CH669454A5

CH669454A5 -

Info

Publication number: CH669454A5
Application number: CH919/84A
Authority: CH
Inventors: Robert Rehmann
Original assignee: Inventa Ag
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1989-03-15
Also published as: US4637311A; ZA85708B; EP0156763A1; DE3564489D1; EP0156763B1; ATE36601T1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung der Energie in einem elektromagnetischen Zündsystem von raketenangetriebenen Munitionskörpern, wobei in einem Zündgenerator ein in seiner Ruhestellung mechanisch gesicherter Reaktionsteil durch den Einfluss der Abschussbeschleunigung gegenüber seinem Stator bewegbar ist und ein Kondensator zur Sicherung und zur Zündung einer elektrischen Zündpille bereitgestellt ist.

Es sind bereits Zündsysteme für Projektile bekannt, die einen Generator enthalten und während der Beschleunigung einen Reaktionsteil durch eine mit einem Eisenkern verstärkte Spule bewegen, um die erforderliche Zündenergie über einen Kondensator bereitzustellen. Es ist eine Anordnung bekannt (CH-PS 356 045), bei welcher innerhalb einer Spule, die von einem Magnet umgeben ist, ein Permanentmagnet bewegbar angebracht ist. Der Magnet ist in Ruhestellung mittels eines Kontaktstiftes in der Ausnehmung eines Isolators befestigt. Beim Abschuss des Projektils wird durch die Beschleunigung der Stift freigegeben, der Magnet bewegt sich durch das Magnetfeld der Spule und lädt einen Kondensator auf, der die Zündenergie bis zum Aufschlag speichert.

Solche Systeme arbeiten zufriedenstellend bei hohen Abschussbeschleunigungen, um eine Entriegelung zu ermöglichen, versagen jedoch bei relativ geringen Beschleunigungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, welche bei niedriger Beschleunigung eines Munitionskörpers eine ausreichend hohe Zündenergie zur Verfügung stellt.

Eine weitere Aufgabe ist es, eine Zündvorrichtung zu schaffen, welche einen hohen Grad an Sicherheit sowohl bei der Manipulation als auch beim Abschuss des Munitionskörpers gewährleistet.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der in einem rohrartigen Gehäuse beweglich angeordnete Zündgenerator durch die Federkraft einer Druckfeder in seiner ersten Endstellung frontseitig mit seinem Kontaktstift in einer Bohrung gelagert ist, dass für diesen Zündgenerator eine zweite, im rohrartigen Gehäuse heckseitig angeordnete Endstellung durch einen Aufschlagkörper realisiert ist, dass diesem Aufschlagkörper im Zündgenerator ein beweglicher Teil eines induktiven Elektrosystems zugeordnet ist, dass die Druckfeder zwischen der ersten Endstellung und der heckseitigen Endstellung den Zündgenerator mit Druck nach vorne beansprucht, wobei im vorderen Teil des Munitionskörpers eine mechanische und/oder elektrische Zündsystem-Sicherheitseinrichtung zur Aufnahme der elektrischen Energie angeordnet ist. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nach Einsetzen der Abschussbeschleunigung die zur Zündung des elektrischen Detonators erforderliche Energie direkt beim Abschuss erzeugt wird, und zwar durch den Zündgenerator selbst. Dieser wird auf einer vorgegebenen Anlaufstrecke über eine bestimmte Zeitspanne beschleunigt und auf einem mit einer Bohrung versehenen Aufschlagkörper (Amboss) geschleudert. Beim Aufprall auf den Amboss erzeugt der Zündgenerator einen Spannungsstoss und lädt damit den im Zündgenerator selbst befindlichen Kondensator auf. Am Ende der Beschleunigungsphase wird der Zündgenerator durch Federkraft in die Ausgangslage zurückgestossen und gibt im Zusammenspiel mit weiteren Sicherheitseinrichtungen seine Energie im richtigen Zeitpunkt zur Zündung ab.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

Es ist zweckmässig, gemäss Anspruch 2, dass der Kontaktstift teleskopartig ausgebildet und in einer Kontakthülse gelagert ist und mit dem in einem oberen Gehäuse befindlichen Rotor, der eine Zündpille trägt und der sich aus einer Sicherheitsstellung in eine armierte Stellung drehen lässt, in dieser Endstellung elektrisch verbunden ist.

