DE2824147C2 - Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern und Zündsicherungseinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern und Zündsicherungseinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Allgemein ist bei Munition, so z. B. Sireuminen, Seeminen oder Panzerabwehrflugkörpern mit einer Zündeinrichtung und einer diese sichernden Sicherungseinrichtung ein Problem darin gelegen, den Entsicherungsvorgang der Zündeinrichtung auch nach langer Lagerzeit einwandfrei und gleichzeitig risikolos zu gestalten. Aus Sicherheitsgründen werden oftmals zur Entsicherung Faktoren herangezogen, die lediglich beim Einsatz der Munition auftreten, so z. B. Beschleunigung, Luft- und Wasserströmung oder Rotation.

So ist aus der DEOS 22 34 849 eine von einem Windradgenerator gespeiste Zündeinrichtung insbesondere für aus Flugzeugen abwerfbare Bomben bekannt, bei der der Windradgenerator erst nach dem Abwurf der Bombe mittels einer Freigabevorrichtung aus der Bombe ausgetahren und in die die Bombe umströmende Luftströmung eingebracht wird. Erst ab diesem Zeitpunkt, wenn demnach die Bombe von dem Trägerflugzeug entfernt ist, kann die Zündeinrichtung mit Energie versorgt werden.

Aus der US-PS 37 57 695 ist des weiteren eine Zündeinrichtung für eine von einem Trägerflugzeug abwerfbare Bombe bekannt, wobei die Zündeinrichtung ebenfalls einen Windradgenerator bzw, einen von den Windkräfien periodisch betätigten elektrischen Generator aufweist Der elektrische Generator ist hierbei in einem Hohlraum an der Außenwand der Bombe s angeordnet, wobei dieser Hohlraum mit einer Kappe verschlossen ist, die ihrerseits über ein Zugseil mit dem Trägerflugzeug verbunden ist. Beim Abwurf der Bombe wird dann die Kappe abgezogen, so daß jetzt nach einer gewissen Entfernung der Bombe von dem Flugkörper die Windkräfte den elektrischen Generator antreiben können.

Die in diesen Druckschriften angegebenen Lösungen können jedoch nur dann wirkungsvoll angewendet werden, wenn die die Munition umströmende Luftströmung zum Betrieb des elektrischen Generators ausreicht Dies würde auch für andere Fälle gelten, bei denen zur Entsicherung der Munition deren Beschleunigung oder Rotation ausgenutzt wird; auch diese kritischen Größen müßten für den Betrieb des elektrischen Generators ausreichende Werte aufweisen.

Handelt es sich jedoch um Sinkkörper, wie z. B. Streuminen, die quer zur Flugbahn eines Flugzeuges

ausgestoßen werden und dann relativ iangsam an einem

Fallschirm niedersinken, so sind die oben genannten und

weitere umweltbedingte Faktoren zur Entsicherung nicht heranziehbar, da die hiermit erzielbaren Kräfte, d.h. die zur Enisicherung notwendige Energie nicht aufgebracht werden kann.

In diesem Falle ist man gezwungen, die Energie zur

Entsicherung etwa durch gespannte Federn, Kraftelemente oder durch eine Batterie bereitzustellen. Allerdings ist man bemüht, derartige Elemente zur Speicherung von Energie nicht zu verwenden, da diese oftmals eine einwandfreie Funktion nach langer Lagerzeit nicht garantieren und zudem teilweise den geltenden Sicherheitsvorschriften widersprechen. Hinzu kommt, daß es für die hier in Frage stehende Munition oftmals noch keine erpropten Batterien gibt, die entsprechend lange gelagert werden können und innerhalb eines entsprechend großen Temperaturbereiches zuverlässig arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art für Munition, insbesondere für an einem Fallschirm langsam absinkende Streuminen anzugeben, bei der keine Elemente zur Speicherung von Energie verwendet werden und mit der eine Entsicherung zuverlässig und tatsächlich erst unter Einsatzbedingungen möglich ist.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch

gelöst, daß das Zugseil in der Munition aufgewickelt und bei der Abwicklung des Zugseils durch die Zugkräfte eine Seilrille antreibend aus der Munition geführt ist, und daß mit der Seilrolle ein Antriebsrad für den elektrischen Generator verbunden ist.

Bei Verwendung eines Fallschirmes für eine abzuwerfende Streumine oder eines Bremskörpers für eine im Wasser absinkende Seemine ist das Zugseil auf einer Trommel aufgewickelt, die über ein Getriebe mit dem Anker des elektrischen Generators verbunden ist.

