EP2378236A2 - Early ignition device for burning off fuels and explosive substances - Google Patents

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EP2378236A2
EP2378236A2 EP11003027A EP11003027A EP2378236A2 EP 2378236 A2 EP2378236 A2 EP 2378236A2 EP 11003027 A EP11003027 A EP 11003027A EP 11003027 A EP11003027 A EP 11003027A EP 2378236 A2 EP2378236 A2 EP 2378236A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
energy storage
firing pin
storage device
locking
ignition device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11003027A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2378236A3 (en
Inventor
Johann Huber
Karl Bauer
Andreas Hacker
Detlev Friedemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Original Assignee
Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH filed Critical Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Publication of EP2378236A2 publication Critical patent/EP2378236A2/en
Publication of EP2378236A3 publication Critical patent/EP2378236A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B39/00—Packaging or storage of ammunition or explosive charges; Safety features thereof; Cartridge belts or bags
    • F42B39/14—Explosion or fire protection arrangements on packages or ammunition

Definitions

  • the invention relates to a pre-ignition device for burning off fuels or explosives according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to provide a ceremonieszündvoriques for fuels or explosives, which reliably ignites the fuel or explosive at a certain temperature, but does not cause a reaction below this temperature.
  • the energy storage device is charged by heating alone, so without external power supply, z. B. by a battery or the like.
  • the energy storage device so for example a spring with which the firing pin is loaded, not charged at the intended temperature of the fuel or explosive, so for example, the spring is not tensioned.
  • the intended temperature is the storage and operating temperature of the fuel or explosive to understand, which may be, for example, a maximum of +85 ° Celsius.
  • the energy storage device is first charged by heating, when the intended temperature has been exceeded.
  • the triggering temperature ie the temperature at which the device according to the invention is triggered, should be as far above the intended temperature as possible, but also as far as possible below the autoignition temperature of the fuel or explosive.
  • the self-ignition temperature of the solid propellant is above 160 °. Ie. if the propellant is heated to this temperature, a deflagration and possibly an explosion may occur.
  • the desired triggering temperature is at least 90 ° Celsius, in particular at least 160 ° Celsius and at most 150 ° Celsius, in particular at most 130 ° Celsius. The more you get to the autoignition temperature with the release temperature, the more violent can be a possible, explosive reaction.
  • the energy storage device can have a spring, for example a compression spring, as energy storage element. However, it may also be formed by another elastic element, a compressible gas volume or the like. Ie. According to the invention, the energy storage device may be any device that provides the energy in the form of a force over a particular path.
  • the working element is formed by a Dehnstoffarbeitselement.
  • Dehnstoffarbeitsevoke are known (see, for example DE 20 2006 001 145 U1 ). With such an element lifting movements can be performed with great force.
  • Expansion elements have a pressure-resistant housing, which is open on one side. The open side is closed with a membrane or an elastomeric insert. On the membrane or the elastomer insert sits a working piston. The housing is filled with an expanding material, which expands when heated. Due to the expansion of the expansion material of the working piston is moved, whereby the working stroke is performed.
  • the lifting movement of the working piston of the expansion element can be transferred to the energy storage device in order to charge the energy storage device.
  • the working piston of the working element is preferably releasably connected to the firing pin,
  • a locking device which is unlocked only at the triggering temperature.
  • the locking device may comprise a solid material whose melting point for unlocking the firing pin corresponds to the triggering temperature.
  • the locking device also preferably has at least one locking element which is supported on this solid material when the firing pin is locked, but releases the firing pin after the solid material melts at the triggering temperature.
  • the solid material in the energy storage device is preferably provided at a position at which the Locking element supported with charged energy storage device.
  • the solid material may already have melted before the working element has charged the energy storage device.
  • the solid material blocking the locking means having a melting point corresponding to the triggering temperature may already be in liquid form when the working member charges the energy storage device.
  • the triggering temperature predetermined by the melting point of the solid material must have been reached in order to trigger the ignition and thus to burn off the fuel or explosive.
  • FIG. 1 is in a rocket motor 2 in the remote from the nozzle end portion of the combustion chamber 4, an early ignition device 1 in the immediate vicinity of the fuel 3 is arranged.
  • FIGS. 2 to 4 has the ceremonies and others, which are charged by the working element 6.
  • the energy storage device 7 represents a device that provides the energy in the form of a force over a certain path.
  • the energy storage device 7 may be formed as a compression spring 5.
  • the working element 6 is designed as an expansion element, ie it has an in FIGS. 2 to 4 not shown in detail housing, which is filled with an expanding material which expands when heated.
  • the open side of the housing is sealed with a diaphragm or elastomeric insert to actuate a working piston with the piston rod 12.
  • the lifting movement of the piston rod 12 is transmitted to the energy storage device 7 in order to charge the energy storage element 10 formed by the compression spring 11, so compress the compression spring 11.
  • the working element 6 and the energy storage device 7 are arranged on a base body 13.
  • the hot gases and particles formed when igniting the primer 16 exit via a bore 17 from the base body 13 to the fuel 3 (FIG. FIG. 1 ) or to ignite the explosive.
  • the firing pin 14 is slidably guided in the housing 18 of the energy storage device 7, which is fixed to the base body 13.
  • the compression spring 11 is arranged as a spiral spring about the firing pin 14 and is based on the one hand on an annular shoulder 19 at the ignition 15 facing the end of the firing pin 14 and on the other hand on an annular shoulder 20 on the inside of the housing 18.
  • the piston rod 12 of the working element 6 is releasably connected to the firing pin 14.
  • the piston rod 12 is attached via an arm 21 to a sleeve 22 which is guided on the outside of the housing 18 in the longitudinal direction displaceable.
  • the sliding sleeve 22 is firmly connected, for example with a screw 23 with a trigger part 24.
  • the trigger part 24 is according to FIG. 2 and 3 detachably connected to the firing pin 14 via a locking device 25.
  • the trigger part 24 facing the end of the firing pin 14 engages in a recess 27 of the trigger member 24 a.
  • Openings 29 are provided in which formed as balls locking elements 26 are arranged radially displaceable.
  • the locking elements 26 engage on the one hand in a groove formed as an annular recess 31 at one end of the firing pin 14, which in the locked position according to FIG. 2 is arranged in the recess 27 of the release part 24, while the locking elements or balls 26 radially outward according to FIG. 2 supported on the inside of the housing 18 of the energy storage device 7.
  • the firing pin 8 is accelerated by the energy storage device 7 and the compression spring 11 only to ignite the primer 16 when the locking of the firing pin 14 has been canceled by the locking device 25.
  • a socket solid material 32 whose melting point is equal to the triggering temperature.
  • the solid material 32 may be a solder, for example a bismuth and / or lead-containing solder.
  • the locking elements or balls 26 may deflect radially outward into the molten material 32.
  • the locking elements or balls 26 move out of the formed as an annular groove 31 grid recess in the firing pin 14, whereby the
  • the locking elements or balls 26 can move out of the recess 31 radially out into the molten material 32, the trigger part 24 facing flank 33 of the recess 31 is formed obliquely, so that by the tensioned compression spring 11 in the charged position of the energy storage device. 4 according to FIG. 3 a radial pressure is exerted to the outside on the locking elements 20.
  • the spring 11 is slightly biased to prevent that in the rest or starting position of the firing pin 14 and other moving parts of the energy storage device 7 can move in vibration, shock or the like and thus, for example Wear in the Teczündvorraum 1 lead.
  • the bias is only so low that the pressure of the spring 11 is not able to initiate the ignition.
  • the Dehnstoffarbeitselement 6 is provided with an expansion material 35 which is pressed at temperature increase through openings 40 in the cylinder chamber 36 to move the piston 38 and thus the firing pin 14 for charging the energy storage device 7, so for tensioning the spring 11.
  • a radially displaceable pin is provided, which engages in the rest or initial position of the early ignition device 1 in a conical recess 37 in the firing pin 14.
  • the ignition 15 is formed by a primer 16 which is arranged in an ignition holder 41. Otherwise, the Appelzündvoriques corresponds to FIG. 5 essentially according to FIGS. 2 to 4 ,

