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Das technische Gebiet der Erfindung
betrifft mechanische Verbindungsvorrichtungen zwischen einem ersten
mechanischen Element und einem zweiten mechanischen Element, pyrotechnisch
entriegelbare Vorrichtungen.
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Derartige Vorrichtungen sind insbesondere auf
dem Gebiet der Sicherheitseinrichtungen von Automobilen bekannt.
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Es ist zum Beispiel aus dem Patent
DE 195 15 852 eine Vorrichtung bekannt, die es ermöglicht, pyrotechnisch
zwei Enden einer Steuerstange von einem Bremshauptzylinder eines
Automobils zu trennen. Eine solche Trennung tritt im Falle eines
Unfalles auf, um einen Stoß des
Bremspedals gegen die Knöchel
des Fahrers zu verhindern.
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Die in diesem Dokument offenbarte
mechanische, entriegelbare Verbindungsvorrichtung verwendet eine
pyrotechnische Ladung, die in einer an der Stange versehenen Aufnahme
oder auch in einer Verbindungsmuffe zwischen zwei Elementen der Stange
angeordnet ist.
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Es sind ebenfalls Trennvorrichtungen
bekannt geworden, welche gemeinhin genannte Sprengbolzen verwenden.
Das Patent DE 195 15 852 offenbart ebenfalls diese Lösung, die
in bekannter Art und Weise in Trennvorrichtungen eingesetzt werden,
welche in ballistischen oder Luftfahrtraketen verwendet werden.
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Der Nachteil dieser Lösungen ist,
dass sie sich auf die sprengenden Wirkungen einer pyrotechnischen
Ladung verlassen. Es werden in der Tat ein oder mehrere Primärsprengstoffe,
die eventuell einem oder mehreren Sekundärsprengstoffen oder energetischen,
jedoch stark verbrauchten Stoffen zugeordnet sind, verwendet.
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Die Primärsprengstoffe sind aber empfindliche
Materialien, deren Einsatz somit heikel und gefährlich ist.
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Um den Bruch von mechanischen Halteteilen
zu gewährleisten,
sind die Mengen der notwendigen pyrotechnischen Ladungen ebenfalls
erheblich (> 100 mg),
was die Risiken und die Kosten noch erhöht.
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Die bekannten Sprengbolzen oder anderen Sprengsysteme
sind somit schlecht an die zivilen Anwendungen angepasst, insbesondere
auf dem Gebiet der Automobile.
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Außerdem stellen die bekannten
Sprengbolzen ein Verbindungsmittel dar, welches in Bezug auf die
zu verbindenden Elemente quer eingesetzt wird. Bei der Auslösung des
Bolzens laufen dessen Bruchstücke
Gefahr, in den verschiedenen Elementen im Eingriff zu verbleiben,
und sie können
so das Entfernen oder die Trennung von diesen Letzteren stören. Die
Belastung zur Trennung der beiden Elemente ist somit nicht reproduzierbar
und die Vorrichtung ist nicht zuverlässig genug, außer wenn
eine zu große Menge
an Sprengstoff verwendet wird.
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Es ist aus dem Patent DE19617372
auch eine andere Vorrichtung bekannt, die es ermöglicht, pyrotechnisch zwei
Enden einer Steuerstange von einem Bremshauptzylinder eines Automobils
zu trennen.
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Bei dieser Vorrichtung ist die Stange
des Hauptzylinders in der Translation fest mit dem Steuerpedal mittels
eines in einer Auskehlung angeordneten Ringes verbunden. Dieser
Ring wird durch die auf die Stange ausgeübten Zug- oder Druckspannungen heraus
getrieben, und er wird durch ein Haltemittel, das durch einen von
einer Feder beaufschlagten Kolben gebildet wird, in seiner Verriegelungsposition
gehalten.
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Um die Trennung zu gewährleisten,
wird eine pyrotechnische Ladung gezündet, die Gase erzeugt, welche
auf den Kolben gegen die Einwirkung der Feder wirksam werden.
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Die Gase werden auch in eine Kammer
geleitet, wo sie einen Druck ausüben,
der dazu führt,
die Elemente zu trennen.
