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Geschosszünder
Die Erfindung bezieht sich auf einen Geschosszünder für Geschütze mit gezogenem Rohr, mit Transportsicherungen und einer kombinierten Flug- und Zündsicherung, bei der das Zündhütchen von einem beweglichen Support getragen ist, der es eine bestimmte Zeit lang von seiner Zündstellung entfernt erhält, ferner mit einer Selbstvernichtungsvorrichtung, die durch eine Feder auslösbar und durch ein Räderwerk steuerbar ist,, und mit einer Perkussionsvorrichtung mit mechanischer Verzögerung, bestehend aus einem Druckstück, dessen Axiallage mittels eines Riegels die Blockierung bzw. Freigabe eines durch eine Feder belasteten Schlagbolzens steuert und das durch eine Stossstange oder durch die Selbstvernichtungsvorrichtung verschiebbar ist.
Bei Geschosszündern dieser Art ist es bekannt, die Selbstvernichtungsvorrichtung durch Verringerung der Rotation des Geschosses gegen Ende seiner Flugbahn in Tätigkeit treten zu lassen, was den Nachteil hat, dass eine grosse Streuung hinsichtlich der Selbstvernichtungszeiten auftritt.
Der Geschosszünder nach der Erfindung ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet, dass die Selbstvernichtungsvorrichtung aus einem vom Druckstück geführten Stössel besteht, dessen Verschiebung durch ein unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft die Antriebskraft für das Räderwerk erzeugendes Antriebssegment gesteuert ist, und dass die Flug-und Zündsicherung einen von der kinematischen Kette des Räderwerkes angetriebenen, die Verschiebung zur Scharfstellung gegenüber dem Zündhütchen steuernden Fühler aufweist. Zweckmässig ist das Druckstück rohrförmig ausgebildet und der Stössel durch einen im Inneren des Druckstückes gleitenden Stift gebildet.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der von der kinematischen Kette angetriebene Fühler aus einem um eine zur Zünderachse parallele Achse drehbaren Hebel mit zwei Armen besteht, dessen einer Arm als Sperrglied für den beweglichen Support des Zündhütchens vorgesehen ist und dessen anderer Arm über einen auf einem der Ränder der kinematischen Kette des Räderwerkes angeordneten Anschlag freigebbar ist.
Die Zeichnung stellt schematisch und als Beispiel eine Ausführungsform des den Gegenstand der Erfindung bildenden Zünders dar. Fig. 1 ist ein allgemeiner Axialschnitt durch den Zünder. Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie 11-11 der Fig. 1, Fig. 3 ist ein Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 1, Fig. 5 ist ein Schnitt analog Fig. 1 durch den Zünder in der durch Stoss herbeigeführten Schlagzündungslage. Fig. 6 ist ein Schnitt analog Fig. 5, der den Zünder in in der Position für den Selbstvernichtungsvorgang wiedergibt.
Der dargestellte Zünder besteht aus einem Hauptgehäuse 1, das in eine Geschossbogenspitze 2 eingebaut wird. Dieses Gehäuse 1 wird normalerweise durch eine Reihe aufeinandergeschichteter Platten gebildet, die so geformt sind, dass sie die verschiedenen beweglichen Organe, aus denen sich der Zünder zusammensetzt, in sich aufnehmen können. Um die Zeichnung und die Beschreibung zu vereinfachen, ist angenommen, dass sich das Hauptgehäuse l des dargestellten Zünders aus zwei Hauptteilen zusammensetzt.
Die Spitze des Gehäuses 1 ist hohl, so dass sie einen Perkussionsstift 3 aufnehmen kann, der in Ruhelage des Zünders durch ein Plättchen 4 geschützt ist.
Die Zündung des Geschosses erfolgt durch einen Schlagbolzen 5, dessen Spitze 6 dazu dient, in ein Zündhütchen bzw. einen Zündsatz 7 zu schlagen, der von einem beweglichen, im unteren Teil des Gehäuses 1 gelagerten Halter 8 getragen wird. Die durch das Anschlagen des Zündhütchens 7 erzeugte Flamme dient zur Zündung der Sprengkapsel 9 mittels einer Übertragungsladung 10.
