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Dokumentenidentifikation DE69408112T2 02.07.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0657352
Titel Pneumatische Auswurfvorrichtung
Anmelder Aérospatiale Société Nationale Industrielle, Paris, FR
Erfinder Aubret, Jean-Pierre, F-33200 Bordeaux, FR
Vertreter P. Meissner und Kollegen, 14199 Berlin
DE-Aktenzeichen 69408112
Vertragsstaaten CH, DE, ES, LI
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 14.11.1994
EP-Aktenzeichen 944025592
EP-Offenlegungsdatum 14.06.1995
EP date of grant 21.01.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.07.1998
IPC-Hauptklasse B64G 1/64
IPC-Nebenklasse F41F 7/00   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum pneumatischen Auswerfen eines Gegenstandes aus einer Struktur.

Bei einer bevorzugten Anwendung der Erfindung sind die Objekte, die von der Vorrichtung aus der Struktur ausgeworfen werden sollen, vor allem, wenn auch nicht ausschließlich, Mikrosatelliten zum Beispiel mit wissenschaftlichen Ausrüstungen oder Geräten, die von Satelliten nach einer vorbestimmten Flugbahn gestartet werden, um antriebslos eine gewünschte Umlaufbahn oder ein genaues Ziel zu erreichen. Natürlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zu anderen Zwecken verwendet werden, bei denen ein wissenschaftliches, militärisches oder anderes Objekt aus einer Struktur, beispielsweise einem Luftfahrzeug, einem Schiff, einem Unterseeboot, einem Fahrzeug oder einer terrestrischen Station, nach einer Flugbahn zu einem bestimmten Punkt oder Ziel ausgeworfen werden soll.

Auswurfvorrichtungen dieser Art, die auch als Auswerfer bezeichnet werden, sind bereits bekannt. Sie haben im allgemeinen eine Gleitvorrichtung, die aus einem mit der Struktur verbundenen Gehäuse und einem: gleitend am Gehäuse angebrachten beweglichen Organ mit dem auszuwerfenden Objekt besteht. Außerdem sind pneumatische Druckmittel vorhanden, die mit der Vorrichtung zum Auswerfen des Objekts durch Gleiten des objekttragenden Organs aus einer eingefahrenen in eine ausgefahrene Stellung in Verbindung stehen. Ein steuerbarer Haltemechanismus verriegelt das Objekt am Gleitorgan, wenn sich die Vorrichtung bei eingefahrener Stellung des Organs zu Beginn in Lagerungsstellung befindet. Wenn die Vorrichtung nach Betätigung in ihre abschließende Auswurfstellung übergeht, gibt der Haltemechanismus das Objekt vom Organ frei, das dann unter dem Einfluß des aus den pneumatischen Mitteln austretenden Druckgases in seine Ausgangsstellung gleitet, um das Objekt in eine vorbestimmte Flugbahn auszuwerfen, die von der Auswurfgeschwindigkeit des Gleitorgans abhängig ist, die ihrerseits von dem auf dieses durch die pneumatischen Mittel ausgeübten Druck abhängt.

Diese bekannten Auswurfvorrichtungen führen zwar zu befriedigenden Ergebnissen, haben jedoch Nachteile, die zunächst einmal strukturbedingt sind. So sind die pneumatischen Druckmittel in einem bestimmten Abstand von der Gleitvorrichtung angebracht, so daß Leitungen und Anschlüsse erforderlich sind, durch die die Vorrichtung komplizierter wird und ihre Masse zunimmt. Bei Anwendung dieser Vorrichtungen für Weltraumzwecke stellt dies aufgrund der zusätzlichen Masse und Abmessungen, die durch diese Vorrichtungen mit getrennten pneumatischen Auswurfmitteln entstehen, ein beträchtliche Beeinträchtigung dar. Die betriebsmäßigen Nachteile bestehen darin, daß diese Vorrichtungen trotz der mechanischen Sicherungen insbesondere an der Durchführung der Druckgase ungewollt (z.B. durch die ungewollte Abstellung des Haltemechanimsus) mit allen sich daraus ergebenden Folgen in Betrieb genommen werden können. Da der Druck innerhalb der pneumatischen Mittel, dem dann das Gleitorgan ausgesetzt ist, hoch ist (mehrere Bar), führt der ungewollte Betrieb des Auswerfers, z.B. wenn sich dieser in einer anfänglichen Lagerungsstellung am Boden befindet, dazu, daß das Objekt mit maximaler Energie, die vom gespeicherten Innendruck abhängig ist, herausgeschleudert wird.

