Sicherung- und Armierungsvorrichtung und deren Verwendung

Abstract

 Sicherungs- und Armierungsvorrichtung. Die Vorrichtung (10) weist einen Funktionskörper (20) auf. Vor einem Armierungszeitpunkt ist dieser Funktionskörper (20) in einer Ruhelage an einem Träger (12) gesichert, und zwar mittels eines Sicherungselementes (30), das sich dabei in einer Sicherungsstellung befindet. Wird das Sicherungselement (30) in seine Freigabestellung bewegt, so gibt es den Funktionskörper (20) für eine Bewegung relativ zum Träger (12) frei. Nach dem Armierungszeitpunkt ist der Funktionskörper (20) durch eine Rotationsbewegung relativ zum Träger (12) in einer Funktionslage. Ein Verzögerungselement (22) ist dazu bestimmt, bei der Rotationsbewegung des Funktionskörpers (20) angetrieben zu werden und die Rotationsbewegung des Funktionskörpers (20) zu verzögern. Der Funktionskörper (20) und das Verzögerungselement (22) sind ineinander angeordnet, so dass sie ein äusseres radwellenfreies Rad und ein inneres radwellenfreies Rad bilden. Die beiden Räder besitzen parallele geometrische Radachsen und begrenzen einen ringähnlichen Spalt. Mindestens eines der Räder ist an seiner dem anderen der Räder gegenüberliegenden Fläche längs des Umfanges gewellt mit Wellenkämmen (20.1) und Wellentälern (20.2) ausgebildet ist. Die Räder liegen mit Bereichen ihrer einander gegenüberliegenden Flächen an Bewegungsübertragungskörpern (24) an, welche sich im ringähnlichen Spalt befinden und darin radial verschiebbar gelagert sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Sicherungs- und Armierungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Verwendung einer solchen Sicherungsund Armierungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16.

[0002] Sicherungs- und Armierungsvorrichtungen dieser Art dienen dazu, in einem Montage- bzw. Ruhezustand bzw. vor einem Bereitschafts- bzw. Armierungszeitpunkt eine Funktion einer Einrichtung zu verhindern und dadurch die Einrichtung in ihrem Montage- bzw. Ruhezustand zu sichern, und nach Erreichen des Armierungs- bzw. Bereitschaftszeitpunktes die bis dahin verhinderte Funktion zu ermöglichen; dies bedeutet nicht, dass die genannte Funktion unmittelbar im Armierungszeitpunkt stattfindet, sondern nur, dass vom Armierungszeitpunkt an diese Funktion auslösbar ist, wenn die geeigneten Auslösemassnahmen getroffen werden. Nach dem Armierungszeitpunkt befindet sich die Vorrichtung somit in einer Bereitschaftsstellung. Sicherungs- und Armierungsvorrichtungen dieser Art können unter Anderem beispielsweise in Geschossen mit mechanischen und elektronischen Zündern verwendet werden, um die Zündfunktion bzw. die Zerlegung der Geschosse bis zu einem bestimmten Zeitpunkt zu verhindern. Die Bezeichnung der Vorrichtung als Sicherungs- und Armierungsvorrichtung stammt zwar aus der Geschosstechnik, ist aber im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht so zu verstehen, dass die Vorrichtung lediglich in der Geschosstechnik verwendet werden kann. Im Weiteren können Vorrichtungen dieser Art auch als Sicherungs- und Ausiösevorrichtungen benutzt werden; mit Erreichen des oben als Armierungszeitpunkt bezeichneten Momentes tritt dann die bisher verhinderte Funktion ein; sie wird in diesem falle nicht nur, wie oben beschrieben, ermöglicht, sondern zur tatsächlichen Durchführung dieser Funktion sind keine weiteren Massnahmen zu treffen.

[0003] Herkömmliche Sicherungs- und Armierungsvorrichtungen sind im Prinzip wie Uhrenlaufwerke ausgebildet. Sie umfassen eine Vielzahl konstruktiver Elemente, unter Anderem rotierende Teile, insbesondere Zahnräder, eine Unruhe sowie ggfs. eine Federeinrichtung. Die rotierenden Teile sind zentral, das heisst durch ihre Achsen, geführt und teilweise auch angetrieben. Häufig sind zahlreiche konstruktive Elemente durch Stanzteile gebildet.

[0004] Solche Sicherungs- und Armierungsvorrichtungen in der Art von Uhrenlaufwerken weisen viele Nachteile auf, von denen die gravierendsten im Folgenden kurz beschrieben werden. So sind Uhrenlaufwerke wegen der Vielzahl der Bestandteile, aus denen sie aufgebaut sind, aufwändig in der Herstellung und in der Montage. Viele der Bestandteile sind Stanzteile, welche häufig Ungenauigkeiten aufweisen und vom Stanzvorgang her mit störenden Brauen behaftet sind, deren vollständige Entfernung zeitraubend und schwierig wenn nicht unmöglich ist. Eine präzise Funktion ist ohnehin nur gewährleistet, wenn die Achsen, welche die rotierenden Teile führen, genau aufeinander ausgerichtet sind, was den Herstellungsund Montageaufwand wiederum vergrössert.

[0005] Die Aufgabe der Erfindung wird somit darin gesehen,

• eine Sicherungs- und Armierungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik vermieden werden, und
• eine bevorzugte Verwendung einer solchen Sicherungs- und Armierungsvorrichtung vorzuschlagen.

[0006] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss

• für die Sicherungs- und Armierungsvorrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1; und
• für die Verwendung durch die Merkmale des Anspruchs 16.

[0007] Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Sicherungs- und Armierungsvorrichtung werden durch die Ansprüche 2 bis 15 definiert.