Ein erster Mechanismus ist zunächst dazu vorgesehen, zwischen dem Augenblick, in dem der Stoss
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auf den Stift 3 erfolgt, und dem Augenblick, in dem das Zündhütchen 7 von der Spitze 6 des Schlagbolzens 5 aurchstossen wird, eine mechanische Verzögerung herzustellen. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, wird der Schlagbolzen 5 durch eine Feder 11 belastet. Dieser Schlagbolzen 5 ist nun mit einem kleinen Bund 12 versehen, und die den Stift des Schlagbolzens umgebende Feder 11 sucht diesen in eine Lage zu überführen, in der er das Zündhütchen 7 durchschlägt. Der Schlagbolzen 5 wird jedoch durch einen Riegel 13 - in dem dargestellten Beispiel durch eine Kugel - in seiner Ruhelage gehalten. Die Lage des Riegels 13 wird durch ein Druckstück 14 bestimmt, das in axialer Richtung parallel zur geometrischen Achse des Zünders verstellt werden kann.
Dieses Druckstück 14 besitzt einen ausgeschnittenen Teil 15, der es dem Riegel 13 gestattet, den Bund 12 und damit den Schlagbolzen 5 freizugeben, wenn der genannte Ausschnitt 15 sich dem Sitz 16 gegenüber befindet, in dem der Riegel 13 angeordnet ist. Die axiale Verschiebung des Druckstückes 14 wird durch den Perkussionsstift 3 hervorgerufen, der mit einem der Enden des genannten Druckstückes 14 in Berührung steht.
Es ergibt sich hiernach, dass die Verschiebungen, die die Teile 13 und 14 erfahren müssen, um aus ihrer in Fig. 1 wiedergegebenen Ruhestellung zu der in Fig. 5 wiedergegebenen Zündlage überzugehen, angesichts der Trägheit und der Reibungskräfte, die zu überwinden sind, notwendigerweise eine gewisse Zeit erfordern.
Der beschriebene Zünder besteht nun ausserdem aus einer Selbstvernichtungsvorrichtung, die dazu dient, die Explosion des Geschosses gegen das Ende seiner Flugbahn hervorzurufen, besonders wenn das Geschoss sein Ziel nicht erreicht hat. Diese Selbstvernichtungsvorrichtung wird von einer den Perkussionstift 3 umgebenden Hülse 17 aus gesteuert, die durch eine zwischen der Hülse und dem Perkussionsstift 3 angeordnete Feder 18 belastet wird, wobei sich die Feder gegen einen Ansatz 19 des Zünderhauptgehäuses 1 abstützt. Die Selbstvernichtung des Geschosses muss also von dieser Hülse 17 aus und vermittels des Schlagbolzens 5 erfolgen, d. h. durch dieselben Teile 13 und 14, die zur Herbeiführung der Zündung mittels eines auf Stift 3 ausgeübten Stosses dienen.
Allerdings wird die Selbstvernichtungsvorrichtung durch einen Uhrwerks antrieb gesteuert, der im wesentlichen aus einem sich um eine Achse 21 drehenden Antriebssegment 20 besteht. Dieses Segment 20 stellt gewissermassen einen Motor dar, der unter der Wirkung der Zentrifugalkraft die Antriebskraft des Schaltwerkes erzeugt. Tatsächlich bewirkt die Form des Segmentes und die Lage seiner Drehachse 21 (s. Fig. 2), dass, wenn das Geschoss in Drehung um seine eigene Achse versetzt wird, die Zentrifugalkraft eine Verdrehung des Antriebssegmentes 20 in der Richtung des Pfeiles 22 in Fig. 2 hervorzurufen sucht.
Die Verdrehung des Segmentes 20 von seiner in Fig. 2 ausgezogen dargestellten Ruhelage aus in seine gestrichelt wiedergegebene Endstellung wird durch ein Zahnradgetriebe gesteuert ; mit dem Zahnsegment 20 kämmt ein Ritzel 23, das fest mit einem Zahnrad 24 verbunden ist ; letzteres wiederum kämmt mit einem Ritzel 25, welches fest mit einem Zahnrad 26 verbunden ist, das seinerseits ein Ritzel 27 antreibt ; dieses wiederum ist fest mit einem Zahnrad 28 verbunden, das mit einem mitdemAnkerrad 30 fest verbundenen Ritzel 29 kämmt. Die Bewegung des Ankerrades 30 wird durch den Anker 31 gesteuert, der einen Teil eines Schwinghebels 32 bildet.