Dokument FR-A-2 616 856 zeigt eine Vorrichtung nach der Einleitung von Anspruch 1.

Ziel dieser Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen. Dazu bezieht sie sich auf eine Auswurfvorrichtung, die durch durch ihre Konzeption dazu beiträgt, Abmessungen und Masse der Vorrichtung zu verringern und ihre Wirkung bei ungewolltem Betrieb zu minimieren.

Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung zum pneumatischen Auswerfen eines Objekts aus einer Struktur mit:

- einer Gleiteinheit mit Gehäuse, das mit der Struktur verbunden werden kann, und einem am Gehäuse angebrachten beweglichen Organ, an dem das Objekt angebracht werden kann;

- pneumatischen Mitteln zum Auswurf des Objekts durch Gleiten des Orgaris mit Objekt aus einer eingefahrenen in eine ausgefahrene Stellung; und

- einer steuerbaren Haltevorrichtung, die das Objekt am Organ, wenn sich dieses in eingefahrener Stellung befindet, verriegelt und das Objekt vom Organ zur Betätigung der pneumatischen Auswurfmittel freigibt;

erfindungsgemäß dadurch bemerkenswert, daß die pneumatischen Auswurfmittel in die Gleiteinheit integriert sind und mit dieser einen dichten umschlossenen Raum von veränderlichem Volumen zwischen Organ und Gehäuse bilden, und dadurch, daß der dichte umschlossene Raum in Lagerungsstellung der Vorrichtung bei einem Anfangs-Außendruck infolge eines Innendrucks, der etwa gleich dem Anfangs- Außendruck ist, ein Kleinstvolumen und in Auswurfstellung bei einem End-Außendruck, der niedriger als der Anfangs-Außendruck ist, unter dem Einfluß des auf das Organ wirkenden Innendrucks ein Größtvolumenn aufweist.

Durch die Anordnung der pneumatischen Mittel in Form eines dichten umschlossenen Raums von veränderlichem Volumen um die Gleiteinheit herum ermöglicht die Erfindung so eine ausgezeichnete Kompaktheit der Vorrichtung und eine Massereduzierung, die bei einer Anwendung für Weltraumzwecke besonders wertvoll sind. Außerdem nutzt die Vorrichtung die Änderung des Außendrucks während der verschiedenen Betriebsphasen der Auswurfvorrichtung, um einerseits die Sicherheit der Umgebung in der anfänglichen Lagerungsstellung und andererseits den Start des Objekts beim übergang in die End-Auswurfstellung zu gewährleisten.

Da der Innendruck des umschlossenen Raums in der anfänglichen Lagerungsstellung der Vorrichtung am Boden gleich dem Außendruck (d.h. dem Luftdruck) ist, erfolgt der Auswurf des Objekts bei un gewolltem Betrieb mit einerlediglich durch die Struktur des dichten umschlossenen Raumes bedingten Minimalenergie, die sich in einer geringen Auswurfgeschwindigkeit des Objekts äußert. Bei einem Einsatz im Weltraum und bei gesteuerter Vorrichtung erfolgt der Auswurf des Objekts hingegen mit maximaler Energie, da die Druckdifferenz zwischen dem Innendruck des im umschlossenen Raum gespeicherten Gases (gleich 1 bar) und dem Außendruck (nahe 0 bar) maximal ist. Dazu kommt die Eigenenergie der Struktur des umschlossenen Raums. Das Objekt folgt dann der vorbestimmten Flugbahn, die von der zugeführten Energie abhängig ist.