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Abstract

The early firing device (1) has an energy storage unit (7) that is recharged by heating and has an energy storage element (10). The energy is available in the form of a force. The energy storage element is made up of a spring (11).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Frühzündvorrichtung zum Abbrennen von Treibstoffen oder Explosivstoffen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a pre-ignition device for burning off fuels or explosives according to the preamble of claim 1.

Vor allem Festtreibstoffe für Raketen haben oft die Eigenschaft, dass sie bei höherer Temperatur schneller abbrennen und unter Umständen sogar detonieren. Wird der Treibstoff durch einen Unglücksfall, beispielsweise bei einem Brand auf einem Flugzeugträger langsam von außen bis zur Selbstentzündungstemperatur erhitzt, kann es vorkommen, dass der gesamte Treibstoff sich schlagartig entzündet und wie ein Detonationsstoff detoniert, mit oft verheerenden Auswirkungen auf Mensch und Umgebung. Um ein solches Unglück zu vermeiden, nimmt man, bevor die Detonation auftritt, lieber einen gezielten Abbrand des Treibstoffs in Kauf.Above all solid propellants for rockets often have the property that they burn off faster at higher temperatures and may even detonate. If the fuel is slowly heated from the outside to the autoignition temperature due to an accident, such as a fire on an aircraft carrier, all of the fuel may ignite abruptly and detonate like a detonator, often devastating human and environmental impact. To avoid such a disaster, one takes before the detonation occurs, rather a targeted burning of the fuel in purchasing.

Um einen Abbrand des Raketenmotors unterhalb der Selbstentzündungstemperatur des Treibstoffs herbeizuführen, ist es bekannt, in Raketenmotoren Frühzündvorrichtungen vorzusehen, die den Treibstoff bei einer definierten Auslösetemperatur entzünden, sich unterhalb der Auslösetemperatur jedoch passiv, also ohne jeglicher Gefahr einer ungewollten Entzündung verhalten.To bring about a burnup of the rocket motor below the auto-ignition temperature of the fuel, it is known to provide in rocket engines Frühzündvorrichtungen that ignite the fuel at a defined trip temperature, but behave passively below the triggering temperature, ie without any risk of unwanted ignition.

