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Aufschlagzünder für Geschosse
Die Erfindung betrifft Aufschlagzünder fur Geschosse mit einem, eine Zündnadel antreibenden. in einem Führungskörper in Richtung der Zünderachse verschiebbar geführten Teil, dessen stirnseitige Stossfläche im armierten Zustand des Zünders einer mit der Zünderhaube in Verbindung stehenden Gleitfläche unmittelbar gegenübersteht.
Wie bekannt ist, ist das Versagen vonaufschlagzandern vielfach darauf zurückzuführen, dass diese beim Aufschlag so rasch und stark deformiert werden, dass sich der Zündstift überhaupt nicht mehr, oder nicht mit der zur Zündung der Zündkapsel notwendigen Geschwindigkeit bewegen kann. So wird beispielsweise bei einem die Spitze eines schlanken Geschosses bildenden Zünder die Haube, welche den von der Spitze des Zünders zum Zündstift reichenden Schlagstift umgibt, radial zusammengepresst und derselbe festgeklemmt. Es wurde ferner auch beobachtet, dass bei schräg auf das Ziel auftreffenden Geschossen der Zünder oft vom Geschoss abgedrückt und weggeschleudert wird, bevor durch diesen die Detonation der Sprengladung eingeleitet werden konnte.
Man hat deshalb bisher versucht, durch geeignete Ausbildung und Wahl des Materials der besonders gefährdeten Zünderteile diese Deformationen zu vermeiden oder so lange zu verzögern, bis die Zündung eingeleitet ist. Diese Massnahmen erwiesen sich jedoch nur teilweise oder nur bei gewissen Auftreffgeschwindigkeiten des Zünders als wirksam. Die Erfindung bezweckt deshalb eine diesbezügliche Verbesserung. Ein gemäss der Erfindung verbesserter Aufschlagzünder kennzeichnet sich dadurch, dass bei einer seitlichen Verlagerung der Gleitfläche die Stossfläche eine nach hinten gerichtete Bewegung erfährt, wobei hinter diesen beiden Flächen eine Solldeformationszone an der Zünderhaube und ein Hohlraum zwischen dieser Zone und der Aussenfläche des Führungskörpers angeordnet ist.
Eine solche Ausbildung des ZUnders ist der Ausdruck des Erfindungsgedankens : Das Auftreten der bis anhin als schädlich betrachteten Deformationen und Brüche von Teilen des Zünders soll durch entsprechende Gestaltung einer Solldeformationszone begünstigt, provoziert, und die bei diesen Deformationen erfolgenden, relativen Verschiebungen der Zünderteile zur Auslösung der Zünderfunktion herangezogen werden.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen :
Fig. l - 5 Längsschnitte durch eine Geschossspitze mit einem Zünder gemäss einem ersten Ausfuhrungs- beispiel in verschiedenen Funktionsstellungen : Fig. l-'in der Transportstellung ; Fig. 2 in der armierten Stellung ; Fig. 3 in der Zündstellung, beim Auftreffen auf ein schwaches Ziel ; Fig. 4 und 5 beim Auftreffen
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;Gemäss Fig. 1 ist auf dem mit dem GeschoSmantel 1 verschraubten ZUnderkorper 2 die Haube 3 befestigt, welche den im Zünderkörper zentrierten Führungskörper 4 sichert. In dem durch Körper 2 und 4 abgegrenzten Hohlraum ist der kugelförmige Rotor 5 gelagert, welcher mit einer durch das Zentrum gehenden, die Zündkapsel 6 enthaltenden Bohrung 5a versehen ist. Die Bohrung 7 bildet die Verbindung
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zwischen dem Hohlraum des Zünderkörpers 2 und der Verstärkerladung 8a, die in der hinten im Zünderkörper eingesetzten Kapsel 8 enthalten ist.
Der Führungskörper 4 ist zentral durchbohrt. Auf der am Rotor 5 angefrästen, in der Transportstellung quer zur Zünderlängsachse gerichteten Flache5bstützt sich mit der hinterenEndfläche die unl Fdttrung körper 4 beweglich geführte, zylindrische Hammerhülse 9 ab, mit welcher die Zündnade110 fest verbunden ist, die nach hinten in den Schlitz 5c des Rotors 5 eintaucht. In den in regelmässigen Abständen voneinander angeordneten, radial gerichteten Bohrungen 9a der Hammerhülse 9 sind die kugelförmigen Fliehkörper 11 gelagert, deren Weg gegen aussen in der Transportstellung durch die Innenkante der rampenförmigen Stützfläche 4a des Führungskörpers 4 begrenzt ist.