[0008] Die Sicherungs- und Armierungsvorrichtung nach der Erfindung, im weiteren nur noch kurz als Vorrichtung bezeichnet, weist einen Funktionskörper auf, der durch eine Rotationsbewegung aus seiner Montagelage in eine Funktionslage, die auch als Bereitschaftslage bezeichnet werden kann, bewegt wird. In der Montagelage ist der Funktionskörper mittels einer Sicherungsvorrichtung bzw. mittels mindestens eines Sicherungselementes gesichert bzw. blockiert. Die Sicherungsvorrichtung befindet sich dazu in ihrer Sicherungsstellung. Sobald die Sicherungsvorrichtung aus ihrer Sicherungsstellung in eine Freigabestellung verschoben wird, gibt sie den Funktionskörper frei und dieser bewegt sich aus seiner Montagelage in seine Funktionslage. Um die dabei durchgeführte Rotationsbewegung zu verzögern, das heisst, um das Zeitintervall zwischen dem Verlassen der Montagelage und dem Erreichen der Funktionslage zu verlängern, ist ein Verzögerungselement vorgesehen, das gleichzeitig mit dem Funktionskörper in Bewegung versetzt wird. Verzögerungselement und Funktionskörper sind als zylindrische bzw. hohlzylindrische Teile bzw. Räder mit parallelen Achsen ausgebildet, wobei sich die eine Radachse relativ zur anderen Radachse senkrecht zur Achsenrichtung verschieben kann. Die Räder sind als ein inneres Rad und ein äusseres Rad ausgebildet, wobei das innere Rad innerhalb des äusseren Rades angeordnet ist. Zwischen einander gegenüberliegenden Flächen der Räder entsteht dadurch ein kreisringähnlicher Spalt mit sich lokal und zeitlich verändernder Spaltbreite, wie dies weiter unten erklärt wird. Die Räder weisen wie erwähnt einander gegenüberliegende Flächen auf, die im Wesentlichen zylindrisch sind; mindestens eine dieser Flächen ist aber mit Wellen versehen, das heisst gewellt ausgebildet, wobei Wellenkämme und Wellentäler mindestens annähernd in Richtung der Räderachsen verlaufen. Zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen der Räder und in Kontakt mit diesen Flächen sind Bewegungsübertragungskörper angeordnet, welche sich radial bzw. quer zu den Räderachsen verschieben können. Wenn das gewellt ausgebildete Rad eine Rotationsbewegung ausführt, bewegen sich seine Wellenkämme und Wellentäler an den Bewegungsübertragungskörpern vorbei. Dies hat zur Folge, dass sich die Bewegungsübertragungskörper in radialer Richtung abwechselnd hin- und her verschieben, wodurch das andere Rad zwangsgesteuert in eine Taumelbewegung versetzt wird. Diese Taumelbewegung bewirkt den angestrebten Verzögerungseffekt. Die Räder weisen nur geometrische Rotationsachsen aber keine körperlichen Radwellen auf, an welchen sie angeordnet sind; der Antrieb erfolgt über den Umfang; die Räder sind also radwellenfrei.

[0009] Mit einer derart ausgebildeten Vorrichtung werden insbesondere die folgenden Vorteile erzielt:

• Die Vorrichtung ist so konzipiert, dass sie keine rotierenden Elemente aufweist, die durch Wellen, also zentral, geführt und angetrieben sind. Alle Bestandteile, die Drehbewegungen ausführen, sind wellenlos, also peripher, das heisst an ihrem Umfang, geführt. Damit erreicht man bei stark verringertem Herstellungs- und Montageaufwand eine optimale Präzision.
• Die Anzahl der verwendeten Bestandteile wird beträchtlich vermindert; hierdurch werden die Herstellung und die Montage vereinfacht.
• Anstelle von gestanzten metallischen Teilen werden praktisch nur gegossene oder gepresste Kunststoffteile verwendet, wodurch das Problem herstellungsbedingter Brauen vermieden wird.

[0010] Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemässen Vorrichtung bildet das innere Rad den Funktionskörper und das äussere Rad das Verzögerungselement, und vorzugsweise ist es der Funktionskörper, der an seiner dem Verzögerungselement gegenüberliegenden Fläche gewellt ausgebildet ist.

[0011] Der Funktionskörper besitzt eine Unwucht bzw. eine exzentrisch angeordnete Trägheitmasse und ist in einem Träger angeordnet. Der Träger rotiert um eine Trägerachse, die mindestens annähernd parallel zur Rotationsachse des Funktionskörpers gerichtet ist; es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei dieser Rotationsachse lediglich um eine geometrische bzw. eindimensionale Achse und nicht um eine dreidimensionale körperliche Antriebs- bzw. Führungswelle handelt. Diese Rotationsachse des Funktionskörpers, die auch als Sperrachse oder exzentrische Achse bezeichnet wird, ist mit Bezug auf die Trägerachse exzentrisch angeordnet. In seiner Montagelage ist der Funktionskörper durch die Sicherungsvorrichtung am Träger gesichert. Er bewegt sich hierbei solidarisch mit dem Träger aber nicht relativ zum Träger. Gelangt die Sicherungsvorrichtung in ihre Freigabestellung, so wird der Funktionskörper freigegeben und kann sich nun relativ zum Träger bewegen bzw. eine Rotationsbewegung um die Sperrachse durchführen. Hierbei hat der Funktionskörper - unter dem Einfluss der auf ihn wirkenden Trägheits- bzw. Fliehkraft - das Bestreben, sich in eine Endlage zu bewegen, in der sich seine Trägheitsmasse im grösstmöglichen Abstand von der Rotationsachse des Trägers befindet. Diese Endlage entspricht der Funktionslage- bzw. Bereitschaftlage.