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Ein erster Nachteil einer solchen
Vorrichtung ist, dass sie einen komplexen Aufbau aufweist und zahlreiche
bewegliche Teile und insbesondere Federn umfasst, deren mechanische
Eigenschaften sich im Laufe der Zeit verschlechtern können.
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Diese Struktur kann sich somit verklemmen, und
sie verwendet auch eine große
Menge an pyrotechnischem Gemisch, die es insbesondere ermöglicht,
direkt auf die zu trennenden mechanischen Elemente einzuwirken,
so dass der Verriegelungsring freigesetzt wird.
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Der Gasgenerator ist von ringförmiger Gestalt,
er ist somit kompliziert herzustellen und zu integrieren.
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Da die Gase außerdem als Folge haben, direkt
auf die Verriegelungsmittel einzuwirken, ergibt sich daraus ein
totaler Verlust der Möglichkeit,
im Falle einer unbeabsichtigten Auslösung des pyrotechnischen Bauteiles
auf die Stange des Hauptzylinders einzuwirken.
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Wenn kein Zusammenhang mit einem
Unfall besteht, führt
die Auslösung
dieser Vorrichtung somit einen totalen Verlust des Bremsvermögens nach sich.
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Das Patent DE-A-4 305 049 offenbart
eine Vorrichtung, die das Zurückziehen
einer Steuersäule mit
Hilfe des Gasdrucks, der durch ein pyrotechnisches Bauteil geliefert
wird, ermöglicht.
Dieses Bauteil wird durch eine Feder gegen einen Schlagbolzen gedrückt und
die Initiierung wird nach seiner Freisetzung durch ein Bolzen, der
von einer verschiebbaren Kappe gehalten wird, bewirkt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine
mechanische Vorrichtung zum Verbinden von zwei mechanischen Elementen
vorzuschlagen, die pyrotechnisch entriegelbar ist und keine derartigen
Nachteile besitzt.
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Die mechanische, pyrotechnisch entriegelbare
Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung weist
einen einfachen, kompakten und kostengünstigen Aufbau auf. Sie ist
einfach einzusetzen und ermöglicht
es, nur eine verringerte Menge an pyrotechnischem Gemisch zu verwenden,
wobei das Gemisch gegebenenfalls ohne Primärsprengstoff versehen sein
kann. Lediglich die in einem pyrotechnischen Zünder enthaltene Gemischmasse
kann praktisch für
Sicherheitssysteme von Automobilen verwendet werden
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Ein pyrotechnischer Standardauslöser kann außerdem leicht
in das Innere der Vorrichtung gemäß der Erfindung integriert
werden, und das ohne Änderung
ihrer Struktur.
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Außerdem ist die Vorrichtung
gemäß der Erfindung
zuverlässig
und gewährleistet
eine gute Reproduzierbarkeit der Belastungen der Trennung zwischen
den mechanischen Elementen.
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Gegenstand der Erfindung ist somit
eine mechanische, pyrotechnisch entriegelbare Verbindungsvorrichtung
zwischen zwei mechanischen Elementen, die dazu geeignet sind, Zug-
und/oder Druckbelastungen gemäß einer
Achse unterworfen zu werden, wobei die Vorrichtung wenigstens ein
pyrotechnisches Bauteil und wenigstens ein Verriegelungsmittel umfasst,
welches die Verbindung zwischen den zwei mechanischen Elementen
gemäß wenigstens
einer Achse gewährleistet,
wobei das Verriegelungsmittel dazu geeignet ist, freigesetzt zu werden,
wenn die mechanischen Elemente den Zug- und/oder Druckbelastungen
gemäß der genannten Achse
unterworfen werden, und es in seiner Verriegelungsposition durch
Haltemittel gehalten wird, welche durch den Druck der durch die
Initiierung des pyrotechnischen Bauteiles erzeugten Gase freigesetzt werden,
wobei die Haltemittel eine Krone umfassen, die fest mit einem das
pyrotechnische Bauteil tragenden Kopf verbunden ist oder auch selbst
einen das pyrotechnische Bauteil tragenden Kopf bildet, dadurch
gekennzeichnet, dass sie eine Kammer aufweist, in der sich die durch
das pyrotechnische Bauteil erzeugten Gase entwickeln, wobei die
Kammer auf einer Seite durch den Boden einer Bohrung des Kopfes
und auf der anderen Seite durch ein Ende des zweiten mechanischen
Elementes begrenzt wird.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform,
werden die Verriegelungsmittel aus wenigstens zwei Kugeln gebildet,
die sich in auf einer rohrförmigen,
fest mit dem ersten der zwei mechanischen Elemente verbundenen Muffe
angeordnete Löcher
einfügen, die
mit einer Auskehlung zusammenwirken, welche einstöckig mit
dem zweiten mechanischen Element ausgebildet ist, wobei die Kugeln
durch die Krone in Position gehalten werden, die dazu geeignet ist,
sich so zu verschieben, um die Kugeln als Folge von dem durch das
pyrotechnische Bauteil erzeugten Gasdruck freizugeben.
