Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beschleunigung von Wurfkörpern zu schaffen, die eine nahezu beliebige Form aufweisen können, insbesondere jedoch stabförmig sind, und mit der sich eine für das Ausstoßen oder das Werfen solcher Körper erforderliche Beschleunigungskraft impulsartig, d.h. schlagartig, erzeugen lässt.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Weitere Aspekte der Erfindung werden in den unabhängigen Ansprüchen 28 und 31 definiert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden durch die Unteransprüche offenbart.

Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist mindestens eine Leiterschleife auf, die wenigstens zwei übereinanderliegende Teilabschnitte enthält, die von dem angelegten Strom in entgegengesetzten Richtungen durchflossen werden, wobei die Teilabschnitte in der Beschleunigungsrichtung des Wurfkörpers eine geringere Erstreckung aufweisen als in einer vorbestimmbaren Richtung im wesentlichen senkrecht zu der durch die Stromrichtung und die Beschleunigungsrichtung aufgespannten Ebene, und wobei die Teilabschnitte in der Stromrichtung vorzugsweise die größte Erstreckung aufweisen.

Wird bei dieser Vorrichtung kurzfristig ein Strom angelegt, so entstehen entlang der aufeinanderliegenden bzw. übereinanderliegenden Teilabschnitte entgegengesetzte Magnetfelder, die zu einer Abstoßung zwischen den Teilabschitten führt. Ein auf den Teilabschnitten liegender Wurfkörper wird durch diese Abstoßung impulsartig beschleunigt und fliegt mit hoher Geschwindigkeit davon.

Es kann eine Auslösegenauigkeit in der Größenordnung von 1 bis 2 &mgr;s erzielt werden. Dies ist insbesondere für eine bevorzugte Verwendung als Teil einer Schutzvorrichtung gegen anfliegende Bedrohungskörper, beispielsweise Hohlladungsgeschosse, von entscheidender Bedeutung. Im Gegensatz zu den bekannten Induktionsspulenbeschleunigern benötigt der erfindungsgemäße Beschleuniger auch keine zweite, im allgemeinen mit dem zu beschleunigenden Körper verbundene Spule. Gegenüber Explosivstoffbeschleunigern weist der erfindungsgemäße Beschleuniger den weiteren Vorteil auf, daß er sich ausschließlich zum richtigen Zeitpunkt in einem kritischen Zustand befindet und bei unterbrochenem Stromfluß nahezu beliebig lange in Einsatzbereitschaft gehalten werden kann.

Vorteilhafterweise ist der in Beschleunigungsrichtung vorderste Abschnitt der Leiterschleife so ausgebildet, daß der zu beschleunigende Körper darauf ablegbar ist, wobei die Teilabschnitte vorzugsweise als breite bzw. flache Bänder, Drähte, Bleche, Litzen oder dergleichen ausgebildet sind. Die Längserstreckungsrichtung dieser Teilabschnitte sollte in Stromrichtung liegen, wobei die Breite der Teilabschnitte in die genannte vorbestimmbare Richtung ausgerichtet ist.

Damit die aufeinanderfolgenden Teilabschitte einer Leiterschleife bzw. aufeinanderliegende Leiterschleifen unmittelbar aufeinander abgestützt werden können, ist es notwendig und vorteilhaft, wenn zwischen den Teilabschnitten bzw. Leiterabschnitten Isolierschichten, vorzugsweise möglichst dünne Isolierschichten, vorgesehen sind. Darüberhinaus sollte auch zwischen der Abstützeinrichtung und der bzw. den Leiterschleifen bzw. deren Teilabschnitten eine Isolierung vorgesehen sein. Die genannten Isoliermaßnahmen dienen dazu, Kurzschlüsse bzw. Überschläge, die aufgrund der kurzzeitigen, sehr hohen Ströme, die bei der Betätigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung fließen, zu vermeiden. Da die Kräfte, die für den Beschleunigungsvorgang zur Verfügung stehen, um so größer sind, je geringer der Abstand zwischen den Teilabschnitten, bzw. einem Hin- und einem Rückleiter ist, sollte die verwendete Isolation einerseits möglichst dünn und andererseits möglichst gut in ihren Isoliereingenschaften sein. Hier haben sich z.B. Spezialfolien als vorteilhaft erwiesen, wie sie unter der Bezeichnung "KAPTON" (r) zu erhalten ist. Eine solche Spezialfolie ist extrem durchschlagssicher und weist eine hohe mechanische Festigkeit auf. Unter Umständen kann auch eine Oxidierung der jeweiligen Oberflächen der Leiterschleife bzw. der Teilabschnitte in Frage kommen, um möglichst dünne Isolierschichten zur Verfügung zu stellen, wie auch nachfolgend nochmals ausgeführt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet der dem Reaktionskörper abgewandte Schleifenwirkbereich gleichzeitig den Wurfkörper. Zu diesem Zweck sind die beiden Schleifenwirkbereiche mechanisch entweder überhaupt nicht miteinander verbunden, indem der Stromfluß durch An- oder Auflagekontaktflächen hergestellt wird, oder es besteht eine elektrischmechanische Verbindung, die durch die bei einem Stromfluß auftretenden Aufweitungskräfte zerstört wird und deshalb den Wurf oder das Ausstoßen des beschleunigten Körpers gestattet.