In einer bevorzugten Ausführungsart wird der dichte umschlossene Raum von einem äußeren Faltenbalg um die Gleiteinheit herum begrenzt, der mit seinen Enden dicht abschließend am Gehäuse und am Organ angebracht ist. Bemerkenswert ist die technisch einfache und zuverlässige Ausführung des dichten umschlossenen Raumes. Bei ungewolltem Betrieb der Vorrichtung in der anfänglichen Lagerungsstellung besteht die einzige Antriebskraft zum Auswerfen des Objekts somit nur in der Federkraft des Faltenbalges, die sich in einer verhältnismäßig niedrigen Auswurfgeschwindigkeit äußert. Um einen einwandfreien mechanischen Halt des äußeren Faltenbalges zu gewährleisten, besteht dieser aus Metall und hat zum Beispiel einen zickzackförmigen, vorzugsweise welligen Querschnitt.

Das Gehäuse hat beispielsweise einen zylindrischen Teil, an dem das Organ gleiten kann, und einen Ansatz am Ende des zylindrischen Teils, an dem dicht abschließend eins der Enden des äußeren Faltenbalges angebracht ist. Das Gleitorgan kann um den zylindrischen Teil des Gehäuses herum angebracht sein und einen Querteller haben, auf dem das auszuwerfende Objekt aufliegt und an dem dicht abschließend das andere Ende des Faltenbalges angebracht ist.

In einer ersten Ausführung setzt sich der Teller des Organs in einem zylindrischen Mantel fort, der gleitend und dicht abschließend am zylindrischen Teil des Gehäuses angebracht ist. In einer zweiten Ausführung ist zwischen dem Querteller des Gleitorgans und dem Gehäuseansatz dicht abschließend ein innerer Hilfsfaltenbalg angeordnet, der zusammen mit dem äußeren Faltenbalg das veränderliche Volumen des dichten umschlossenen Raumes begrenzt. Entsprechend der zu übertragenden Auswurfgeschwindigkeit werden der oder die Faltenbälge mit den am besten geeigneten mechanischen Merkmalen (Steifigkeit, Wellenzahl, Durchbiegung usw.) gewählt. Vorteilhafterweise ist am Gehäuse ein Endanschlag für das Gleitorgan vorgesehen.

Außerdem ist der steuerbare Haltemechanismus in einer axialen Durchführung der Einheit angeordnet, um das auszuwerfende Objekt am Gleitorgan der Einheit in eingefahrener Stellung zu verriegeln.

Insbesondere kann der Haltemechanismus umfassen:

- eine Stange, die koaxial in der Durchführung der Einheit angeordnet ist und von der ein erstes Ende ein Gewinde und eine Druckmutter hat, die am Boden des Gehäuses, der dem auszuwerfenden Objekt entgegengesetzt ist, anliegt;

- eine Verbindungswelle als koaxiale Verlängerung der Stange, mit der das Objekt durch sein erstes Ende verbunden ist;

- eine axial gespaltene Mutter, die auf das zweite Gewindeende der Welle aufgeschraubt ist und das zweite Ende der Stange gegenüber dem Gewindeende der Welle umgibt;

- einen Verriegelungsring, der gleitend um die Spaltmutter herum angebracht ist, um diese in ihrer an der Welle angeschraubten Stellung zu halten;

- einen um den Ring herum angeordneten Kolben, der längs der axialen Durchführung gleiten kann, wobei der Kolben axial mit dem Verriegelungsring verbunden ist; und

- eine steuerbare Leistungsquelle, die mit dem Gehäuse verbunden ist und bei Betätigung den Kolben und den Ring axial verschiebt, der die Spaltmutter freigibt, so daß die Welle mit dem Objekt von der Stange getrennt wird.

Bei der steuerbaren Leistungsguelle des Haltemechanismus kann es sich zum Beispiel um einen Sprengstoff handeln.

Die Figuren der beigefügten Zeichnung erleichtern das Verständnis dafür, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. In diesen Figuren werden ähnliche Elemente mit identischen Bezugszahlen bezeichnet.

Figur 1 stellt im Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Auswurfvorrichtung in anfänglicher Lagerungsstellung dar, in der das auszuwerfende Objekt an der Vorrichtung durch den Haltemechanismus verriegelt ist.