[0012] Vorzugsweise erfolgt die Verschiebung der Sicherungsvorrichtung aus ihrer Sicherungsstellung in ihre Freigabestellung ebenfalls unter der Wirkung einer Trägheitskraft, die bei einer Bewegung des Trägers in radialer und/oder axialer Richtung auf die Sicherungsvorrichtung wirkt.

[0013] Es hat sich in den meisten Fällen als vorteilhaft erwiesen, eine Sicherungsvorrichtung mit zwei getrennten Sicherungselementen zu verwenden; in einigen Anwendungen ist die Anordnung von zwei Sicherungselementen sogar durch Sicherheitsvorschriften vorgeschrieben. Hierbei ist es günstig, ein erstes Sicherungselement als Quer-Sicherungsbolzen auszubilden, der im Träger angeordnet ist und von der Kraft einer radial gerichteten Feder in seine Sicherungsstellung, das heisst an eines der Räder, vorzugsweise den als äusseres Rad angeordneten Auslösekörper, gepresst wird. Bei nicht oder langsam rotierendem Träger ist dieses Rad dadurch am Träger gesichert bzw. blockiert. Bei zunehmender Rotationsgeschwindigkeit des Trägers übersteigt ab einem gewissen Zeitpunkt die auf den Quer-Sicherungsbolzen wirkende Fliehkraft die Kraft der Feder. Dies hat zur Folge, dass sich der Quer-Sicherungsbolzen unter der Fliehkraft radial nach aussen in seine Freigabestellung verschiebt und hierbei das vorher von ihm beaufschlagte Rad freigibt. Zusätzlich zum soeben beschriebenen ersten Sicherungselement wird ein zweites Sicherungseiement vorgesehen, das als Längs-Sicherungsbolzen ausgebildet ist. Der Längs-Sicherungsbolzen sichert in seiner Sicherungsstellung eines der Räder, vorzugsweise den Funktionskörper, am Träger, solange dieser keiner oder keiner grossen Linearbeschleunigung in Richtung der Trägerachse unterliegt. Unterliegt der Träger dann einer genügend grossen Linearbeschleunigung, so verschiebt sich der Längs-Sicherungsbolzen unter der Wirkung der Trägheitskraft in seine Freigabestellung, in der er den Sperrkörper nicht mehr am Träger sichert. Grundsätzlich kann jedes der soeben beschriebenen Sicherungselemente auch einzeln, das heisst als einziges Sicherungselement, verwendet werden.

[0014] Der Längs-Sicherungsbolzen ist vorzugsweise in einer Ausnehmung des Funktionskörpers angeordnet und greift in seiner Sicherungsstellung mit einem aus dem Funktionskörper herausragenden Ende in eine komplementäre Ausnehmung des Trägers. Das andere Ende des Längs-Sicherungsbolzens wird mittels eines Halteelementes daran gehindert, aus der Ausnehmung zu gleiten. Bei einer Linear- bzw. Axialbeschleunigung des Trägers übt der Längs-Sicherungsbolzen infolge der auf ihn wirkenden Trägheitskraft eine deformierende Wirkung auf das Halteelement aus, derart, dass das deformierte Halteelement den Längs-Sicherungsbolzen nicht mehr an einer Verschiebung hindert.

[0015] Das Halteelement ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es in seiner deformierten Konfiguration eine Rücklauf-Bewegung des Längs-Sicherungsbolzens verhindert, durch die er in seine ursprüngliche Relativlage zu den anderen Bestandteilen der Vorrichtung zurückgebracht würde.

[0016] Um eine platzsparende Anordnung zu erhalten, wird die Anordnung des Längs-Sicherungsbolzens mit Vorteil so gewählt, dass die Gesamtabmessung der Vorrichtung nach der Verschiebung des Längs-Sicherungsbolzens nicht grösser ist als vor dieser Verschiebung.

[0017] Der Längs-Sicherungsbolzen kann in einem Hohlkörper, vorzugsweise einem Hohlzylinder aufgenommen sein, der sich seinerseits in der Ausnehmung des Funktionskörpers befindet; der Hohlzylinder kann hierbei die Trägheitsmasse bilden, womit man eine besonders einfache Vorrichtung erhält.

[0018] Die Bewegungsübertragungskörper, die von den beiden Rädern, d.h. sowohl vom Funktionskörper wie auch vom Verzögerungselement, berührt werden, sind im allgemeinen am bzw. im Träger angeordnet, derart, dass sie sich relativ zum Träger nur in Richtung ihrer Verbindungslinie mit dem Zentrum des einen Rades, vorzugsweise des Funktionskörpers, verschieben können, aber gegen Verschiebungen in Richtung der Trägerachse und in Umfangsrichtung gesichert sind. Ein gewisses Spiel in Axialrichtung kann aber vorteilhaft sein.

[0019] Die Bewegungsübertragungskörper sind vorzugsweise als Rotationskörper ausgebildet. Günstig sind Kugeln, tonnenartige Rotationskörper, Zylinder oder Kegelstümpfe, deren Achsen parallel oder nahezu parallel zu den Achsen der Räder gerichtet sind, oder Zylinder und andere prismatische Körper, deren Achsen mit Bezug auf die Räder radial gerichtet sind. Die Abmessungen der Bewegungsübertragungskörper wird in Abstimmung mit der Konfiguration der Wellenkämme und Wellentäler gewählt.

[0020] Es hat sich als günstig erwiesen, den Träger in der Art eines Gehäuses, bestehend aus einer Grundplatte und einer Deckplatte, herzustellen.

