DE69203042T2 - Beschleunigungsschalter, insbesondere für geschoss mit explosionsladung. - Google Patents
Beschleunigungsschalter, insbesondere für geschoss mit explosionsladung.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung fällt in den technischen Bereich des Auslösens der Zündung oder der Explosion einer pyrotechnischen Ladung, wenn es zu einem Aufprall des Geschosses auf ein Ziel kommt, vgl. dazu zum Beispiel FR - A - 2 564 236 entsprechend Präambel des Patentanspruchs 1.
- Die Erfindung betrifft genauer gesagt die Zündung oder die Explosion einer Sprengladung von einer elektrischen Energiequelle aus, die sich im allgemeinen im Inneren des Geschosses befindet und dazu dient, den Betrieb eines Zünders auszulösen.
- Als ein Anwendungsbeispiel der Erfindung ist das Auslösen der Sprengladung einer vorzugsweise großkaliberigen Munition beim Aufprall zu nennen.
- Es sind Geschosse mit Sprengladung bekannt, bei denen der Prozeß des Auslösens durch den Betrieb eines Zünders gesteuert wird, wobei dieser Zünder mit elektrischer Energie von einer Speicherquelle aus gespeist wird. Die Speicherquelle ihrerseits besteht aus einem oder mehreren Kondensatoren.
- Das Schließen des Stromkreislaufs zur Speisung des Zünders wird von dem Funktionieren eines Aufprallschützes abhängig gemacht, das am vorderen Ende des Geschosses plaziert ist.
- Damit der Auslösungsvorgang bei einem Aufprall auf jeden Fall und zuverlässig stattfindet, sind einige variable Faktoren zu berücksichtigen, die die Auslösung verhindern oder aber, im umgekehrten Fall, zu einem verfrühten, unerwünschten Zeitpunkt hervorrufen können. Diese Faktoren bestehen in den unterschiedlichen Anflugwinkeln, die das Geschoß auf seiner Flugbahn im Verhältnis zum Ziel einnimmt, in den Arten der Festigkeit des letzteren sowie in eventueller Vegetation, die das Geschoß auf seiner ballistischen Flugbahn durchqueren muß.
- Das Ziel dieser Erfindung besteht darin, ein Aufprallschütz vorzuschlagen, bei dessen Konzeption diesen variablen Faktoren ausdrücklich Kechnung getragen wurde. So soll vermieden werden, daß die Sprengladung ausgelöst wird, wenn das Geschoß eine mehr oder weniger dichte, jedoch stets leichte Vegetation durchquert und dabei auf diese auftrifft. Der Auslösevorgang soll vielmehr garantiert dann stattfinden, wenn das Geschoß frontal oder auch mit einer von dem Normalwert abweichenden Neigung auf das Ziel aufprallt, wobei diese bis zu 80º oder sogar mehr betragen kann.
- Um das oben formulierte Ziel zu erreichen, wurde das Aufprallschütz derart gestaltet, daß die Muffe in einer zu der Symmetrieachse horizontalen Ebene Leitfinger oder -nadeln aufweist, die mit der Muffe elektrisch verbunden sind. Diese Finger bzw. Nadeln sind dergestalt montiert, daß sie in radialer Richtung zur Achse gleiten können, und werden durch elastische Teile in zentrifugaler Richtung gegen die lsolierhülse gepreßt. Ferner umfaßt das Aufprallschütz ein Gleitstück, das durch Trägheit auf der Symmetrieachse gegen die Wirkung einer Haltefeder beweglich ist und in dem Fuß geführt wird. Dieses Gleitstück weist eine ständige elektrische Verbindung zu dem Gehäuse auf und arbeitet mit den Fingern zusammen.
- In den folgenden Beschreibungen zu den Zeichnungen, die als Anlagen beiliegen und als Beispiel nicht erschöpfenden Charakters eine mögliche Ausführungsart der Erfindung zeigen, werden weitere Merkmale ersichtlich.
- Die Abbildung 1 ist eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Anwendung des Gegenstandes der Erfindung.
- Die Abbildung 2 ist ein Axialschnitt des Aufprallschützes entsprechend der Erfindung.
- Die Abbildung 1 zeigt ein vorzugsweise großkaliberiges Geschoß 1, das in seinem Inneren eine Sprengladung 2 enthält, deren Zündung oder Explosion durch einen Zünder 3 vollzogen wird. Dieser Zünder wird durch eine Quelle 4 mit Strom versorgt, die aus einem oder mehreren Kondensatoren bestehen kann, die durch einen piezoelektrischen Generator geladen werden. Ausgelöst wird dieser piezoelektrische Generator durch Trägheit beim Abflug oder Abschuß des Geschosses 1. Die Speisung des Zünders 3 von der Quelle 4 aus wird durch einen Stromkreislauf gewährleistet, der auf den Abbildungen nicht dargestellt ist. Die Schließung des Stromkreislaufes wird über ein Aufprallschütz 5 gesteuert, das an das vordere Ende des Geschosses 1 angepaßt ist.