In besonderem Maße ist die hohe Beschleunigung hervorzuheben, die auch bei der bevorzugten Verwendung der Erfindung als Schutzvorrichtung gegen anfliegende Bedrohungskörper ausschlaggebend ist. Handelt es sich dabei um ein Hohlladungsgeschoß, so ist möglichst frühzeitig die schnelle Strahlspitze zu zerstören, was die Notwendigkeit einer entsprechend schnell reagierenden Abwehreinrichtung bedingt. Da der dem Reaktionskörper abgewandte Teilabschnitt, bzw. Schleifenwirkbereich selbst als Wurfkörper dient und somit neben dessen Eigengewicht keine zusätzlichen Wurfkörpermassen beschleunigt werden müssen, läßt sich die Geschwindigkeit des Wurfkörpers auf ein Höchstmaß steigern. Besonders vorteilhaft kommen in dieser Ausführungsform Aluminium oder Aluminiumlegierungen als Werkstoffe für die Leiterschleife oder auch nur für den zu beschleunigenden Teilabschitt bzw. Schleifenwirkbereich zum Einsatz. Dieses Material zeichnet sich wegen seines niedrigen spezifischen Gewichts, beispielsweise gegenüber dem üblichen Leiterwerkstoff Kupfer, durch eine entsprechend höhere spezifische Beschleunigungsfähigkeit aus.

In einer anderen, besonders bevorzugten Ausführung nach der Erfindung wird ein eigenständig ausgebildeter Wurfkörper verwendet. Die Leiterschleife ist dann zwischen der Abstützeinrichtung bzw. dem Reaktionskörper und dem Wurfkörper angeordnet. Solch ein eigenständiger Wurfkörper kann entweder auf dem von der Abstützeinrichtung abgewandten Teilabschnitt einfach aufliegen oder durch entsprechende Fixiermittel geeignet dazu gehalten werden. Die Eigenständigkeit des Wurfkörpers hat den Vorteil, daß der Wurfkörper stromlos bleiben und demzufolge aus einem beliebigen, ausschließlich auf den Verwendungszweck abgestimmten Werkstoff gefertigt sein kann. Als Wurfkörper einer endballistischen Schutzvorrichtung muß er lediglich über eine hinreichende Elastizität und Festigkeit verfügen, um den hohen Beschleunigungskräften widerstehen zu können. Es sind jedoch grundsätzlich auch Verwendungen denkbar, die keine hohen mechanischen Anforderungen an den zu beschleunigenden Körper stellen.

Als Werkstoff für die Leiterschleife wird in diesem Fall vorzugsweise lackisolierter Kupferflachdraht verwendet, wie er beispielsweise von der Firma ISOLA (Schweiz) hergestellt wird. Es sind jedoch auch Kupferlegierungen, beispielsweise Kupfer-Beryllium- oder Wolfram-Silber- und Wolfram-Kupfer-Legierungen geeignet, die über eine höhere mechanische Festigkeit und damit über eine höhere Standzeit verfügen. Im allgemeinen wird der Beschleunigungsvorgang jedoch abgeschlossen sein, bevor die mechanische und thermische Überlastung der Leiterschleife einsetzt, wie dies auch durch eigene interne Studien bestätigt wird. Grundsätzlich können jedoch auch Aluminium oder Aluminiumlegierungen als Leiterwerkstoff Verwendung finden, wie dies bereits für das bevorzugte Ausführungsbeispiel des gleichzeitig als Wurfkörper dienenden Teilabschnitts erläutert worden ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich ganz besonders zum Beschleunigen von schlanken, insbesondere stabförmigen, Wurfkörpern in Form von Stangen oder Riegeln, indem die Teilabschnitte bzw. Schleifenwirkbereiche der Form dieser Wurfkörper angepaßt selbst langgestreckt sind und sich einander eng beabstandet gegenüberliegen. Hierdurch wirken über die gesamte Länge des schlanken Wurfkörpers sehr gleichmäßige Beschleunigungskräfte lateral zur Längsachse des Wurfkörpers, die mit den bekannten Beschleunigungsvorrichtungen nur durch entsprechend hohen technischen Aufwand erzielt werden können. Die Querschnittsform des Wurfkörpers ist beliebig, kann jedoch gerade deshalb auch ganz auf die zu erzielende Wirkung hin optimiert werden. Gleichzeitig beansprucht eine derartige Leiterschleife mit ihren eng beabstandeten Teilabschnitten nur einen minimalen Raum zwischen der Abstützeinrichtung und dem Wurfkörper. Falls sie bei einer endballistischen Schutzvorrichtung verwendet wird, trägt sie selbst nur wenig zur Verbreiterung einer Panzerung bei und gestattet bei geeigneter konstruktiver Ausgestaltung eine beachtliche Reduktion des Flächengewichtes. Dies kann beispielsweise für Waffensysteme bei Krisenreaktionskräften, welche über leichte, luftverlastbare Systeme verfügen müssen, ein entscheidender Vorteil sein.

