DE102006022905B4 - Separation screw - Google Patents

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Abstract

Trennelement zum lösbaren Verbinden von zwei Bauteilen (7, 9) mit einer Zündeinrichtung zum Zünden einer Treibladung, welche durch Deflagration die Trennung des Trennelements einleitet, mit einer zwischen den zu lösenden Bauteilen (7, 9) des Trennelements (5) angeordneten mechanischen Sperrvorrichtung, welche über einen Kolben (23) entriegelbar ist, wobei der Kolben durch den bei der Deflagration entstehenden Gasdruck in die Freigabestellung bewegt wird, wobei die Sperrvorrichtung durch mindestens zwei Kugeln (17) gebildet ist, welche durch Formschluss die lösbaren Bauteile (7, 9) des Trennelements (5) über den Kolben (23) direkt oder indirekt verbinden, wobei das erste (7) und das zweite Bauteil (9) des Trennelements (5) zur Aufnahme des Kolbens (23) miteinander fluchtende Aussparungen aufweisen und in der Sperrfunktion die Kugeln (17) in je eine Ausnehmung in dem ersten (7) und dem zweiten Bauteil (9) des Trennelements (5) eingreifen, wobei bei Verschiebung des Kolbens (23) in die Freigabestellung die Kugeln (17) so bewegt werden, dass die Sperrung zwischen den jeweiligen Bauteilen (7, 9) und dem Kolben (23) oder einem mit diesem in Wirkverbindung stehenden Sperrelement (59, 61) aufgehoben wird, so dass eine weitere Bewegung des Kolbens (23) bis in eine Stellung möglich ist, in der er oder das mit ihm in Wirkverbindung stehende Sperrelement (59, 61) nicht mehr in die Trennebene (T) zwischen dem ersten (7) und dem zweiten Bauteil (9) des Trennelements (5) hineinragt, nach Patentanmeldung DE 10 2004 062 079 B4 dadurch gekennzeichnet, dass eine Zündleitung (33) vorgesehen ist, welche die in dem Schaft (5) des als Schraube ausgeführten Trennelements angeordnete Treibladung (25) mit einem elektrischen Kontaktteil (35) am Kopf (1) der Schraube verbindet.Separating element for the detachable connection of two components (7, 9) with an ignition device for igniting a propellant charge, which initiates the separation of the separating element by deflagration, with a mechanical locking device arranged between the components (7, 9) of the separating element (5) to be detached, which can be unlocked via a piston (23), the piston being moved into the release position by the gas pressure generated during deflagration, the locking device being formed by at least two balls (17) which form the detachable components (7, 9) of the separating element (5) directly or indirectly via the piston (23), the first (7) and the second component (9) of the separating element (5) for receiving the piston (23) having recesses aligned with one another and in the blocking function the Balls (17) each engage in a recess in the first (7) and the second component (9) of the separating element (5), whereby when the piston (23) is moved into the Fr input position the balls (17) are moved in such a way that the lock between the respective components (7, 9) and the piston (23) or a locking element (59, 61) that is in operative connection therewith is canceled, so that further movement of the Piston (23) is possible up to a position in which it or the locking element (59, 61) which is in operative connection with it no longer enters the parting plane (T) between the first (7) and the second component (9) of the separating element (5) protrudes, according to patent application DE 10 2004 062 079 B4, characterized in that an ignition line (33) is provided which connects the propellant charge (25) arranged in the shaft (5) of the separating element designed as a screw with an electrical contact part (35). connects to the head (1) of the screw.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trennschraube zum lösbaren Verbinden von zwei Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a separating screw for releasably connecting two components according to the preamble of claim 1.