Die gegen vorn über den Führungskörper 4 vorstehende Kante der HammerhUlse 9 ist abgeschrägt und bildet die Stossfläche 9b. Die Hammerhülse 9 steht unter dem Druck der Zerlegerfeder 12, die sich über die Hülse 13 an der Haube 3 abstützt, in deren zentralen Bohrung 3a der Schlagstift 15 geführt ist. In der Transportstellung ist dieser unbeweglich gehalten zwischen der hinteren Stirnfläche der Hammerhülse 9 und einer hinter der Spitze der Haube 3 angeordneten, aus einer bei niedriger Temperatur schmelzenden Masse bestehenden Pille 14.
Die den Schlagstift 15 führende Bohrung 3a der Haube 3 mündet gegen hinten in den vom Haubenmantel 3c begrenzten Hohlraum 16, wobei dieser Übergang als kegelige Ringfläche 3b ausgebildet und so angeordnet ist, dass in der Transportstellung des Zünders die mit ungefähr gleicher Neigung zur Zünderlängsachse ausgeführte Stossfläche 9b der Hammerhülse in einem bestimmten Abstand hinter ihr liegt. Dieser Abstand ist so bemessen, dass der Selbstzerlegermechanismus gerade noch seinen axialen Funktionsweg unbehindert durchlaufen kann. Der Aussendurchmesser des vorderen Teiles des Führungskörpers 4 ist kleiner als derinnendurchmesser des ihn umgebenden Haubenmantels 3c, so dass zwischen diesen beiden Zünderteilen 4 und 3c der Hohlraum 16 vorhanden ist.
Dieser vor dem Innengewinde 3d liegende Haubenmantel ist als Solldeformationszone vorgesehen und daher bis zum Übergang in den als Anschlag wirkenden Flanschring 3e sehr dünnwandig und mit gleichbleibender Wandstärke ausgeführt. Ungefähr gleiche Wandstärke weist der Mantel 3c auch am vorderen Ende des Innengewindes 3d, hinter dem Flanschring 3e, auf.
Aus diesem Aufbau ergibt sich die Wirkungsweise des Zünders : Nach dem Abschuss des mit dem Ziinder versehenenDrallgeschosses bewirkt die sich an dessen Spitze infolge Stauung der Luft bildende Wärme ein Aufheizen der Schmelzpille 14, welche dann, nachdem das Geschoss eine gewisse Strecke durchflogen hat, schmilzt, wobei das flüssige Material weggeschleudert wird. Da der Schlagstift 15 dadurch nicht mehr unbeweglich festgehalten ist, kann sich nun der Rotor 5 unter der Wirkung der Fliehkraft aufrichten,
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dieser Aufstellbewegung wird die Hammerhülse 9, und damit auch der Schlagstift 15 durch die sich drehende Stützfläche 5b des Rotors 5 so weit nach vorn gestossen, bis die Stossfläche 9b an der Fläche 3b der Haube 3 anstösst, oder doch wenigstens bis in unmittelbare Nähe gelangt.
Die Hammerhülse 9 wird dann durch die sich unter der Wirkung der Fliehkraft auf der rampenförmigen Stützfläche 4a des Führungskörpers 4 abstützenden Fliehkörper 11 in dieser Stellung festgehalten : der Zünder ist armiert (Fig. 2).
Die Funktion des Selbstzerlegermechanismus ist bekannt : Wenn die Drehzahl des Geschosses infolge der Luftreibung so stark abgesunken ist, dass die Kraft der Zerlegerfeder 12 gegenüber der axialen, ihr entgegengesetzt gerichteten Komponente der durch die Fliehkraft erzeugten, durch die Stützfläche 4a über tragenen Reaktionskraft überwiegt, so wird die Hammerhülse 9 nach hinten geworfen, und durch die mit ihr verbundene Zündnade110 die Zündkapsel 6 gestochen, deren Detonation über die Verstärkerladung 803. auf die nicht dargestellte Sprengladung des Geschosses übertragen wird. Damit ist seine Zerlegung eingeleitet.
Durch die Fig. 3 - 5 wird die Funktion des Zünders bei verschiedenen Aufschlagsituationen erläutert.