So ist aus DE 10 2008 025 218 B3 eine Frühzündvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei der der Schlagbolzen, der die Anzündung auslöst, mit einer Druckfeder als Energiespeichereinrichtung vorgespannt ist, wobei der Schlagbolzen in der vorgespannten Stellung mit einem hakenförmigen Bimetallelement arretiert ist, das in eine Rastausnehmung in dem Schlagbolzen eingreift. Bei Erwärmen auf Auslösetemperatur wird das Bimetallelement aus der Rastausnehmung gezogen und damit der federbelastete Schlagbolzen freigegeben. Dabei besteht jedoch die Gefahr, dass das Bimetallelement beispielsweise bei einem Schlag aus der Rastausnehmung austritt und damit die Zündung unbeabsichtigt ausgelöst wird.That's how it is DE 10 2008 025 218 B3 a Frühzündvorrichtung according to the preamble of claim 1, in which the firing pin, which triggers the ignition, is biased by a compression spring as an energy storage device, wherein the firing pin in the prestressed position with a hooked bimetallic element is locked, which engages in a latching recess in the firing pin. When heating to release temperature, the bimetallic element is pulled out of the recess and thus released the spring-loaded firing pin. However, there is the risk that the bimetal exits, for example in a blow from the recess and thus the ignition is triggered unintentionally.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Frühzündvorrichtung für Treibstoffe oder Explosivstoffe bereitzustellen, die zuverlässig bei einer bestimmten Temperatur den Treibstoff bzw. Explosivstoff gezielt entzündet, jedoch unterhalb dieser Temperatur keine Reaktion hervorruft.The object of the invention is to provide a Frühzündvorrichtung for fuels or explosives, which reliably ignites the fuel or explosive at a certain temperature, but does not cause a reaction below this temperature.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Frühzündvorrichtung erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.This is inventively achieved by the characterized in claim 1 Frühzündvorrichtung. In the subclaims advantageous embodiments of the invention are shown.

Nach der Erfindung ist die Energiespeichereinrichtung allein durch Erwärmung aufladbar, also ohne externe Energieversorgung, z. B. durch eine Batterie oder dergleichen.According to the invention, the energy storage device is charged by heating alone, so without external power supply, z. B. by a battery or the like.

Dabei ist die Energiespeichereinrichtung, also beispielsweise eine Feder, mit der der Schlagbolzen belastet wird, bei der bestimmungsgemäßen Temperatur des Treibstoffs bzw. Explosivstoffs nicht aufgeladen, also beispielsweise die Feder nicht gespannt. Unter der bestimmungsgemäßen Temperatur ist die Lager- und Betriebstemperatur des Treibstoffs bzw. Explosivstoffs zu verstehen, die beispielsweise maximal +85 °Celsius betragen kann. Vielmehr wird erfindungsgemäß die Energiespeichereinrichtung durch Erwärmung erst aufgeladen, wenn die bestimmungsgemäße Temperatur überschritten worden ist.In this case, the energy storage device, so for example a spring with which the firing pin is loaded, not charged at the intended temperature of the fuel or explosive, so for example, the spring is not tensioned. Under the intended temperature is the storage and operating temperature of the fuel or explosive to understand, which may be, for example, a maximum of +85 ° Celsius. Rather, according to the invention, the energy storage device is first charged by heating, when the intended temperature has been exceeded.

Die Auslösetemperatur, also die Temperatur, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgelöst wird, soll dabei möglichst weit oberhalb der bestimmungsgemäßen Temperatur liegen, aber auch möglichst weit unterhalb der Selbstentzündungstemperatur des Treibstoffs bzw. Explosivstoffs. So liegt bei einem Feststoffraketenmotor die Selbstentzündungstemperatur des Feststofftreibsatzes beispielsweise oberhalb 160°. D. h. wenn der Treibsatz auf diese Temperatur erwärmt wird, kann eine Deflagration und ggf. eine Explosion auftreten.The triggering temperature, ie the temperature at which the device according to the invention is triggered, should be as far above the intended temperature as possible, but also as far as possible below the autoignition temperature of the fuel or explosive. For example, in a solid rocket motor, the self-ignition temperature of the solid propellant is above 160 °. Ie. if the propellant is heated to this temperature, a deflagration and possibly an explosion may occur.

Bei Raketentreibstoff2n liegt daher die gewünschte Auslösetemperatur bei mindestens 90° Celsius, insbesondere mindestens 160° Celsius und höchstens 150° Celsius, insbesondere höchstens 130° Celsius. Umso mehr man mit der Auslösetemperatur an die Selbstentzündungstemperatur kommt, um so heftiger kann eine mögliche, explosive Reaktion ausfallen.For rocket fuel 2n, therefore, the desired triggering temperature is at least 90 ° Celsius, in particular at least 160 ° Celsius and at most 150 ° Celsius, in particular at most 130 ° Celsius. The more you get to the autoignition temperature with the release temperature, the more violent can be a possible, explosive reaction.

Damit wird erfindungsgemäß sichergestellt, dass der Treibstoff oder Explosivstoff unterhalb der Selbstentzündungstemperatur gezielt und kontrolliert abgebrannt wird.This ensures, according to the invention, that the fuel or explosive is burned off in a targeted and controlled manner below the autoignition temperature.

Die Energiespeichereinrichtung kann als Energiespeicherelement eine Feder, beispielsweise eine Druckfeder aufweisen. Sie kann jedoch auch durch ein anderes elastisches Element, ein komprimierbares Gasvolumen oder dergleichen gebildet sein. D. h. erfindungsgemäß kann die Energiespeichereinrichtung jede Einrichtung sein, die die Energie in Form einer Kraft über einen bestimmten Weg zur Verfügung stellt.The energy storage device can have a spring, for example a compression spring, as energy storage element. However, it may also be formed by another elastic element, a compressible gas volume or the like. Ie. According to the invention, the energy storage device may be any device that provides the energy in the form of a force over a particular path.