Di& Figuren 2, 3 und 4 stellen im Axialschnitt die aufeinanderfolgenden Betriebsphasen der Vorrichtung nach der gesteuerten Abstellung des Haltemechanismus bis zur abschließenden Auswurfstellung dar, in der das Objekt gestartet wird.

Die in Figur 1 gezeigte Auswurfvorrichtung 1 hat den Zweck, den pneumatischen Start eines Objekts A beispielsweise der oben definierten Art aus einer nicht dargestellten Struktur, bei der es sich um einen Satelliten handeln kann, zu gewährleisten.

Die Vorrichtung 1 umfaßt dann eine Gleiteinheit 2, die aus einem mit der Struktur verbundenen Gehäuse 3 und einem Gleitorgan 4 zur Aufnahme von Objekt A besteht, pneumatische Mitteln 5 zum Auswurf des Objekts durch Gleiten des Organs aus einer eingefahrenen in eine ausgefahrene Stellung und einen steuerbaren Haltemechanismus 6, der das Objekt am Organ 4 verriegelt, wenn dieses eingefahren ist, und das Objekt zur Betätigung der pneumatischen Auswurfmittel 5 vom Organ freigibt.

Die Gleiteinheit 2 hat eine generell zylindrische Form mit der Längsachse X-X, und das bewegliche Organ 4 entspricht einem Gleitkolben. In der anfänglichen sogenannten Lagerungsstellung der Vorrichtung, die in Figur 1 veranschaulicht ist, befindet sich das Organ 4 gegenüber dem festen Gehäuse 3 in eingefahrener Stellung.

Erfindungsgemäß sind die pneumatischen Auswurfmittel 5 der Vorrichtung direkt in die Gleiteinheit 2 integriert und bilden mit dieser einen dichten umschlossenen Raum 7 mit veränderlichem Volumen, der sich zwischen dem Gehäuse 3 und dem Organ 4 befindet und ein Druckgas enthält, dessen Merkmale, insbesondere der Druck, später angeführt werden. Vor allem wird der dichte umschlossene Raum 7 durch einen Faltenbalg 8 begrenzt, der etwa konzentrisch zur X-X-Achse die Einheit 2 umgibt und mit seinen Enden 8A und 8B am Gehäuse 3 bzw. am Organ 4 angebracht ist.

Wie Figur 1 zeigt, hat das Gehäuse 3 der Gleiteinheit einen zylindrischen Teil 3A, an dem das Organ 4 gleiten kann und der in einem Queransatz 3B endet, der gegenüber dem zylindrischen Teil 3A aufgeweitet ist. Das Organ 4 hat in diesem Ausführungsbeispiel einen seitlichen zylindrischen Mantel 4A, der dicht um den zylindrischen Teil 3A des Gehäuses herum angebracht ist und in einem Querteller 4B endet, der parallel zum Queransatz 3B des Gehäuses verläuft und einen etwa gleichen Durchmesser wie der Ansatz hat. Die Enden 8A und 8B des Faltenbalgs werden dicht abschließend in der Nähe des Randes von Ansatz 3B des Gehäuses und von Teller 4B des Organs angebracht. Der dichte umschlossene Raum 7 hat ein ringförmiges Volumen, das vom inneren seitlichen Mantel 4A, dem äußeren Faltenbalg 8 sowie dem Teller 4B und dem Ansatz 3B der Gleiteinheit 2 begrenzt wird. Außerdem ist in Figur 1 zu bemerken, daß sich in der anfänglichen Lagerungsstellung von Vorrichtung 1, in der das Organ 4 eingefahren und das Volumen des umschlossenen Raumes 7 klein ist, der seitliche Mantel 4A des Organs durch seine Quer- Endfläche 4C etwa in Kontakt mit dem Ansatz befindet. Außerdem ist ein Anschlag 9 durch Schrauben 10 fest auf die Quer-Endfläche 3C des zylindrischen Teils 3A des Gehäuses aufgesetzt, der in eine Längsnut 4D eingreift, die im seitlichen Mantel 4A vorgesehen ist, jedoch nicht bis in die Querfläche 4C reicht. Dieser Anschlag 9 dient somit für das Gleitorgan 4, wenn dieses unter dem Einfluß der pneumatischen Mittel 5 von seiner eingefahrenen Stellung in die ausgefahrene Stellung übergeht, als Endanschlag.