Die nicht vorveröffentlichte Patentanmeldung DE 10 2004 062 079 B4 beschreibt ein Trennelement, bei dem zwischen den zu lösenden Bauteilen eine mechanische Sperrvorrichtung angeordnet ist, wobei die Sperrvorrichtung über einen Kolben entriegelbar ist und der Kolben durch den bei der Deflagration entstehenden Gasdruck in die Freigabestellung bewegt wird. Dadurch wird das Trennelement bei der Zündung weder zerstört noch beschädigt. Es erfolgt vielmehr eine Entriegelung der Sperrvorrichtung, wodurch diese in zwei Teile zerfällt. Da diese Teile in ihrer Form exakt definiert sind und auch beim Trennen nicht verformt werden, lässt sich das Verhalten der mit dem Trennelement verbundenen Bauteilen nach dem Trennen des Trennelements genau vorherbestimmen.The unpublished patent application DE 10 2004 062 079 B4 describes a separating element in which a mechanical locking device is arranged between the components to be detached, the locking device being unlockable via a piston and the piston being moved into the release position by the gas pressure generated during deflagration. As a result, the separating element is neither destroyed nor damaged during ignition. Rather, the locking device is unlocked, causing it to split into two parts. Since these parts are precisely defined in terms of their shape and are not deformed when they are separated, the behavior of the components connected to the separating element can be precisely determined in advance after the separating element has been separated.

Ein besonderes Merkmal des Trennelements gemäß der Patentanmeldung DE 10 2004 062 079 B4 besteht darin, dass der Kolben bis in eine Stellung bewegbar ist, in der er nicht mehr in die Trennebene zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil des Trennelements hineinragt. Dies hat den großen Vorteil, dass die Bauteile in radialer Richtung getrennt werden können, was bei vielen Anwendungsfällen ein entscheidendes Kriterium ist.A special feature of the separating element according to the patent application DE 10 2004 062 079 B4 consists in that the piston can be moved into a position in which it no longer protrudes into the parting plane between the first and the second component of the separating element. This has the great advantage that the components can be separated in the radial direction, which is a decisive criterion in many applications.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trennelement gemäß der Patentanmeldung DE 10 2004 062 079 B4 so weiterzubilden, dass die Einsatzmöglichkeiten erweitert werden.The present invention is based on the object of a separating element according to the patent application DE 10 2004 062 079 B4 further training in such a way that the possible uses are expanded.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Zündleitung vorgesehen ist, welche die in den Schaft des als Schraube ausgeführten Trennelementes angeordnete Treibladung mit einem elektrischen Kontaktteil am Kopf der Schraube verbindet. Diese Anordnung stellt sicher, dass trotz einer im Schaft der Trennschraube angeordneten Treibladung diese über Kontakte am Schraubenkopf gezündet werden kann. Es ist also möglich, die Trennschraube wie eine herkömmliche Schraube einzuschrauben und erst dann den elektrischen Kontakt herzustellen. Die erfindungsgemäße Trennschraube kann deshalb auch an Stellen Verwendung finden, an denen das Schraubende nicht oder nur sehr schwer zugänglich ist. Wenn die elektrischen Anschlüsse zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen können, wird die Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Auslösen außerdem erhöht.The object is achieved in that an ignition line is provided which connects the propellant charge arranged in the shaft of the separating element designed as a screw to an electrical contact part on the head of the screw. This arrangement ensures that despite a propellant charge arranged in the shaft of the separating screw, it can be ignited via contacts on the screw head. It is therefore possible to screw in the separating screw like a conventional screw and only then make the electrical contact. The separating screw according to the invention can therefore also be used in places where the screw end is not accessible or only with great difficulty. If the electrical connections can be made at a later point in time, the security against unintentional triggering is also increased.

