CH693390A5

CH693390A5 - Zündnadel für Geschosszünder.

Info

Publication number: CH693390A5
Application number: CH01350/99A
Authority: CH
Inventors: Karlheinz Roosmann
Original assignee: Rheinmetall W & M Gmbh
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2003-07-15
Also published as: ES2170614A1; AT407573B; ES2170614B2; DE19848356A1; US6279480B1; DE19848356C2; ATA138599A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündnadel zum mechanischen Zünden eines Geschosszünders nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zünder bzw. Geschosszünder haben die Aufgabe, einen Gefechtskopf oder eine Sprengladung im Ziel bzw. zu einem gewünschten Zeitpunkt zu zünden. Mechanische Zündmechanismen weisen dazu als so genanntes Schaltglied eine Anstich- bzw. Zündnadel auf.

Eine Zündnadel der gattungsgemässen Art ist in der DE-38 35 888 A1 offenbart. Die Zündnadel ist dabei in einem mechanischen Bodenzünder integriert. Durch Stossenergie beim Zielaufprall eines vor dem Bodenzünder befindlichen Geschosses mit Hohlladung wird die Zündnadel gegen die Kraft einer Zündnadelfeder in bekannter Art und Weise nach vorne in eine Detonatorladung beschleunigt, wodurch die Zündung der Detonatorladung ausgelöst wird. Nachteilig ist, dass die mechanischen Bodenaufschlagzünder nur in Geschossen geringer Auftreffgeschwindigkeit und damit kürzerer Reichweite eingesetzt werden können, da die Reaktionszeit der Zündnadel beim Aufprall des Geschosses die Zündung der Hohlladung zu gross ist. Ein Einsatz eines mechanischen Zünders als Bodenzünder in Hohlladungsgeschossen und damit einer höheren Mündungs- und Fluggeschwindigkeit ist daher nicht möglich.

Bei solchen Hochleistungsgeschossen mit einer sehr kurzen Ansprechzeit der Zündung wird daher ein elektrischer Bodenzünder verwendet. Dieser ist jedoch gegenüber einem mechanischen Bodenzünder aufwändiger und teurer.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen mechanischen Zünder darzustellen, der auch bei Geschossen mit höherer Auftreffgeschwindigkeit und damit kürzeren Ansprechzeiten verwendet werden kann.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 enthaltenen Merkmale.

Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, durch eine Teilung der Zündnadel des mechanischen Zünders und einer zwischen diesen Teilen befindlichen mechanischen Übersetzung die Reaktionszeit zwischen Aufprall und Zündung deutlich zu reduzieren, sodass auch bei höheren Geschwindigkeiten die Zeit vom Auftreffen des Geschosses bis zur Zündung ausreichend ist. Die geteilte Zündnadel besteht vorzugsweise aus zwei Teilen, die beispielsweise durch Kugeln, vorzugsweise 3, voneinander beabstandet und miteinander mechanisch wirkend verbunden sind.

Vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.

Anhand eines Ausführungsbeispieles mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Granatgeschoss in Längsschnitt mit oberem Wirkteil und erfindungsgemässer Zündnadel;
Fig. 2a eine vergrösserte Darstellung der Zündnadel aus Fig. 1 in Sicherungsposition;
Fig. 2b eine weitere Darstellung der Zündnadel aus Fig. 1 in Zündposition.

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein Granatgeschoss, z.B. im Kaliber 40 mm, bezeichnet, das heckseitig in einer Treibladungshülse 11 befestigt ist. Das Granatgeschoss 10 ist dreiteilig aufgebaut und weist vorne eine besonders ausgebildete Stand-Off-Haube 12, im mittleren Bereich eine napfförmige Geschosshülle 13 und rückseitig ein Zündergehäuse 14 auf, das die erfindungsgemässe Zündnadel 20 beinhaltet. Zur Beschleunigung des Granatgeschosses 10 ist zentral im Boden der Treibladungshülse 11 eine Ausnehmung 15 zur Aufnahme von Treibladungspulver 16 vorgesehen. Das Geschossvorderteil als Wirkteil weist neben der vorfragmentierten Geschosshülle 13 eine Sprengstoffladung 17, eine Hohlladungseinlage 18 und die vordere Haube 12 auf.

Zur Erhöhung der Wirkung im Ziel ist die Hohlladungseinlage 18 in vorteilhafter Weise trompetenförmig ausgebildet, d.h. im Bereich der zentralen Kegelspitze 19 ist der \ffnungswinkel klein, der nach vorne hin dann stetig grösser ausgebildet ist. Zur Gewährleistung eines Mindestabstandes (Stand-Off) der Hohlladungseinlage 18 von einer zielseitigen Panzerplatte (nicht dargestellt) und zur sicheren Abstützung der Hohlladungseinlage 18 und der Sprengladung 17 weist auch die Haube 12 zumindest innen eine besondere abgestufte Form auf. Dadurch kann eine Deformation der Haube 12 nur im vorderen kugelkalottenförmigen Teil auftreten, sodass durch den formbeständigen hinteren im Wesentlichen zylindrischen Teil der Haube 12 immer der Mindestzündabstand zur optimalen Strahlausbildung der Hohlladungseinlage 18 gegeben ist.