Trifft das Geschoss gemäss Fig. 3 auf ein Ziel 17 mit kleinem Durchdringungswiderstand, so wird der auf derHammerhilse9 aufliegendeSchlagstift 15 nach hinten gestossen. Dabei wirft er die Zündnadel 10 mit der Hammerhülse 9, deren Fliehkörper 11 dabei durch die Stützfläche 4a in die Bohrungen 9a gesteuert werden und somit ihre Sperrstellung verlassen, gegen die Zündkapsel 6, worauf über die Verstärkerladung 8a die Detonation der Geschosssprengladung erfolgt.
Bietet das Ziel 18 einen grösseren Durchdringungswiderstand, so wird, wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist, der vordere Teil der Haube 3 beim Durchbrechen des Zieles radial zusammengepresst und der Schlagstift 15 so festgeklemmt, dass er nicht mehr auf die Hammerhulse 9 wirken kann. Gleichzeitig wird aber die Haube 3 auch in Längsrichtung gestaucht und relativ zum Führungskörper 4 nach hinten gescho-
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ben, was zufolge der Deformation des absichtlich geschwächte Haubenmantels 3c möglich ist. Bei dieser Verschiebung stösst die Haube 3 mit ihrer Fläche 3b die Hammerhülse 9 über deren Fläche 9b nach
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Die Fig. 5 zeigt den Zünder beim Auftreffen auf ein Ziel 19 unter einem kleinen Winkel zur Ziel- oberfläche. Der beim Aufprall seitlich und nach hinten wirkende Druck bewirkt auch hier durch Deform- tion der Haube 3 das Verklemmen des Schlagstiftes 15 und ferner ein Abdrehen der Haube quer zur Längs- achse um einen im Haubenmantel 3c, hinter der Gleitfläche 3b liegenden Punkt. Dieses im Extremfall dem vollständigen Abwerfen der Haube vorangehende Abdrehen ist möglich durchNachgeben und sogar durch beginnenden Bruch des Haubenmantels 3c an einer dem Ziel zugewandten Stelle.
Das Abdrehen bewirkt zufolge des zwischen dem Haubenmantel 3c und dem Führungskörper 4 vorhandenen Hohlraums 16 eine solche Verschiebung der Haube 3 gegenüber dem Fuhrungskorper 4, daM die Hammerhülse 9 übel die
Gleitfläche 9b einen bereits in dem vorstehend beschriebenen, die Fig. 4 betreffenden Beispiel einen An- trieb nach hinten erhält und der Zündstift 10 die Zündkapsel 6 sticht.
Durch diese mit der erfindungsgemässen Ausbildung des Zünders erzielten gelenkten Deformation und
Bewegung der Haube 3 wird also die Zündung eingeleitet. bevor eine beim weiteren Eindringen in das
Ziel auftretende Deformation der weiter rückwärts liegenden Zünderteile die Bewegung der Zündnadel 10 hemmen oder unmöglich machen kann.
Bei dem in der Fig. 6 in der Transportstellung gezeichneten zweiten Ausführungsbeispiel eines erfin - dungsgemässen Zünders ist in den Zünderkörper 20 eine die Verstärkerladung 21 enthaltende Kapsel 22 eingeschraubt und ferner der Führungskörper 23 eingesetzt. Die mit dem Zünderkörper 20 verschraubte
Haube 24, deren Stirnseite durch die Membrane 25 abgeschlossen ist, sichert den Führungskörper 23 in seiner Lage. Der die Zitndkapsel 27 enthaltende, kugelförmige Rotor 26, mit seiner zur Zündkapsel kon- zentrischen Öffnung 26b, ist in dem durch den Zünderkörper 20 und den Führungskörper 23 gebildeten, durch die Bohrung 20a mit der Verstärkerladung 21 verbundenen Hohlraum gelagert.
In der zentralen Bohrung 23a des Führungskörpers 23 ist die Zündnadel 28 verschiebbar eingesetzt, die unter demDruck der sich amFührungskörper 23 abstützenden Zerlegerfeder 29 steht und in radial gerich- teten Bohrungen 28a die Fliehkörper 30 enthält. Auf der Zündnadel 28 stützt sich der Übertragungskörper
31 ab, welcher mit seinem ungefähr als Kegelstumpf ausgebildeten Kopf 31a so weit aus dem Führungkörper 23, in welchem er geführt ist. herausragt, dass er noch eine nach hinten gerichtete Bewegung re- lativ zu demselben ausführen kann.