[0021] Es liegt auf der Hand, dass das Zeitintervall für die Rotationsbewegung des Funktionskörpers durch die Abmessungen und Massen der verschiedenen bewegten Bestandteile der Vorrichtung sowie durch deren Oberflächen- bzw. Reibungseigenschaften, und ferner durch die Rotationsgeschwindigkeit und ggfs. durch die Linearbeschleunigung des Trägers bestimmt sind.

[0022] Wie weiter oben erwähnt, wird die Vorrichtung nach der Erfindung vorzugsweise als Sicherungs- und Armierungsvorrichtung für drallstabilisierte Geschosse verwendet. Bei einer solchen Verwendung ist der Träger bzw. das den Träger bildende Gehäuse fest mit dem Geschossmantel verbunden, die Rotationsgeschwindigkeit entspricht der Drallgeschwindigkeit und die Linearbeschleunigung entspricht der Vorwärtsbeschieunigung des Geschosses, welche dieses beim Abschuss erfährt.

[0023] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Vorrichtung und mit Bezug auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

eine Vorrichtung nach der Erfindung, jedoch ohne Deckplatte des das Gehäuse bildenden Trägers, von oben;

Fig. 2

die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung, ebenfalls ohne Deckplatte des Gehäuses, in einem Schnitt längs II - II der Fig. 1;

Fig. 3

die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung, ebenfalls ohne Deckplatte des Gehäuses, ausschnittweise, in einem Schnitt
III - III der Fig. 1;

Fig. 4

die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung, ebenfalls ohne Deckplatte, in einem Schnitt längs IV - IV der Fig. 1;

Fig. 5

eine Einzelheit der Fig. 1, in vergrössertem Massstab;

Fig. 6

eine in Fig. 2 dargestellte Federscheibe, von oben, in vergrössertem Massstab;

Fig. 7

die Deckplatte der Vorrichtung nach der Erfindung, in einer Ansicht von unten; und

Fig. 8

die in Fig. 7 dargestellte Deckplatte, in einem Schnitt längs
VIII - VIII der Fig. 7.

[0024] Es sei vorausgeschickt, dass sich in der folgenden Beschreibung Angaben wie 'oben', 'unten', 'rechts', 'links" auf die Anordnung der Bestandteile in den dargestellten Lagen beziehen.

[0025] Die Vorrichtung 10 umfasst gemäss Fig. 1 und Fig. 2 einen Träger 12, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein ebenfalls mit 12 bezeichnetes Gehäuse gebildet ist. Das Gehäuse 12 umfasst eine Grundplatte 14 und eine Deckplatte 16, die mittels geeigneter Mittel bei 18 aneinander befestigt sind. Geeignete Mittel sind zum Beispiel Verschraubungen, Verklebungen, Verschweissungen oder kraft- und/oder formschlüssige Befestigungen, die durch entsprechend deformierte Bereiche des Gehäuses realisiert werden. Das Gehäuse 12 hat äusserlich die Form eines sehr niedrigen Zylinders, wobei die Zylinderachse als Trägerachse T bezeichnet ist.

[0026] Die Grundplatte 14 des Gehäuses 12 ist unten durch einen ebenen Grundplattenboden 14.1 und seitlich durch eine zylindrische Grundplattenaussenfläche 14.2 begrenzt. Sie weist eine von ihrer oberen Fläche 14.3 ausgehende zylindrische Ausnehmung 14.4 auf, die relativ zur Grundplatte 14 exzentrisch angeordnet ist. In der zylindrischen Ausnehmung 14.4 ist als inneres Rad ein Funktionskörper 20, im Weiteren als Wellenrad 20 bezeichnet, aufgenommen, dessen Einzelheiten weiter unten beschrieben werden. Ausserdem weist die Grundplatte 14 eine ebenfalls von ihrer oberen Fläche 14.3 ausgehende zylindermantelförmige Ausnehmung 14.5 auf, in der als äusseres Rad ein Verzögerungselement 22 bzw. Taumelring 22 aufgenommen ist; die Bedeutung der Bezeichnung Taumelring wird im weiteren Verlauf der Beschreibung klar.

[0027] Das Wellenrad 20, der Taumelring 22 und die Bewegungsübertragungskörper 24 weisen für Führung und Antrieb nicht körperliche, das heisst dreidimensionale, Wellen auf. Führung bzw. Antrieb erfolgen an ihrem Umfang geführt. Dennoch besitzen sie geometrische, eindimensionale Rotationsachsen, um welche sie sich bei Rotationsbewegungen drehen.

[0028] Die zylindrische Ausnehmung 14.4 und die zylindermantelförmige Ausnehmung 14.5 weisen eine gemeinsame, zur Trägerachse T parallele Auslöseachse E auf, die im Gehäuse 12 exzentrisch angeordnet und von der Trägerachse T beabstandet ist.

[0029] Zwischen der zylindrischen Ausnehmung 14.4 und der zylindermantelförmigen Ausnehmung 14.5 ist an der Grundplatte 14 des Gehäuses 12 ein zylindermantelförmiger Grundplatten-Ring 14.6 gebildet. Dieser Grundplatten-Ring 14.6 ist in axialer Richtung weniger hoch als die Grundplatte 14 und reicht somit nicht bis zur Höhe der oberen Grundplatten-Fläche 14.3. An vier jeweils um 90° gegeneinander versetzten Stellen weist der Grundplatten-Ring 14.6 je eine Vertiefung 14.7 auf. Gemäss Fig. 3 und Fig. 4 ist in jeder der Vertiefungen 14.7 ein Bewegungsübertragungskörper 24 in Form einer Kugel mit Zentrum R angeordnet. Der Taumelring 22 berührt mit vier Bereichen seiner Innenfläche 22.1 die, der Auslöseachse E abgewandten, Bereiche der Bewegungsübertragungskörper 24.