Der erfindungsgemäße Beschleuniger ist überall dort einsetzbar, wo ein oder mehrere Körper mit möglichst schlagartig einsetzenden hohen Beschleunigungskräften translatorisch beschleunigt werden sollen. Die Beschleunigungsrichtung, die bei den für die Zwecke der Erfindung vorzugsweise schlanken Wurfkörpern häufig mit deren Längsachse zusammenfällt, z.B. bei Auswerferstiften, Stanzwerkzeugen, Stabgeschossen und dergleichen, soll in dem hier interessierenden Fall jedoch lateral bzw. orthogonal erfolgen. Wenn die laterale Beschleunigung schlanker Wurfkörper Gegenstand der Offenbarung ist, wird der erfindungsgemäße Beschleuniger im folgenden auch als Lateralbeschleuniger bezeichnet.

Die Schleifenteilabschnitte oder auch die ganze Leiterschleife werden bevorzugt durch Flachdraht von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt oder durch flexible Flachlitzen gebildet.

Entscheidend beim Beschleunigungsvorgang ist auch, daß während dessen Anfangsphase die Kraftbelegung längs des Wurfkörpers völlig gleichzeitig und gleich verteilt erfolgt. Dabei sind die Kräfte umso größer, je geringer der Abstand zwischen dem Hin- und dem Rückleiter, nämlich den beiden Schleifenteilabschnitten, ist.

Die elektrische Verbindung der mindestens zwei Schleifenteilabschnitte wird zur Verringerung mechanischer Widerstandskräfte gegen das Aufweiten nachgiebig ausgebildet. Dabei handelt es sich hier vorzugsweise um die Endbereiche der Teilabschnitte, über die die Teilabschnitte elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Um mögliche Parasitärinduktivitäten so gering wie möglich zu halten, werden die elektrischen Verbindungen zu Verbindungsschleifen gefaltet, so daß die Flächen der Verbindungsschleifen so klein wie möglich gehalten werden. Um die mechanischen Widerstandskräfte weiter zu reduzieren, können diese Verbindungen in Form mehrerer Verbindungsschleifen ausgeführt werden. Bevorzugterweise verlaufen dabei zumindest zwei Verbindungsschleifen an den Enden der Schleifenwirkbereiche unter einem Winkel zueinander, wobei die eine dieser Verbindungsschleifen in Richtung des Wurfkörpers und die andere in Richtung der Abstützeinrichtung weist. Mit dem winkeligen Verlauf kann bei entsprechender Anpassung der äußeren Stirnflächen des Wurfkörpers eine zusätzliche Führung des Wurfkörpers während des Beschleunigungsvorganges erreicht werden kann.

Um die Antriebskräfte in der Anfangsphase der Beschleunigung zusätzlich zu steigern, sind zumindest im magnetischen Wirkbereich der Leiterschleife befindliche Teile des Reaktionskörpers und vorzugsweise der gesamte Wurfkörper erfindungsgemäß ferromagnetisch, insbesondere sind sie aus geschichtetem Trafoblech aufgebaut. Hierdurch kann die magnetische Induktion um mehrere Zehnerpotenzen gesteigert werden. Allerdings hält dieser Effekt nur bis zum Erreichen der magnetischen Sättigung an, die bei dem hier betrachteten Beschleunigungsprinzip relativ schnell erreicht wird. Mit Vorteil kann auch die gesamte Vorrichtung in einer Tasche aus ferromagnetischem Material untergebracht werden, um dadurch den magnetischen Fluß weiter zu steigern.

