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Pyrotechnisches Trennelement Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches
Trennelement zum Lösen von mit Schraubenbolzen oder anderen Bolzen durchgeführten
Verbindungen von Maschinenteilen mit einer im Element installierten Treib- oder
Sprengladung.
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Derartige Trennelemente werden in Fällen verwendet, in denen eine
schnelle Trennung einer Verbindung erwünscht ist.
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Durch die üblicherweise erfolgende elektrische Betätigung der Anzündeinrichtung
ist es möglich, diese Trennelemente zum Beispiel auch für die automatische Auslösung
von Noteinrichtungen oder auch in der Raumfahrt zu verwenden. Bekannt sind
sowohl
Schnelltrennmuttern als auch Trennschrauben. Durch die US-PS 3 120 149 ist eine
Trennmutter bekannt, die zweiteilig ist, wobei der eine Teil zwei Gewindesegmente
enthält und von außen auf einen Verbindungsbolzen aufgeschraubt wird und der andere
Teil, in welchen eine Sprengschraube hineingeschraubt wird, außerhalb des Verbindungsbolzens
verbleibt. Diese Konstruktion ist nur bei Verbindungen mit freiliegendem Verbindungsbolzen
einzusetzen und außerdem durch ihren Aufbau kompliziert. Bei bekannten Trennschrauben
ist die Ladung in den Schraubenkopf eingelassen, weswegen sie vorzugsweise nur ab
einem Durchmesser von 10 mm erhältlich sind. Außerdem bedingen sie eine besondere
Ausführung des Durchgangsloches der zu verbindenden Teile.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach zu montierendes
pyrotechnisches Trennelement zu schaffen, welches bei mit Hilfe von Bolzen aller
Art durchgeführten Verbindungen einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein für sich fertig
montiertes, mit einer Bohrung zum Aufsetzen auf den Verbindungsbolzen versehenes
Bauelement.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen
mit einer innenliegenden Aufsteckbuchse versehenen Napf, in dem zwischen der Außenwand
und der Buchse die Treib-oder Sprengladung sowie eine Anzündeinrichtung angeordnet
sind.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Trennelement
als Kapsel ausgebildet, die aus dem Napf und einem aufgesetzten und verbundenen
Deckel besteht.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Deckel ebenfalls napfartig
sowie mit einer zentralen Buchse ausgebildet und teleskopartig in den Napf einführbar.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind im Napf und bei napfartiger
Ausführung des Deckels auch im Deckel Bohrungen bzw. Schlitze zum Durchführen von
Zündleitungen vorgesehen.
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Das erfinderische Trennelement ist durch seinen einfachen Aufbau universal
an allen Stellen einer Bolzenverbindung, wie z.B. hinter dem Bolzenkopf, zwischen
den zu verbindenden Teilen und vor der Gewindemutter einsetzbar. Seine Verwendungsmöglichkeit
erstreckt sich nicht nur auf die Trennung von Schraubverbindungen, sondern auch
auf den Einsatz bei Bolzenverbindungen, die durch Splinte, Stifte oder Keile gesichert
sind. Dabei ist sowohl ein Abreißen des Bolzens mit Hilfe einer Sprengladung oder
auch ein Wegdrücken bzw. Abscheren einer Gewindemutter, eines Splintes oder Stiftes
mit Hilfe einer Treibladung möglich. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung mit innenliegender
Buchse wird die Spreng- oder Treibladung in dem Ringraum zwischen der Buchse und
der Aussenwandung angeordnet. Somit ist es möglich, Trennelemente auch für kleinste
Durchmesser herzustellen.
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Im einfachsten Fall des mit der innenliegenden Aufsteckbuchse versehenen
Napf es wird im allgemeinen ein Abreißen der Verbindung bezweckt. Bei der zweiteiligen
Kapsel besteht außerdem die Möglichkeit die beiden Wandteile bzw. die Buchsen, mit
denen die Kapsel auf einen Verbindungsbolzen aufsteckbar ist, teleskopartig ineinander
gleitend auszubilden. Dadurch kann die Treibwirkung einer Ladung zum Abscheren einer
Gewindemutter oder eines Sicherungsstiftes, sowie auch zum Zerreißen
einer
Dehnschraube benutzt werden. Dieses hat den großen Vorteil, daß die so zu verbindenden
Teile und im Falle des Abreißens von Sicherungsstiften auch der Verbindungsbolzen
beim Trennvorgang nicht beschädigt werden.