Vorzugsweise wird das Arbeitselement durch ein Dehnstoffarbeitselement gebildet. Dehnstoffarbeitselemente sind bekannt (vergleiche zum Beispiel DE 20 2006 001 145 U1 ). Mit einem solchen Element können Hubbewegungen mit großer Kraft ausgeführt werden. Dehnstoffarbeitselemente verfügen über ein druckfestes Gehäuse, welches auf einer Seite offen ist. Die offene Seite ist mit einer Membran oder einem Elastomereinsatz verschlossen. Auf der Membran bzw. dem Elastomereinsatz sitzt ein Arbeitskolben. Das Gehäuse ist mit einem Dehnstoff gefüllt, welcher sich bei Erwärmung ausdehnt. Durch die Ausdehnung des Dehnstoffes wird der Arbeitskolben bewegt, wodurch der Arbeitshub ausgeführt wird.Preferably, the working element is formed by a Dehnstoffarbeitselement. Dehnstoffarbeitselemente are known (see, for example DE 20 2006 001 145 U1 ). With such an element lifting movements can be performed with great force. Expansion elements have a pressure-resistant housing, which is open on one side. The open side is closed with a membrane or an elastomeric insert. On the membrane or the elastomer insert sits a working piston. The housing is filled with an expanding material, which expands when heated. Due to the expansion of the expansion material of the working piston is moved, whereby the working stroke is performed.

Die Hubbewegung des Arbeitskolben des Dehnstoffarbeitselements kann auf die Energiespeichereinrichtung übertragen werden, um die Energiespeichereinrichtung aufzuladen. Dazu ist vorzugsweise der Arbeitskolben des Arbeitselements mit dem Schlagbolzen lösbar verbunden, Zur lösbaren Verbindung des Arbeitskolbens mit dem Schlagbolzen ist vorzugsweise eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, die erst bei der Auslösetemperatur entriegelt wird.The lifting movement of the working piston of the expansion element can be transferred to the energy storage device in order to charge the energy storage device. For this purpose, the working piston of the working element is preferably releasably connected to the firing pin, For releasable connection of the working piston with the firing pin is preferably provided a locking device which is unlocked only at the triggering temperature.

Dazu kann die Verriegelungseinrichtung ein festes Material aufweisen, dessen Schmelzpunkt zur Entriegelung des Schlagbolzens der Auslösetemperatur entspricht. Die Verriegelungseinrichtung weist zudem vorzugsweise wenigstens ein Verriegelungselement auf, das sich bei verriegeltem Schlagbolzen auf diesem festen Material abstützt, nach Schmelzen des festen Materials bei der Auslösetemperatur den Schlagbolzen jedoch freigibt.For this purpose, the locking device may comprise a solid material whose melting point for unlocking the firing pin corresponds to the triggering temperature. The locking device also preferably has at least one locking element which is supported on this solid material when the firing pin is locked, but releases the firing pin after the solid material melts at the triggering temperature.

Dabei ist das feste Material in der Energiespeichereinrichtung vorzugsweise an einer Position vorgesehen, an der sich das Verriegelungselement bei aufgeladener Energiespeichereinrichtung abstützt.In this case, the solid material in the energy storage device is preferably provided at a position at which the Locking element supported with charged energy storage device.

Das feste Material kann ggf. auch schon geschmolzen sein, bevor das Arbeitselement die Energiespeichereinrichtung aufgeladen hat. D. h. das die Verriegelungseinrichtung blockierende feste Material mit einem Schmelzpunkt, der der Auslösetemperatur entspricht, kann bereits in flüssiger Form vorliegen, wenn das Arbeitselement die Energiespeichereinrichtung auflädt. Auch in diesem Fall muss zum Auslösen der Anzündung und damit zum Abbrennen des Treibstoffes bzw. Explosivstoffs die durch den Schmelzpunkt des festen Materials vorgegebene Auslösetemperatur erreicht worden sein.If necessary, the solid material may already have melted before the working element has charged the energy storage device. Ie. the solid material blocking the locking means having a melting point corresponding to the triggering temperature may already be in liquid form when the working member charges the energy storage device. In this case too, the triggering temperature predetermined by the melting point of the solid material must have been reached in order to trigger the ignition and thus to burn off the fuel or explosive.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert.The invention is explained in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing.

Darin zeigen, jeweils schematisch

  • Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Raketenmotor;
  • Figur 2 bis 4 einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Frühzündvorrichtung im Ausgangszustand bzw. aufgeladenem Zustand der Energiespeichereinrichtung bzw. nach Freigabe des' Schlagbolzens; und Figur 5 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Frühzündvorrichtung.
In it show, each schematically
  • FIG. 1 a longitudinal section through a rocket motor;
  • FIGS. 2 to 4 a section through an embodiment of the Frühzündvorrichtung in the initial state or charged state of the energy storage device or after release of the 'firing pin; and FIG. 5 a section through another embodiment of the Frühzündvorrichtung.