Obwohl grundsätzlich eine einzige Leiterschleife für die Beschleunigung des Wurfkörpers genügt, kommen bevorzugterweise auch mehrwindige Spulensysteme aus besonders flachem Draht zum Einsatz. Diese Systeme haben den Vorteil, daß zum Erreichen der gleichen Kraft, wie bei einer einzelnen Leiterschleife, ein entsprechend geringerer Strom einzuspeisen ist. Unabhängig davon ist diese Maßnahme empfehlenswert, um den Skin-Effekt zu vermindern. Aus schaltungstechnischer Sicht bereitet die Erzeugung eines kleineren Stromimpulses auch weniger Schwierigkeiten.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet der Wurfkörper selbst einen Teil der Abstützeinrichtung für einen weiteren Wurfkörper. So können mehrere Wurfkörper geschichtet angeordnet und zwischen je zwei dieser Wurfkörper eine Leiterschleife bzw. eine entsprechende mehrwindige Spulenanordnung angebracht sein. Hieraus kann dann ein Beschleuniger zum zeitlich gestaffelten Beschleunigen von mehreren Wurfkörpern geschaffen werden, der insbesondere für die Verwendung als Schutzvorrichtung geeignet ist. Bei Ausbildung der Teilabschnitte bzw. Schleifenwirkbereiche gleichzeitig als Wurfkörper, bleibt auch dieser schichtweise aufgebaute Beschleuniger sehr leicht.

Schließlich sei der Fall angeführt, daß der Reaktionskörper und der Wurfkörper in etwa die gleichen Massen haben. Diese Variante kommt mit Vorteil immer dann zur Anwendung, wenn das Reaktionsmoment aus der Beschleunigung des Wurfkörpers kompensiert werden soll. Der Wurfkörper und die Abstützeinrichtung werden in entgegengesetzte Richtungen auseinanderbewegt. In entsprechender Weise wirksam sind zwei gegenüberliegende Leiterschleifen oder mehrwindige Spulen, die sich an einer gemeinsamen dritten Masse abstützen. Solch eine Anordnung eignet sich für eine Schutzeinrichtung gegen anfliegende Bedrohungskörper oder auch als Beschleunigungsvorrichtung für dynamische Materialuntersuchungen.

Besonders vorteilhaft wird der erfindungsgemäße Beschleuniger als Schutzvorrichtung zur Abwehr von Bedrohungskörpern eingesetzt. Hierbei ist in erster Linie an Schutzvorrichtungen für gepanzerte Fahrzeuge zu Lande, Wasser oder in der Luft zu denken. So sind stabförmige Wurfkörper insbesonders zur Abwehr bzw. Zerstörung schlanker Stab- oder Hohlladungsgeschosse geeignet, da die Wurfkörper selbst auf hohe Eigengeschwindigkeiten beschleunigt werden können. Für solche Abwehrzwecke weist der Wurfkörper, der wegen der lateral wirkenden Beschleunigungskräfte auch als Querriegel zu bezeichnen ist, eine Querschnittsfläche in der Größenordnung von 400 mm², vorzugsweise etwa 20 × 20 mm², und eine Gesamtlänge von bis zu 1 m auf. Da nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Wurfkörper selbst an der Stromleitung nicht beteiligt ist, können grundsätzlich Wurfkörper mit einem beliebigen Querschnitt, insbesondere prismatische oder keilförmige Wurfkörper mit Schneide, beschleunigt werden. Vorteilhafterweise können solche Wurfkörper auch aus beliebigen Materialien gefertigt sein, und zwar sowohl aus homogenen als auch aus inhomogenen Materialien. So kann ein der jeweiligen Bedrohungssituation angepaßter, aus Materialschichten unterschiedlichster Eigenschaften aufgebauter Wurfkörper verwendet werden. Ein wesentlicher Vorteil des Lateralbeschleunigers liegt in der erheblichen Reduktion des Flächengewichtes gegenüber plattenförmigen Schutzelementen begründet.

Solch eine Schutzvorrichtung ist ferner mit den bekannten, zur Erfüllung des Schutzzweckes erforderlichen Einrichtungen ausgestattet. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Bedrohungskörpers und eine mit der Erfassungseinheit verbundene Auswerte- und Steuereinheit zur Auslösung eines zur Abwehr der Bedrohung geeigneten Wurfvorganges oder mehrerer koordinierter Wurfvorgänge.