Eine Vorrichtung zur Energieversorgung gemäß der Erfindung kommt zur Entsicherung der Zünd- und/oder Sicherungseinrichtung ohne Elemente zur Speicherung von Energie aus. Die Vorrichtung zur Energieversorgung liefert Energie für die Zünd- und/oder Sicherungseinrichtung allein aufgrund von während des Einsatzes auftretenden Faktoren, so daß alle Sicherheitsvorschriften erfüllt und zusätzlich Probleme mit der Lagerhaltung nicht auftreten.

Der Generator kann als Zuggenerator mit einem Schwungrad zum Antreiben etwa von Motoren ausgebildet sein, die ihrerseits die Zünd- und/oder Sicherungseinrichtung betätigen.

Ebenso kann mit der Seiltrommel für das Zugseil eine Nockenscheibe verbunden sein, in die eine federnd gelagerte und an die Nockenscheibe gedruckte Haltezunge für einen Dauermagneten eingreift, wobei gegenüber einem Pol des Dauermagneten ein Spulensystem zur Abnahme der durch die Hin- und Herbewe- >o gung des Dauermagneten im Spulensystem induzierten Spannung vorgesehen ist. Anstelle der mechanischen Lagerung für den Magneten sind auch andere mechanische Vorrichtungen wie Getriebe- oder Sperrhebel denkbar, die m»t einem mechanischen bzw. ii elektrodynamischen System verbunden sind.

Je nach Auslegung des Generators kann das elektrische Ausgangssignal eine entsprechend vorwählbare Form, annehmen, so daß auch die Form dieses Ausgangssignals als Entsicherungskriterium herangezogen werden kann. Weiterhin kann der Generator die Spannungsversorgung für etwaig vorhandene Elektronikbauelemente übernehmen.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert sind. In der Zeichnung stellt dar

Fig. 1 eine Ansicht einer an einem Fallschirm zu Boden sinkenden Streumine mit einem über das Zugseil des Fallschirms betätigten Generator zur Energieversorgung einer Zünd- und/oder Sicherungseinrichtung;

F i g. 2 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Zuggenerators für eine Streumine gemäß der Erfindung;

F i g. 3 einen Schnitt längs IH-III in F i g. 2:

Fig.4 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Generators für eine Streumine;

Fig.5a —5f verschiedene Ausgangssignale eines Generators bei verschiedenen Drehzahlen und unter- *o schiedlichen Kontruktionsausführungen.

In Fi g. 1 ist schematisch eine Streumine t dargestellt, die an einem Fallschirm 2, der mit der Streumine über ein Zugseil 3 verbunden ist, durch die Luft zu Boden sinkt, nachdem sie von einem hier nicht dargestellten Flugzeug ausgestoßen worden ist. Die Streumine weist in bekannter Art eine hier nicht dargestellte Spreng- und Splitterladung, einen Sensor zur Auslösung dieser Ladung und ferner eine Zündeinrichtung zur Zündung der Ladung und eine Sicherungseinrichtung auf, mit der die Zündeinrichtung gesichert wird. Die Sicherung der Zündeinrichtung durch die Sicherungseinrichtung erfolgt in bekannter Weise auf elektrischem Wege, ebenso wie die Entsicherung.

Wird die Streumine 1 gelagert, so ist der Fallschirm 2 mitsamt dem Zugseil 3 in einem Abteil in der Streumine zusammengefaltet verstaut und wird erst nach dem Ausstoßen der Streumine aus dem Flugzeug in bekannter Weise ausgefahren.

In der Streumine ist gemäß F i g. 2 in einem Gehäuse

11 ein haltemomentloser Wechselspannungsgenerator

12 eingebaut, der von dem Zugseil beim Absinken der Streumine betrieben wird. Der Generator weist einen Anker 13 auf, dessen Achse 14 beidseitig in Kugellagern IS und 16 in zwei das Generatorgehäuse abschließenden Lagerfianschen 17 bzw. 18 gelagert ist Auf dem in der Zeichnung linksseitigen Lagerflansch 17 sind mittels zweier sich in Achsrichtung des Ankers erstreckender Haltebolzen 19 zwei Spulensysteme 20 befestigt, die einen gemeinsamen und an den Haltebolzen befestigten zylinderförmigen Eisenkern 21 und jeweils eine um den Eisenkern 21 gewickelte Spule 22 aufweisen. Die Spulensysteme sind mit Aralditniederdruckpreßmasse 23umspritzt.