Zwischen der am Kopf 31a des Übertragungskörpers 31 anliegenden Hülse 32 und dem hinter der Membran 25 angeordneten, wie die Hülse 32 in der Bohrung 24a des Kopfes der Haube 24 beweglich geführten Beharrungskörper 34 ist das Sicherungselement 33 eingebaut. Im Führungskörper 23 ist die gegen hinten durch die geneigte Stützfläche 36 abgegrenzte Ringnut 35 eingeschnitten. Den Führungskörper 23 durchdringen ferner zwei in die zentrale Bohrung 23a einmündende Bohrungen 37, deren Achsen auf ein und demselben Durchmesser liegen und deren hinterste Mantellinien auf gleicher Höhe liegen wie die senkrecht zur Zünderlängsachse gerichtete Fläche 26a des Rotors 26.
Die beiden Sperrkörper 38 sind als Zylinder ausgebildet, die beidseitig konisch in Enden 38a von grösserem Durchmesser auslaufen. Jeder dieser Sperrkörper 38 liegt mit einem der Enden 38a auf der Fläche 26a des Rotors 26. während das andere Ende in eine der Bohrungen 37 hineinragt. Die ZUndnadel 28 stützt sich auf den Sperrkörper 38 ab, wobei die gegen die Zünderlängsachse gerichteten Enden 38a derselben in die Ringnut 28b eingreifen, welche in die den Ansatz zur Spitze 28c der ZUndnadel 28 bildende Endfläche eingearbeitet ist. Durch diese beschriebene Anordnung werden die Sperrkörper 38 in ihrer Lage festgehalten, wobei sie den Rotor 26 durch das Aufliegen auf der Fläche 26a desselben in der dargestellten Stellung sichern.
Die Haube 24 öffnet sich inwendig von der Bohrung 24a weg gegen hinten konisch, wobei zwischen dieser konischen Innenfläche 24b und der mit annähernd gleichem Konuswinkel ausgeführten kegeligen Stossfläche 31b des Kopfes 31a des Übertragungskörpers 31 auch in diesem Beispiel ein kleiner, bestimmter Abstand vorhanden ist. Die anfänglich weniger stelle Konusflache 24b geht weiter hinten in einen Teil 24c der Innenfläche über, der die Wandfläche des eigentlichen, bis nahe zum Berührungspunkt mit dem Führungskörper 23 mit gleicher Wandstärke ausgeführten Haubenmantels 24d bildet. Der äussere Durchmesser des z. B. als Kegelstumpf 23b geformten Führungskörpers 23 ist so gewählt, dass zwischen demselben und dem Haubenmantel 24d ein Hohlraum 39 vorhanden ist.
Die Wirkungsweise des Zünders ist kurz folgende :
BeimAbschuss des den Zünder tragenden Geschosses wird der Beharrungskörper 34 nach hinten gewor-
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fen, wobei er nach dem durch Stauchung erzielten Verkürzen des Sicherungselementes 33 an der Stirnflä- che der Hülse 32 anliegt. Nach dem Abschuss bleiben die Sperrkörper 38 durch die Massenträgheit der vor ihnen angeordneten und sich dadurch auf ihnen abstützenden Zünderteile in der Transportstellung festge- halten. Nachdem dann das Geschoss das Rohr verlassen hat, also wenn keine beschleunigende Gaskraft mehr 5 auf das Geschoss wirkt, verlassen die Flieh- und Sperrkörper30 bzw. 38 unter der Wirkung der Fliehkraft die in der Fig. 6 dargestellten Stellungen.
Die sich nach aussen bewegenden Sperrkörper 38 ziehen mit ihren Konusflächen zusammen mit den sich entlang derStützfläche 36 des Führungskörpers 23 aufwärts gleitenden Fliehkörpern 30 die Zündnadel
28 mit dem Übertragungskörper 31 so weit nach vorn. bis die kegelige Stossfläche 31b des Kopfes 31a des r Übertragungskörpers 31 an der kegeligen Innenfläche 24b der Haube 24 anliegt, oder doch wenigstens bis in unmittelbare Nähe gelangt. Wenn die Zündnadel 28 diese vordere Endstellung erreicht hat, wird sie durch die sich auf der Fläche 36 abstützenden Fliehkörper 30 festgehalten.
Die Sperrkörper
38 bewegen sich ferner noch vollständig in den Querbohrungen 37 nach aussen, und geben dadurch die Fläche 26a des Rotors 26 frei. der sich nun unter der Wirkung der Fliehkraft aufstellen kann, bis seine die ) Zündkapsel 27 enthaltende Bohrung mit der Zünderlängsachse zusammenfällt und die Öffnung 26b hinter der Spitze 28c der Zündnadel 28 liegt. Damit ist der Zünder armiert.