Da der erfindungsgemäße Beschleuniger besonders platzsparend und mit geringem Gewicht ausgeführt sein kann, eignet er sich auch zum Schutz von Luft- oder Raumfahrzeugen. Gerade bei Raumfahrzeugen, wie beispielsweise Satelliten, kommt es entscheidend darauf an, daß ein heranfliegender Bedrohungskörper dem Raumfahrzeug keinen Geschwindigkeitsimpuls übertragen kann, der das Raumfahrzeug aus seiner vorbestimmten Bahn bringen könnte. Mit einer Vorrichtung zum Beschleunigen eines Wurfkörpers, der, wie der Name bereits sagt, nach dem Abschuß keine Verbindung mehr mit der Beschleunigungsvorrichtung hat, kann solch einer Bedrohung adäquat begegnet werden. Das beim Beschleunigungsvorgang auf das Raumfahrzeug ausgeübte Reaktionsmoment wäre jedoch entsprechend durch Beschleunigen eines zweiten Wurfkörpers in die Gegenrichtung zu kompensieren, oder man verwendet, wie oben bereits angeführt, symmetrisch arbeitende Spulensysteme, die auf beiden Seite massegleich belastet bzw. abgestützt sind.

Der erfindungsgemäße Lateralbeschleuniger läßt sich flächendeckend und auf gekrümmten Oberflächen anordnen, wobei das System von Leiterschleifen zusammen mit dem Wurfkörper der Oberflächengeometrie entsprechend anzupassen ist. Bei einer flächendeckenden Anordnung kann eine rasterähnliche Fläche mit Wurfkörpern aufgespannt werden, was insbesondere für Schutzvorrichtungen von Vorteil ist. Dabei ist eine zeitliche und räumliche Kaskadierung der Wurfkörper möglich.

Mit erfindungsgemäßen Lateralbeschleunigern können Gitterbeschleuniger realisiert werden, die mit mehreren nebeneinanderliegenden, magnetisch nur gering gekoppelten Spulensystemen ausgestattet, ebenfalls gitterförmige Strukturen beschleunigen. Dazu werden die Lateralbeschleuniger im Abstand der Maschenweite des Gitterwurfkörpers in Deckung mit dessen Längsstegen angeordnet und gleichzeitig gezündet. Die quer zu den Längsstegen verlaufenden Stege des Gitterwurfkörpers werden gegenüber den Längsstegen möglichst massearm ausgelegt, da sie nur indirekt über die Längsstege mitbeschleunigt werden und bei zu großen Massenträgheiten die Gefahr einer Abscherung bestehen würde.

Auch läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Lateralbeschleuniger einer Steuerbarkeit bezüglich Richtung und Geschwindigkeit des Wurfkörpers realisieren. Vorzugsweise werden zu diesem Zweck zwei oder mehrere schmale Schleifenwirkbereiche sehr dicht und im allgemeinen parallel nebeneinander angeordnet und von einem einzigen Wurfkörper überdeckt. Je nach gewünschter Wurfrichtung und -geschwindigkeit wird ein Beschleuniger alleine, oder es wird eine auswählbare Gruppe von Beschleunigern über eine ensprechende Steuerungselektronik angesteuert.

Um einem Wurfkörper noch während des Beschleunigungsvorganges einen Drehimpuls mitgeben zu können, werden in einer bevorzugten Ausführungsform mehrere Lateralbeschleuniger so angeordnet, daß die auf den Wurfkörper einwirkenden resultierenden Kräfte gleichzeitig neben der translatorischen Beschleunigungskraft ein überlagertes Drehmoment erzeugen. Dies kann durch die erwähnte Anordnung von Lateralbeschleunigern nebeneinander oder auch in Längsrichtung hintereinander erfolgen.

Ebenso kann eine gewünschte Drehbewegung durch eine entsprechende Gestaltung des Wurfkörpers erzielt werden, dessen Schwerpunkt in diesem Fall bevorzugterweise bezüglich der Körperlängsrichtung assymmetrisch liegt. Der Wurfkörper kann hierbei eine Keilform besitzen. Eine entsprechende Wirkung kann auch mit inhomogenen Wurfkörpern erzielt werden. So besteht der Wurfkörper vorzugsweise aus Stabfragmenten unterschiedlicher Dichte oder Querschnittsfläche, die von einer gemeinsamen prismatischen Hülle mit einem konstanten oder, falls der Wurfkörper keilförmig ist, mit einem in Körperlängsrichtung zunehmenden Querschnitt, umhüllt sind. Die beiden Maßnahmen – Anordnung mehrerer Lateralbeschleuniger und spezielle Gestaltung des Wurfkörpers – können auch in gegenseitiger Abstimmung zur Maximierung des gewünschten Effektes miteinander kombiniert werden.