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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 ein einteiliges offenes Trennelement; Figur
2 ein zweiteiliges geschlossenes Trennelement; Figur 3 ein zweiteiliges Trennelement
mit teleskopartigen Wandungen; Figur 4 zwei Ausführungsbeispiele für den Einbau
der und 5 Trennelemente nach den Figuren 1 bis 3; Figur 6 eine Flanschverbindung
mit mehreren Trennelementen.
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Im einfachsten Fall der Figur 1 besteht ein Trennelement 1 aus einem
Napf 2, der zum Aufsetzen auf einen nicht dargestellten Bolzen mit einer Aufsteckbuchse
3 versehen ist. In den Ringraum zwischen dem Inneren des Napfes 2 und der Buchse
3 ist eine Treib- oder Sprengladung 4 eingegossen, die mit einer Anzündpille 5 und
elektrischen Zündleitungen 6 gezündet werden kann. Die Zündleitungen 6 werden durch
in dem Napf 2 vorhandene Bohrungen 7 hindurchgeführt.
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Die Figur 2 zeigt ein Trennelement, welches als Kapsel la ausgebildet
ist und bei dem der Napf 2 mit der Buchse 3 durch einen Deckel 8 verschlossen ist.
Hierbei können der
Deckel 8 und die Buchse 3 auch zu einem Bauteil
vereinigt werden. Der Napf 2 und der Deckel 8 können durch eine übliche Verbindungsart,
wie z.B. Kleben, Falzen oder Stauchen zusammengesetzt werden. Hierbei ist es möglich,
anstelle einer gegossenen Treib- oder Sprengladung 4 auch eine pulvrige, plastische,
pastöse/oder thixotrope Ladung 4 zu verwenden.
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Das Trennelement 1 nach Figur 3 hat zum Unterschied zur Figur 2 einen
Deckel 8, der sich mit einer Wandung 9 und einer Buchse 10 in einen Napf 2 mit Aufsteckbuchse
3 entsprechend der Figur 1 hineinschieben läßt. Dieses Trennelement 1 ist besonders
geeignet zur Aufnahme einer Treibladung 4, deren Treibgase die beiden ineinandergleitenden
Buchsen 3 und 10 auseinanderdrücken können. Zum Durchführen der Zündleitungen 6
sind hier die Bohrungen 7 in der Wandung 9 vorhanden, während in die Außenwand des
Napfes 2 ein Schlitz 18 eingelassen ist. Alle drei in den Figuren 1 bis 3 gezeigten
Ausführungsformen des Trennelementes 1 weisen eine zentrale Bohrung 11 zum Einbau
in eine Schrauben- bzw. Bolzenverbindung alf.
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Entsprechend einem Einbauvorschlag nach Figur 4 ist das Trennelement
1 im Rahmen einer Schraubverbindung zwischen den Kopf einer Schraube 12 und zwei
zu verbindenden Bauteilen 13 und 14 eingesetzt. Eine feste Verbindung wird durch
Anziehen einer Gewindemutter 15 hergestellt.
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Im Falle der Figur 5 sind die Bauteile 13 und 14 auf einen Stiftbolzen
16 gesetzt und das Trennelement 1 auf dessen freies Ende geschoben. Eine Verbindung
und Sicherung der Teile erfolgt hier durch einen Keilstift 17. Wenn in diesem Beispiel
das Trennelement 1 entsprechend Figur 3 ausgeführt
ist, wird die
angezündete Treibladung 4 die Enden des Keilstiftes 17 abscheren, wodurch eine zerstörungsfreie
Trennung der Verbindung gewährleistet ist.
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Die Figur 6 stellt die Verbindung von zwei Flanschwellen 20 und 21
mit vier Schraubbolzen 22 dar, die zur leichteren Trennung als Dehnschrauben ausgeführt
sind. Unter die Köpfe aller Schrauben 22 sind Trennelemente 1 eingesetzt, deren
Zündleitungen 6 zu einer Leitung 23 zusammengeführt sind.
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Wenn die beiden Wellen 20 und 21 getrennt werden sollen, erfolgt über
die Leitung 23 ein Zündimpuls, wodurch alle Trennelemente 1 gleichzeitig angezündet
werden und in Tätigkeit treten.
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Patentansprüche