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Die Krone kann axial in Bezug auf
die rohrförmige
Muffe durch eine ringförmige
Bördelverbindung
ihres einen Endes an der Muffe gehalten werden.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform
werden die Verriegelungsmittel durch wenigstens zwei Backen gebildet,
die sich am ersten mechanischen Element abstützen und ein Ende des zweiten
mechanischen Elementes umschließen,
wobei die Backen ein komplementäres
Profil zu dem des genannten Endes aufweisen und mit Hilfe der Krone
in Position gehalten werden.
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Die Krone kann axial durch eine ringförmige Bördelverbindung
ihres einen Endes an den Backen gehalten werden.
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Gemäß einer Variante dieser Ausführungsform
kann das Profil der Backen ein Innengewinde-Profil sein, das dafür vorgesehen
ist, mit einem einstückig
mit dem zweiten mechanischen Element ausgebildeten Einschraubzapfen
zusammen zu wirken.
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Die Backen können vor der Befestigung der Krone
durch einen verformbaren Ring gehalten werden.
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Vorteilhafterweise kann jede Backe
ein äußeres Profil
aufweisen, das wenigstens eine Fläche umfasst, wobei die zusammengesetzten
Backen eine Mutter bilden.
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Die Vorrichtung kann einen Abstandshülsen-Ring
umfassen, der ein Ende des pyrotechnischen Bauteiles umgibt und
eine Anschlagfläche
für den
einstöckig
mit dem zweiten Element ausgebildeten Einschraubzapfen derart umfasst,
dass jeder Kontakt dieses Letzteren mit dem pyrotechnischen Bauteil
vermieden wird.
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Die Erfindung wird anhand der Lektüre der folgenden
Beschreibung von besonderen Ausführungsformen
verständlicher,
wobei die Beschreibung sich auf die beigelegten Abbildungen bezieht,
in welchen:
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1 einen
Längsschnitt
einer ersten Ausführungsform
einer mechanischen, entriegelbaren Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung
darstellt,
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2a einen
Längsschnitt
einer zweiten Ausführungsform
einer mechanischen, entriegelbaren Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt,
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2b einen
Schnitt der 2a gemäß der Ebene,
deren Schnittlinie AA in 2a festgelegt
ist, darstellt,
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3 einen
Längsschnitt
einer Variante dieser zweiten Ausführungsform einer mechanischen, entriegelbaren
Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung
darstellt,
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4 einen
Querschnitt dieser Vorrichtung gemäß der Ebene, deren Schnittlinie
BB in 3 festgelegt ist,
darstellt.
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Mit Bezug auf 1 ist eine mechanische, pyrotechnisch
entriegelbare Verbindungsvorrichtung 1 zwischen einem ersten
mechanischen Element 2 und einem zweiten mechanischen Element 3 angeordnet.
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Das zweite mechanische Element 3 ist
hier eine massive, zylindrische Stange und das erste mechanische
Element ist eine hohle Stange 3, die an einem zylindrischen
Kragen 40 befestigt ist, welcher mit einer Muffe 11 einstöckig ausgebildet
ist, deren Funktion im Folgenden beschrieben wird. Die Befestigung
der Stange 2 an dem Kragen 40 kann zum Beispiel
durch radiale Schrauben (von denen nur zwei Achsen 4 hier
dargestellt werden) oder auch durch Gewinde gewährleistet werden.