[0030] In anderen Ausführungen der erfindungsgemässen Vorrichtung kann eine andere Zahl von Bewegungsübertragungskörpern vorgesehen sein und die Bewegungsübertragungskörper können anders, zum Beispiel zylindrisch oder konisch, ausgebildet sein.

[0031] Das Wellenrad 20 besitzt eine gewellte Umfangsfläche, wobei sich Wellenkämme 20.1 bzw. Vorsprünge und dazwischen liegende Wellentäler 20.2 bzw. Nuten parallel zur Trägerachse T und zur Auslöseachse E erstrecken. Die gewellte Ausbildung kann auch auf denjenigen axialen Bereich des Wellenrades 20 beschränkt sein, in welchem eine Berührung mit den Bewegungsübertragungskörpern 24 stattfindet. Die Wellenkämme 20.1 und die Wellentäler 20.2 sind so ausgebildet, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten Wellenkämmen 20.1 bzw. Wellentälern 20.2 in Umfangsrichtung auf die entsprechende Kontaktfläche der Bewegungsübertragungskörper abgestimmt ist; im vorliegenden Fall ist dieser Abstand mindestens annähernd gleich dem Radius der kugelförmigen Bewegungsübertragungskörper 24, so dass sich die Bewegungsübertrgungskörper 24 gewissermassen in die Wellentäler 20.2 einschmiegen können. Der radiale Unterschied zwischen dem Wellenkamm 20.1 und dem Wellentale 20.2 beträgt Δr. Bei der Wahl der Anzahl der Wellenkämme 20.1 und Wellentäler 20.2 wurde berücksichtigt, dass sich jeweils ein Wellenkamm 20.1 und ein Wellental 20.2 diametral gegenüberliegen, was aber nicht zwingend ist, da die Vorrichtung auch dann funktionstüchtig ist, wenn sich nicht Wellenkämme 20.1 und Wellentäler 20.2 genau gegenüberliegen. Die Wellenkämme und Wellentäler müssen nicht symmetrisch ausgebildet sein. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Aussenfläche des Wellenrades 20 von zweien der vier Bewegungsübertragungskörper 24 an einem Wellenkamm 20.1 und von den restlichen beiden Bewegungsübertragungskörpern 24 in einem Wellental 20.2 berührt.

[0032] Das Wellenrad 20 weist eine erste Ausnehmung 20.3 mit einem Absatz 20.4 und eine zweite Ausnehmung 20.5, ggfs. einen Körper enthaltend, und mit einem Absatz 20.6 auf. In der ersten Ausnehmung 20.3 liegt eine Federscheibe 26 bzw. Halteelement 26 auf dem Absatz 20.4 auf, die in Fig. 6 genauer dargestellt und weiter unten beschrieben ist. Oberhalb der Federscheibe 26 ist in der Ausnehmung 20.3 des Wellenrades 20 ein Zylinder 28 aufgenommen. In einer zentralen Bohrung des Zylinders 28 ist längsverschieblich ein Längs-Sicherungsbolzen 30 aufgenommen, der ein Sicherungselement der Vorrichtung 10 bildet. Das oben aus dem Zylinder 28 ragende Ende des Längs-Sicherungsbolzens 30 greift in der in Fig. 1 und 2 dargestellten Lage in eine Ausnehmung 16.1 der Deckplatte 16 ein, die in Fig. 7 dargestellt ist. Das unten aus dem Zylinder 28 und durch die Federscheibe 26 ragende Ende des Längs-Sicherungsbolzens 30 besitzt einen geringeren Durchmesser als der Rest des Längs-Sicherungsbolzens 30.

[0033] Die Federscheibe 26 besteht aus einem Kreisring 26.1, von welchem vier als Halteglieder dienende Finger 26.2 einwärts in Richtung zum Zentrum der Federscheibe 26 ragen. Die Finger 26.2 sind unter jeweils 90° zueinander angeordnet und weisen Innenkanten 26.3 auf, welche auf einer gemeinsamen Kreislinie liegen, wobei der Kreisdurchmesser dem Durchmesser des unteren Endes des Längs-Sicherungsbolzens 30 entspricht.

[0034] Die Grundplatte 14 weist im Weiteren gemäss Fig. 4 eine Ausnehmung 14.8 auf, die senkrecht zur Trägerachse T und somit radial im Gehäuse 12 verläuft. In dieser Ausnehmung 14.8 ist ein Quer-Sicherungsbolzen 32 verschieblich aufgenommen, der durch einen Vorsprung 16.2 an der Deckplatte 16 gehalten ist. Der Quer-Sicherungsbolzen 32 bildet ein Sicherungselement der Vorrichtung 10. Der der Peripherie des Gehäuses 12 benachbarte Endbereich der Ausnehmung 14.8 enthält eine Feder 34, welche auf den Quer-Sicherungsbolzen 32 eine Federkraft ausübt, die ihn in Richtung auf die Trägerachse T vorspannt. Die der Feder 34 abgewandte Endfläche des Quer-Sicherungsbolzens 32 liegt hierbei unter der Federkraft der Feder 34 am Taumelring 22 an und blockiert den Taumelring 22 sowie - über die Bewegungsübertragungskörper 24 - den Funktionskörper, das heisst das Wellenrad 20.

