DE3518556A1

DE3518556A1 - Temperaturempfindliche unterbrechervorrichtung fuer eine pyrotechnische kette

Info

Publication number: DE3518556A1
Application number: DE19853518556
Authority: DE
Inventors: Henri Francaise Velizy Boggero
Original assignee: Matra SA
Current assignee: Matra SA
Priority date: 1984-05-25
Filing date: 1985-05-23
Publication date: 1985-11-28
Also published as: IT8509418A0; IT1201299B; FR2564965B1; FR2564965A1; ES8703195A1; ES543416A0; US4709637A

Description

HOEGER₁ STELLRECHT & PARTNER 35 <| 8556

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1

A 46 648 m Anmelder: MATRA Societe Anonyme m - 213 4, rue de Presbourg

22. Mai 1985 75116 Paris, Frankreich

Beschreibung

Temperaturempfindliche Unterbrechervorrichtung für eine pyrotechnische Kette

Die Erfindung betrifft Unterbrechervorrichtungen in pyrotechnischen Ketten, die ein Element darstellen, welches man in zahlreichen Materialien wiederfindet, die ihrerseits insbesondere eine militärische Ladung umfassen. Die Rolle dieser Vorrichtungen besteht darin, die Sicherheit bei der Lagerung, der Beförderung und eventuell bei einer Mitnahme zu gewährleisten.

Diese Vorrichtungen umfassen im allgemeinen ein Teil, welches zwischen einer Position, in der es einen Aktivierungsprozeß unterbricht, und einer Position, in der es diesen Prozeß ermöglicht oder hervorruft, beweglich ist. Dieses Teil ist beispielsweise eine mit einem Loch versehene Scheibe, die die Ausbreitung einer Detonationswelle ermöglicht, wenn sie zwischen zwei Übertragern (Relais) angeordnet wird. Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie ein bewegliches Teil aufweisen und also einen Mechanismus erfordern, um es zu verschieben. Man hat auch bereits Sicherheitsvorrichtungen für eine Ladung vorgeschlagen, bei denen eine schmelzbare Legierung Anwendung findet,

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und häufig auch die auf die Rotation der Ladung zurückgehende Zentrifugalkraft ausgenutzt wird.

Die Erfindung zieht die Bereitstellung einer Unterbrechervorrichtung für eine pyrotechnische Kette in Erwägung, die keinerlei bewegliches Teil enthält. Zu diesem Zwecke wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgeschlagen, die dazu dient, die pyrotechnische Kette dann zu aktivieren oder zu inaktivieren, wenn die Temperatur der Vorrichtung oder die Temperatur eines Elementes der Vorrichtung über einen bestimmten Wert ansteigt. Die Vorrichtung umfaßt erfindungsgemäß ein Teil aus einer eutektischen, bei der genannten Temperatur schmelzenden Legierung, das in der Kette angeordnet wird.

Die Erfindung kann zahlreichen Anwendungen zugeführt werden und in zahlreichen Ausführungsformen verwirklicht werden.

Bei einer besonders wichtigen Anwendung, welche die Lagersicherheit von Munition gewährleistet, die mit einer Treibladung und einer militärischen Ladung versehen ist, kann die Vorrichtung- so ausgebildet sein, wie im Patentanspruch 1 angegeben. Das Teil aus der eutektischen Legierung kann einen Halteriegel eines Schlagbolzens bilden oder einen solchen Riegel gegen die Wirkung einer Feder festhalten, die das Bestreben hat, den Schlagbolzen gegen einen Aktivierungszünder eines Auslösesystems der Treibladung zu schleudern: Man beseitigt auf diese Weise die Gefahr, daß beim Brand eines Lagerplatzes die Treibladung die militä-

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rische Ladung bis in große Entfernungen schleudert. Das Eutektikum, welches das Teil bildet, wird aus einem Material ausgewählt, welches seine Kohäsion oberhalb der maximal vorgesehenen Lagertemperatur verliert, die gewöhnlich 70°C beträgt. Ein zweites eutektisches Teil kann zwischen den Schlagbolzen und den Zünder eingeschoben werden oder auch auf der eigentlichen pyrotechnischen Kette angeordnet werden. In diesem Fall besteht das Teil aus einem Material mit einem Schmelzpunkt, der niedriger als derjenige des ersten Teils liegt.

Ein Teil aus einer eutektischen Legierung kann in gleicher Weise auch zwischen zwei Elementen der pyrotechnischen Kette so angeordnet werden, daß die Ausbreitung der Detonationswelle solange unterbunden ist, bis das Eutektikum in den flüssigen Zustand überführt ist; die Erwärmung kann gegebenenfalls mit Hilfe eines elektrischen Widerstandes erzeugt werden, der in das Teil eingebettet ist oder es umgibt. Die Dicke des Teils ist höchst unterschiedlich, je nach der zu absorbierenden Energie: Die Dicke kann verringert werden, wenn das Teil zwischen Zünder und Übertrager angeordnet wird, das Teil muß im allgemeinen von einer beträchtlich höheren Dicke sein, wenn es zwischen Übertrager und Zündladung angeordnet wird.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Prinzipschema im Längsschnitt eines Teils der Treibladung einer Munition, die ihrerseits mit einem explosiven Auslösesystem ausgerüstet und mit einer erfindungsgemäßen Unterbrechervorrichtung versehen ist;

Fig. 2 eine vereinfachte Schnittansicht einer bei dem System gemäß Fig. 1 verwendbaren Vorrichtung und

Fig. 3 ähnlich Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform.