Gemäß Figur 1 ist in einem Raketenmotor 2 in dem von der Düse abgewandten Stirnbereich des Brennraums 4 eine Frühzündvorrichtung 1 in unmittelbarer Nähe des Treibstoffs 3 angeordnet.According to FIG. 1 is in a rocket motor 2 in the remote from the nozzle end portion of the combustion chamber 4, an early ignition device 1 in the immediate vicinity of the fuel 3 is arranged.

Gemäß Figur 2 bis 4 weist die Frühzündvorrichtung 1 zum Abbrennen des Treibstoffs 3 bei einer Auslösetemperatur, die unterhalb der Selbstentzündungstemperatur des Treibstoffs 3 liegt, ein Arbeitselement 6 und eine Energiespeichereinrichtung 7 auf, die durch das Arbeitselement 6 aufgeladen wird.According to FIGS. 2 to 4 has the Frühzündvorrichtung 1 for burning off the fuel 3 at a release temperature, the below the auto-ignition temperature of the fuel 3, a working element 6 and an energy storage device 7, which is charged by the working element 6.

Die Energiespeichereinrichtung 7 stellt eine Einrichtung dar, die die Energie in Form einer Kraft über einen bestimmten Weg zur Verfügung stellt. Dazu kann die Energiespeichereinrichtung 7 als Druckfeder 5 ausgebildet sein.The energy storage device 7 represents a device that provides the energy in the form of a force over a certain path. For this purpose, the energy storage device 7 may be formed as a compression spring 5.

Die in Figur 2 in der Ausgangsstellung dargestellte Energiespeichereinrichtung 7 wird durch Erwärmung des Arbeitselements 6 in die Figur 3 dargestellte Stellung aufgeladen, in der die Druckfeder 11 gespannt ist.In the FIG. 2 in the initial position energy storage device 7 is shown by heating the working element 6 in the FIG. 3 shown charged position in which the compression spring 11 is stretched.

Dazu ist das Arbeitselement 6 als Dehnstoffarbeitselement ausgebildet, d. h. sie verfügt über ein in Figur 2 bis 4 nicht im einzelnen dargestelltes Gehäuse, welches mit einem Dehnstoff gefüllt ist, welcher sich bei Erwärmung ausdehnt. Die offene Seite des Gehäuses ist mit einer Membran oder einem Elastomereinsatz verschlossen, um einen Arbeitskolben mit der Kolbenstange 12 zu betätigen.For this purpose, the working element 6 is designed as an expansion element, ie it has an in FIGS. 2 to 4 not shown in detail housing, which is filled with an expanding material which expands when heated. The open side of the housing is sealed with a diaphragm or elastomeric insert to actuate a working piston with the piston rod 12.

Die Hubbewegung der Kolbenstange 12 wird auf die Energiespeichereinrichtung 7 übertragen, um das durch die Druckfeder 11 gebildete Energiespeicherelement 10 aufzuladen, also die Druckfeder 11 zusammenzudrücken.The lifting movement of the piston rod 12 is transmitted to the energy storage device 7 in order to charge the energy storage element 10 formed by the compression spring 11, so compress the compression spring 11.

Das Arbeitselement 6 und die Energiespeichereinrichtung 7 sind auf einem Grundkörper 13 angeordnet.The working element 6 and the energy storage device 7 are arranged on a base body 13.

Durch die gemäß Figur 3 gespannte Druckfeder 11 wird ein Schlagbolzen 14 beschleunigt, der bei der Auslösetemperatur der Frühzündvorrichtung über Zündstifte 8 auf die ZündhütchenBy according to FIG. 3 tensioned compression spring 11, a firing pin 14 is accelerated, which at the release temperature of the early ignition device via firing pins 8 on the primer

16 schlägt, die in dem Grundkörper 7 angeordnet sind, um die Anzündung auszulösen. Die beim Zünden der Zündhütchen 16 gebildeten heißen Gase und Partikel treten über eine Bohrung 17 aus dem Grundkörper 13 aus, um den Treibstoff 3 (Figur 1) bzw. den Explosivstoff zu zünden.16, which are arranged in the base body 7 to trigger the ignition. The hot gases and particles formed when igniting the primer 16 exit via a bore 17 from the base body 13 to the fuel 3 (FIG. FIG. 1 ) or to ignite the explosive.

Der Schlagbolzen 14 ist in dem Gehäuse 18 der Energiespeichereinrichtung 7 verschiebbar geführt, die an dem Grundkörper 13 befestigt ist.The firing pin 14 is slidably guided in the housing 18 of the energy storage device 7, which is fixed to the base body 13.

Die Druckfeder 11 ist als Spiralfeder um den Schlagbolzen 14 angeordnet und stützt sich einerseits an einer Ringschulter 19 an dem der Anzündung 15 zugewandten Ende des Schlagbolzens 14 und andererseits an einer Ringschulter 20 an der Innenseite des Gehäuses 18 ab.The compression spring 11 is arranged as a spiral spring about the firing pin 14 and is based on the one hand on an annular shoulder 19 at the ignition 15 facing the end of the firing pin 14 and on the other hand on an annular shoulder 20 on the inside of the housing 18.

Um den Hub des Arbeitselements 6 auf die Druckfeder 11 zu übertragen, ist die Kolbenstange 12 des Arbeitselements 6 mit dem Schlagbolzen 14 lösbar verbunden.In order to transmit the stroke of the working element 6 to the compression spring 11, the piston rod 12 of the working element 6 is releasably connected to the firing pin 14.