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Die Stangen 2 und 3 sind
zum Beispiel zwei Teile einer Übertragungsstange
von Bremskräften zwischen
einem Bremspedal und einem Hauptzylinder.
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Die mechanische, entriegelbare Verbindungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
umfasst einen Kopf 41, der dafür vorgesehen ist, ein pyrotechnisches
Bauteil 5 aufzunehmen, zum Beispiel ein Zünder mit
Hitzdraht oder mit Halbleiterbrücke
von der Sorte, die durch die Patente EP600791 und FR2720493 offenbart
werden. Dieses Bauteil ist mit nicht dargestellten Drähten mit
einer elektronischen Auslöse-Steuervorrichtung
verbunden. Die Drähte verlaufen
quer durch die hohle Stange 2, zum Beispiel durch eine seitliche Öffnung 6.
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Das pyrotechnische Bauteil 5 wird
mit Hilfe einer ringförmigen
Bördelverbindung 8 in
einer Senkung 7, die am Kopf 41 angebracht ist,
befestigt.
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Dichtungsmittel (zum Beispiel ein
O-Ring 9) sind zwischen dem Bauteil 5 und dem
Boden der Senkung 7 angeordnet.
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Der Kopf 41 wird zum Beispiel
aus einer Leichtmetall-Legierung
auf der Basis von Zink und Aluminium, wie Zamak (eingetragenes Warenzeichen),
oder aus Plastik hergestellt, er weist eine zylindrische Bohrung 12 auf,
die durch eine dünne
Krone 10 begrenzt wird.
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Diese zylindrische Bohrung nimmt
die rohrförmige
Muffe 11 auf, welche sich gegen den Boden der Bohrung 12 abstützt. Der
axiale Zusammenschluss der Muffe 11 mit dem Kopf 41 wird
durch eine ringförmige
Bördelverbindung 13 der
Krone 10 an der Muffe 11 gewährleistet, die zu diesem Zweck
eine konische Fläche 11a aufweist.
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Die Muffe 11 weist wenigstens
zwei winkelförmig
gleichmäßig verteilte
Bohrungen 14 auf (hier vier Bohrungen, von denen nur zwei
sichtbar sind). Die Bohrungen sind dafür vorgesehen, Kugeln
15 aufzunehmen,
deren Durchmesser nahezu gleich dem der Bohrungen ist.
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Die Kugeln 15 fügen sich
ebenfalls in eine Auskehlung 16 ein, die am Ende des zweiten
mechanischen Elementes 3 angebracht ist. Diese Auskehlung 16 wird
durch zwei konische Profile 17a, 17b begrenzt.
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Die Kugeln werden durch die zylindrische
Innenfläche
der Krone 10 am Boden der Auskehlung 16 festgehalten.
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Die Kugeln 15 stellen so
ein Verriegelungsmittel dar, welches zwischen das erste mechanische Element 2 (mit
Hilfe der Muffe 11) und das zweite mechanische Element 3 eingefügt wird
und den axialen Zusammenschluss dieser Elemente gewährleistet.
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So wird eine durch das erste Element
ausgeübte
Zugbelastung gemäß der Richtung
F1 oder auch eine Druckbelastung gemäß der Richtung F2 mit Hilfe
der ringförmigen
Muffe 11 an die Kugeln 15 weitergegeben. Diese
Letzteren, die durch die Krone 10 in ihren Bohrungen 14 bewegungsunfähig sind, übertragen
die Zug oder Druckbelastung auf das zweite Element 3.
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In Hinsicht auf die Montage wird
zunächst
die Muffe 11 an dem Ende der Stange des zweiten Elementes 3 positioniert,
dann. werden die Kugeln in ihre Bohrungen 14 gelegt, wo
sie vorübergehend festgehalten
werden, zum Beispiel mit Fett. Danach wird die Krone 10 des
Kopfes 41 (ausgerüstet
mit dem pyrotechnischen Bauteil 5) über die Muffe 11 geschoben,
um die Kugeln 15 in Bezug auf das zweite Element 3 festzusetzen.