Die Munition 10, von der ein Teil in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt eine in einer Hülle 14 enthaltene Treibladung 12 und eine vorne angeordnete militärische Ladung 16. Im Falle eines Brandes laufen die Zündmittel der Treibladung 12 Gefahr, eine Temperatur zu erreichen, welche das in Aktion setzen oder eine gewisse Beschädigung einer Ladung hervorruft, was dazu führen kann, daß die Gesamtheit der Munition über eine große Entfernung hinweg geschleudert wird. Die Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. T dient dazu, diese auf der Auslösung der Treibladung beruhende Gefahr zu beseitigen, indem man ihre Verbrennung bei denjenigen Bedingungen verhindert, bei denen es zu einem Abschleudern im Falle einer Erhöhung der Temperatur über den in Betracht gezogenen Maximalwert im Verlauf der Lagerung kommen könnte, unterhalb des gefährlichen Bereiches. Das in Fig. 1 dargestellte Auslösesystem

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wird von einem System 18 gebildet, welches eine Explosivschnur enthält. Das System ist mit Mitteln versehen, die seine Befestigung an einer passenden Stelle entlang der Treibladung und die leichte Abnahme vor der Montage auf einem Vektor gestatten. Dieses System kann aus mehreren Teilen bestehen und mit Verschlußmitteln 20 versehen sein. Es trägt eine Unterbrechervorrichtung, die dazu dient, die pyrotechnische Kette für die unter Feuersetzung der im System enthaltenen Schnur zu aktivieren und anschließend auszulösen. Die Unterbrechervorrichtung 20 (Fig. 2) umfaßt einen Körper 24, der einen Schlagbolzen 26 enthält. Der Schlagbolzen unterliegt der Wirkung einer Feder 28, die auf einer mit dem Körper 24 fest verbundenen Scheibe 30 abgestützt ist. Die Feder hat das Bestreben, den Schlagbolzen 26 gegen einen Zünder 32 zu schleudern, der sich in Kontakt mit dem Sprengzünder 34 oder einem pyrotechnischen Übertrager (Relais) befindet.

Ein erstes Teil besteht aus einer Scheibe 36, die in den Laufweg des Schlagbolzens derart eingeschoben ist, daß er nicht gegen den Zünder 32 schlagen kann. Dieses Teil 36 besteht aus einer eutektischen Legierung und hat somit einen wohl definierten Schmelzpunkt. Um die Erreichung eines thermischen Gleichgewichts zwischen dem Teil 36 und der umgebenden Atmosphäre zu beschleunigen, weist das Gehäuse durchgehende Löcher 38 auf, die in gleichmäßiger Winkelverteilung angeordnet sind, über die Löcher können heiße Gase, in denen sich die Munition gegebenenfalls befindet, in Kontakt mit dem Eutektikum gelangen und seine Schmelzung hervorrufen. Diese Löcher 38 ermöglichen es dem Eutektikum auch,

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sobald es seinen Schmelzpunkt überschritten hat, nach außen auszufließen, wodurch die Bewegungsbahn des Schlagbolzens freigegeben wird.

Der Schlagbolzen ist weiterhin, solange die Temperatur eine vorgegebene Schwelle nicht überschreitet, durch einen ringförmigen Riegel 40 aus mehreren Kegelstümpfen zurückgehalten. Der Riegel ist seinerseits durch ein zweites Teil 42 in Gestalt eines Ringes und aus einer eutektischen Legierung bestehend in einer Auskehlung des Schlagbolzens gehalten. Löcher 24, die im Gehäuse in gleichmäßigen Winkelabständen ausgebildet sind, gestatten es, das Teil 42 äußeren Einwirkungen auszusetzen und ermöglichen es, daß das Eutektikum ausströmt, wenn es seinen Schmelzpunkt erreicht. Auf diese Weise werden die Kegelstümpfe des Riegels 40 freigegeben, die sich somit verschieben und den Schlagbolzen freigeben können. Der Körper 24 ist bei der dargestellten Ausführungsform durch einen Schraubdeckel 46 verschlossen, der ebenfalls mit Löchern versehen werden kann.

Der Körper 24 der dargestellten Vorrichtung umfaßt ferner miteinander ausgerichtete Löcher, welche die Einführung eines Steckstifts 48 ermöglichen, der im allgemeinen aus Stahl besteht und den Schlagbolzen unbeweglich festhält. Dieser Steckstift wird während der Lagerung des Systems 18 vor der Befestigung auf einer Munition 10 an seinem Platz angebracht. Der Steckstift wird herausgezogen, wenn das System in Stellung ist, so daß ein Funktionieren der Vorrichtung ermöglicht ist.