Das Uhrwerk wirkt durch einen von dem rohrförmigen Druckstück 14 geführten stiftförmigen Stössel 33 auf die Selbstvernichtungsvorrichtung. Das untere Ende 34 des Stössels 33 stützt sich auf das Antriebssegment 20, wenn dieses sich in der Ruhestellung befindet. Das andere Ende 35 des Stössels untersteht der Wirkung der von der Feder 18 belasteten Hülse 17. Die Selbstvernichtungsvorrichtung kann also nur dann arbeiten, wenn das Antriebssegment 20 nach Ausführung seiner vollen Winkelverdrehung das Ende 34 des Stössels 33 freigegeben hat (s. die gestrichelt dargestellte Lage in Fig. 2 sowie die Fig. 6).
Der Zünder ist ausserdem mit einer kombinierten Flugbahn- und Zündsicherung versehen. Der Zündsatz 7 wird, wie schon weiter oben angegeben, von einem beweglichen Support 8 getragen. Dieser Support kann um eine Achse 36 schwingen. Seine Form ist derart gewählt, dass er sich unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft in Richtung des Pfeiles 37 zu drehen sucht, um die in Fig. 4 gestrichelt angedeutete Lage einzunehmen, wenn er sich in Spannstellung befindet.
In dieser Stellung wird er auf stabile Weise durch ein Verriegelungsorgan gehalten, das aus einem Kolben 38 besteht, der in einer Bohrung 39 des Supportes 8 gleitet und unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft um ein bestimmtes Mass aus der Bohrung 39 heraustritt, so dass er sich in einer Raste 40 des Zünderhauptgehäuses festsetzt, wenn sich der be-
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Fig. 4 voll gezeichneten Ruhelage in seine gestrichelt angegebene Spannlage wird durch ein Organ 41 gesteuert, das seinerseits von einem der Elemente der kinematischen Kette des Uhrwerkes, gegebenenfalls von dem Rad 26, das einen Anschlag 42 trägt, gesteuert wird. In dem dargestellten Beispiel wird dieses Organ 41 durch einen Hebel mit zwei Armen 43 und 44 gebildet, der um eine parallel zur Zünderachse liegende Achse 45 schwingt.
Der Hebelarm 44 arbeitet mit dem beweglichen Halter 8 des Zündhütchens 7
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zusammen, während der andere Hebelarm 43 mit dem von dem Rad 26 der kinematischen Kette des Uhrwerkes getragenen Anschlag 42 zusammenarbeitet. Der bewegliche Support 8 des Zündsatzes 7 kann sich demgemäss nur dann in seine Spannstellung bewegen, wenn der Anschlag 42 den Arm 43 freigegeben hat, was erst geschieht, nachdem das Uhrwerk eine bestimmte Zeit lang gearbeitet hat.
Der Zünder ist endlich mit mehreren Transportsicherungen ausgestattet, die dazu dienen, seine Hauptbetätigungsorgane zu verriegeln, um sie trotz etwaiger Stösse, die bei der Handhabung oder beim Transport des Geschosses vorkommen können, in der Ruhelage zu halten. Eine erste Sicherungsvorrichtung ist dazu vorgesehen, den beweglichen Support 8 in ungespannter Lage zu sichern. Sie besteht, wie aus Fig. 4 ersichtlich, aus einem Kolben 46, der in einer radial im Hauptteil l des Zünders angeordneten Bohrung 47 gleiten kann. Dieser Kolben 46 steht unter der Wirkung einer Feder 48, die ihn in den Zünder hineindrückt, so dass die Spitze 49 dieses Kolbens in eine Bohrung 50 des beweglichen Supportes 8 eingreift und diesen in der entschärften Ruhelage hält.
Unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft, wenn das Geschoss das Kanonenrohr verlassen hat, tritt der Kolben 46 radial nach aussen und gibt den beweglichen Support 8 des Zündsatzes 7 frei.
Eine weitere Sicherungsvorrichtung verriegelt den Schwinghebel 32 in der Ruhestellung. Wie aus Fig. l und 3 zu ersehen ist, besteht diese Sicherungsvorrichtung aus einem Gleitstein 51, der in einer radial im Hauptgehäuse 1 angeordneten Bahn 52 gleiten kann. Dieser Gleitstein 51 trägt einen Blockierungsstift 53 für den Schwinghebel 32 ; er wird in der Ruhestellung durch eine Art Pinzettenfeder 54, die in einer Ausfräsung des Hauptgehäuses 1 angeordnet ist, verriegelt. Unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft hingegen entfernt sich der Gleitstein 51, wenn das Geschoss erst einmal aus der Geschützmündung ausgetreten ist, in radialer Richtung von der Zünderachse und gibt den Anker 31 frei.