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Schließlich wird die Krone 10 über die
Muffe 11 gekördelt,
dann wird das erste Element 2 an einem Kragen 40 der
Muffe befestigt.
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Nach der Montage der Vorrichtung
ist im Inneren der Muffe 11 eine Kammer 18 vorhanden,
in der sich die durch das pyrotechnische Bauteil 5 erzeugten
Gase entwickeln können.
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Diese Kammer wird auf einer Seite
durch den Boden der zylindrischen Bohrung 12 des Kopfes 41 und
auf der anderen Seite durch ein Ende 19 des zweiten mechanischen
Elementes 3 begrenzt.
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Die Funktionsweise dieser Vorrichtung
ist wie folgt.
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Wenn gewünscht wird, das erste Element 2 von
dem zweiten Element 3 zu trennen, dann wird die Initiierung
des pyrotechnischen Bauteiles 5 betätigt.
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Die Gase, die. sich im Inneren der
Kammer 18 entwickeln, üben
einen Druck auf den Boden der zylindrischen Bohrung 12 des
Kopfes 41 aus. Dieser Druck bewirkt das Öffnen der
Bördelverbindung 13. Die
Krone 10 kann nun in Bezug auf die Muffe 11 gleiten.
Wenn sich die Krone 10 nicht mehr gegenüber den Kugeln 15 befindet,
arretiert sie diese Letzteren nicht mehr in der Auskehlung 16.
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In diesem Fall, wenn eine Belastung
gemäß einer
Richtung F1 oder F2 auf das Eine oder das Andere der zwei mechanischen
Elemente 2 oder 3 ausgeübt wird, haben die konischen
Profile 17a und 17b der Auskehlung 16 den
Effekt, radial auf die Kugeln 15 Druck auszuüben, die
keinen Zusammenschluss mehr von dem ersten, mit dem zweiten mechanischen
Element gewährleisten.
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Man sieht, dass Dank der Erfindung
das pyrotechnische Bauteil gerade hinreichend ausgebildet sein muss,
um die Krone 10 aufzubiegen.
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Die mechanische Widerstandsfähigkeit
der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten mechanischen
Element wird durch die Muffe und die Kugeln gewährleistet. Die Krone muss eine
ausreichende Stärke
und Widerstandsfähigkeit
aufweisen, um das Festhalten der Kugeln in der Auskehlung 16 zu
gewährleisten.
Demgegenüber
trägt die
Bördelverbindung
der Krone 10 nicht zur Übertragung
der Belastungen zwischen dem ersten und dem zweiten mechanischen
Bauteil bei. Es ist somit möglich,
die Bördelverbindung
derartig zu dimensionieren, dass ein verhältnismäßig reduzierter Gasdruck die
Freisetzung der Kugeln gewährleistet.
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Konkret genügt es, ein klassisches, pyrotechnisches
Bauteil von der Art zu verwenden, wie sie auch zum Initiieren der
Gasgeneratoren verwendet werden, die das Aufblasen der Airbags von
Automobilen ermöglichen.
Ein solches Bauteil enthält eine
reduzierte Menge von pyrotechnischem Gemisch (kleiner als 100 mg).
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Es ist nicht notwendig ein zusätzliches
energetisches Gemisch vorzusehen und das Bauteil kann gegebenenfalls
ein pyrotechnisches Gemisch verwenden, das ohne Primärspringstoff
versehen ist.
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Als Variante ist es selbstverständlich möglich, die
Anzahl der Kugeln variieren zu lassen.
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Es ist ebenfalls möglich, eine
Auskehlung 16 zu bilden, deren Profil im Längsschnitt
kreisförmig
ist, anstatt durch Erzeugende von Kegeln begrenzt zu sein. Der Kreisdurchmesser
kann gleich dem der Kugeln gewählt
werden und die Tiefe der Auskehlung ist kleiner als der Radius der
Kugeln, um den Auswurf der Kugeln zu ermöglichen. Eine solche Anordnung ermöglicht es,
die Kontaktflächen
zu vergrößern, und ermöglicht eine
größere Übertragung
von Belastungen, indem das Dichtstemmen vermindert wird. Andere,
zu den Kugeln komplementäre
Profile der Auskehlung sind ebenfalls möglich.