Im hinteren Zündergehäuse 14 ist die erfindungsgemässe Zündnadel 20 untergebracht, die anhand der nachfolgenden Fig. 2a und 2b ausführlich beschrieben und erläutert wird. Die erfindungsgemässe Zündnadel 20 besteht vorzugsweise aus einem vorderen Zündnadelteil 20.1 und einem davon getrennten hinteren Zündnadelteil 20.2, wobei beide Zündnadelteile 20.1; 20.2 in einem Zündnadelgehäuse 21 mit Bohrung 22 mechanisch gehalten und in diesem geführt werden. Beide Zündnadelteile 20.1; 20.2 sind vorzugsweise zylinderförmig und durch mechanische Mittel 24, beispielsweise Kugeln, im Zündnadelgehäuse 21 zueinander beabstandet. Das vordere Zündnadelteil 20.1 weist neben einer Zündnadelspitze 20.11 einen Führungsbereich 20.12 auf, an dem sich ein Sockelbereich 20.13 anschliesst.

Um den Führungsbereich 20.12 ist eine Zündnadelfeder 23 angebracht, die einerseits auf den Sockelbereich 20.13 an den Bund des Sockelbereiches 20.13 anliegt und andererseits von einem Vorsprung 21.1 des Zündnadelgehäuses 21 gehalten wird. In den Sockelbereich 20.13 sind 3 Schrägen eingebracht, die in der Verlängerung einen Spitzenwinkel beta bilden. An diesen Schrägen liegen vorzugsweise 3 Kugeln 24 an, die gleichmässig zueinander verteilt zwischen den Zündnadelteilen 20.1 und 20.2. angeordnet sind. Das hintere Zündnadelteil 20.2 weist vorzugsweise einen grösseren Aussendurchmesser als das vordere Zündnadelteil 20.1 auf.

Bedingt durch die neuartige Gestaltung der Zündnadel 20 weist die Bohrung 22 im Bereich zwischen dem hinteren Zündnadelteil 20.2 und dem vorderen Zündnadelteil 20.1, d.h. in dem Bereich, in dem die Kugeln 24 angeordnet sind, vorzugsweise mittig im Zündnadelgehäuse 21, eine einen Gehäusewinkel alpha einschliessende gleichmässige trichterförmige Verjüngung 21.2 im Zündnadelgehäuse 21 auf. Die Länge der gleichfalls 3 Schrägen der Verjüngung 21.2 ist dabei abhängig von der Länge der 3 Schrägen des Kegelstumpfes des Sockelbereiches 20.13 der vorderen Zündnadel 20.1. Eine weitere Querschnittsverengung der Bohrung 22 befindet sich im Bereich der Zündnadelspitze 20.11, wodurch der notwendige Vorsprung 21.1 im Zündnadelgehäuse 21 definiert wird, gegen den die Zündnadelfeder 23 gedrückt wird.

Beim Aufprall des Granatgeschosses 10 auf das gewünschte Ziel wird durch die Trägheitskraft das hintere Zündnadelteil 20.2 gegen die Kugeln 24 gedrückt, die sich dann mit dem hinteren Zündnadelteil 20.2 in Richtung vorderes Zündnadelteil 20.1 bewegen (siehe Fig. 2b). Die Kugeln 24 laufen dabei an der Schräge der Verjüngung 21.2 entlang und drücken den Sockelteil 20.13 entlang der 3 Schrägen und damit den vorderen Zündnadelteil 20.1 gegen die Kraft der Zündnadelfeder 23 heraus. Durch die Kugeln 24 erfolgt eine mechanische Übersetzung, wodurch die Zündungs- bzw. Reaktionszeit der Zündnadel 20 beeinflusst wird. Das vordere Zündnadelteil 20.1 mit Zündnadelspitze wird dabei beschleunigt und in eine Detonatorladung (nicht dargestellt) in bekannter Art und Weise gedrückt. Die Zündnadelspitze löst dabei die Zündung der Detonatorladung aus.