- Die Abbildung 2 zeigt einen Schnitt im Aufriß des Aufprallschützes 5, das einen Fuß 6 aus Isoliermaterial umfaßt und an den Geschoßkörper angepaßt werden kann. Durch den Fuß 6 laufen mindestens zwei Kontaktklemmen 7 und 8, deren Enden 7a und 8a mit zwei Leitern 9 und 10 verbunden sind, die zu dem Stromkreislauf zwischen dem Zünder 3 und der Quelle 4 gehören. Vorzugsweise ist der Fuß in Form eines äußeren Rotationsprofils realisiert und weist eine Symmetrieachse x-x' auf.
- Die Anschlußklemmen 7 und 8 können einzeln in oder auf dem Fuß 6 angebracht werden; der Fuß kann aber auch direkt auf diese Klemmen ausgegossen sein. Für die Klemmen sind mehrere Ausführungsarten denkbar, ohne daß dies als im wesentlichen von der Erfindung abhängend zu betrachten wäre. Vorzugsweise sind die Klemmen 7 und 8 jedenfalls um zwei elastische Zungen 11 und 12 zu verlängern, die sich beispielsweise deutlich in paralleler Richtung zur Symmetrie- oder Rotationsachse x-x' und in Gegenrichtung zu den Teilen 7a und 8a ausdehnen.
- Das Aufprallschütz umfaßt im übrigen eine Muffe 13 aus leitendem Metall, die durch eine sie begrenzende Verkleidung 14 auf einer Zentrierung des Fußes 6 aufgesetzt ist. Die Zentrierung 15 kann direkt durch den Fuß 6 gebildet werden oder vorzugsweise durch einen Zwischensockel 16 aus Isoliermaterial, der koaxial zum Fuß 6 montiert ist. Die Gestaltung des Zwischensockels 16 ist so gewählt, daß eine der Zungen, zum Beispiel die Zunge 12, mit der Verkleidung 14 in Berührung steht. Die zweite Zunge, zum Beispiel die Zunge 11, wird dagegen auf Distanz gehalten und ist von der Muffe isoliert angeordnet. Ein solcher Zustand kann über eine Isolierhülse 17 hergestellt werden, die von außen auf die Verkleidung 14 der Muffe 13 aufgesetzt wird. Letztere weist zu diesem Zweck eine Ausbuchtung 18 auf, die die Isolierhülse 17 hält. Die Hülse 17 kann aus einem einzelnen Teil hergestellt sein oder aber aus zwei Ringen 17a und 17b.
- Die Muffe 13 weist auf ihrer Innenseite einen dicken Kranz 19 auf, der in einer horizontalen Ebene y-y' im rechten Winkel zur Achse x-x' n offene Sitze 20 radialer Ausrichtung begrenzt. Diese gerade Anzahl Sitze werden in gleichem Winkelabstand sich diametral gegenüberliegend angeordnet. Eventuell ist auch eine ungerade Anzahl denkbar. Jeder Sitz 20 enthält einen Finger oder eine Nadel 21, die frei in dem radialen Sitz 20 gleiten kann und mittels eines elastischen Teils in zentrifugaler Richtung an die Hülse 17 als Anschlag gepreßt wird. Zwischen den Fingern 21 und der Muffe besteht durch Reibung in ihrem Sitz und durch die Berührung mit dem elastischen Teil 22 ein ständiger Stromkontakt. Die Gleitfinger 21 befinden sich so normalerweise in stabiler zurückgezogener Position, in der ihre dem Inneren des Schützes zugewandten Enden 23 sich auf der Höhe der nach innen gewandten Außenwand 19a des Kranzes 19 befinden.
- Die Einheit bestehend aus dem Fuß 6, eventuell dem Zwischensockel 16, der Muffe 13 und der Hülse 17 wird entsprechend einer koaxialen Anordnung durch ein Gehäuse 24 zusammengehalten, das die Anschlüsse auf dem Fuß 6 und der Hülse 17 dergestalt umgibt, daß ständig eine Stromverbindung zwischen ihm selbst und der Zunge 11 der Klemme 7 besteht.