Die erfindungsgemäße Beschleunigungsvorrichtung ist nicht nur als Schutzvorrichtung, sondern, wie bereits erwähnt, als Beschleuniger für dynamische Materialuntersuchungen beim Auswurf von Gegenständen aus Werkzeugmaschinen, oder auch als Antriebseinrichtung eines Raumfahrzeuges verwendbar. Beispielsweise könnten nicht mehr benötigte Abfallprodukte aus einem Raumfahrzeug ausgestoßen werden. Auch könnte der Beschleuniger bei mehrstufigen Raketen zur Unterstützung des Abwurfs einer ausgebrannten Raketenstufe eingesetzt werden. Nicht zuletzt könnte auch eine Materialveredelung vorgenommen werden, indem das Material durch die Einwirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in seiner Kristallstruktur verändert, bspw. gehärtet wird.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der nachstehenden Figuren beschrieben. Dabei werden weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung offenbart. Es zeigen:

1 eine Beschleunigungsvorrichtung mit einer einfachen Leiterschleife, spulenförmigen Verbindungsschleifen und einer an einem Ende der Leiterschleife angeordneten Stromeinspeisung;

2a eine Beschleunigungsvorrichtung mit gefalteten Verbindungsschleifen und einer Stromeinspeisung in der Mitte der Leiterschleife;

2b die Beschleunigungsvorrichtung nach 2a nach der Initiierung; und

3 eine Beschleunigungsvorrichtung mit gefalteten dreiteiligen Verbindungsschleifen und einer an einem Ende der Leiterschleife angeordneten Stromeinspeisung.

1 zeigt einen Lateralbeschleuniger gemäß der Erfindung, bei dem eine langgestreckte Leiterschleife 1 zwischen einer Abstützeinrichtung 2 und einem zu beschleunigenden Wurfkörper 3 angeordnet ist. Die Abstützeinrichtung 2 ist als Unterbau für die gesamte Anordnung ausgeführt. Die im Ausführungsbeispiel dargestellte einzige Leiterschleife 1 wird durch zwei geradlinig, parallel verlaufende Schleifenwirkbereiche bzw. Teilabschnitte 1.2 und 1.3 gebildet, die an einem Ende über eine spulenförmige Verbindungsschleife miteinander und an ihrem anderen Ende ebenfalls über eine spulenförmige Verbindungsschleife mit einer Stromeinspeisung 5, vorzugsweise Stromimpulse mit hohem Strom-Zeit-Gradienten, beispielsweise einem oder mehreren parallel geschalteten Kondensator mit sehr großer Kapazität, verbunden sind. Bei angeschlossener Stromeinspeisung 5 sind somit die beiden Teilabschnitte 1.2 und 1.3 als Hin- und Rückleiter für den Stromfluß ausgebildet. Zur Initiierung des Beschleunigers wird zu einem gewünschten Zeitpunkt ein sehr starker Stromimpuls durch die Leiterschleife 1 geleitet, so daß sich die beiden Teilabschnitte 1.2 und 1.3 wegen der sich bildenden Magnetfelder impulsartig auseinander bewegen. Ist die Masse der Abstützeinrichtung 2 wesentlich größer als die des stabförmigen Wurfkörpers 3, so wird der Wurfkörper 3 zwangsläufig von der Abstützeinrichtung 2 weg, also orthogonal zu seiner Längsachse, beschleunigt. In Abhängigkeit von der Stromstärke und dem Stromanstieg wird dieser Vorgang impulsartig und mit großer Wucht vonstatten gehen. Dabei sind Kräfte und Beschleunigungen erreichbar, die durchaus mit denen vergleichbar sind, die bei der Verwendung von Explosivstoffen auftreten.