Nach Anspruch 3 wird die Federkraft der Druckfeder derart gewählt, dass durch eine Abschussbeschleunigung von 100 bis 300 g während wenigstens 3 ms der Zündgenerator in seine zweite Endstellung gebracht ist.

Es ist zweckmässig, wenn gemäss Anspruch 4 das mit einem Gewinde versehene Gehäuse mit seiner Bohrung axial mit dem Munitionskörper ausgebildet ist. Diese Lage ermöglicht am besten, die Beschleunigung des Munitionskörpers auszunützen.

Die Vorrichtung nach Anspruch 5 ist für die richtige Funktion sehr vorteilhaft. Das rohrartige Gehäuse weist eine zylin5

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drische Bohrung auf, wobei diese Bohrung wenigstens zwei periphere Ausnehmungen aufweist. Diese Ausführungsform vermindert die Reibung des Zündgenerators an der Gehäusewand während seiner Beschleunigung und verhindert ein Verklemmen in der Bohrung. Die peripheren Ausnehmungen ermöglichen, dass die in der Bohrung vorhandene Luft ohne Schwierigkeiten verdrängt werden kann.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind die genannten Ausnehmungen der zylindrischen Bohrung symmetrisch angeordnet. Diese Konstruktion ermöglicht glatte axiale Bewegung des Zündgenerators innerhalb der Bohrung.

Gemäss Anspruch 7 ist der Aufschlagkörper in einem Stauchkörper gefasst. Für die Stauchkörper sind insbesondere Blei, Aluminium und Zink geeignet.

Nach Anspruch 8 weist dieser Aufschlagkörper eine zentrale Bohrung auf. Diese zentrale Bohrung ist zweckmässig konisch ausgebildet, so dass sie ein sicheres Eindringen auch bei grösserer Toleranz der axialen Führung des Reaktionsteils erlaubt.

Gemäss Anspruch 9 ist das untere rohrartige Gehäuse und das obere Gehäuse aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Aluminium weist ein geringes spezifisches Gewicht auf und lässt sich wirtschaftlich leicht zu einem zweiteiligen zusammenfügbaren Zündgehäuse verarbeiten.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Zündsystem in gesicherter Stellung,

Fig. 2 eine Draufsicht in die Öffnung des unteren Gehäuses, gemäss Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrösserten Schnitt durch den Zündgenerator, gemäss Fig. 1, und

Fig. 4 einen charakteristischen zeitlichen Verlauf eines durch Triebwerke beschleunigten Munitionskörpers.

Gemäss Fig. 1 ist ein Zündsystem mit 1 bezeichnet. Ein oberes Gehäuse 2 ist mit einem unteren Gehäuse 3 kleineren Durchmessers verschraubbar verbunden. Das obere Gehäuse 2 des Zündsystems 1 trägt einen Gewindering 4 und einen zylindrischen Stift 5. Im Innern des oberen Gehäuses 2 ist in einer Isolierhülse 6 ein Rotor 7 in einem Sicherheitselement 8 eingebaut. Der Rotor 7 beinhaltet eine elektrische Zündpille 9. Die Teile 7, 8 und 9 bilden eine mechanisch-elektrische Zündsystem-Sicherheitseinrichtung Im gesicherten Zustand steht diese quer zur Zündkette. Zwei nicht gezeigte Sperren verhindern, dass sich der Rotor 7 vorzeitig dreht und die Zündkette schliesst. Ein Gewindebohrung 10 ist zur Aufnahme eines Detonators (Booster) vorgesehen. Im Sicherheitselement 8 ist eine weitere Bohrung 11 vorgesehen, die zur Zentrierung eines Teleskopkontaktstiftes 12 dient, der in einer Kontakthülse 13 eines Zündgenerators 14 angebracht ist. Zwischen dem Zündgenerator 14 und der Isolierhülse 6 ist eine leitende Kontaktierfläche 15 vorgesehen. Im Aufriss des Zündgenerators 14 ist ein Reaktionsteil 16 angedeutet, welcher den unteren Polschuh bildet. Eine Scheibe 17 wird mittels einer Druckfeder 18 gehalten. Die Druckfeder 18 ist in einer Aussparung 19 zwischen einem Stauchkörper 20 und der Zylinderwand des unteren Gehäuses 3 verkeilt. Der Stauchkörper 20 besteht aus Blei und dient zur Befestigung eines Aufschlagkörpers 21 (Amboss), welcher eine keilförmige zentrale Bohrung 22 aufweist.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Bohrung 23 des unteren