- Das röhrenförmige und zylindrische Gehäuse 24 geringer Dicke hat ein frontseitiges Ende, das so gestaltet ist, das es sich ausdehnen kann, jedoch in angemessenem Abstand und ohne mit der leitenden Muffe 13 in Kontakt zu kommen. Das Endstück hat eine Vorderwandung 25, zum Beispiel in Form eines hohlen Stulpblechs 26, das mit jedwedem Mittel, und insbesondere durch eine auf der Achse x-x' zentrierte Öffnung 27, die Führung des Gleitstücks 28 aus leitendem Metall gewährleistet. Das Gleitstück 28 hat einen Kontaktfuß 29 größeren geraden, horizontalen Querschnitts, der im Inneren eines koaxial im Fuß 6 ausgesparten Schachtes 30 geführt wird. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels liegt dieser Schacht in dem Zwischensockel 16. Der Kontaktfuß 29 hat einen zylindrischen Querschnitt geringeren Durchmessers als der Durchgang, der durch die nach Innen gewandte Außenwand 19a des Kranzes 19 begrenzt wird. Das Gleitstück 28 ist rnit einem elastischen Halteteil 31 verbunden, das zum Beispiel durch eine Spiralfeder gebildet wird, die zwischen dem Stulpblech 26 und dem Kontaktfuß 29 unter Spannung eingefügt ist, um letzteren in dem Schacht 30 zu halten. Hinsichtlich der Höhe gilt, daß der Kontaktfuß 29 unterhalb der horizontalen Ebene y-y' und vor allem unterhalb der Sitze 20 der Finger 21 zu halten ist. Anzumerken ist ferner, daß die Finger 21 nur so lang sein dürfen, daß sie niemals mit dem Gleitstück 28 in Kontakt kommen können, wenn der Kontaktfuß 29 sich in stabiler und zurückgezogener Lage befindet. Das muß auch dann gewährleistet sein, wenn die Federn 22 einer maximalen axialen Belastung ausgesetzt sind. Dagegen ist die Länge dieser Finger so zu wählen, daß sie mit dem Kontaktfuß 29 in Kontakt kommen, wenn dieser zumindest teilweise ausgezogen ist.
- Vorzugsweise weist die Muffe 13 an der der Verkleidung 14 abgewandten Seite ein röhrenförmiges Teil 32 auf, in dem eine Abstandhülse 33 zentriert ist, die auf dem Kranz 19 aufliegt, um während dem Umgang mit dem Geschoß, bei Montagevorgängen, Lagerung etc. einen frontalen Anschlag für die Vorderwandung 25 zu liefern. Die Abstandhülse 33 besteht aus einem Isoliermaterial mit relativ geringer Druckfestigkeit.
- Das Schütz wird entsprechend der Erfindung durch eine Kappe aus einem relativ harten Material vervollständigt. Sie weißt eine ausreichende Dicke auf, einerseits um die wesentlichen Bestandteile des Schützes gegen Schläge oder verfrühten Aufprall zum unerwünschten Zeitpunkt zu schützen, zu denen es bei der Handhabung des Schützes selbst oder bei der Handhabung des Geschosses 1 kommen kann, auf das es aufmontiert ist. Andererseits wird so sichergestellt, daß der Stromkreislauf sich nicht schließt, wenn das Geschoß leichtes Astwerk durchquert. Die Kappe 34 weist beispielsweise ein Innengewinde 35 auf, mit dem sie auf den Körper des Geschosses 1 aufgeschraubt wird, für den das Schütz ausgelegt ist.
- Wie aus der obigen Beschreibung und der Betrachtung der Abbildung 2 hervorgeht, ist der Leiter 9 über die Klemme 7, der Zunge 11 und das Gehäuse 24 oder sogar dem Gleitstück 28 an einen ersten internen Stromkreislauf zum Schütz angeschlossen, während der zweite Leiter 10 an einen zweiten internen Stromkreislauf angeschlossen ist, der durch die Klemme 8, die Zunge 12 und die Muffe 13 oder sogar die Finger 21 gebildet wird.
- In dem in Abbildung 2 dargestellten Zustand sind die beiden Internen Kreisläufe getrennt und gewährleisten die Öffnung des Speisungskreislaufes zwischen der Quelle 4 und dem Zünder 3.
- Die Funktion des oben beschriebenen Aufprallschützes wird wie folgt ausgelöst.
- Sollte das Geschoß 1 auf der ballistischen Flugbahn gezwungen sein, eine mehr oder weniger dichte, jedoch stets leichte Vegetation zu durchqueren, so wird das Auftreffen auf das Astwerk durch die Kappe 34 aufgefangen, ohne daß es zu einer elastischen und/oder plastischen Verformung kommen würde. Die Kappe 34 schützt also das Vorderteil des Gehäuses 24, das auf diese Weise nicht dem Risiko der Verformung und Zerstörung ausgesetzt ist.