Im Weiteren wird die Wirkungsweise der Vorrichtung beschrieben:

[0035] In der in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Lage befindet sich die Vorrichtung 10 in ihrer Montage- bzw. Anfangs- bzw. Sicherungsstellung und unterliegt keinen bedeutenden Kräften. Bei Verwendung der Vorrichtung 10 als Bestandteil einer Zündvorrichtung in einem drallstabilisierten Geschoss ist dies gleichbedeutend mit der Tatsache, dass das Geschoss noch nicht abgeschossen ist. Beschleunigungen bzw. Rotationen vor dem Abschuss des Geschosse sind hierbei so gering, dass Verschiebungen des Längs-Sicherungsbolzen 30 und des Quer-Sicherungsbolzens 32 ausgeschlossen sind. Eine Beschleunigung der Vorrichtung 10 sowohl linear in Richtung der Trägerachse T wie auch drehend um die Trägerachse T, die dem Abschuss des Geschosses entspricht, bewirkt das Folgende:

[0036] Bei der Linearbeschleunigung der Vorrichtung 10 in Richtung der Trägerachse T macht der im Zylinder 28 aufgenommene Längs-Sicherungsbolzen 30, welcher das erste Sicherungselement bildet und in Ruhestellung durch die Finger 26.2 der Federscheibe 26 im Zylinder 28 gehalten wird, wegen seiner Trägheit die lineare Bewegung der Vorrichtung 10 und damit des Zylinders 28 in Richtung der Trägerachse T bzw. des Pfeils A nicht sofort mit. Dadurch verschiebt sich der Längs-Sicherungsbolzen 30 relativ zum Zylinder 28 nach unten; hierbei verlässt das Mittelteil des Längs-Sicherungsbolzens 30, dessen Durchmesser grösser ist als der Durchmesser des Endteiles, den Zylinder 28 unter Deformation der vier nach Innen ragenden Finger 26.2 der Federscheibe 26. Die deformierten Finger 26.2 nehmen etwa die Form eines Trichters an, wobei der Längs-Sicherungsbolzen 30 mittig in diesem Trichter steckt; die deformierten Finger 26.2 des Federringes 26 liegen somit von oben unter einem spitzen Winkel am Längs-Sicherungsbolzen 30 an und verhindern dadurch, dass der Längs-Sicherungsbolzen 30 wieder in seine ursprüngliche Relativlage gelangen könnte. Bei der Verschiebung des Längs-Sicherungsbolzens 30 kommt dessen oberes Ende, das bisher durch die Ausnehmung 16.1 der Deckplatte 16 fixiert war, frei. Die eine Rotation des Wellenrades 20 verhindernde Sicherungswirkung des Längs-Sicherungsbolzens 30 ist somit aufgehoben. Die Rotation des Wellenrades 20 wird aber weiterhin verhindert, und zwar durch den Quer-Sicherungsbolzen 32, der unter der Federkraft der Feder 34 am Taumelring 22 anliegt und damit eine Bewegung des Taumelringes 22, der Bewegungsübertragungskörper 24 und des Wellenrades 20 blockiert.

[0037] Bei der Drehbeschleunigung der Vorrichtung 10 um die Trägerachse T unterliegt der Quer-Sicherungsbolzen 32 nicht mehr nur der Federkraft sondern auch einer entgegengesetzt zur Federkraft wirkenden Fliehkraft. Ist die Drehgeschwindigkeit so hoch, dass diese Fliehkraft grösser ist als die Federkraft, so verschiebt sich der Quer-Sicherungsbolzen 32 in der Ausnehmung 14.8 zur Peripherie des Trägers 12 hin, was zur Folge hat, dass der Quer-Sicherungsbolzen 32 nicht mehr am Taumelring 22 anliegt, so dass die Pressung vom Taumelring 22 auf die Bewegungsübertragungskörper 24 und von den letzteren auf das Wellenrad 20 aufgehoben wird. Das Wellenrad 20, welches den Funktionskörper der Vorrichtung 10 bildet, ist nun nicht mehr gegen eine Rotationsbewegung blockiert.

[0038] Das Wellenrad 20 ist, wie schon erwähnt, erstens bezüglich der Trägerachse T exzentrisch angeordnet und enthält zweitens eine bezüglich der exzentrischen Auslöseachse E exzentrisch angeordnete Wirkmasse, im vorliegenden Fall den Zylinder 28. Die Wirkmasse muss aber nicht mit dem Zylinder 28 kombiniert sein. Ab Beginn der Rotation des Gehäuses 12 um dessen eigene Achse, das heisst um die Trägerachse T, wirkt eine Drehbeschleunigung auf das Wellenrad 20. Das Wellenrad 20 dreht sich solidarisch mit dem Träger bzw. Gehäuse 12, so lange es durch den Längs-Sicherungsbolzen 30 und den Quer-Sicherungsbolzen 32 am Träger bzw. Gehäuse 12 gesichert ist. Sobald das Wellenrad 20 nicht mehr durch den Längs-Sicherungsbolzen 30 und den Quer-Sicherungsbolzen 32 blockiert, das heisst am Träger bzw. Gehäuse 12 gesichert ist, dreht es sich relativ zum Träger bzw. Gehäuse 12, und zwar aus seiner Anfangslage um die exzentrische Auslöseachse E in seine Endlage bzw. Funktionslage, in welcher der Massenschwerpunkt des Wellenrades 20 und damit die Wirkmasse bzw. der Zylinder 28 den grösstmöglichen Abstand von der Trägerachse T haben. Die Anfangslage ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel gegenüber der Endlage um etwa 180° versetzt; das Wellenrad 20 führt also innerhalb des Trägers bzw. Gehäuses 12 eine Rotation um etwa 180° durch. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet sich die Längsachse des Zylinders 28, in Fig. 1 gesehen, vor der Rotation des Wellenrades 20 relativ zum Gehäuse 12 bei L(α) und nach der Rotation des Wellenrades 20 relativ zum Gehäuse 12 auf der Verbindungsgeraden der Projektionen von T und E. Die Armierung bzw. Bereitschaft der Vorrichtung 10 kommt zustande, sobald das Wellenrad 20 seine Endlage bzw. Funktionslage erreicht hat.