Zu den pneumatischen Mitteln ist zu sagen, daß die Füllung des dichten umschlossenen Raumes 7 mit Druckluft über eine Öffnung 3D im Gehäuseansatz 3B erfolgt, die anschließend mit einem Stopfen 3E verschlossen wird. Der Innendruck im dichten umschlossenen Raum 7 hat in der Anfangsstellung der Auswurfvorrichtung 1 eine Größenordnung von 1 bar und entspricht vorteilhafterweise dem äußeren Luftdruck. Wenn die Vorrichtung am Boden gelagert ist, sind der Innen- und der Außendruck somit identisch. Der äußere Faltenbalg 8 des umschlossenen Raums besteht zum Beispiel äus Metall, und die Falten 8C, aus denen er gebildet wird, haben, wie besonders Figur 1 zeigt, eine wellige Zickzackform.

Das auszuwerfende Objekt A wird auf die Außenseite des Quertellers 4B des Organs, die dessen Innenseite mit dem anliegenden Faltenbalg entgegengesetzt ist, aufgesetzt und hier durch den Haltemechanismus 6 gehalten. In Figur 1 ist zu sehen, daß das Objekt A eine Auflagefläche A1 hat, die am Querteller 4B des Organs anliegt, und daß der Haltemechanismus 6 in einer axialen Durchführung 3F des Gehäuses 3 der Gleiteinheit angebracht ist, um das Objekt gegenüber der Gleiteinheit durch Andrücken an den Querteller 4B des Gleitorgans zu verriegeln.

Dazu hat der Haltemechanismus 6 eine Stange 11, eine Druckmutter 12 für die Stange, eine Verbindungswelle 13, eine axial gespaltene Mutter 14, einen Verriegelungsring 15, einen Gleitkolben 16 und eine steuerbare Leistungsguelle 17.

Wie insbesondere Figur 1 zeigt, ist die Stange 11 koaxial in der Durchführung 3F des Gehäuses angeordnet und hat ein erstes Gewindeende 11A, auf das die Druckmutter 12 aufgeschraubt ist. Diese liegt mit einem äußeren Rand 12A an einem Boden 3G an, der fest am Ansatz 3B des Gehäuses angesetzt ist und den axialen Durchgang 3F verschließt. Gegenüber dem Boden 3G des festen Ansatzes kann die Mutter 12, mit der.die Stange verbunden ist, wie in Figur 4 zu sehen nach unten gleiten. Das zweite Ende 11B der Stange ist glatt und endet etwa in der Höhe des Quertellers 4B von Organ 4. Die Verbindungswelle 13 befindet sich in der axialen Verlängerung des freien Endes 11B der Stange und hat Gewindeenden 13A, 13B. Das erste Gewindeende 13A wirkt mit einer Gewindebohrung A2 in der Auflagefläche A1 von Objekt A zusammen, während das zweite Gewindeende 13B dem zweiten glatten Ende 11B von Stange 11 gegenüberliegt.

Diese beiden einander gegenüberliegenden Enden 11B und 13B sind miteinander durch die Spaltmutter 14 verbunden, die aus zwei oder mehr identischen Teilen bestehen kann, die aneinander angelegt eine einteilige Mutter darstellen, um die gewünschte Befestigung zu gewährleisten. Dazu umgibt der Verriegelungsring 15 gleitend die gesamte Spaltmutter 14 und ermöglicht die zeitweilige Blockierung der Bestandteile der Mutter, im vorliegenden Ausführungsbeispiel der beiden Bestandteile 14A und 14B. Die so blockierten Mutterteile sind so gestaltet, daß sie auf das zweite Gewindeende 13B der Verbindungswelle 13 aufgeschraubt werden und wie ein Lager das zweite glatte Ende 11B der Stange umgeben können. Der Verriegelungsring 15 erstreckt sich mindestens über die gesamte Länge der Spaltmutter, um diese wirksam blockieren zu können. In Figur 1 ist zu sehen, daß das untere Ende 15A des Ringes innen kegelförmig ist, während sein oberes Ende 15B an der Verbindungswelle 13 mittels Steckverbindung angebracht ist.