- Keiner der wesentlichen Bestandteile des Aufprallschützes erfährt eine Zustands- oder Positionsveränderung, die den Stromkreislauf zwischen den Leitern 9 und 10 schließen könnte.
- Sollte es zu einem frontalen Aufprall auf das Astwerk kommen, das eine höhere kinetische Energie als den Widerstand der zusammengedrückten Feder 31 freisetzt, so wird das Gleitstück 28 in Translation auf einem geringen Weg beansprucht, ohne daß sich daraus ein direkter oder indirekter Kontakt mit der Muffe 13 ergibt. Ein Auslösen zu einem verfrühten, nicht erwünschten Zeitpunkt ist somit also nicht möglich.
- Sollte der Aufprall auf das Astwerk mit einem bestimmten Anflugwinkel erfolgen, ermöglichen die Federn 22 ein radiales zentripetales Gleiten der Finger 21 zur gleichen Zeit, wie das Gleitstück 28 eine relative Axialbewegung in der oben erwähnten Form vollzieht. Es ist jedoch festzuhalten, daß die Härten der Federn 22 und 31 so gewählt sind, daß bei diesen Kontakten mit dem Astwerk die relativen Bewegungen der Finger 21 und des Gleitstücks 28 in der Weite so gering ausfallen, daß die Finger 21 nicht mit dem Kontaktfuß 29 in Berührung kommen.
- Im Moment des Aufpralls des Geschosses 1 auf ein Ziel in einer Richtung, zum Beispiel genau frontal, wird die Kappe 34 zerstört, was sich auf das Vorderteil des leitenden Gehäuses auswirkt. Durch die Verformung oder die Zerstörung der Abstandhülse 33 wird das Gehäuse 24 mit dem röhrenförmigen Teil der Muffe in Kontakt gebracht, zumindest 32. So wird der Stromkreislauf zwischen den Leitern 9 und 10 geschlossen.
- Auf diese Weise wird, sobald es zum Aufprall kommt, der Kontakt zwischen der Quelle 4 und dem Zünder 3 hergestellt, der durch seine Stromversorgung die Aufgabe übernimmt, die Zündung oder die Explosion der Ladung 2 auszulösen.
- Falls das Geschoß beim Aufprall auf der Ebene der Zielscheibe einen Anflugwinkel zwischen der Achse x-x' und der normalen Neigung hat, kann es sein, daß es zu einem Funktionieren in der oben beschriebenen Form kommt. Wenn der Anflugwinkel relativ groß ist, zum Beispiel fast 90º im Verhältnis zum Normalwert beim Aufprall auf das Ziel und wenn das Geschoß somit nicht direkt mit dem Schütz 5, sondern mit einem anderen Teil auf dem Ziel aufschlägt, bewirkt die kinetische Energie des Aufpralls einen Translationsweg des beweglichen Teils gegen die Wirkung der Feder 31. Gleichzeitig und durch die Kräftezerlegung wird mindestens einer der Finger oder Nadeln 21 in zentripetaler Bewegung gegen die Wirkung der Haltefedern 22 beansprucht. Die relativen Bewegungen des Gleitstücks 28 und mindestens eines Fingers 21 haben zufolge, daß es zu einem Kontakt zwischen einem dieser Finger und dem Kontaktfuß 29 kommt. Folglich wird der Stromkreislauf zwischen den Klemmen 7 und 8 über das Gehäuse 24, das Gleitstück 28 und einen Finger 21 geschlossen und so die Speisung des Zünders 3 ausgelöst.
- Ein sicheres Funktionieren ist also unabhängig von den Aufprallbedingungen sichergestellt, ohne daß der Auslösemechanismus verfrüht zu einem nicht erwünschten Zeitpunkt beim Durchqueren von Vegetation oder Astwerk ausgelöst wird.
- Aus Abbildung 2 wird ersichtlich, daß das Aufprallschütz aus stapel- und axial zuammenbaubaren Grundelementen besteht, die untereinander durch Crimpen des Gehäuses 24 zusammengehalten werden. Ein solches Schütz kann daher unter Einsatz von Grundproduktionslinien und bei automatischem Zusammenbau zu einem geringen Preis hergestellt werden. Zu diesem Zweck kann in der Vorderwandung 25 des Gehäuses 24 ein Loch 40 ausgespart werden, um nach dem Vorzusammenbau einiger, zumindest der Grundbestandteile des Schützes eine Überprüfung des Stromflusses zwischen den einzelnen zusammengebauten Elementen ermöglichen.