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Die 2a und 2b zeigen eine zweite Ausführungsform
der mechanischen, entriegelbaren Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
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Hier ist das zweite mechanische Element 3 wieder
eine Stange, die ein Ende 19 aufweist und eine Auskehlung 16 aufweist,
die durch zwei konische Profile 17a und 17b begrenzt
wird.
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Das erste mechanische Element 2 wird
hier dagegen durch eine Platte gebildet, die durch die Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung
an einer Schulter 42 der Stange 3 befestigt ist.
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Diese Art der Anbringung erfolgt
analog zu der eines Sprengbolzens, aber es wird nur eine reduzierte
Menge an pyrotechnischem Gemisch eingesetzt.
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Als praktisches Beispiel kann das
zweite Element 3 fest mit einer Ladung verbunden sein,
die an der fest mit einem Träger
verbundenen Platte 2 aufgehängt ist. Die Stange 3 übt um eine
Belastung gemäß der Richtung
F3 auf die Platte 2 aus. Eine derartige Montage wird bei
der Verbindung einer in der Luft abwerfbaren Ladung an einem Luftfahrzeug
vorgefunden.
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Die Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung
umfasst dabei noch einen Kopf 41, welcher wie zuvor ein pyrotechnisches
Bauteil 5 aufnimmt.
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Diese Ausführungsform unterscheidet sich von
der Vorhergehenden dadurch, dass die Verriegelungsmittel durch zwei
Backen 20a, 20b, die das zweite mechanische Element
3 im Bereich der Auskehlung 16 umschließen, gebildet wird.
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Die Backen 20a, 20b stellen
ein zu dem des Endes von dem Element 3 komplementäres Profil dar.
Sie weisen somit beide konische Flächen 21, 22 auf,
die jeweils mit den konischen Profilen 17a, 17b in
Kontakt kommen.
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Jede Backe 20a, 20b bedeckt
nicht ganz einen halben Umfang des zweiten Elementes 3,
es ist somit nach der Montage noch ein Spalt 24 zwischen den
Backen vorhanden (siehe 2b).
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Die zwei Backen 20a, 20b werden
zum Beispiel in Stahl gefertigt, sie sind mit Hilfe einer Krone, die
hier eine Hilfe 23 (hergestellt aus einer Leichtmetall-Legierung
auf der Basis von Zink und Aluminium, wie Zamak (eingetragenes Warenzeichen),
oder aus Plastik) darstellt, fest mit dem Kopf 41 verbunden.
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Das Material und die Stärke der
Krone 23 werden derart gewählt, dass das radiale Festhalten der
Backen in der Auskehlung 16, wenn sie einer gegebenen Zugspannung
F3 unterworfen werden, gewährleistet
wird.
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Die Krone 23 weist eine
Schulter 25, die sich gegen eine hintere Fläche des
Kopfes 41 abstützt, und
eine ringförmige
Bördelverbindung 26 an
den Backen 20a, 20b auf. Um die Bördelverbindung
zu ermöglichen,
weisen die Letzterem eine konische Fläche 27 auf.
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Die Montage der Vorrichtung wird
in der folgenden Weise ausgeführt:
- – die
Backen 20a, 20b werden im Bereich der Auskehlung 16 angeordnet,
- – man
lässt die
Krone 23, welche selbst am Kopf 41 angebracht
ist, über
die Backen gleiten,
- – die
zwei Elemente 2 und 3 werden zusammengeschlossen,
indem die Krone über
die Backen 20a, 20b gebördelt wird.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung
ist analog zu jener der vorhergehenden Ausführungsform.
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Die durch das pyrotechnische Bauteil 5 erzeugten
Gase entwickeln sich in der Kammer 18, die durch das Ende 19 des
zweiten mechanischen Elementes 3 verschlossen wird.