Der Kolben 16 umgibt den Verriegelungsring 15. Er ist gleitend und dicht abschließend in der axialen Durchführung 3F von Gehäuse 3 angebracht. Der Kolben 16 hat an seinem oberen Ende 16A, an dem mittig die Auflagefläche A1 des Objekts angebracht ist, einen inneren ringförmigen Rand 16B, der sich an einen Außenbund 15C am äußeren Rand von Ring 15 anlegt, so daß zwischen Kolben und Ring eine axiale Verbindung hergestellt wird. Das untere Ende 16C des Kolbens ist aufgeweitet und endet in einem äußeren ringförmigen Rand 16D, der dicht in einem entsprechenden aufgeweiteten Teil 3H der axialen Durchführung 3F angebracht ist. Damit entsteht zwischen dem äußeren Rand 16D des Kolbens und der durch einen Ansatz 3J gebildeten Querschnittsänderung der Durchführung 3F eine ringförmige Kammer 3I. In diese Kammer mündet quer eine im Gehäuseansatz vorgesehene Leitung 3K, die mit der steuerbaren Leistungsquelle 17 im Ansatz 3B in Verbindung steht. Diese Quelle kann aus einem Sprengstoff bestehen.

Sind alle Teile des Haltemechanismus 6 in der axialen Durchführung 3F von Vorrichtung 1 montiert, wird verständlich, daß der durch den äußeren Rand 12A auf den Boden 3G ausgeübte Druck der Mutter 12 die Spannung der Stange 11 und damit über die Spaltmutter 14 und die Verbindungswelle 13 die Anlegung der Auflagefläche A1 des Objekts an den Teller 4B des Gleitorgans, das dann in eingefahrener Stellung gehalten wird, bewirkt. Um eine vollständige Blockierung des Haltemechanismus 6 in der Verriegelungsstellung des Objekts und in der eingefahrenen Stellung des Kolbens zu gewährleisten, sind zwischen dem Gehäuse 3 und dem Kolben 16 sowie zwischen dem Ring 15 und der Stange 11 radial Bruchschrauben 19 vorgesehen. Außerdem sind an der Stange 11 und am Boden 3G Dämpfungselemente 20 zur Aufnahme der Energie des Rings bzw. des Kolbens, die, wie später zu sehen sein wird, auf deren Bewegung zurückzuführen ist, angeordnet.

In einer in Figur 1 teilweise veranschaulichten Ausführungsvariante kann der seitliche Mantel 4A des Organs durch einen inneren Hilfsfaltenbalg 21 ersetzt werden, der dann zusammen mit dem äußeren Faltenbalg den dichten umschlossenen Raum 7 bildet.

Die Funktionsweise der Auswurfvorrichtung 1 ist folgende.

Zunächst sei darauf hingewiesen, daß diese sich in der in Figur 1 dargestellten anfänglichen Lagerungsstellung befindet, in der der Haltemechanismus 6 das Objekt A am Gleitorgan 4 verriegelt, das sich in eingefahrener Stellung. im Gehäuse 3 der Vorrichtung befindet. Gleichzeitig weist der dichte umschlossene Raum 7, da das Gleitorgan eingefahren ist, ein Kleinstvolumen auf. Außerdem enthält er ein Druckgas, dessen Innendruck so eingestellt ist, daß dieser gleich dem anfänglichen Außendruck, d.h. dem Luftdruck, ist. Damit sind der Innendruck des umschlossenen Raums und der Außendruck des umgebenden Mediums identisch und belaufen sich auf etwa 1 bar. Bei einem ungewollten Betrieb des Haltemechanismus, bei dem das Objekt der Vorrichtung freigegeben würde, erfolgt der Auswurf des Objekts dadurch vorteilhafterweise mit einer niedrigen Geschwindigkeit, die lediglich auf die Federkraft der Falten des Faltenbalges zurückzuführen ist, der von der gefalteten in die entfaltete Stellung übergeht. Auf diese Weise werden die Folgen eines ungewollten Betriebs der Vorrichtung in Lagerungsstellung am Boden gering gehalten.