Die Bildung eines ungestörten Hochladungsstrahls und eine optimale Splitterwirkung erfolgt in bekannter Art und Weise. Dabei wird die Sprengstoffladung 17 angezündet, wodurch diese die Kupferteilchen der Hohlladungseinlage 18 beschleunigt. Diese bauen in bekannter Art und Weise einen so genannten Hohlladungsstachel auf, der in das Ziel eindringt und damit den Durchschlag bewirkt.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei der Wahl der Winkel alpha = beta = 90 DEG ein Übersetzungsverhältnis von 1 zu 1,58 erreicht wird, wodurch eine sichere und schnelle Zündung gewährleistet wird. D.h. bei einem 1 mm Verstellweg des hinteren Zündnadelteils 20.2 wird das vordere Zündnadelteil 20.1 in derselben Reaktionszeit um 1,58 mm bewegt. Es ist aber auch möglich, die Winkel alpha und beta in einem Winkelbereich zwischen 80 DEG bzw. 120 DEG zu gestalten, wobei zu beachten ist, dass ein grösserer Winkel (grösser 90 DEG ) eine grössere Übersetzung und ein flacher Winkel (kleiner 90 DEG ) eine kleine Übersetzung bewirken. Kleine Übersetzungen haben den Vorteil, dass eine sichere Zündung gewährleistet wird, jedoch liegt der Nachteil in einer längeren Reaktionszeit, umgekehrt gilt dies für grosse Übersetzungen.

Mit der erfindungsgemässen Zündnadel 20 ist es möglich, mechanische Bodenzünder in schnelleren und damit weiterreichenden Hohlladungs-Granatgeschossen 10 zu verwenden.

Im Rahmen des erfinderischen Gedankens sind auch Änderungen möglich. So kann die Zündnadel 20 drei- und mehrgeteilt sein, wenn eine noch schnellere Reaktionszeit notwendig ist. Dementsprechend sind dann weitere Kugeln 24 notwendig, die zwischen den einzelnen Zündnadelteilen angeordnet werden. Auch kann die geteilte Zündnadel 20 direkt ohne Zündnadelgehäuse 21 im Geschosszünder integriert sein. Die Zündnadelteile 20.1 und 20.2 können auch mehreckig sein. Das Zündnadelgehäuse 21 weist dann keine Bohrung auf, sondern eine den Zündnadelteilen 20.1 und 20.2 angepasste Innenform.

Claims

1. Zündnadel zum mechanischen Zünden eines Geschosszünders, der im Bodenbereich eines Geschosses angeordnet ist, wobei die Zündnadel in einem Zündnadelgehäuse mechanisch geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - die Zündnadel (20) geteilt ist, wobei ein vorderes Zündnadelteil (20.1) einen kleineren Aussendurchmesser als ein hinteres Zündnadelteil (20.2) aufweist, - zwischen beiden Zündnadelteilen (20.1;

20.2) mechanische Mittel (24) angeordnet sind, wodurch die Zündnadelteile (20.1, 20.2) mechanisch voneinander getrennt und beabstandet sind, - die mechanischen Mittel (24) an Schrägen einer trichterförmigen Verjüngung (21.2) des Zündnadelgehäuses (21) anliegen, - wodurch beim Aufprall des Geschosses (10) das hintere Zündnadelteil (20.2) die mechanischen Mittel (24) an den Schrägen der Verjüngung entlang bewegt, sodass das vordere Zündnadelteil (20.1) gegen eine Kraft einer Zündnadelfeder (23) am vorderen Zündnadelteil (20.1) schneller bewegbar ist als das hintere Zündnadelteil (20.2). 2.

Zündnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das Zündnadelgehäuse (21) eine Bohrung (22) aufweist, die Zündnadelteile (20.1; 20.2) eine zylindrische Form besitzen, - in die Bohrung (22) die trichterförmige Verjüngung (21.2) eingebracht ist, wobei die Schrägen der Verjüngung (21.2) einen Gehäusewinkel ( alpha ) einschliessen, - die Bohrung (22) im Bereich des vorderen Zündnadelteils (20.1) eine weitere Querschnittsverengung besitzt, wodurch im Zündnadelgehäuse (21) ein Vorsprung (21.1) gebildet wird, auf dem sich die Zündnadelfeder (23) nach vorne hin abstützt. 3.

Zündnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Zündnadelteil (20.1) an seinem vorderen Ende eine Zündnadelspitze (20.11) besitzt sowie am hinteren Ende Schrägen mit einem gedachten Spitzenwinkel ( beta ), wobei die mechanischen Mittel (24) Kugeln sind, die zwischen den Zündnadelteilen (20.1; 20.2) an diesen Schrägen anliegen. 4. Zündnadel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusewinkel ( alpha ) sowie der Spitzenwinkel ( beta ) einen Winkelbereich von 80 DEG bis 120 DEG besitzen. 5. Zündnadel nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusewinkel ( alpha ) sowie der Spitzenwinkel ( beta ) einen Winkel von 90 DEG aufweisen. 6. Zündnadel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die geteilte Zündnadel (20) drei- oder mehrteilig ausgeführt ist.