Zünder für Geschosse
Die Erfindung betrifft einen Zünder für Geschosse, mit einem aus einer Sicherungslage in eine Scharflage bewegbaren Zündkapselträger und einem in einem Zündkörper drehbar gelagerten Sicherungskörper, welcher in einer Drehstellung sichernd am Zündkapselträger angreift und in einer weiteren Drehstellung den Zündkapselträger zur Bewegung in die Scharflage freigibt.
Bei einem bekannten, für Drallgeschosse bestimmten Zünder dieser Art ist mit dem Sicherungskörper ein Teil verbunden, dessen Schwerpunkt nicht auf der Drehachse des Zünders liegt. Dieser Teil des Sicherungskörpers wird durch bei der Drehung des Geschosse ses an ihm angreifende Zentrifugalkräfte nach aussen bewegt und dadurch der Sicherungskörper in die Freigabestellung gedreht.
Eine solche Anordnung ist bei Zündern für drallose oder drallarme Geschosse, bei welchen keine oder nur sehr kleine Zentrifugalkräfte auftreten, nicht möglich. Die Aufgabe, welche durch die Erfindung gelöst werdne soll, besteht deshalb in der Schaffung eines Zünders, bei welchem der Sicherungskörper nicht unter der Wirkung von Zentrifugalkräften gedreht wird.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Körper mit einer schraubenförmigen Gleitfläche und der andere der beiden Körper mit einer axialen Längsnut versehen ist, und dass ein axial verschiebbarer Trägheitskörper vorgesehen ist, der einen Zapfen trägt, der seinerseits in Wirkverbindung mit der schraubenförmigen Gleitfläche und der axialen Längsnut der beiden Körper steht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Sprengkopf einer Rakete;
Fig. 2 einen Schnitt durch einen als Sicherheitselement dienenden, in der Transportstellung befindlichen Zünder, nach Linie II-II in Fig. 4; Fig. 3 eine der Figur 2 entsprechende Darstellung, gezeichnet für die Scharfstellung des Zünders;
Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV in Figur 2;
Fig. 5 einen Querschnitt nach Linie V-V in Figur 3;
Fig. 6 einen Steuerschlitz, in die Zeichnungsebene abgewickelt.
Gemäss Fig. 1 ist ein Sprengkopf 1 mit einem Raketenmotor 2 verschraubt. Ein eine Sprengkapsel 4 enthaltender Aufschlagzünder 3 ist in der Spitze des Sprengkopfes 1 eingesetzt. Ein im Boden des Sprengkopfes 1 befestigter Zünder 5 ragt in die Hohlsprengladung 6 hinein.
Wie die Fig. 2 zeigt, ist eine Bohrung 7 des hinteren, becherförmigen Teils 8 des Zündergehäuses im Durchmesser abgesetzt. Eine Platte 9 stützt sich auf dem eine Schulter 10 bildenden Bohrungsabsatz ab.
Die Platte 9 grenzt zusammen mit dem Bodenstück 11 des Gehäuseteils 8 einen durch ein zentrales Sackloch 12 in der Platte 9 erweiterten Raum ab. Dieser Raum enthält eine aus Sprengstoff bestehende Verstärkerladung 13. Drei unter sich gleich lange Distanzbolzen 14 stützen sich auf der Platte 9 ab und stützen den in der Bohrung 7 zentrierten Flansch 15 eines nach vorn ragenden, koaxial zur Zünderachse angeordneten Zünderkörpers 16. Der vordere, ebenfalls becherförmige Teil 17 des Zündergehäuses ist mit dem hinteren Gehäuseteil 8 verschraubt. Dieser Gehäuseteil 17 umschliesst den Zünderkörper 16 und stützt sich mit einer ringförmigen Stirnfläche 18 auf dem Flansch 15 ab und sichert denselben und den Zünderkörper 16 gegen Drehen.
Ein sich nach vorn stufenförmig verjüngender, zylindrischer, nachfolgend Rotor genannter Umdrehungskörper 19 ist fest mit einer Achse 20 verbunden.
Die Achse 20 ist in der Platte 9 und im Hülsenflansch 15 drehbar gelagert und gegenüber der Zünderachse versetzt. Eine im Innern des Rotors 19 angeordnete, räumlich gewundene Biegefeder 21 ist um die Achse 20 gewickelt. Die beiden Enden der Feder 21 stützen sich am Rotor 19 und an der Platte 9 ab. Eine parallel zur Drehachse des Rotors 19 gerichtete Bohrung 22 ist im Durchmesser abgesetzt (Fig. 3). Die Achse dieser Bohrung 22 und die Zünderachse besitzen den gleichen Abstand von der Rotorachse. Eine Sprengkapsel 23 ist in den hinteren Bohrungsteil 24 eingesetzt.