Die Auswurfvorrichtung 1 wird an Bord eines Raumstartgeräts (Rakete, ballistischer Flugkörper usw.) oder eines Satelliten angebracht, um das betreffende Objekt in eine vorbestimmte Flugbahn zu starten, wenn sich der Außendruck am Ende der Flugphase auf etwa bar beläuft, während er in der Lagerungsphase am Boden 1 bar betrug.

Der eigentliche Betrieb ist folgender. Wenn der Auswurfbefehl gegeben ist, wird durch das Zünden der Sprengstoffquelle 17 ein Druckgasstrom mit den bekannten physikalischen Merkmalen erzeugt, der über die Leitung 3K des Gehäuses in die Ringkammer 3I der axialen Durchführung gelangt. Durch den Druck des Gasstroms auf den äußeren Rand 16D des Kolbens bricht die Bruchschraube 19 zwischen Gehäuse und Kolben und dieser gleitet zum Boden 3G des Gehäuses und nimmt bei seiner Abwärtsbewegung über die axiale Verbindung Innenrand 16B - Außenbund 15C den verriegelungsring 15 mit. Das untere Ende 16C des Kolbens ist kegelförmig und legt sich um einen entsprechenden kegelförmigen Teil des Bodens 3G. Die andere Bruchschraube 19, die radial den Ring 15 mit der Stange 11 verbindet, bricht ebenfalls. Der Verriegelungsring 15 setzt dann bei seiner Abwärtsbewegung die Spaltmutter 14 frei und stößt mit seinem kegelförmigen Ende 15A an den mit der Stange verbundenen Dämpfer 20. Die Vorrichtung 1 nimmt in diesem Augenblick die in Figur 2 dargestellte Stellung ein.

Gleichzeitig mit der durch den Kolben 16 aufgegebenen Abwärtsbewegung von Ring 15 werden die Teile 14A und 14B der Spaltmutter, die nicht mehr blockiert sind, voneinander abgestellt und geben, wie Figur 3 zeigt, das Gewindeende 13B der Welle 13 frei. Die Stange 11, an der der Ring anliegt, wird ihrerseits in die Abwärtsbewegung einbezogen und gelangt an den anderen Dämpfer 20 im kegelförmigen Teil von Boden 3G. Es ist zu bemerken, daß das glatte Ende 11B der Stange aufgeweitet ist, so daß sie bei ihrer Abwärtsbewegung die Teile von Mutter 14 mitnehmen kann, die sich unter diesem aufgeweiteten Ende befinden. Sobald die Verbindungswelle 13 von der Spaltmutter freigegeben ist, beginnt der dichte umschlossene Druckraum 7 zu wirken, indem er beispielsweise das Gleitorgan 4 gegenüber dem an der Satellitenstruktur befestigten Gehäuse 3 in Gleitbewegung versetzt. Durch den Innendruck, der dann höher als der Außendruck ist, der praktisch einen Wert gleich Null hat, geht der umschlossene Raum von einem Kleinstvolumen zu einem Größtvolumen über und bewirkt das Gleiten von Organ 4 aus seiner eingefahrenen in seine ausgefahrene Stellung. Der Boden der Nut 4D des Organs legt sich an den mit dem festen Gehäuse 3 verbundenen Anschlag 9 an. In Figur 4, die die Vorrichtung 1 in Endstellung zeigt, wird das Objekt A, das mit der Auflage A1 und der Welle 13 verbunden ist und nicht mehr vom Haltemechanismus 6 gehalten wird, folglich mit einer Längsgeschwindigkeit in die gewünschte Flugbahn ausgeworfen, die durch die Gleitgeschwindigkeit von Organ 4 aufgegeben wird, die sich ihrerseits aus dem auf den Querteller des Organs wirkenden Innendruck des dichten umschlossenen Raums und aus der Federkraft der Falten 8C des äußeren Faltenbalges 8 ergibt.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zum pneumatischen Auswerfen eines Objekts aus einer Struktur, derart, daß sie umfaßt:

- eine Gleiteinheit (2) mit einem Gehäuse (3), das mit der Struktur verbunden werden kann, und ein am Gehäuse angebrachtes bewegliches Organ (4) zur Aufnahme des Objekts;