In 1 ist ferner zur Orientierung ein Vektordiagramm bzw. ein Koordinatensystem eingezeichnet, daß die jeweils senkrecht aufeinanderstehenden Vektoren bzw. Achsen L, B und V aufweist. Dabei deutet V die Beschleunigungsrichtung an, in der die Teilabschnitte 1.2 und 1.3 auseinandertreibenden Kräfte wirksam werden. Der Vektor bzw. die Achse B deutet die Breite an, in der sich die Breite der aufeinanderliegenden Teilabschnitte 1.2, 1.3 erstreckt. Der Vektor L zeigt die Längserstreckungsrichtung der Abschnitte 1.2, 1.3 der Leiterschleife 1. In der Regel wird die Erstreckung der Abschnitte bzw. der Leiterschleifen in der Richtung L die größte sein, in der Richtung B am zweitgrößten sein und in der Richtung V am geringsten sein. Es ist jedoch auch denkbar, daß die Erstreckung in der Richtung L geringer ist, als in der Richtung B, jedoch kann sich auf diese Weise der elektrische Strom, der durch die Leiterschleife bzw. die Teilabschnitte 1.2, 1.3 fließt, weiträumig verteilen, so daß das magnetische Feld zwischen den aufeinanderliegenden Teilabschnitten 1.2, 1.3 in seiner Felddichte geringer ausfallen kann, was zu einem verringertem Abstoßungseffekt führen kann.

Auch für die übrigen in den anliegenden 2 und 3 aufgeführten Ausführungsbeispiele gilt prinzipiell ein vergleichbares Koordinatensystem bzw. Vektordiagramm, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch gekrümmte Abschnitte aufweisen kann, wobei jedoch in der Regel die größte Erstreckung nach wie vor in der Längsrichtung der Teilabschnitte, die im wesentlichen mit der Flußrichtung des elektrischen Stromes übereinstimmt, angelegt sein wird, während die geringste Erstreckungsrichtung in der Beschleunigungsrichtung V des Wurfkörpers 3 angelegt sein wird, und die zweitgrößte Erstreckung der Teilabschnitte bzw. Flachdrähte oder Flachlitzen in einer Richtung angelegt sein wird, die senkrecht auf der durch die Achsen bzw. Vektoren L und V aufgespannten Ebene steht.

Die Teilabschnitte 1.2 und 1.3 oder die gesamte Leiterschleife 1 werden durch einen Flachdraht mit rechteckigem Querschnitt gebildet. Die Verwendung flexibler Flachlitzen ist jedoch ebenfalls möglich. Zur Vermeidung von elektrischen Überschlägen bzw. Kurzschlüssen ist zwischen den beiden Teilabschnitten 1.2 und 1.3 eine möglichst dünne Isolierschicht 4 eingebracht. Hierfür ist beispielsweise eine KAPTON-Folie geeignet. Diese zeichnet sich durch eine besonders hohe Durchschlagsfestigkeit von etwa 200kV/mm aus. Im Falle der hier zu betrachtenden Schutzeinrichtungen, welche mit einer elektrischen Spannung von maximal 40 kV (besser 20 kV) betrieben werden sollen, bedeutet dies, daß Hin- und Rückleiter bis auf 0,2 mm (!) angenähert werden können. Somit lassen sich extrem große Kräfte (einige 10 Mp.), bezogen auf die zu beschleunigenden Massen (einige kg) erzeugen. Die Kraftwirkung ist vergleichbar mit jener bei Schienenkanonen.

Was die Abmessungen der Hin- und Rückleiter anbelangt, so sollten diese in ihrem Querschnitt etwa dem der zu beschleunigenden Wurfkörper entsprechen oder eher etwas geringer gehalten werden (z.B. Kupferflachdraht 2,5 × 20 mm, 3 oder 4 Windungen). Die Abmessungen der schleifenförmigen Enden sollten möglichst gering sein (Größenordnung 5 % ... 10 % der "Nutzlänge").

Im Ausführungsbeispiel der 1 sind die beiden Teilabschnitte 1.2 und 1.3 beidseitig über spulenförmig ausgebildete Verbindungsbereiche bzw. -schleifen 6 elektrisch miteinander verbunden. Die spulenförmige Ausbildung der Verbindungsbereiche bzw. -schleifen 6 bewirkt, daß in diesem Bereich die den Beschleunigungskräften entgegenwirkenden, auf die Biegesteifigkeit des verwendeten Drahtes zurückgehenden Gegenkräfte gering bleiben.

Die Teilabschnitte 1.2, 1.3 sollten möglichst so geformt sein, daß sie ohne Luftspalt nur durch die Isolation 4 getrennt aufeinanderliegen. Der Wurfkörper 3 sollte ebenfalls möglichst gleichförmig mit der Leiterschleife bzw. dem obersten Teilabschnitt 1.3 in Kontakt sein. In dem Fall, daß sämtliche Teile geradlinig ausgebildet sind, sollten sämtliche Teile planparallel übereinander liegen. Jedenfalls ist es zu bevorzugen, wenn sich sämtliche Teile 1.2, 1.3 und 3 aneinander schmiegen.