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Das Material, welches das erste Teil 3 6 bildet, muß einen Schmelzpunkt haben, der unter demjenigen des das zweite Teil 42 bildenden Materials liegt. Die Reihe gegenwärtig verfügbarer Eutektika gestattet es ohne Schwierigkeit, dieser Bedingung Rechnung zu tragen, wenn man sich beispielsweise auf den Bereich bis 130°C beschränkt. In diesem Falle können die folgenden Eutektika eingesetzt werden: Sn 13%, Bi 49,5%, Pb 27,3%, Cd 10% und Sn 40%, Bi 36%, Zn 4%.

Das Funktionieren der Vorrichtung im Falle äußerer thermischer Aktivierung spielt sich folgendermaßen ab: Wenn das Gas um die Vorrichtung 20 herum die Schmelztemperatur des Eutektikums 36 erreicht, verliert das erste Teil 36 seine Kohäsion und bringt die Barriere zwischen Schlagbolzen und Zünder zum Verschwinden. Wenn die Temperatur weiter ansteigt, schmilzt das Teil 42 seinerseits und gibt die Kegelstümpfe des Riegels 40 frei, die sich somit verschieben können. Hierdurch wird der Schlagbolzen freigegeben, der seinerseits der Wirkung der Feder 28 unterliegt. Somit schlägt der Schlagbolzen, dessen Laufweg durch das Schmelzen des Teils 36 freigegeben ist, gegen den Zünder und aktiviert die pyrotechnische Kette. Das System löst alsdann die Treibladung durch Zerlegung aus.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung kann in gleicher Weise auch dazu eingesetzt werden, um eine Aktivierungs· kette zu unterbrechen oder zu verhindern. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 (in welcher einander entsprechende Organe mit den gleichen Bezugszeichen wie

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in Fig. 2 versehen sind) wird der Schlagbolzen durch eine Arretierung 50 zurückgehalten, deren Zurückziehung die Aktivierung hervorruft. Um diese Aktivierung zu verhindern und also die pyrotechnische Kette im Falle eines Temperaturanstiegs über die vorbestimmte Schwelle hinaus, bildet man den Anschlag oder die Abstützung 40 der Feder 28 in Gestalt eines Ringes aus mehreren Kegelstümpfen aus, die durch einen Ring 42 aus eutektischem Material radial festgehalten sind. Wenn beim überschreiten einer Grenztemperatur das Eutektikum schmilzt, werden die Kegelstümpfe des Ringes 40 freigegeben. Die Feder 26 entspannt sich und wird außer Stand gesetzt, den Schlagbolzen gegen den Zünder 32 zu schleudern.

Bei einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird ein elektrischer Heizwiderstand in das Teil (oder eines der Teile) aus dem eutektischen Material der Vorrichtung eingesetzt oder ein solches Material umgibt das oder die Teile. Dieser Heizwiderstand gestattet es, das Teil willkürlich auf seinen Schmelzpunkt zu bringen und, je nachdem, die pyrotechnische Kette zu unterbrechen oder im Gegensatz hierzu ihr Funktionieren zu ermöglichen.

Das Schmelzen des Teils kann also entweder das Äquivalent einer Entsicherung vor der Aktivierung oder im Gegensatz hierzu eine Verhinderung sein. Die Heizung kann von dem Personal gesteuert werden oder im Gegensatz hierzu automatisch eintreten. Im Falle einer von einem Flugzeug ausgeklinkten Rakete, die

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mit einem Windmotor ausgerüstet ist, kann die Entsicherung beispielsweise im Verlauf der Lieferung der aufgrund der Rotation des Windmotors erzeugten elektrischen Energie eintreten.

Claims

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PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c D 7000 STUTTGART 1

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Patentansprüche

[1. ünterbrechervorrichtung für eine pyrotechnische Kette, die dazu dient, ein Auslösesystem für den Treibsatz einer gegebenenfalls auch eine militärische Ladung tragenden Munition dann zu aktivieren, wenn die Temperatur über ein bestimmtes Niveau ansteigt,

dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Teil (42) aus einer eutektischen, bei dem bestimmten Temperaturniveau schmelzenden Legierung umfaßt, das einen Schlagbolzen (26) gegen die Wirkung einer Feder zurückhält, welche ihrerseits den Schlagbolzen gegen einen Aktivierungszünder des Auslösesystems zu schleudern versucht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zweites Teil (36) aus einer eutektischen Legierung umfaßt, welche bei einer unterhalb des Schmelzpunktes der ersten eutektischen Legierung liegenden Temperatur schmilzt und in die Bahn des Schlagbolzens zum Zylinder hin oder in die eigentliche pyrotechnische Kette eingeschoben ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösesystem des Treibsatzes ein Zerlegungsexplosionssystem (18) umfaßt, welches um die Treibladung herum montierbar ist.