Vorteilhaft wird die Zündleitung mittig durch das Trennelement hindurchgeführt. So kann bspw. in einfacher Weise durch zentrische Bohrungen in den betroffenen Bauteilen die Voraussetzung zur Hindurchführung der Zündleitung geschaffen werden. Es ist unbeachtlich,, wenn bei Auslösung des Trennelements die Zündleitung zerstört wird.The ignition line is advantageously passed centrally through the separating element. Thus, for example, the prerequisites for passing the ignition cable through can be created in a simple manner by means of central bores in the components concerned. It is irrelevant if the ignition cable is destroyed when the isolating element is triggered.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Die Zeichnung zeigt im Schnitt ein Trennelement in Form einer Trennschraube, die einen Schraubenkopf 1 mit einem Sechskant 3 und einen Schaft 5 mit einem Gewinde 7 aufweist. Der Schraubenkopf 1 und der Schaft 5 sind so ausgeführt, dass sie über eine zwischen dem Schraubenkopf 1 und dem Schaft 5 verlaufende plane Ebene (Trennebene T) getrennt werden können. Im verbundenen Zustand liegen beide Bauteile unter Zwischenschaltung einer nicht gezeigten Dichtung bündig aneinander an.The drawing shows in section a separating element in the form of a separating screw, which has a screw head 1 with a hexagon 3 and a shaft 5 with a thread 7th having. The screw head 1 and the shaft 5 are designed so that they have one between the screw head 1 and the shaft 5 extending plane plane (parting plane T) can be separated. In the connected state, both components are flush with one another with the interposition of a seal, not shown.

Zur formschlüssigen Verbindung des Schraubenkopfes 1 mit dem Schaft 5 sind Kugeln 9 vorgesehen, welche einen Teil einer Sperrvorrichtung zum Verbinden des Schraubenkopfes 1 mit dem Schaft 5 darstellen. In der Zeichnung sind nur vier Kugeln 9 zu erkennen; es sind jedoch mehrere Kugeln 9 gleichmäßig verteilt über den Umfang des Schraubenkopfes 1 bzw. des Schaftes 5 vorgesehen. Jede Kugel greift dabei in eine kalottenförmige Ausnehmung 11 im Schraubenkopf 1 bzw. im Schaft 5 ein. Der größere Abschnitt der Kugeln 9 wird von Bohrungen 13 in einer Sperrhülse 15 aufgenommen.For a positive connection of the screw head 1 with the shaft 5 are balls 9 provided, which is part of a locking device for connecting the screw head 1 with the shaft 5 represent. There are only four balls in the drawing 9 to recognize; however, there are several balls 9 evenly distributed over the circumference of the screw head 1 or the shaft 5 intended. Each ball engages in a dome-shaped recess 11 in the screw head 1 or in the shaft 5 a. The larger section of the balls 9 is made of drilling 13th in a locking sleeve 15th recorded.

Neben der genannten Sperrhülse 15 umfasst die Sperrvorrichtung einen mit einem Kolben 17 fest verbundenen Sperrschieber 19. Flächen 21 des Sperrschiebers 19 drücken die Kugeln 9 in die zugeordneten kalottenförmigen Ausnehmungen 11 und stellen dadurch sicher, dass der Schraubenkopf 1 und der Schaft 5 miteinander verbunden bleiben.In addition to the aforementioned locking sleeve 15th the locking device comprises one with a piston 17th firmly connected gate valve 19th . Surfaces 21st of the locking slide 19th push the balls 9 into the associated dome-shaped recesses 11 and thereby ensure that the screw head 1 and the shaft 5 stay connected.

In der beschriebenen Verriegelungsstellung können über die Kugeln 9 und die Sperrhülse 15 Zug-, Druck- und Drehkräfte vom Schraubenkopf 1 auf den Schaft 5 übertragen werden. Wenn die Sperrhülse 15 und die diese umschließenden Teile des Schraubenkopfes 1 bzw. des Schaftes 5 einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen, dann können erhöhte Drehkräfte übertragen werden.In the described locking position, the balls 9 and the locking sleeve 15th Tensile, compressive and torsional forces from the screw head 1 on the shaft 5 be transmitted. When the locking sleeve 15th and the parts of the screw head surrounding them 1 or the shaft 5 have a cross section deviating from the circular shape, then increased rotational forces can be transmitted.