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Sie drücken derartig auf den Boden
der Kammer 18, dass der Kopf 41 vom zweiten mechanischen Element 3 weggeschoben
wird, was zur Folge hat, dass das Aufbiegen der Bördelverbindung
der Krone 23 gewährleistet
wird.
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Wenn die Krone nicht mehr das radiale
Festhalten der Backen in der Auskehlung 16 gewährleistet,
bewirkt die Zugspannung gemäß der Richtung
F3 den Auswurf der Backen als Folge vom Zusammenwirken der konischen
Profile der Auskehlung und der Backen.
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Als Variante ist es selbstverständlich möglich, eine
durch konische Flächen
abgegrenzte Auskehlung an den Backen vorzusehen. Diese Auskehlung
wirkt mit einer komplementären
Wulst zusammen, die im Bereich des Endes des zweiten mechanischen
Elementes 3 vorgesehen wird.
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Es ist selbstverständlich auch
möglich,
mehr als zwei Backen vorzusehen.
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Es ist selbstverständlich möglich, eine
Vorrichtung vorzusehen, die eine Stange 3 und eine Platte 2 verbindet,
indem eine Vorrichtung verwendet wird, in welcher die Backen 20a, 20b,
wie im Beispiel gemäß 1, durch eine Muffe 11 ersetzt
werden, die durchbohrt ist und Kugeln aufnimmt.
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Es ist ebenfalls möglich, den
komplementären
Profilen Auskehlung/Backen verschiedene Formen zu geben, zum Beispiel
Verzahnungen oder auch ein Gewindeprofil. Eine derartige letzte
Variante ermöglicht
es, die Montage der Vorrichtung am Ende der Welle zu erleichtern,
da ja die Vorrichtung sich nun ganz einfach durch Verschraubung
festsetzt und entsprechende Seitenflächen auf der Außenfläche der
Vorrichtung angebracht werden, um. deren Festziehen auf den zu verbindenden
mechanischen Elementen zu ermöglichen.
Die Vorrichtung stellt nun wahrhaftig einen pyrotechnischen "Bolzen" dar.
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3 zeigt
so eine weitere Ausführungsform einer
pyrotechnisch entriegelbaren Verbindungsvorrichtung.
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Gemäß dieser Ausführungsform
wird mit Hilfe eines pyrotechnischen Bolzens die mechanische Verbindung
zwischen zwei Platten 2 und 30 gewährleistet.
Das erste mechanische Element ist eine Platte 2, auf der
die pyrotechnische Mutter 1 zur Anlage kommt, und das zweite
mechanische Element ist eine Schraube 3, die in der Mutter 1 in
Eingriff kommt und einen Kopf 3a trägt, welcher durch Verschrauben gegen
die Platte 30 anliegt.
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Die Mutter 1 umfasst zwei
Backen 20a, 20b, die ein Innenprofil mit Innengewinde 31 aufweisen, das
dazu vorgesehen ist, mit dem Gewinde der Schraube 3 zusammenzuwirken.
Jede Backe besitzt ein Außenprofil,
das drei Flächen 32 mit
gleicher Länge aufweist,
und der Zusammenbau der zwei Backen 20a, 20b bildet
so eine Mutter mit klassischem, sechseckigem Profil.
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Die Backen oder Halbmuttern 20a, 20b werden
durch eine Krone 10, die zum Beispiel durch getriebenes
Blech gebildet wird, miteinander zusammen gehalten.
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Die Krone 10 hat ein zu
den Backen 20a, 20b komplementäres sechseckiges Profil, und
die Abmessungen der Krone werden so gewählt, dass ein leicht festgezogener
Zusammenbau mit den Backen gewährleistet
wird.
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Die Krone wird durch einen zylindrischen
Teil 33 verlängert,
der eine zylindrische Aufnahme für
das pyrotechnische Bauteil 5 abgrenzt, und das Letztere wird
axial durch eine Bördelverbindung
39 der Krone festgehalten.