Der Beschleuniger ist im unteren Teil von 1 im Querschnitt zu sehen. Gleichzeitig sind geeignete Querschnittsformen des Wurfkörpers 3 dargestellt. Neben einer einfachen Rechteckform sind trapezförmige, kreisförmige oder anderweitig gerundete oder kantige Querschnittsformen geeignet.

Der Übersichtlichkeit wegen sind in den 1 bis 3 jeweils nur einzelne Leiterschleifen 1 mit einem Hin- und einem Rückleiter, nämlich den beiden Teilabschnitten bzw. Schleifenwirkbereichen 1.2 und 1.3, eingezeichnet. Dem Verwendungszweck angepaßt können hierfür natürlich auch mehrwindige Spulensysteme aus flachem Draht eingesetzt werden.

Wie bereits zum Ausführungsbeispiel nach 1 erwähnt, sollen die Enden der Leiterschleife 1 bzw. der Spule, falls mehrere Windungen von Leiterschleifen 1 übereinanderliegen, mechanisch möglichst nachgiebig ausgelegt werden, weshalb im Ausführungsbeispiel nach 1 bereits zwei relativ große, kreisrunde Drahtführungen für die Verbindungsbereiche 6 vorgeschlagen wurden. Aus elektrotechnischer Sicht ist diese Maßnahme jedoch weniger sinnvoll, da derartig geformte Schleifen nicht zu vernachlässigende Induktivitäten im Vergleich zu den parallel verlaufenden Teilabschnitten 1.2 und 1.3 darstellen. Hierdurch würde ein großer Teil der zugeführten Energie in den Magnetfeldern dieser Induktivitäten gespeichert werden, die ihrerseits zum Beschleunigungsvorgang nicht wesentlich beitragen würde.

Diesem Problem wird mit einer besonderen Formgebung der Verbindungsschleifen begegnet, wie sie in den 2a, 2b und 3 dargestellt sind. In den Ausführungsbeispielen dieser Figuren sind die Verbindungsbereiche 6 doppellagig mit einer zwischen den beiden Lagen angeordneten Isolierschicht 4 gefaltet. Jede Verbindungsschleife nimmt dadurch nur eine minimale Querschnittsfläche ein, so daß die Parasitärinduktivitäten gering sind. Darüberhinaus können diese Verbindungsbereiche einen Beitrag zum Bewegungsimpuls bzw. zur Beschleunigung des Wurfkörpers 3 liefern.

Zur Veranschaulichung des Aufweitens der Leiterschleife 1 während des Beschleunigungsvorganges ist in der 2a die Beschleunigungsvorrichtung im Ruhezustand zur Zeit t = 0 und in der 2b zu einem etwas späteren Zeitpunkt t > 0 dargestellt. Im Ausführungsbeispiel wird nur der Wurfkörper 2 lateral zu seiner Längsachse in Richtung des Geschwindigkeitsvektors V beschleunigt.

Während nach dem Ausführungsbeispiel entsprechend 2 die Enden der Teilabschnitte 1.2 und 1.3 über zwei gefaltete Verbindungsbereiche miteinander verbunden sind und die Stromeinspeisung 5 symmetrisch zu den beiden Schleifenwirkbereichen 1.2 und 1.3 in der Mitte des Beschleunigers in einer Ausnehmung des Reaktionskörpers 2 aufgenommen ist, zeigt 3 eine entsprechende Ausführung mit dreischleifigen Enden, um auf diese Weise den mechanischen Widerstand, der gegen die auseinandertreibenden Beschleunigungskräfte wirkt, weiter zu vermindern. Außerdem ist in 3 eine zum Beispiel nach 2 alternative assymmetrische Anordnung der Stromeinspeisung 5 nahe an einem Ende 6 der Teilabschnitte 1.2 und 1.3 dargestellt.

In den Ausführungsbeispielen nach den 2 und 3 weist jeweils eine der gefalteten Verbindungsbereiche bzw. -schleifen 6 an den beiden Enden der Teilabschnitte 1.2 und 1.3 in Richtung des Wurfkörpers 3, und ein anderer Verbindungsbereich weist in Richtung der Abstütz- bzw. Abstoßeinrichtung 2. Der Wurfkörper 3 und die Abstützeinrichtung 2 sind an ihren außerhalb der Teilabschnitte 1.2 und 1.3 liegenden, diesen beiden Verbindungsbereiche 6 zugewandten Stirnflächen abgeschrägt, um eine Auflage für den betreffenden Verbindungsbereich zu bilden. Die derart angeordneten Verbindungsbereiche bzw. -schleifen können die Führungsstabilität des Wurfkörpers 3 beim Beschleunigungsvorgang erhöhen.