Gehäuses 3. Den äusseren Rand bildet ein Gewinde 24. In die innere Oberfläche der Bohrung 23 sind periphere Ausnehmungen 3' angebracht. Fig. 2 zeigt vier solcher peripheren Ausnehmungen 3'.

In Fig. 3 werden die für die Erfindung wesentlichen Teile des vergrössert gezeichneten Zündgenerators 14 beschrieben. Der Zündgenerator 14 weist in seinem oberen Teil aus einem Dielektrikum 25, beispielsweise aus ausgehärtetem Araldit (Marke der Fa. Ciba Geigy AG) auf, in welches ein Kondensator 26 und eine Diode 27 eingebettet sind. Im unteren Teil befindet sich eine Spule 28, die einen Magnetkern 29 zwischen dem Reaktionsteil 16 als unteren Polschuh und einem Teil 30 als oberen Polschuh umschliesst. Der obere Teil und der untere Teil sind durch eine Sperrfeder 31 voneinander getrennt. Der Zündgenerator 14 ist von einem Gehäuse 32 umgeben, aus welchem der Kontaktstift 12 herausragt.

In Fig. 4 ist der charakteristische Verlauf einer Beschleunigungskurve eines Munitionskörpers wiedergegeben. Es ist der Verlauf der Beschleunigung b in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Im Zeitpunkt vor dem Abschuss befindet sich der Munitionskörper mit dem erfindungsgemässen Zündsystem in einer ersten Stellung to in Ruhe. Nach dem Einsetzen der Abschussbeschleunigung b bewegt sich der Zündgenerator 14 in eine zweite Endstellung ti, wobei der Reaktionsteil 16 mit seiner Spitze auf die zentrale Bohrung 22 im heckseitigen unteren Gehäuseteil 3 aufschlägt. Dabei gleitet der Zündgenerator 14 bei seiner Beschleunigung auf den Kanten der Ausnehmungen 3' unter geringster Reibung entlang. Eine Komprimierung der Luft kann nicht erfolgen, da diese durch die Kanäle, die durch die Ausnehmungen 3' gebildet werden, rasch genug zu entweichen vermag. Während der Retardationsphase wird der Zündgenerator 14 mittels der Druckfeder 18 in seine erste Endstellung zurückgeführt, die er zum Zeitpunkt t2 erreicht. Zum Zeitpunkt t3 ist die Beschleunigung b konstant, zum Zeitpunkt t4 ist der Zünder armiert und zum Zeitpunkt t5 erfolgt die Zündung. Die Zündung erfolgt beim Auftreffen ins Ziel, wobei die Doppelhaube eines Munitionskörpers eingedrückt und so der Zündstromkreis geschlossen wird.

Das erfindungsgemässe elektrische Zündsystem ist speziell für niedere Beschleunigungen ausgelegt, wie sie auch bei raketenangetriebenen Waffen wie z.B. bei den panzerbrechenden Einmannwaffen, auftreten.