Dazu ist die Kolbenstange 12 über einen Arm 21 an einer Hülse 22 befestigt, die an der Außenseite des Gehäuses 18 in Längsrichtung verschiebbar geführt ist. Die Schiebehülse 22 ist beispielsweise mit einer Schraube 23 mit einem Auslöseteil 24 fest verbunden.For this purpose, the piston rod 12 is attached via an arm 21 to a sleeve 22 which is guided on the outside of the housing 18 in the longitudinal direction displaceable. The sliding sleeve 22 is firmly connected, for example with a screw 23 with a trigger part 24.

Das Auslöseteil 24 ist gemäß Figur 2 und 3 mit dem Schlagbolzen 14 über eine Verriegelungseinrichtung 25 lösbar verbunden.The trigger part 24 is according to FIG. 2 and 3 detachably connected to the firing pin 14 via a locking device 25.

Dazu greift das dem Auslöseteil 24 zugewandte Ende des Schlagbolzen 14 in eine Ausnehmung 27 des Auslöseteils 24 ein. In der Umfangswand 28 des Auslöseteils 24 um die Ausnehmung 27 sind Öffnungen 29 vorgesehen, in denen als Kugeln ausgebildete Verriegelungselemente 26 radial verschiebbar angeordnet sind.For this purpose, the trigger part 24 facing the end of the firing pin 14 engages in a recess 27 of the trigger member 24 a. In the peripheral wall 28 of the release part 24 to the recess 27th Openings 29 are provided in which formed as balls locking elements 26 are arranged radially displaceable.

Zur lösbaren Verbindung der Umfangswand 28 und damit des Auslöseteils 24 mit dem Schlagbolzen 14 greifen die Verriegelungselemente 26 einerseits in eine als Ringnut ausgebildete Rastausnehmung 31 an dem einen Ende des Schlagbolzens 14 ein, welches in der verriegelten Stellung gemäß Figur 2 in der Ausnehmung 27 des Auslöseteils 24 angeordnet ist, während sich die Verriegelungselemente bzw. Kugeln 26 radial nach außen gemäß Figur 2 an der Innenseite des Gehäuses 18 der Energiespeichereinrichtung 7 abstützen.For releasably connecting the peripheral wall 28 and thus the trigger member 24 with the firing pin 14, the locking elements 26 engage on the one hand in a groove formed as an annular recess 31 at one end of the firing pin 14, which in the locked position according to FIG. 2 is arranged in the recess 27 of the release part 24, while the locking elements or balls 26 radially outward according to FIG. 2 supported on the inside of the housing 18 of the energy storage device 7.

Der Schlagbolzen 8 wird von der Energiespeichereinrichtung 7 bzw. der Druckfeder 11 erst beschleunigt, um die Zündhütchen 16 zu zünden, wenn die Verriegelung des Schlagbolzens 14 durch die Verriegelungseinrichtung 25 aufgehoben worden ist.The firing pin 8 is accelerated by the energy storage device 7 and the compression spring 11 only to ignite the primer 16 when the locking of the firing pin 14 has been canceled by the locking device 25.

Dazu ist an der Innenseite des Gehäuses 18 in der Position, in der sich die Verriegelungselemente bzw. Kugeln 26 in der aufgeladenen Position der Energiespeichereinrichtung 3 nach Figur 3 befinden, ein als Buchse ausgebildetes festes Material 32 angeordnet, dessen Schmelzpunkt gleich der Auslösetemperatur ist. Bei dem festen Material 32 kann es sich um ein Lot, beispielsweise ein wismut- und/oder bleihaltiges Lot handeln.For this purpose, on the inside of the housing 18 in the position in which the locking elements or balls 26 in the charged position of the energy storage device 3 after FIG. 3 are arranged, designed as a socket solid material 32 whose melting point is equal to the triggering temperature. The solid material 32 may be a solder, for example a bismuth and / or lead-containing solder.

Beim Schmelzpunkt des festen Materials 32 und damit der Auslösetemperatur können die Verriegelungselemente oder Kugeln 26 radial nach außen in das geschmolzene Material 32 ausweichen. Damit bewegen sich die Verriegelungselemente bzw. Kugeln 26 aus der als Ringnut 31 ausgebildeten Rasterausnehmung in dem Schlagbolzen 14 heraus, wodurch derAt the melting point of the solid material 32, and thus the firing temperature, the locking elements or balls 26 may deflect radially outward into the molten material 32. Thus, the locking elements or balls 26 move out of the formed as an annular groove 31 grid recess in the firing pin 14, whereby the

Schlagbolzen 14 freigegeben wird, um die Anzündung 15 zu zünden.Striker 14 is released to ignite the ignition 15.

Damit sich die Verriegelungselemente bzw. Kugeln 26 aus der Rastausnehmung 31 heraus radial in das geschmolzene Material 32 verschieben können, ist die dem Auslöseteil 24 zugewandte Flanke 33 der Rastausnehmung 31 schräg ausgebildet, so dass durch die gespannte Druckfeder 11 in der aufgeladenen Position der Energiespeichereinrichtung 4 gemäß Figur 3 ein radialer Druck nach außen auf die Verriegelungselemente 20 ausgeübt wird.Thus, the locking elements or balls 26 can move out of the recess 31 radially out into the molten material 32, the trigger part 24 facing flank 33 of the recess 31 is formed obliquely, so that by the tensioned compression spring 11 in the charged position of the energy storage device. 4 according to FIG. 3 a radial pressure is exerted to the outside on the locking elements 20.