Im unteren Teil des Schaftes 5 ist in einer Kammer 23 eine Treibladung 25 untergebracht. Zum Ende des Schaftes 5 hin ist die Kammer 23 durch einen Deckel 27 fest verschlossen. In der Wandung der Kammer 23 sind mehrere Bohrungen 29 vorgesehen, durch die das beim Zünden der Treibladung 25 entstehende Gas in den Bereich der Kolbenfläche 31 des Kolbens 17 gelangt, wodurch dieser nach unten bewegt wird.In the lower part of the shaft 5 is in a chamber 23 a propellant charge 25th housed. To the end of the shaft 5 the chamber is gone 23 through a lid 27 tightly closed. In the wall of the chamber 23 are multiple holes 29 provided through which the ignition of the propellant charge 25th resulting gas in the area of the piston surface 31 of the piston 17th reaches, causing it to move downwards.

Zum Zünden der Treibladung 25 weist die Trennschraube eine Zündleitung 33 auf, welche von einem elektrischen Kontaktteil 35 am Schraubenkopf 1 zentrisch bis in die Kammer 23 mit der Treibladung 25 geführt ist. Die Zündleitung 33 kann aus zwei Drähten bestehen, welche in der Kammer 23 voneinander beabstandete Kontakte aufweisen.For igniting the propellant charge 25th if the separation screw has an ignition cable 33 on which from an electrical contact part 35 on the screw head 1 centrically up to the chamber 23 with the propellant charge 25th is led. The ignition cable 33 can consist of two wires, which are in the chamber 23 have spaced apart contacts.

Wird die Treibladung 25 über das Anlegen einer Spannung an dem elektrischen Kontaktteil 35 gezündet, dann gelangt das entstehende Gas durch die Bohrung 29 und mehrere in der Zeichnung nicht erkennbare axiale Nuten zur Kolbenfläche 31 des Kolbens 17. Dieser wird dadurch, abgedichtet durch einen O-Ring 37, entlang einer Zylinderlaufbahn 39, welche einen Kompensationsraum 41 für die Kolbenbewegung umschließt, in die untere Endlage bewegt.Will the propellant charge 25th by applying a voltage to the electrical contact part 35 ignited, then the resulting gas passes through the hole 29 and several axial grooves, not visible in the drawing, to the piston surface 31 of the piston 17th . This is sealed by an O-ring 37 , along a cylinder liner 39 , which has a compensation space 41 for the piston movement, moved to the lower end position.

Bei der angesprochenen Verschiebung des Kolbens 17 in die Freigabestellung, also in seine untere Endlage, wird zunächst der Kolben 17 und der mit ihm fest verbundene Sperrschieber 19 relativ zur Sperrhülse 15 verschoben. Dabei gelangen Ausnehmungen 20 in dem Sperrschieber 19 in eine Position gegenüber den Kugeln 17. Diese können sich dadurch auf den Sperrschieber zu bewegen, so dass sie gegenüber der Sperrhülse 15 nicht mehr nach außen vorstehen. Bei dieser Konstellation ist also die Sperrhülse 15 über die Kugeln 9 formschlüssig mit dem Sperrschieber 19 verbunden. Deshalb kann im weiteren Bewegungsablauf, d.h. bei fortschreitendem Kolbenhub, über den mit dem Kolben 17 fest verbundenen Sperrschieber 19 auch die Sperrhülse 15 verschoben werden. Am Ende der möglichen Verschiebebewegung, bspw. wenn der Boden der Sperrhülse 15 an einem Bauteil des Schaftes 5 anstößt, ragen keine Teile der Sperrvorrichtung gegenüber der Trennebene T nach außen vor. In dieser Stellung kann sich der Schraubenkopf 1 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung wegbewegen.With the mentioned displacement of the piston 17th in the release position, ie in its lower end position, the piston is first 17th and the locking slide firmly connected to it 19th relative to the locking sleeve 15th postponed. This creates recesses 20th in the gate valve 19th in a position opposite the balls 17th . This allows them to move towards the locking slide so that they are opposite the locking sleeve 15th no longer protrude outwards. So in this constellation is the locking sleeve 15th about the balls 9 form-fit with the locking slide 19th connected. Therefore, in the further course of movement, ie as the piston stroke progresses, over the one with the piston 17th firmly connected gate valve 19th also the locking sleeve 15th be moved. At the end of the possible sliding movement, for example when the bottom of the locking sleeve 15th on a component of the shaft 5 no parts of the locking device protrude to the outside with respect to the parting plane T. The screw head can move in this position 1 Move away in both the radial and axial directions.