Bleibt der elektrische Zündkreis aus irgend einem Grunde offen, entlädt sich der Kondensator des Zündgenerators in etwa 10 Minuten; es resultiert ein energiefreier Blindgänger.

Die erfindungsgemässe Lösung erlaubt die Schaffung autonomer Zündsysteme, welche unabhängig von sekundären Speisungen (Batterien etc.) funktionsfähig sind. Die bereitgestellte elektrische Energie ist ausreichend, um neben einer sicheren Zündung von sogenannten Dünnschicht-Zündpillen auch noch elektrische Sicherheitsvorrichtungen, Zeitglieder («Timer») und Näherungs-Sensoren mit Energie zu versorgen.

Gegenüber bisher bekannten Zündvorrichtungen, welche in raketengetriebenen Waffen Verwendung fanden, erlaubt der Erfindungsgegenstand zudem grosse Vereinfachungen in der Prüfung und Wartung. Da nun Unterhalts- und/oder Testarbeiten jederzeit unabhängig von der Stromversorgung des übrigen Systems (Steuerelektronik etc.) erfolgen können, lässt sich auch die Sicherheit für das Wartungs- und Betriebspersonal in hohem Masse steigern.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung zur Erhöhung der Energie in einem elektromagnetischen Zündsystem von raketenangetriebenen Munitionskörpern, wobei in einem Zündgenerator ein in seiner Ruhestellung mechanisch gesicherter Reaktionsteil durch den Ein-fluss der Abschussbeschleunigung gegenüber seinem Stator bewegbar ist und ein Kondensator zur Sicherung und zur Zündung einer elektrischen Zündpille bereitsgestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der in einem rohrartigen Gehäuse (3) beweglich angeordnete Zündgenerator (14) durch die Federkraft (F) einer Druckfeder (18) in seiner ersten Endstellung (I) frontseitig mit seinem Kontaktstift (12) in einer Bohrung (11) gelagert ist, dass für diesen Zündgenerator (14) eine zweite, im rohrartigen Gehäuse (3) heckseitig angeordnete Endstellung (II) durch einen Aufschlagkörper (21) realisiert ist, dass diesem Aufschlagkörper (21) im Zündgenerator (14) ein beweglicher Teil (29) eines induktiven Elektrosystems (28, 29) zugeordnet ist, dass die Druckfeder (18) zwischen der ersten Endstellung (I) und der heckseitigen Endstellüng (II) den Zündgenerator mit Druck nach vorne beansprucht, wobei im vorderen Teil des Munitionskörpers eine mechanische und/oder elektrische Zünd-system-Sicherheitseinrichtung (7, 8, 9) zur Aufnahme der elektrischen Energie angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (12) teleskopartig ausgebildet und in einer Kontakthülse (13) gelagert ist und mit dem in einem oberen Gehäuse (2) befindlichen Rotor (7), der eine Zündpille (9) trägt und der sich aus einer Sicherheitsstellung in eine armierte Stellung drehen lässt, in dieser Endstellung (I) elektrisch verbunden ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft (F) der Druckfeder (18) derart gewählt ist, dass durch eine Abschussbeschleunigung von 100 bis 300 g während wenigstens 3 ms der Zündgenerator (14) in seine zweite Endstellung (II) gebracht ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit einem Gewinde (24) versehene Gehäuse (3) mit seiner Bohrung (33) axial mit dem Munitionskörper ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrartige Gehäuse (3) eine zylindrische Bohrung (23) aufweist, wobei diese Bohrung (23) wenigstens zwei periphere Ausnehmungen (3' ) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (3') symmetrisch angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufschlagkörper (21) in einem Stauchkörper (20) ge-fasst ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufschlagkörper (21) eine zentrale Bohrung (22) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem unteren Gehäuse (3) ein oberes Gehäuse (2) ausgebildet ist und dass die beiden Gehäuse (2, 3) aus einer Aluminiumlegierung bestehen.