In der Figur 2 dargestellten Ausgangs- oder Ruheposition der Frühzündvorrichtung 1 ist die Feder 11 leicht vorgespannt, um zu verhindern, dass sich in der Ruhe- oder Ausgangsposition der Schlagbolzen 14 und andere bewegliche Teile der Energiespeichereinrichtung 7 bei Vibrationen, Schlägen oder dergleichen bewegen können und damit beispielsweise zu einem Verschleiß in der Frühzündvorrichtung 1 führen. Freilich ist die Vorspannung nur so gering, dass der Druck der Feder 11 nicht in der Lage ist, die Zündung einzuleiten.In the FIG. 2 illustrated starting or rest position of the Frühzündvorrichtung 1, the spring 11 is slightly biased to prevent that in the rest or starting position of the firing pin 14 and other moving parts of the energy storage device 7 can move in vibration, shock or the like and thus, for example Wear in the Frühzündvorrichtung 1 lead. Of course, the bias is only so low that the pressure of the spring 11 is not able to initiate the ignition.

Die in Figur 2 dargestellte Ausgangs- oder Ruhestellung nimmt die Frühzündvorrichtung 1 während der bestimmungsgemäßen Temperatur, also der Lager- und Betriebstemperatur des Treibstoffs 3 bzw. Explosivstoffs ein. Bei einer Temperaturerhöhung über diese bestimmungsgemäße Temperatur des Treibstoffs 3 bzw. Explosivstoffs fährt das Arbeitselement 6 bis zum Erreichen der Auslösetemperatur die Kolbenstange 12 aus. Dieser Kolbenhub wird auf die Druckfeder 11 übertragen und spannt diese vor. In dieser gespannten Position stützen sich die Verriegelungselemente bzw. Kugeln 26 gemäß Figur 3 radial an dem als Buchse ausgebildeten festen Material 32 ab. Erhöht sich nun die Temperatur der Frühzündvorrichtung 1 auf die Schmelztemperatur des festen Materials 32 können die Verriegelungselemente bzw. Kugeln 26 radial ausweichen, wodurch der Schlagbolzen 14 freigegeben wird. Der Schlagbolzen 14 schlägt damit auf die Anzündung 15 und zündet diese. Damit wird der Treibstoff 3 bzw. Explosivstoff durch die aus der Bohrung 17 austretenden heißen Gase und Partikel gezündet.In the FIG. 2 illustrated initial or rest position takes the Frühzündvorrichtung 1 during the intended temperature, so the storage and operating temperature of the fuel 3 or explosive. At a temperature increase above this intended temperature of the fuel 3 or explosive, the working element 6 moves until reaching the release temperature, the piston rod 12. This piston stroke is transmitted to the compression spring 11 and biases it. In this tensioned position, the locking elements or balls 26 are supported according to FIG. 3 radially on the formed as a socket solid material 32 from. Increases now the temperature of the Frühzündvorrichtung 1 to the melting temperature of the solid material 32, the locking elements or balls 26 can dodge radially, whereby the firing pin 14 is released. The firing pin 14 thus strikes the ignition 15 and ignites it. Thus, the fuel 3 or explosive is ignited by the emerging from the bore 17 hot gases and particles.

Für die Ausführungsform nach Figur 5 werden für gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern verwendet.For the embodiment according to FIG. 5 the same reference numbers are used for the same parts.

Während bei der Ausführungsform nach Figur 2 - 4 das Arbeitselement 6 neben der Energiespexchereinrichtung 7 auf dem Grundkörper 13 angeordnet ist, und zwar mit parallel angeordneter Kolbenstange 12 des Arbeitselements 6 sowie Schlagbolzen 14 der Energiespeichereinrichtung 7, ist bei der Ausführungsform nach Figur 4 die Kolbenstange 12 des Dehnstoffarbeitselements 6 axial zu dem Schlagbolzen 14 der Energiespeichereinrichtung 7 angeordnet. Dabei ist die Kolbenstange 12 direkt an dem Auslöseteil 24 befestigt.While in the embodiment according to Figure 2-4 the working element 6 is arranged next to the energy storage device 7 on the base body 13, with a parallel piston rod 12 of the working element 6 and the firing pin 14 of the energy storage device 7, in the embodiment according to FIG. 4 the piston rod 12 of the expansion element 6 is arranged axially to the firing pin 14 of the energy storage device 7. In this case, the piston rod 12 is attached directly to the trigger part 24.

Das Dehnstoffarbeitselement 6 ist mit einem Dehnstoff 35 versehen, der bei Temperaturerhöhung über Durchtrittsöffnungen 40 in den Zylinderraum 36 gedrückt wird, um den Kolben 38 und damit den Schlagbolzen 14 zum Aufladen der Energiespeichereinrichtung 7, also zum Spannen der Feder 11 zu verschieben.The Dehnstoffarbeitselement 6 is provided with an expansion material 35 which is pressed at temperature increase through openings 40 in the cylinder chamber 36 to move the piston 38 and thus the firing pin 14 for charging the energy storage device 7, so for tensioning the spring 11.