- pneumatische Mittel (5), um das Objekt durch Gleiten des Organs mit Objekt aus einer eingefahrenen in eine ausgefahrene Stellung auszuwerfen, wobei die pneumatischen Auswurfmittel (5) in die Gleiteinheit (2) integriert sind und mit dieser einen dichten umschlossenen Raum (7) mit veränderlichem Volumen zwischen dem Organ (4) und dem Gehäuse (3) bilden; und

- einen steuerbaren Haltemechanismus (6), der das Objekt am Organ, wenn sich dieses in eingefahrener Stellung befindet, verriegelt und das Objekt zur Betätigung der pneumatischen Auswurfmittel vom Organ freigibt;

dadurch gekennzeichnet, daß der dichte umschlossene Raum (7) in Lagerungsstellung der Vorrichtung bei einem Anfangs-Außendruck und einem Innendruck, der etwa gleich dem Anfangs-Außendruck ist, ein Kleinstvolumen und in Auswurfstellung bei einem End-Außendruck, der kleiner als der Anfangs-Außendruck ist, durch den auf das Organ wirkenden Innendruck ein Größtvolumen aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dichte umschlossene Raum (7) durch einen äußeren Faltenbalg (8) begrenzt wird, der die Einheit (2) umgibt und mit seinen Enden dicht am Gehäuse und am Organ angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Faltenbalg (8) aus Metall besteht und daß er einen zickzackförmigen Querschnitt hat.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) einen zylindrischen Teil (3A), an dem das Organ (4) gleiten kann, und am Ende des zylindrischen Teils einen Ansatz (3B) hat, an dem dicht abschließend eins der Enden des äußeren Faltenbalgs (8) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitorgan (4) um den zylindrischen Teil (3A) des Gehäuses herum angebracht ist und einen Querteller (4B) aufweist, auf dem das auszuwerfende Objekt aufliegt und an dem dicht abschließend das andere Ende des Faltenbalgs (8) angebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Teller (4B) von Organ (4) in einem zylindrischen Mantel (4A) fortsetzt, der gleitend und dicht abschließend am zylindrischen Teil (3A) des Gehäuses montiert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischem dem Querteller (4B) des Gleitorgans und dem Ansatz (3B) des Gehäuses dicht abschließend ein innerer Hilfsfaltenbalg (21) angeordnet ist, der zusammen mit dem äußeren Faltenbalg (8) das veränderliche Volumen des dichten umschlossenen Raumes (7) bildet.

8. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (3) ein Endanschlag (9) für das Gleitorgan (4) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Haltemechanismus (6) in einer axialen Durchführung (3F) der Gleiteinheit (2) angeordnet ist, um das auszuwerfende Objekt am Gleitorgan der Einheit in eingefahrener Stellung zu verriegeln.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltemechanismus (6) umfaßt:

- eine Stange (11), die koaxial in der Durchführung der Einheit angeordnet ist und von der ein erstes Ende ein Gewinde und eine Druckmutter (12) hat, die an einem dem auszuwerfenden Objekt entgegengesetzten Boden des Gehäuses anliegt;

- eine Verbindungswelle (13) als koaxiale Verlängerung der Stange, mit der das Objekt über ein erstes Ende verbunden ist;

- eine axial gespaltene Mutter (14), die auf das zweite Gewindeende der Welle aufgeschraubt ist und das zweite Ende der Stange gegenüber dem Gewindeende der Welle umgibt;

- einen Verriegelungsring (15), der gleitend um die Spaltmutter angebracht ist, um diese an der Welle angeschraubt zu halten;

- einen Kolben (16) um den Ring herum, der an der axialen Durchführung gleiten kann, wobei der Kolben axial mit dem Verriegelungsring verbunden ist; und

- eine steuerbare Leistungsquelie (17), die mit dem Gehäuse verbunden ist und bei Betätigung den Kolben und den Ring axial verschiebt, der die Spaltmutter freigibt, so daß die Welle mitdem Objekt von der Stange getrennt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Leistungsquelle (17) des Haltemechanismus (6) ein Sprengstoff ist.







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