Claims (2)

Trennelement zum lösbaren Verbinden von zwei Bauteilen (7, 9) mit einer Zündeinrichtung zum Zünden einer Treibladung, welche durch Deflagration die Trennung des Trennelements einleitet, mit einer zwischen den zu lösenden Bauteilen (7, 9) des Trennelements (5) angeordneten mechanischen Sperrvorrichtung, welche über einen Kolben (23) entriegelbar ist, wobei der Kolben durch den bei der Deflagration entstehenden Gasdruck in die Freigabestellung bewegt wird, wobei die Sperrvorrichtung durch mindestens zwei Kugeln (17) gebildet ist, welche durch Formschluss die lösbaren Bauteile (7, 9) des Trennelements (5) über den Kolben (23) direkt oder indirekt verbinden, wobei das erste (7) und das zweite Bauteil (9) des Trennelements (5) zur Aufnahme des Kolbens (23) miteinander fluchtende Aussparungen aufweisen und in der Sperrfunktion die Kugeln (17) in je eine Ausnehmung in dem ersten (7) und dem zweiten Bauteil (9) des Trennelements (5) eingreifen, wobei bei Verschiebung des Kolbens (23) in die Freigabestellung die Kugeln (17) so bewegt werden, dass die Sperrung zwischen den jeweiligen Bauteilen (7, 9) und dem Kolben (23) oder einem mit diesem in Wirkverbindung stehenden Sperrelement (59, 61) aufgehoben wird, so dass eine weitere Bewegung des Kolbens (23) bis in eine Stellung möglich ist, in der er oder das mit ihm in Wirkverbindung stehende Sperrelement (59, 61) nicht mehr in die Trennebene (T) zwischen dem ersten (7) und dem zweiten Bauteil (9) des Trennelements (5) hineinragt, nach Patentanmeldung DE 10 2004 062 079 B4 dadurch gekennzeichnet, dass eine Zündleitung (33) vorgesehen ist, welche die in dem Schaft (5) des als Schraube ausgeführten Trennelements angeordnete Treibladung (25) mit einem elektrischen Kontaktteil (35) am Kopf (1) der Schraube verbindet.Separating element for the detachable connection of two components (7, 9) with an ignition device for igniting a propellant charge, which initiates the separation of the separating element by deflagration, with a mechanical locking device arranged between the components (7, 9) of the separating element (5) to be detached, which can be unlocked via a piston (23), the piston being moved into the release position by the gas pressure generated during deflagration, the locking device being formed by at least two balls (17) which form the detachable components (7, 9) of the separating element (5) directly or indirectly via the piston (23), the first (7) and the second component (9) of the separating element (5) for receiving the piston (23) having recesses aligned with one another and in the blocking function the Balls (17) each engage in a recess in the first (7) and the second component (9) of the separating element (5), whereby when the piston (23) is moved into the Fr input position the balls (17) are moved in such a way that the lock between the respective components (7, 9) and the piston (23) or a locking element (59, 61) that is in operative connection therewith is canceled, so that further movement of the Piston (23) is possible up to a position in which it or the locking element (59, 61) which is in operative connection with it no longer enters the parting plane (T) between the first (7) and the second component (9) of the separating element (5) protrudes, according to patent application DE 10 2004 062 079 B4, characterized in that an ignition line (33) is provided which connects the propellant charge (25) arranged in the shaft (5) of the separating element designed as a screw with an electrical contact part (35). connects to the head (1) of the screw. Trennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündleitung (33) zentrisch durch das Trennelement hindurchgeführt ist.Separator after Claim 1 , characterized in that the ignition line (33) is passed centrally through the separating element.
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