Claims (9)
1 - Aufprallschütz zur Schließung eines
Versorgungsstromkreislaufs, der die folgenden Elemente umfaßt:
- einen Haltefuß (6) aus Isoliermaterial mit
mindestens zwei Leitklemmen (7) und (8), der eine
Symmetrieachse x-x' bildet,
- eine Kontaktmuffe (13), die koaxial auf dem Fuß
zentriert ist und mit einer der Klemmen verbunden ist, sowie
- ein leitendes Gehäuse (24), das verformbar und mit
der zweiten Klemme verbunden ist, im Verhältnis zu der Muffe
auf Distanz gehalten wird, jedoch gleichzeitig die
Unbeweglichkeit des Fußes durch eine Isolierhülse sichert, die
von außen auf die Muffe (13) aufgesetzt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kontaktmuffe (13) auf einer horizontal
zur Symmetrieebene verlaufenden Ebene (y-y') leitende Finger
oder Nadeln (21) aufweist, die mit der Muffe (13) elektrisch
verbunden sind, daß diese Nadeln in radialer Richtung zur
Achse frei gleiten können und von elastischen Teilen (22) in
zentrifugaler Richtung gegen die Isolierhülse (17) gedrückt
werden,
- und daß sie ein leitendes Gleitstück (28) aufweist,
das durch Trägheit auf der Symmetrieachse gegen die Wirkung
der Haltefedern (31) beweglich ist, das in dem Fußteil geführt
wird und mit dem Gehäuse ständig elektrisch verbunden ist und
mit den Fingern (21) zusammenarbeiten kann.
2 - Aufprallschütz gemäß Patentanspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Muffe (13) einen Kranz (19) bildet,
der auf seiner Innenseite einen Durchgangsweg (19a) begrenzt,
der breiter als der gerade horizontale Querschnitt eines
zylinderförmigen Kontaktfußes (29) ist, wodurch der Kontaktfuß
einen größeren Durchmesser aufweist als das Gleitstück (28),
und in dem Fußteil geführt und von der Feder (31) in einer
Stellung unterhalb der Sitze (20) der Finger (21) gehalten
wird.
3 - Aufprallschütz entsprechend Patentanspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Finger (21)
dergestalt gewählt ist, daß diese Finger bei zentripetaler
Ausdehnung nicht mit dem Kontaktfuß (29) des Gleitstücks (28)
in Berührung kommen.
4 - Aufprallschütz entsprechend Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmen (7) und (8) mit zwei
elastisch verformbaren Zungen (11) und (12) versehen sind,
eine der beiden Zungen in Kontakt mit der Muffe (13) gehalten
wird und die andere, die von der Muffe (13) durch die Hülse
abgeschirmt ist, in Kontakt mit dem Gehäuse (24) gehalten
wird, das auf dem Fußteil und der Hülse angebracht ist.
5 - Aufprallschütz entsprechend Patentanspruch 1 oder
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (13) durch ein
leitendes Rotationsteil gebildet wird, das mit einer
Verkleidung (14) versehen ist, in die eine Zentrierung (15)
des Fußteils eingefügt ist und eine äußere Ausbuchtung (18)
als Halterung für die Isolierhülse (17) aufweist.
6 - Aufprallschütz entsprechend einem beliebigen der
Patentansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Muffe (13) an der der Verkleidung gegenüberliegenden Seite
einen röhrenförmigen Teil (32) bildet, in den eine
röhrenförmige, isolierende Abstandhülse (33) eingefügt ist und
der in axialer Richtung über die Muffe hinausragt, wobei das
Gehäuse (24) an der Vorderwandung (25) daranstößt.
7 - Aufprallschütz gemäß einem beliebigen der
Patentansprüche 1, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Muffe (13) an ihrem deutlich nach Innen gerichteten
horizontalen Teil einen dicken Kranz (19) bildet, in dem
offene Sitze (20) mit radialer Ausrichtung ausgespart sind,
die die Finger oder Nadeln (21) enthalten.
8 - Aufprallschütz entsprechend Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (17) von zwei Teilen
gebildet wird (17a) und (17b) und das Fußteil ein unabhängiges
Isolierteil (16) trägt, das wiederum die Zentrierung (15) für
die Verkleidung (14) bildet, wobei ein Schacht (30) zur
Führung des Kontaktfußes (29) des Gleitstücks (28) dient.
9 - Aufprallschütz entsprechend Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) mit einer Kappe
(34) aus widerstandsfähigem Material abgedeckt wird, die die
Anpassung des Aufprallschützes an den Trägerkörper garantiert.
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