Eine doppelte Sicherungsvorrichtung verriegelt sodann das Druckstück 14 in Ruhestellung. Sie besteht aus einem Riegelgleitstein 55, der in einer radialen Ausfräsung 56 des Hauptteiles 1 gleitet. Das innere Ende 57 dieses Gleitsteines 55 ist gabelförmig und legt sich, beiderseits des Stiftes bzw. Stössels 33 vorbeigehend, unter das Druckstück 14. Der für Zentrifugalkräfte empfängliche Gleitstein 55 wird durch einen kolbenförmigen Teil 58 mit gewölbtem Ende 59 in Verriegelungsstellung gehalten. Das gewölbte Ende 59 greift in eine Ausnehmung 60 des Gleitsteines 55 ein. Der kolbenförmige Teil 58 ist dabei so montiert, dass er in einem im Hauptgehäuse 1 des Zünders parallel zur Achse desselben angeordneten Zylinder 61 gleiten kann, wobei eine Feder 62 auf ihn drückt.
Die Wirkung dieses Druckes addiert sich zu dem auf die Beschleunigung des Geschosses im Kanonenrohr beim Losgehen des Schusses zurückzuführenden Trägheitsmoment. Diese doppelte Sicherung gewährleistet daher, dass das Druckstück 14 nicht entriegelt wird, solange das Geschoss noch nicht die Rohrmündung verlassen hat. Beim Losgehen des Schusses nimmt im übrigen das Trägheitsmoment des sich stark gegen das Ende 57 des Gleitsteines 55 abstützenden Druckstückes 14 ebenfalls an der Blockierung des Gleitsteines teil, indem es ihn, solange sich die Axialeschleunigung des Geschosses geltend macht, daran hindert, unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft radial nach aussen zu wandern.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind alle vorstehend beschriebenen Sicherungsvorrichtungen in Peripherienähe des Zünderhauptgehäuses 1 angeordnet, wobei ihre Lage bei der Montage des Zünders im Geschoss durch Öffnungen 63,64 und 65 nachprüfbar ist.
Der erfindungsgemässe Zünder arbeitet in folgender Weise :
In Ruhestellung nehmen die verschiedenen Organe die in Fig. 1 und die in den Fig. 2,3 und 4 voll ausgezogene Stellung ein.
Beim Losgehen des Schusses und unter der Einwirkung der sehr starken Axialbeschleunigung, der das Geschoss im Geschütz unterliegt, bleiben alle Organe des Zünders, selbst die für Zentrifugalkräfte empfänglichen, blockiert. Wenn dann nach dem Verlassen des Geschützrohres die axiale Beschleunigung des Geschosses aufhört, wird Teil 58 der doppelten Sicherungsvorrichtung durch den Gleitstein 55, der sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft radial bewegt und Teil 58 gegen die Wirkung der Feder 62 hochhebt, nach vorn gestossen. Gleichzeitig tritt der Kolben 46 und der Gleitstein 51 radial nach aussen.
Hiedurch wird der Schwinghebel 32 frei, und da das Antriebssegment 20 gleichfalls der Zentrifugalkraft unter-
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Nachdem das Uhrwerk eine bestimmte Zeit gelaufen ist, gibt der von dem Zahnrad 26 getragene Anschlag 42 den Arm 43 des Hebels 41 frei, während der zweite Arm 44 dieses Hebels dem beweglichen Support 8 gestattet, sich in seine Spannstellung zu verschieben, in der er durch den Kolben 38 erhalten wird (s. die gestrichelt angedeutete Lage in Fig. 4). Die Lage des Anschlages 42 auf dem Rad 26 ist so gewählt, dass der Zünder erst nach einer gewissen Zeit, die tatsächlich die Rohr- und Mündungssicherung des Zünders darstellt, in seine Spannstellung überführt werden kann. Dabei kann diese Sicherung eine Grössenordnung von 100 m in der Flugbahn des Geschosses erreichen.
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Wenn das Geschoss auf seiner Flugbahn auf ein Hindernis trifft und der Zünder sich dabei in Spannstellung befindet, wird das Plättchen 4 eingedrückt und der Perkussionsstift 3 nach rückwärts geschleudert.
