festgelegten Flugbahn.
• Die Ausführungsart der in Figur 9 in Ausgangsstellung dargestellten Auswerfvorrichtung 1' unterscheidet sich vom bisher Gesagten dadurch, daß der Kraftübergang im Schwerpunkt von Objekt A' erfolgt. Die sich daraus ergebenden Vorteile werden insbesondere in der Patentschrift EP-A-0 454 545 beschrieben. Vor allem wird durch eine derartige Anordnung erheblich die störende Transversaldrehgeschwindigkeit reduziert, die entsteht, wenn zwischen dem Kraftübergang und dem Schwerpunkt des dann entfernten Objekts Hebelarme bestehen.
• Dazu setzt sich das erweiterte Ende 12B' der Stange 12' bis in die Nähe des Schwerpunkts von Objekt A' fort, so daß auch das Zwischenteil 9' entsprechend verlängert werden muß, damit seine längliche Öffnung 9A' mit dem Ende 12B' der Stange zusammenwirken kann. In der verriegelten Stellung erfolgt der Kraftübergang zur Spannung von Feder 5A' im Schwerpunkt von Objekt A', das zwischen der Stange 12' und dem Teil 9' "geklemmt" wird, während in der entriegelten Stellung der Längsschub durch Teil 9' im Bereich des Schwerpunkts von Objekt A' gewährleistet wird.
• Die Funktionsweise dieser Vorrichtung 1' ist mit der oben für Vorrichtung 1 beschriebenen identisch.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Auswerfen eines mit einer Struktur lösbar verbundenen Objekts, die umfaßt:

- eine Baugruppe (2) mit Zylinder (3) und Gleitkolben (4), deren Zylinder mit der Struktur (5) und deren Kolben mit dem Objekt (A) verbunden ist;

- elastische Mittel zum Auswerfen des Objekts und zur Drehung desselben um seine Achse, wobei die elastischen Mittel aus ersten elastischen Mitteln (5) in der Baugruppe (2) bestehen, die die Bewegung des Kolbens (4) aus einer eingefahrenen Stellung in eine ausgefahrene Stellung bewirken, und

- einen steuerbaren Verriegelungsmechanismus (10), der mit den ersten elastischen Mitteln (5) verbunden ist und bei Steuerung die Freigabe der ersten elastischen Mittel (5) ermöglichp, dadurch gekennzeichnet,

- daß die elastischen Mittel zweite elastische Mittel (6) haben, durch die der Gleitkolben (4) mit dem Objekt (A) verbunden ist, und die das Objekt um seine Achse in Drehung versetzen können, und

- daß ein steuerbarer Verriegelungsmechanismus (11) vorgesehen ist, der mit den zweiten elastischen Mitteln verbunden ist und bei Steuerung die Freigabe der zweiten elastischen Mittel (6) und damit die Drehung des Objekts ermöglicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten elastischen Mittel (5) aus einer zylindrischen Druckf eder (5A) bestehen, die in der Baugruppe (2) zwischen dem Zylinder und dem Kolben angeordnet ist, und dadurch, daß die zweiten elastischen Mittel (6) aus einer Spiralfeder mit Winkelwirkung (6A) bestehen, durch die der Gleitkolben (4) mit dem Objekt (A) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem steuerbare Mittel (18) zum Einstellen des Hubs des Gleitkolbens (4) gegenüber dem Zylinder (3) umfaßt, die mit der Baugruppe verbunden sind und auf die ersten elastischen Mittel einwirken.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kolben (4) und dem Objekt. (A) ein Zwischenteil (9) vorgesehen ist, an dem das Objekt fest angebracht werden kann und das mit den zweiten elastischen Mitteln (6) und mit seinem Verriegelungsmechanismus (11) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Verriegelungsmechanismus (10) der ersten elastischen Mittel (5) eine Stange (12) hat, die mit einem ihrer Enden (12A) koaxial am Boden des Zylinders (3) befestigt ist und deren anderes Ende (12B) durch den Kolben verläuft und länglich erweitert ist und an einer Öffnung (9A) von etwa entsprechender Form im Zwischenteil (9) übersteht, so daß, wenn die zweiten elastischen Mittel vorgespannt sind, das erweiterte Ende und die Öffnung winkelverschoben sind, wobei der Kolben in eingefahrener Stellung gehalten wird, in der die ersten elastischen Mittel zusammengedrückt sind, und, wenn die zweiten elastischen Mittel durch ihren steuerbaren Verriegelungsmechanismus freigegeben sind, die Öffnung durch die Drehung des Teils über dem erweiterten Ende der Stange angeordnet ist und das Passieren des Teils sowie das Auswerfen des Objekts durch den Kolben in ausgefahrener Stellung mittels der ersten elastischen Mittel ermöglicht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Verriegelungsmechanismus (11) der zweiten elastischen Mittel (6) mindestens einen einziehbaren Mitnehmer (15) hat, durch den das Teil (9), wenn die zweiten elastischen Mittel (6) vorgespannt sind, gegen Drehung blockiert wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (9) an einem Ringteller (8) angebracht ist, mit dem es bei Drehung, axial jedoch lösbar, verbunden ist, wobei die zweiten elastischen Mittel (6) jeweils den Teller (8) mit der Querseite des Kolbens (4) verbinden und der Verriegelungsmechanismus (11) durch seinen einziehbaren Mitnehmer (15) auf den Teller einwirkt, damit dieser drehfest mit dem Teil verbunden ist, wenn die zweiten elastischen Mittel vorgespannt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Querseite des Kolbens und dem Teller ein erstes Axialnadel- oder Axialkugellager (22) angeordnet ist, und dadurch, daß zwischen der Druckfeder und der Querseite des Kolbens ein zweites Axialnadel- oder Axialkugellager (23) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel (18) ein Spindel- Muttersystem haben, das koaxial in der Baugruppe (2) angeordnet ist, wobei die Spindel (19) mit dem Boden des Zylinders verbunden ist und mit einem Antriebsorgan (21) zusammenwirkt, während die Mutter (20) koaxial im Kolben (4) geführt wird, so daß sich die Mutter, wenn die Spindel in Drehung versetzt wird, während des Hubs, der dem Weg der zylindrischen Druckfeder entspricht, längs des Kolbens verschiebt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (19) des Einstellmechanismus (18) hohl ist und konzentrisch die Stange (12) des Verriegelungsmechanismus (10) der ersten elastischen Mittel umgibt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Mantel des im Zylinder gleitenden Kolbens (4) seitliche Nuten (4C) hat, mit denen die Mutter zusammenwirkt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mutter (20) ein Dämpfungselement (24) angebracht ist.