Als Verriegelungselement 26 ist bei der Ausführungsform nach Figur 5 ein radial verschiebbarer Stift vorgesehen, der in der Ruhe- oder Ausgangsposition der Frühzündvorrichtung 1 in eine konische Ausnehmung 37 in dem Schlagbolzen 14 eingreift.As a locking element 26 is in the embodiment according to FIG. 5 a radially displaceable pin is provided, which engages in the rest or initial position of the early ignition device 1 in a conical recess 37 in the firing pin 14.

Die Anzündung 15 wird durch ein Zündhütchen 16 gebildet, das in einem Zündhalter 41 angeordnet ist. Ansonsten entspricht die Frühzündvorrichtung nach Figur 5 im wesentlichen der nach Figur 2 bis 4.The ignition 15 is formed by a primer 16 which is arranged in an ignition holder 41. Otherwise, the Frühzündvorrichtung corresponds to FIG. 5 essentially according to FIGS. 2 to 4 ,

Claims (11)

Frühzündvorrichtung zum Abbrennen von Treibstoffen (3) oder Explosivstoffen mit einer Auslösetemperatur, die unterhalb der Selbstentzündungstemperatur des Treibstoffs (3) oder Explosivstoffs liegt, wobei mindestens eine Energiespeichereinrichtung (7) zum Auslösen einer Anzündung (15) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinrichtung (7) durch Erwärmung aufladbar ist.Pre-ignition device for burning off fuels (3) or explosives with a release temperature below the autoignition temperature of the fuel (3) or explosive, wherein at least one energy storage device (7) is provided for triggering an ignition (15), characterized in that the energy storage device (7) is chargeable by heating. Frühzündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinrichtung (7) ein Energiespeicherelement (10) aufweist, das die Energie in Form einer Kraft über einen bestimmten Weg zur Verfügung stellt.Pre-ignition device according to claim 1, characterized in that the energy storage device (7) comprises an energy storage element (10) which provides the energy in the form of a force over a certain path. Frühzündvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicherelement (10) durch eine Feder (11) gebildet wird.Early ignition device according to claim 2, characterized in that the energy storage element (10) by a spring (11) is formed. Frühzündvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinrichtung (7) durch die Längenänderung eines Arbeitselements (6), das sich bei Erwärmung ausdehnt, aufladbar ist.Pre-ignition device according to one of the preceding claims, characterized in that the energy storage device (7) by the change in length of a working element (6) which expands when heated, is rechargeable. Frühzündvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die Energiespeichereinrichtung (7) beschleunigbarer Schlagbolzen (14) zur Auslösung der Anzündung (15) und eine Verriegelungseinrichtung (25) zur Verriegelung des Schlagbolzens (14) vorgesehen ist, wobei die Verriegelungseinrichtung (25) erst bei der Auslösetemperatur entriegelbar ist.Pre-ignition device according to one of the preceding claims, characterized in that a by the energy storage device (7) acceleratable firing pin (14) for triggering the ignition (15) and a locking device (25) for locking the firing pin (14) is provided, wherein the locking device (25) is unlocked only at the triggering temperature. Frühzündvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (25) zur Verriegelung des Schlagbolzens (14) ein festes Material (32) aufweist, dessen Schmelzpunkt zur Entriegelung des Schlagbolzens (14) der Auslösetemperatur entspricht.Early ignition device according to claim 5, characterized in that the locking device (25) for locking the firing pin (14) has a solid material (32) whose melting point for unlocking the firing pin (14) corresponds to the triggering temperature. Frühzündvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (25) ein Verriegelungselement (26) aufweist, das sich bei verriegeltem Schlagbolzen (14) auf dem festen Material (32) abstützt, wobei nach dem Schmelzen des festen Materials (32) der Schlagbolzen (14) freigegeben wird.A pre-ignition device according to claim 6, characterized in that the locking device (25) comprises a locking element (26) which is supported on the solid material (32) when the firing pin (14) is locked, whereby after firing the solid material (32) the firing pin (14) is released. Frühzündvorrichtung nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Energiespeichereinrichtung (7) das feste Material (32) an einer Position vorgesehen ist, an der sich das Verriegelungselement (26) bei aufgeladener Energiespeichereinzichtung (7) abstützt.Pre-ignition device according to claim 4 and 7, characterized in that in the energy storage device (7), the solid material (32) is provided at a position at which the locking element (26) is supported when charged Energiespeichereinzichtung (7). Frühzündvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Material (32), dessen Schmelzpunkt der Auslösetemperatur entspricht, vor dem Aufladen der Energiespeichereinrichtung (7) schmelzbar ist.Early ignition device according to one of the preceding claims, characterized in that the solid material (32) whose melting point corresponds to the triggering temperature, before the charging of the energy storage device (7) is meltable. Frühzündvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitselement (6) ein Dehnstoffarbeitselement ist.Pre-ignition device according to claim 4, characterized in that the working element (6) is a Dehnstoffarbeitselement. Frühzündvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (26) in einem Auslöseteil (24) radial verschiebbar angeordnet ist, welches mit dem Arbeitselement (6) verbunden ist und in der verriegelten Stellung des Schlagbolzens (14) in eine Rastausnehmung (31) in dem Schlagbolzen (14) eingreift.Early ignition device according to claim 7, characterized in that the locking element (26) is arranged radially displaceably in a triggering part (24) which is connected to the working element (6) and in the locked position of the firing pin (14) into a latching recess (31). in the firing pin (14) engages.
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