Dieser Stift 3 drückt gleichfalls Druckstück 14 nach rückwärts, so dass die Aussparung 15 dem Sitz 16 gegenüber zu liegen kommt, wodurch der Kugel 13 gestattet wird, in diese Aussparung 15 auszuweichen und den Bund 12, d. h. den Schlagbolzen 5, freizugeben. Unter der Wirkung der Feder 11 durchschlägt dieser das Zündhütchen 7, dessen Flamme mittels der Vorspannladung 10 und der Sprengkapsel 9 die Explosion der Pulverladung des Geschosses hervorruft.
Die Zeit, die zwischen der Eindrückung des Plättchens 4 und der Entzündung des Zündhütchens 7 durch den Schlagbolzen 5 verstreicht, gestattet dem Geschoss, das Hindernis, z. B. die Wandung eines Flugzeugflügels, vollständig zu durchschlagen, bevor die Granate explodiert. Daher findet diese Explosion in wirksamer Weise im Innern des Flugzeugflügels statt und beschädigt diesen viel mehr, als wenn die Explosion schon beim Aufprall auf die Aussenwand des Flügels stattgefunden hätte.
Trifft das Geschoss auf seiner Flugbahn kein Hindernis, so setzt das Antriebssegment 20 seine Winkel-
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axialer Richtung freigegeben. Durch die Freigabe des Stössels 33 kann dann die Hülse 17 der Selbstver- nichtungsvorrichtung von der Feder 18 gegen das Druckstück 14 zurückgedrückt werden, dessen Aussparung 15 mit dem Sitz 16 der Kugel 13 gleichhoch zu liegen kommt. Dadurch wird der Schlagbolzen 5 freigegeben und bewirkt die Entzündung des Zündhütchens 7. Das Geschoss kann also zerstört werden, bevor es noch auf den Erdboden zurückfällt, wenn es sich etwa um das Geschoss eines Flugabwehrgeschützes handeln sollte.
Die Streuung in der Selbstvernichtungsdauer ist bei einer Selbstvernichtungsvorrichtung der oben beschriebenen Art sehr gering, weil diese Dauer praktisch nicht einer Verringerung der Geschossdrehung, sondern allein dem Arbeiten eines Uhrwerkes unterworfen ist.
Gegenüber dem Zeichnungsbeispiel könnte man sich zahlreiche Ausführungsvarianten des Zünders vorstellen. So könnte der Stössel 33, statt von dem Druckstück 14 geführt zu werden, auch ganz unabhängig von diesem in einer zu diesem Zweck im Hauptteil 1 des Zünders vorgesehenen Bohrung geführt werden. Ausserdem könnte das Organ 41, statt durch einen zweiarmigen Hebel dargestellt zu werden, auch durch einen Gleitstein gebildet werden, der durch ein beliebiges Element der kinematischen Kette des Uhrwerkes gesteuert wird und die Verschiebung des beweglichen Halters 8 des Zündhütchens 7 in seine Spannstellung steuert.
Selbstverständlich könnte auch die Zahl der Räder des Räderwerkes und die Anordnung derselben zu- einander im Rumpf des Zünders beliebig gewählt werden.
Was die verschiedenen Transportsicherungen anlangt, so könnten sie auch durch eine beliebige Sicherungsvorrichtung von bekannter Bauart, die für die Zentrifugalkraft oder axiale Beschleunigung empfänglich ist, ersetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Geschosszünder für Geschütze mit gezogenem Rohr, mit Transportsichenmgen und einer kombinierten Flug- und Zündsicherung, bei der das Zündhütchen von einem beweglichen Support getragen ist, der es eine bestimmte Zeit lang von seiner Zündstellung entfernt erhält, ferner mit einer Selbstvemichtungsvorrichtung, die durch eine Feder auslösbar und durch ein Räderwerk steuerbar ist, und mit einer Perkussionsvorrichtung mit mechanischer Verzögerung, bestehend aus einem Druckstück, dessen Axiallage mittels eines Riegels die Blockierung bzw.
Freigabe eines durch eine Feder belasteten Schlagbolzens steuert und das durch eine Stossstange oder durch die Selbstvernichtungsvorrichtung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbstvernichtungsvorrichtung aus einem vom Druckstück (14) geführten Stössel (33) besteht, dessen Verschiebung durch ein unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft die Antriebskraft für das Räderwerk (20-32) erzeugendes Antriebssegment (20) gesteuert ist und dass die Flug- und Zündsicherung einen von der kinematischen Kette (23-32) des Räderwerkes (20 - 32) angetriebenen die Verschiebung zur Scharfstellung gegenüber dem Zündhütchen (7) steuernden Fühler (41) aufweist.