Der Antrieb des beschriebenen Generators erfolgt über das rechtsseitige Ende der Achse 14, die durch den rechtsseitigen Flansch 18 hindurchragt und am äußeren Ende als Zahnbetrieb 24 ausgebildet ist In diesen Trieb greift ein Zahnrad 25 ein, dessen einseitige Stummelachse in einem Kugellager 27 und endseitig in einem Stützlager 28 gelagert ist Das Stützlager 28 ist in einem Lagerblock 29 angeordnet der sich in der Zeichnung der Fig.2 rechtsseitig an den Endflansch 18 anschließt. Zwischen den beiden Lagern 27 und 28 ist die Welle 26 des Zahnrades als Zahntrieb 30 ausgebildet und greift hier in ein innenverzahntes Hohlrad 31 ein, welches seinerseits in einem linksseitigen Endflansch 32 einer Seiltrommel 33 eingepreßt ist. Die Seiltrommel 33 ist beidseitig durch Kugellager 34 bzw. 35 auf einer feststehenden Achse 36 gelagert u: zur Achse 14 des Generators parallel und ihrerseits linksseitig im Lagerblock 29 und rechtsseitig in einem Abschlußdeckel 37 des Gehäuses 1 befestigt ist.

Auf der Seiltrommel 33 ist das Zugseil 3 des Fallschirmes 2 aufgewickelt und wird über ein Führungsrad 38 abgezogen, welches seinerseits in einem Schwenklager 39 gelagert ist. Von diesem Führungsrad wird das Zugseil 3 durch ein im Verschlußdeckel 37 angebrachtes Seilführungsrohr 40 nach außen geführt Das Führungsrad 38 ist so im Schwenklager gelagert, dal3 das tangential von der Seiltrommel ablaufende Zugseil 3 glatt über das Führungsrad geführt wird. Die Achse des Führungsrades ist gegenüber der zur Verdeutlichung in der Zeichnung gezeigten Achse um 40° geschwenkt.

Nachdem der Fallschirm 2 aus der Streumine 1 ausgestoßen worden ist und sich entfaltet hat, wird über ein hier nicht dargestelltes kraftabhängiges Sperrschloß durch den bei der Entfaltung des Fallschirmes auftretenden Stoß das Zugseil nicht weiter festgehalten und freigegeben, so daß nunmehr der Fallschirmzug auf das Zugseil 3 wirkt. Hierdurch wird die Seiltrommel 33 in Umdrehung versetzt, welche über das aus den Zahnrädern 31,30,25 und 24 bestehende Übersetzungsgetriebe den Anker 13 antreibt. Dieser Anker, der aus einem Dauermagnet mit einem Nordpol N und einem Südpol Sbesteht induziert während der Rotation in den Spulensystemen 20 eine Wechselspannung. Diese Wechselspannung wird über Kabel 41 abgenommen und zur Energieversorgung der Zündeinrichtung und der Sicherungseinrichtung verwendet. Mit der vom Generator gelieferten Energie kann z. B. ein Elektromotor, ein Haltemagnet oder ein Relais betätigt werden; ferner kann damit z. B. auch ein optischer Annäherungssensor gespeist werden.

Der Generator liefert solange eine Wechselspannung, bis das Zugseil 3 vollständig von der Seiltrommel 33 abgewickelt ist. Da das Zugseil sehr dünn ist, kann auch auf kleinem Platz eine erhebliche Länge gespeichert werden; bei dem geschilderten Beispiel ist das Zugseil in sieben Lagen mit jeweils elf bis dreizehn Wicklungen übereinandergewickelt. Auf diese Weise läßt sich eine abziehbare Länge des Zugseiles zwischen vier und fünf Metern erzielen.

Der Generator gemäß der Fig.4 ist nur mit den für seine Funktion wichtigen Teilen dargestellt; das

Gehäuse und die Befestigung der Einzelteile in dem Gehäuse sind aus Gründen der Übersichtlichkeit (ortgelassen. Das Zugseil 3 des Fallschirmes ist wiederum auf eine Seiltrommel 51 aufgewickelt, die um eine Achse 52 drehbar ist. Die Seiltrommel ist einseitig durch eine Nockenscheibe 53 begrenzt, die an ihrem Umfang regelmäßig verteilte Nocken bestimmter Form aufweist. In die Nockenscheibe 53 greift ein Winkelhebel 54 ein, an dessen der Nockenscheibe 53 abgewandtem Ende eine U-förmig gebogene Blattfeder 55 befestigt ist, die ihrerseits fest mit einem nicht näher dargestellten Lagerblock 56 verbunden ist. Längs eines Armes des Winkelhebels 54 ist ein stabförmiger Dauermagnet 57 angeordnet, vor dessen Nordpol N unter Zwischenschaltung eines geringen Luftspaltes ein Spulensystem 58 angebracht ist. Das Spulensystem besteht aus einem U-förmigen Eisenkern 59 und zwei um dessen Schenkel gewickelten Spulen 60.

Bei der Drehung der Seütrom"¹?! wird durch die Nocken der Nockenscheibe 53 der Winkelhebel jeweils ausgelenkt, wodurch sich der Luftspalt zwischen dem Magnet 57 und dem Spulensystem 58 ändert; die hierdurch in dem Spulensystem 60 induzierte Spannung kann an Ausgangsleitungen 61 abgenommen und, wie oben im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, weiter verarbeitet werden.