Ein Ansatz 25 des Rotors 19 weist einen Radius auf, welcher im wesentlichen gleich ist dem Abstand der Drehachse von der Zünderachse. In diesen Ansatz 25 sind zwei kreisrunde Ausnehmungen 26, 27 geschnitten, deren Achsen gleich weit von der Rotorachse entfernt sind, wie die Zünderachse (Fig. 4). Die Achse der Ausnehmung 27 fällt mit der Achse der Bohrung 22 zusammen. Die Bohrung 22 mündet in die den hinteren Teil des Rotors 19 begrenzende Fläche 28.
Der Rotor 19 weist an seinem hinteren Ende eine zu seiner Mantelfläche koaxiale Fläche 29 auf. Die Fläche 29 erstreckt sich nur über einen Teil des Umfanges des Rotors 19. Die beiden in die Manteffiäche des Rotors 19 auslaufenden, radial gerichteten Enden 30, 31 der Fläche 29 weisen den gleichen Winkelabstand voneinander auf wie die Achsen der beiden Ausnehmungen 26, 27. Ein Bolzen 56 ist so in der Platte 9 befestigt, dass er mit den Flächenenden 30, 31 zusammenwirken kann, aber eine Drehung des Rotors 19 nicht behindert.
Der hintere Teil des Rotors 19 trägt einen Zahnkranz 55, welcher mit einem Ritzel 32 kämmt. Das Ritzel 32 ist mit einem gleichachsigen Ankerrad 33 verbunden. Das Ankerrad 33 und ein mit diesem zusammenwirkender Anker 34 bilden ein Henunwerk.
Das Ritzel 32 und eine mit dem Anker 34 fest verbundene Achse 35 sind drehbar in der Platte 9 und im Flansch 15 des Zünderkörpers 16 gelagert.
Eine einen Sicherungskörper bildende Hülse 36 ist in der Bohrung des Zünderkörpers 16 drehbar gelagert. Die Hülse 36, deren Bohrung koaxial liegt zur Zünderachse, stützt sich mit einer Schulter 37 auf einem Bohrungsabsatz 38 des Zünderkörpers 16 ab.
Das hintere Ende der Hülse 36 wird durch ein Segment 39 gebildet, dessen äusserer Radius gleich ist dem Radius der Ausnehmung 27 des Rotors 19. Die Stirnfläche des Segmentes 39 leigt vor der Fläche 28 des Rotors 19. Die Hülse 36 weist zwei von der Mantelfläche her eingearbeitete Nuten 40 von gleicher Länge auf, welche parallel zur Längsachse gerichtet sind und sich diametral gegenüberliegen. Beide Nuten 40 sind gleich weit von der vorderen Stirnfläche der Hülse 36 entfernt.
In den Zünderkörper 16 sind zwei Schlitze 41 eingeschnitten. Wie die Fig. 6 zeigt, schliesst an den hintersten, parallel zur Längsachse des Zünderkörpers 16 gerichteten Teil 42 eines Schlitzes 41 ein Teil 43 an, welcher zu dieser Achse geneigt ist. Das vordere Ende 44 des Schlitzes 41 ist zickzackförmig. Die Enden eines Schlitzes 41 weisen einen Winkelabstand von 90" auf. Die einander entsprechenden Enden der Schlitze 41 liegen einander diametral gegenüber.
Ein Trägheitskörper 45 ist auf dem Zünderkörper 16 dreh- und längsverschiebbar gelagert. Der vordere Teil des Trägheitskörpers 45 weist zwei Bohrungen 46 auf, welche Kugeln 47 enthalten. Die Achsen dieser Bohrungen 46 schliessen mit der nach hinten gerichteten Zünderachse einen spitzen Winkel ein. Eine sich am Flansch 15 abstützende Feder 48 hält den Trägheitskörper 45 in der Ruhestellung, in welcher die Kugeln 47 durch die Wand der Gehäusebohrung 49 ins Innere der Bohrungen 46 zurückgedrängt gehalten werden. Zwei Stifte 51 sind mit dem Trägheitskörper 45 verbunden. Die Stifte 51 ragen radial nach innen und greifen durch den vordersten Teil 44 der Zünderkörperschlitze 41 hindurch in die Nuten 40 der Hülse 36.
Der Zünderkörper 16 ragt zusammen mit der Hülse 36 in die Dekce 52 des vorderen Gehäuseteils 17 hinein. Eine die Decke 52 zentral durchdringende Bohrung 53 enthält eine Sprengkapsel 54.