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Ein Abstandshülsen-Ring 34 wird
in der durch den zylindrischen Abschnitt 33 abgegrenzten Aufnahme
angeordnet. Dieser Ring 34 umfasst ein vorderes Ende 35 des
pyrotechnischen Bauteiles 5, und er ist länger als
das genannte vordere Ende. Er stützt
sich einerseits an den Backen 20a, 20b und andererseits
am pyrotechnischen Bauteil 5 ab.
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Er weist eine erste konische Fläche 36,
die sich an einer Wulst des pyrotechnischen Bauteiles 5 abstützt, und
eine zweite konische Fläche 37 auf,
die eine Anschlagfläche
bildet, um jeden Kontakt des Schraubenendes 3 mit Gewinde
mit dem pyrotechnischen Bauteil 5 zu verhindern.
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Es wird so die Beschädigung des
pyrotechnischen Bauteiles 5 vermieden, die von der Montage der
Mutter 1 mit einer zu langen Schraube 3 herrühren kann.
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Um die Montage der Mutter 1 zu
erleichtern, werden die Backen 20a, 20b miteinander
durch einen verformbaren Ring 38 zusammen gehalten.
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Dieser Ring kann zum Beispiel ein
Ring aus Plastik, wie ein Polyamid, oder auch aus Kautschuk bestehen.
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Die Wahl von Kautschuk ermöglicht auch, die
Dichtigkeit des Aufbaus in Bezug auf die durch das pyrotechnische
Bauteil erzeugte Gase zu ergänzen.
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Die pyrotechnische Mutter gemäß der Erfindung
kann in der selben Weise verwendet werden wie eine klassische Mutter.
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Es wird mit einer solchen Mutter
ebenfalls der Zusammenschluss einer Stange, zum Beispiel an das
hintere, zylindrische Ende 33 der Krone 10 geschraubt
oder gebördelt,
mit einer Platte, die an der Mutter mit Hilfe einer Schraube anliegt
und festgehalten wird.
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Die Schraube 3 ist hier
eine Standardschraube mit Abmessungen, die in Abhängigkeit
von denjenigen der Mutter ausgewählt
werden.
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Die Schraube kann selbstverständlich durch einen
Gewindeabschnitt ersetzt werden, der fest mit einem zweiten Element
ausgebildet ist, welches mit dem ersten Element mit Hilfe der Mutter
zu verbinden ist.
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Das sechseckige Profil der Krone 10 ermöglicht den
Einsatz von klassischem Werkzeug (Gabelschlüssel oder Ringschlüssel).
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Beim Festziehen wird eine Zugspannung durch
die Schraube 3 auf die Backen 20a, 20b gemäß der Richtung
F3 ausgeübt.
Das Profil der Gewinde hat den Zweck, die Backen 20a, 20b voneinander
und von der Schraube 3 leicht zu entfernen. Die Backen
werden dennoch durch die Krone 10 festgehalten. Daraus
resultiert ein Anstieg der Kontaktspannung zwischen der Krone und
den Backen, was das Verriegeln der Mutter und das axiale Festhalten der
Krone gewährleistet.
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Bei der Initiierung des pyrotechnischen
Bauteiles 5 üben
die erzeugten Gase einen Druck auf das Ende der Schraube 3 sowie
durch die Bördelverbindung 39 auf
die Krone 10 aus.
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Die Krone 10 wird gemäß der Richtung
F4 ausgeworfen, und sie gewährleistet
nicht mehr das radiale Festhalten der Backen 20a, 20b der
Mutter 1. Die Backen entfernen sich von der Schraube und
die Verbindung Schraube/Mutter wird aufgehoben.
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Verschiedene Varianten sind möglich, ohne über den
Umfang der Erfindung hinauszugehen.
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Beispielsweise ist es möglich die
Anzahl von Backen und ihre äußere Form
zu variieren.
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Es können zum Beispiel Backen vorgesehen werden,
deren Zusammenbau es ermöglicht,
eine Mutter mit einem Vierkantprofil zu bilden. Es können auch
Backen mit zylindrischem Außenprofil
gebildet werden und dann dennoch wenigstens zwei Seitenflächen am Außenprofil
der Backen und der Krone vorgesehen werden, um das Festziehen zu
ermöglichen.