Bei einer vorgegebenen Drehzahl der Seiltrommel kann durch Abstimmung der Resonanzfrequenz des Keiles aus Winkelhebel 54 und Blattfeder 55 und durch geeignete Form und Anzahl der Nocken der Nockenscheibe 53 die Frequenz und Form der Ausgangsspannung des beschriebenen Generators beeinflußt werden: vergleiche F i g. 5. Bei Verwendung von vielen kleinen Nocken ergibt sich dann z. B. eine Ausgangsspannung mit kleiner Amplitude und Periode gemäß F i g. 5a. Bei einer geringen Nockenanzahl und geringem Nachschwingverhalten der Blattfeder 54 erzielt man etwa eine Ausgangsspannung entsprechend F i g. 5b, wo die Amplitude zwar hoch, jedoch die einzelnen Wellenzüge durch zu lange Pausen unterbrochen sind. Durch entsprechende Formung und Anzahl der Nocken kann eine kontinuierliche Ausgangswechselspannung gemäß Fig.5c erreicht werden, die für eine Weiterverarbeitung sehr günstig ist.
Durch entsprechende Ausbildung der Nocken der Nockenscheibe 53 können beliebige Ausgangsspannungen erzeugt werden, z.B. die in den Fig.5d, e und f dargestellten. Die Ausgangsspannungen können in bekannter Weise elektronisch abgetastet und ausgewertet werden, so daß hier ein sehr genaues Entsicherungskriterium vorgegeben werden kann. Zur Integration kann entweder das analoge Ausgangsspannungssignal verwendet werden oder aber die Zahl der abgetasteten Impulse.

Obwohl hier der Antrieb des Generators lediglich

durch das Zugseil eines Fallschirmes beschrieben worden ist, kann der Generator selbstverständlich auch durch andere Mittel angetrieben werden. Bei einer von einem Schiff ausstoßbaren Grundmine kann z. B. der Zug eines Zugseiles für einen Schwimmkörper ausgenutzt werden. Ebenso ist es möglich, etwa drahtgeienkte oder über Lichtleiter gelenkte Torpedos oder Flugkörper mit dem beschriebenen Generator auszurüsten, wobei dann der vom Heck des Torpedos bzw. Flugkörpers abgezogene Lenkdraht bzw. Lichtleiter über eine Seilrolle geführt wird, die anstelle der oben beschriebenen Seiltrommel verwendet wird. Die Seilrollte trti'bt dann wie oben beschrieben den Generator an. Ebenso könnte ein Schwungradgenerator vorgesehen werden, der z. B. durch das Ausfahren von Bremsflügeln über ein mechanisches Getriebe betätigt wird.

Insgesamt läßt sich die von dem Generator gelieferte Energie für den Entsicherungsvorgang der Zünd- und Sicherungseinrichtung und auch zur Stromversorgung für etwaige elektronische Schaltungen verwenden. Die jeweiligen Entsicherungskriterien können durch Integration der durch den Generator gelieferten Energie über bekannte Maßnahmen, wie KC-Kombinationen, Motor und Getriebe, thermische Mittel etc. abgeleitet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern und Zündsicherungseinrichtungen in Munition, an der im Einsatz ein Zugseil angreift, bzw. von der im Einsatz ein Lenkdraht oder ein zur Informationsübertragung dienender Lichtleiter abgezogen oder abgewickelt wird, insbesondere zur Energieversorgung von aus Flugzeugen abgeworfenen Streuminen, die an einem über das Zugseil mit der Streumine verbundenen Fallschirm absinken, wobei die Vorrichtung einen elektrischen Generator aufweist, der erst während des Einsatzes der Munition diese mit Energie versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugseil (3) in der Munition (1) aufgewickelt ist, daß bei der Abwicklung des Zugseiles durch die Zugkräfte eine Seiltrommel (33; 51) oderSeilrolle anqsiriebjn wird^und daß mit der Seiltrommel oder Seilrolle ein Antriebsrad (31; 53) für den elektrischen Generator (12; 57, 60) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugseil (3) auf der Seiltrommel (33) aufgewickelt ist, die mit einem innenverzahnten Hohlrad (31) verbunden ist und über ein Getriebe den Anker (13) des elektrischen Generators (12) antreibt

3. Vorrichtung nach Anspruch ', dadurch gekennzeichnet, daß mit der Seiltrommel (51) eine Nockenscheibe (53) verbunden ist, in die eine federnd gelagerte und an die Nockenscheibe gedrückte Haltezunge (55) für einen Dauermagneten (57) eingrei.:, und daß gegenüber einem Pol des Dauermagneten ein Spulensyster (60) zur Abnahme der durch die Hin- und Herbewegung des Dauermagneten im Spulensystem Indu^srten Spannung vorgesehen ist