Die Wirkungsweise ergibt sich aus dem Aufbau:
In der Ruhestellung befinden sich die Stifte 51 des Trägheitskörpers 45 in den vordersten Enden 44 der Schlitze 41 im Zünderkörper 16 und der Nuten 40 der Hülse 36. Das Hülsensegment 39 greift in die Ausnehmung 26 des Rotors 19 hinein. Der Rotor 19 wird dadurch in der Stellung gehalten, in welcher die Achse seiner die Sprengkapsel 23 enthaltenden Bohrung 24 nicht mit der Achse der Hülse 36 zusammenfällt.
Beim Transport und bei der Handhabung der Rakete 2 mit Sprengkopf 1 greifen zufolge von Stössen und Erschütterungen während sehr kurzer Zeit nach hinten gerichtete Massenkräfte am Trägheitskörper 45 an. Bei der dadurch hervorgerufenen Axialbewegung wird dem Trägheitskörper 45 durch die sich in den zickzackförmigen Teilen 44 der beiden Schlitze 41 im Zünderkörper 16 bewegenden Stifte 51 eine oszillierende Drehbewegung mit kleinen Amplituden erteilt.
Die Translationsenergie des Trägheitskörpers 45 wird in Drehenergie umgewandelt, welche jeweils durch Aufprallen der Stifte 51 auf die umsteuernden Teile 57 der Wände der Schlitze 41 vernichtet wird. Der Trägheitskörper 45 kommt dadurch rasch zum Stillstand und wird anschliessend wieder durch die Feder 48 nach vorn in die Ruhestellung zurückbewegt. Die Amplituden der Drehschwingungen sind so klein, dass das Hülsensegment 39, welches durch die Stifte 51 mit dem Trägheitskörper 45 hin- und herbewegt wird, nicht aus der Ausnehmung 26 des Rotors 19 hinaustritt und diesen somit nicht freigibt.
Beim Abschuss wird die Rakete durch das Abbrennen der Treibladung während einer längeren Zeit als bei Stössen und Erschütterungen beschleunigt. Der Trägheitskörper 45 wird dadurch so weit nach hinten bewegt, dass die Stifte 51 bis zu den hinteren Enden 42 der Schlitze 41, bzw. der Hülsennuten 40, gelangen.
Durch die die Schlitze 41 begrenzenden, geneigten Flächen 58 werden Kräfte auf die Stifte 51, und damit auf den Trägheitskörper 45, übertragen, durch welche derselbe um 90" gedreht wird. Am Ende der Rücklaufbewegung des Trägheitskörpers 45 treten die Kugeln 47, an denen ebenfalls Trägheitskräfte angreifen, teilweise aus den Bohrungen 46 heraus, so dass sie hinter der Schulter 50 an der Wand der Bohrung 49a anliegen.
Wenn die Rakete nicht mehr beschleunigt wird, wird der Trägheitskörper 45 durch die Feder 48 wieder etwas nach vorn bewegt. Die Kugeln 47 legen sich an die Schulter 50 und halten dadurch den Trägheitskörper 45 in der in der Fig. 3 dargestellten, hinteren Stellung fest.
Die von den Stiften 51 angetriebene Hülse 36 dreht mit dem Trägheitskörper 45 (in der Fig. 4 betrachtet) im Uhrzeigersinn um 900. Dabei wird das Hülsensegment 39 aus der Ausnehmung 26 des Rotors 19 herausbewegt. Der Rotor 19 dreht nun unter der Wirkung der Feder 21 im Uhrzeigersinn bis zum Anschlagen seiner Fläche 31 am Bolzen 56. Der Rotor 19 treibt bei dieser Bewegung über den Zahnkranz 55 das Ritzel 32 und das Hemmwerk 33, 34 an, so dass seine Bewegung verlangsamt wird. Bei dieser Endstellung des Rotors 19 liegen die Sprengkapsel 23 und die Bohrung 22 koaxial zur Zünderachse und sind räumlich durch die Bohrung der Hülse 36 und die Bohrung 53 der Gehäusedecke mit der Sprengkapsel 54 verbunden.
Wenn der Kopfzünder 3 des Sprengkopfes 1 beim Auftreffen auf das Zeil anspricht, so wird durch die von der Sprengkapsel 4 ausgehenden Stosswellen die Sprengkapsel 54 des Zünders 5 gezündet. Diese Sprengkapsel 54 wirkt durch die Bohrung 53, durch die Hülse 36 und die Bohrung 22 hindurch auf die Sprengkapsel 23 des Rotors 19. Durch die Sprengkapsel 23 wird die Detonation der Verstärkerladung 13 und damit die Detonation der Hohlsprengladung 6 eingeleitet.