[0039] Das Wellenrad 20 wird auch bei leicht veränderter Konfiguration immer das Bestreben haben, bei einer Rotation in eine Lage zu gelangen, in der sein Schwerpunkt so weit wie möglich von der Trägerachse T beabstandet ist; dadurch ist die Endlage des Wellenrades 20 definiert. Die Versetzung der Anfangslage des Wellenrades 20 gegenüber seiner Endlage beeinflusst das Zeitintervall, während welchem sich die Bewegung des Wellenrades 20 abspielt.

[0040] Das Zeitintervall, das das Wellenrad 20 für seine Rotation innerhalb des Gehäuses 20 von seiner Anfangslage in seine Endlage benötigt, bestimmt somit im Wesentlichen die Dauer des Armierungsvorganges und beeinflusst damit bei Verwendung der Vorrichtung 10 in Geschossen die sogenannte Tempierzeit. Ohne hemmende Massnahmen würde sich das Wellenrad 20 sehr rasch in seine Endlage drehen, so dass das erwähnte Zeitintervall sehr gering wäre, was im Allgemeinen nicht erwünscht ist. Die bisher beschriebenen Funktionen der Vorrichtung 10 könnten sich auch dann abspielen, wenn anstelle des Wellenrades 20 ein Rad mit zylindrischer Aussenfläche vorgesehen wäre. Die besondere, eben gewellte, Ausbildung der Aussenfläche des Wellenrades 20 dient, zusammen mit dem Taumelring 22 und den Bewegungsübertragungskörpern 24, dazu, eine hemmende Wirkung auszuüben und das erwähnte Zeitintervall zu vergrössern. Die Wirkungsweise ist hierbei die Folgende:

[0041] Nachdem die Vorrichtung 10 ihre Linearbewegung in Richtung des Pfeiles A und ihre Drehbewegung um die Trägerachse T begonnen hat, erfolgen, wie oben beschrieben, die Freigabe des Wellenrades 20 wegen der Verschiebungen des Längs-Sicherungsbolzens 30, sowie die Freigabe des Taumelringes 22 wegen der Verschiebung des Quer-Sicherungsbolzens 32. Hierauf beginnt das Wellenrad 20 seine Rotation um die exzentrische Auslöseachse E. Dadurch ergeben sich Relativbewegungen zwischen dem Wellenrad 20 einerseits und den Bewegungsübertragungskörpern 24 anderseits. Das Wellenrad 20 dreht sich gewissermassen innerhalb der Bewegungsübertragungskörper 24, wobei die Bewegungsübertragungskörper 24 abwechselnd die Wellenkämme 20.1 und die Wellentäler 20.2 berühren und so durch das Wellenrad 20 in eine hin- und hergehende bzw. geführte schwingende radiale Bewegung versetzt werden, bei der die Distanz zwischen den Bewegungsübertragungskörpern 24 und der exzentrischen Achse E abwechselnd um die Strecke Δr zunimmt und abnimmt. Wie schon erwähnt, liegen am Wellenrad 20 jeweils die Wellenkämme 20.1 und die Wellentäler 20.2 einander diametral gegenüber. Der Taumelring 22, der die Bewegungsübertragungskörper 24 von aussen berührt, wird durch die Bewegungen dieser Bewegungsübertragungskörper 24 zwangsweise in eine Art Taumelbewegung versetzt, wodurch die Wahl seiner Benennung erklärt ist. Der Taumelring 22 übernimmt damit innerhalb der Vorrichtung 10 gewissermassen diejenige Rolle, die in einem Uhrwerk der Unruhe zukommt. Durch die Verzögerungen und Beschleunigungen, die sich in den Bewegungsabläufen von Bewegungsübertragunskörpern 24 und Taumelring 22 ergeben, wird das Zeitintervall, welches das Wellenrad 20 benötigt, um aus seiner Anfangslage in seine Endlage zu gelangen, verlängert.

Ansprüche

1. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10)

- mit einem Funktionskörper (20),

- der vor einem Armierungszeitpunkt mittels eines in einer Sicherungsstellung befindlichen Sicherungseiementes (30) in einer Ruhelage an einem Träger (12) gesichert,

- zwecks Armierung vom in seine Freigabestellung bewegten Sicherungselement (30) relativ zum Träger (12) freigebbar und

- nach dem Armierungszeitpunkt durch eine Rotationsbewegung um eine Auslöseachse (E) in eine Funktionslage bringbar ist, und

- mit einem Verzögerungselement (22), welches dazu bestimmt ist, bei der Rotationsbewegung des Funktionskörpers (20) angetrieben zu werden und die Rotationsbewegung des Funktionskörpers (20) zu verzögern,

dadurch gekennzeichnet,

- dass der Funktionskörper (20) und das Verzögerungselement (22) ineinander angeordnet sind, so

- dass sie ein äusseres radwellenfreies Rad und ein inneres radwellenfreies Rad bilden,

- welche Räder parallele geometrische Radachsen besitzen und einen ringähnlichen Spalt begrenzen, wobei

- mindestens eines der Räder an seiner dem anderen der Räder gegenüberliegenden Fläche längs des Umfanges gewellt mit Wellenkämmen (20.1) und Wellentälern (20.2) ausgebildet ist, und

- die Räder mit Bereichen ihrer einander gegenüberliegenden Flächen an im ringähnlichen Spalt befindlichen Bewegungsübertragungskörpern (24) anliegen,

- welche im genannten Spalt radial verschiebbar gelagert sind.

2. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das innere Rad durch den Funktionskörper (20) gebildet ist.

3. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Funktionskörper (20) an seiner Fläche die Wellentäler ( 20.2) und Wellenkämme ( 20.1) aufweist.

4. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

- dass der Funktionskörper (20) eine exzentrisch angeordnete Trägheitsmasse (28) besitzt und

- auf einem Träger (12) angeordnet ist, der eine Trägerachse (T) besitzt, zu welcher die Auslöseachse () parallel und exzentrisch angeordnet ist, wobei

- die Trägheitsmasse (28)

- in der Ruhelage des Funktionskörpers (20) vorzugsweise den geringstmöglichen Abstand von der Trägerachse (T) aufweist und mittels des in seiner Sicherungsstellung befindlichen Sicherungselementes (32) am Träger (12) befestigt ist, und

- in der Funktionslage des Funktionskörpers (20) den grösstmöglichen Abstand von der Trägerachse (T) aufweist.

5. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherungselement (32) durch eine Rotationsbewegung des Trägers (12) aus seiner Sicherungsstellung in seine Freigabestellung verschoben wird.

6. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherungselement (32) ein Quer-Sicherungsboizen ist, der

- in einer quer zur Auslöseachse (E) gerichteten Ebene angeordnet ist,

- bei ruhendem Träger (12) seine Sicherungsstellung einnimmt, wobei er durch die Kraft einer Feder (34) auf den in seiner Ruhelage befindlichen Funktionskörper (20) vorgespannt ist und

- bei rotierendem Träger (12) unter der entgegengesetzt zur Kraft der Feder (34) wirkenden Fliehkraft in seine Freigabestellung gelangt, wobei er den Funktionskörper (20) für eine Rotationsbewegung relativ zum Träger (12) um die Auslöseachse (E) freigibt.

7. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6
dadurch gekennzeichnet,
dass ein weiteres Sicherungselement (30) angeordnet ist, das

- bei linear nichtbeschleunigtem Träger (12) eine Sicherungsstellung einnimmt, wobei es den Funktionskörper (20) am Träger sichert, und

- bei linear beschleunigtem Träger (12) in Richtung der Trägerachse (T) in eine Freigabestellung gelangt, wobei es den Funktionskörper (20) für eine Rotationsbewegung relativ zum Träger (12) um die Auslöseachse (E) freigibt.

8. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das weitere Sicherungselement ein Längs-Sicherungsbolzen (30) ist, der in einer Ausnehmung des Funktionskörpers (20) aufgenommen ist, über die er mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende hinausragt, wobei

- bei linear nichtbeschleunigtem Träger (12)

- das erste Ende am Träger (12) gehalten ist und

- das zweite Ende durch eine Haltekraft eines Halteelementes (26) an einer Verschiebung gehindert ist, und

- bei linear beschleunigtem Träger (12) das Halteelement (26) unter der entgegengesetzt zur Haltekraft gerichteten Trägheitskraft des Längs-Sicherungsbolzens (30) deformiert wird und dadurch der Längs-Sicherungsbolzen (30) für eine Linearbewegung relativ zum Träger (12) freigegeben ist.

9. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Halteelement (26) federnde Halteglieder (26.2) aufweist, die

- bei linear nicht beschleunigtem Träger (12) den Längs-Sicherungsbolzen (30) in seiner Sicherungsstellung halten,

- bei linear beschleunigtem Träger (12) sich unter der Kraft des Längs-Sicherungsbolzens (30) deformieren, um die Verschiebung des Längs-Sicherungsbolzens (30) aus seiner Sicherungsstellung in seine Freigabestellung zu erlauben, um

- nach der Verschiebung des Längs-Sicherungsbolzens (30) diesen in seiner Freigabestellung halten.

10. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung(10) nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gesamtabmessung der Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) in Richtung der Trägerachse (T) bei der Verschiebung des Längs-Sicherungsbolzens (30) höchstens konstant bleibt.

11. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halteglieder (26.2) einen Kreis definieren, dessen Durchmesser gleich dem Durchmesser des eines Endes des Längs-Sicherungsboizens (30) ist,
welches Ende einen geringeren Durchmesser aufweist als der Rest des Längs-Sicherungsbolzens (30) und aus dem Funktionskörper (20) durch den Kreis ragt.

12. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Längs-Sicherungsbolzen (30) in einem hohlen Zylinder (28) aufgenommen ist, der in der Ausnehmung des Funktionskörpers (20) angeordnet ist, und der die Trägheitsmasse des Funktionskörpers (20) bildet.

13. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 und 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bewegungsübertragungskörper (24) am Träger (12) konzentrisch zum Funktionskörper (20) angeordnet sind, wobei sie gegen Bewegungen relativ zum Träger (12) in Richtung der Trägerachse (T) und in Richtung des Umfanges des Funktionskörpers (20) gesichert sind.

14. Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bewegungsübertragungskörper (24) Rotationskörper, vorzugsweise Kugeln, sind.

15. Sicherungs- und Auslösevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger (12) als Gehäuse ausgebildet ist, das eine Grundplatte (14) und eine Deckplatte (16) aufweist.

16. Verwendung der Sicherungs- und Armierungsvorrichtung (10) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 als Sicherungs- und Armierungsvorrichtung eines drallstabilierbaren Geschosses,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger (12) fest mit einem rotierenden Teil des Geschosses verbunden ist, wobei die Trägerachse (T) mindestens annähernd mit der Längsachse des Geschosses zusammenfällt.

Zeichnung