Die Auslösung der Zündungin derKapsel27 beirnaufschlag erfolgt nun analog der durch die Fig. 3 - 5 zeichnerisch dargestellten Weise :
Beim Auftreffen auf ein Ziel mit kleinem Durchdringungswiderstand wird der Beharrungskörper 34 gegen den Kopf 31a des Übertragungskörpers 31 geschlagen. der, auf der Zündnadel 28 aufliegend, den Stoss auf diese überträgt. Bei stärkeren Zielwiderständen und grossen, zwischen der Geschossachse und der Ziel- oberfläche gemessenen Winkeln wird die Haube 24 bei ihrem als Solldeformationszone ausgebildeten Man- tel24d gestaucht. so dass ihre kegelige Fläche 24b auf den Kopf 31a des Übertragungskörpers 31 trifft und denselben mit der Zündnadel 28 nach hinten schlägt.
Beim Auftreffen des Zünders unter kleinen Winkeln zur Zieloberfläche wird'die Haube 24 um einen hinter der kegeligen Gleitfläche 24b liegenden Punkt gedreht. wobei diese Fläche dem Kopf 31a des Über- tragungskörpers 31 einen nach hinten gerichteten Stossimpuls erteilt, so dass dann die ZUndnadel 28 gegen die Zündkapsel 27 geschleudert wird, was die Detonation auslöst.
Die Fig. 7 stellt eine Ausfilhrungsvariante der Spitze des sich in der Transportstellung befindenden
Zünders gemäss Fig. 6 dar. In diesen beiden Fig. 6 und 7 sind gleiche Zünderteile mit denselben Bezugs- zeichen versehen. So ist in Fig. 7 die Haube ebenfalls mit 24, die Zerlegerfeder mit 29, der Führung- körper mit 23, der Beharrungskörper mit 34. die Membran mit 25 und das Sicherungselement mit 33 be- zeichnet.
Auf das kegelstumpfförmige. vordere Ende 31a des Übertragungskörpers 31 ist der Zwischenkörper 40 gesetzt, dessen hinteres Ende kegelig angebohrt ist, wobei die Konuswinkel dieser Bohrung 40c und der
Anschrägung 31b des Kopfes 31a annähernd übereinstimmen. Das vordere. hülsenförmige Ende 40a des
Zwischenkörpers 40 ist beweglich in der Bohrung 24a der Haube 24 geführt. Zwischen dem Boden 40d des
Zwischenkörpers und dem Beharrungskörper 34 ist das Sicherungselement 33 eingebaut. Der Beharrungs- körper 34 weist eineFläche 34a auf, mit welcher er spielfrei an derHaubenfläche 24f anliegt und dadurch die Transportsicherung gewährleistet.
In der Scharfstellung des Zünders, nach erfolgtem Stauchen des Sicherungselementes 33, liegt die ringförmige Stirnfläche 40b des Zwischenkörpers 40 am Beharrungskörper 34 an. Durch das Aufrichten des
Rotors wird der bei diesem Stauchen entstandene Abstand zwischen den beiden Flächen 34a und 24f durch
Vorschieben der Teile 40 und 34 wieder ganz oder nahezu ganz aufgehoben.
Beim Aufschlag unter gro- ssen, zwischen der Geschosslängsachse und der Zieloberfläche gemessenen Auftreffwinkeln erfolgt die Ein- leitung der Zündung sinngemäss in der für den Zünder gemäss Fig. 6 beschriebenen Weise, indem die durch
Verkürzung der Haube 24 beim Stauchen der Solldeformationszone 24d hervorgerufene Rückwärtsbewegung des Beharrungskörpers 34 und des Zwischenkörpers 40 auf den Übertragungskörper 31 und damit auf den ZUndstift übertragen wird.
Beim Auftreffen des Zünders unter kleinen Winkeln zur Zieloberfläche bewegt sich der unter Um- ständen schon verklemmte Zwischenkörper 40 mit der Haube 24 wie wenn sie ein einziges Stück wären relativ zum Übertragungskörper 31 auch quer zur Zünderlängsachse, wobei derselbe infolge Gleitens der kegeligen Fläche 40c des Zwischenkörpers 40 auf der kegeligen Stossfläche 31b des Kopfes 31a nach hin- ten bewegt und dadurch die Zündnadelspitze 28c rückwärts gegen die Zündkapsel 27 geworfen wird, was anschliessend die Detonation bewirkt. Die beiden Flächen 40c und 31b übernehmen in diesem Falle die gleiche Rolle wie die Flächen 3b und 9b bzw. 24b und 31b in den zwei vorangehenden Beispielen.