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Die
Erfindung betrifft einen Zünder
für ein Geschoss
mit einer Zündanordnung
zum Zünden
einer Hauptladung des Geschosses und einem Verzögerungsdetonator zum Zünden der
Zündanordnung nach
einer durch eine Abbrandstrecke einer Verzögerungsladung festgelegten
Verzögerungszeit,
wobei der Verzögerungsdetonator
ein Gehäuse
mit einer Zündhälfte, in
der er gezündet
wird, und einer Detonatorhälfte,
die eine Detonatorladung zum Zünden der
Zündanordnung
beinhaltet, aufweist.
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Zünder für Artelleriegeschosse,
Mösergranaten
oder direkte Geschosse sind üblicherweise
mit einer Zündanordnung
mit einer Zündkette
versehen, durch die eine Hauptladung des Geschosses gezündet wird.
Die Zündanordnung
bzw. Zündkette
umfasst eine Zündladung,
die zu einem bestimmten Zeitpunkt oder bei einer bestimmten Situation
des Zünders
elektronisch oder mechanisch gezündet wird
und die ihre Zündenergie
direkt an die Hauptladung oder beispielsweise an eine Verstärkerladung der
Zündkette
weiter gibt, die ihrerseits die Hauptladung zündet.
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Bei
einem Versagen eines solchen mechanischen oder elektronischen Auslösens der
Zündladung
wird das Geschoss nach seiner Landung ein Blindgänger, der während eines sehr langen Zeitraums
eine erhebliche Gefahrenquelle darstellt. Ein solcher Blindgänger kann
beispielsweise entstehen, wenn ein Geschoss mit einem Aufschlagzünder in tiefem
Schnee oder einer Schneewehe landet und der Aufschlagzünder nicht
zündet
oder das Geschoss so flach auf dem Erdboden aufkommt, dass es über den
Erdboden rutscht und nur langsam zum Stehen kommt.
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Um
ein Zünden
auch in einer solchen nicht regulären Situation zu gewährleisten,
ist es bekannt, den Zünder
mit einem Verzögerungsdetonator
zu versehen, der durch beispielsweise den Abschuss des Geschosses
gezündet
wird und der nach einer vorein gestellten Verzögerungszeit von einigen Sekunden
die Zündanordnung
zündet,
wenn diese nicht bereits regulär
durch einen Zeitzünder
oder Aufschlagzünder
oder dergleichen gezündet
wurde. Ein solcher Verzögerungsdetonator
umfasst üblicherweise
eine Verzögerungsladung,
die z. B. beim Abschuss gezündet
wird, und die – ähnlich einer
Zündschnur – eine festgelegte
Verzögerungszeit
lang brennt, um nach Ablauf dieser Verzögerungszeit Zündenergie
an einen Detonator zum Zünden
der Zündanordnung
zu übergeben.
Die
DE 197 26 951 C2 ,
die
DE 39 25 238 A1 ,
die
EP 0 284 923 A2 und die
EP 0 256 320 A2 zeigen
verschiedene Zündanordnungen
mit Verzögerungsladungen.
Solche Verzögerungsladungen
können
allerdings auch frühzeitig
zünden,
wodurch das Geschoss zum Blindgänger wird.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zünder für ein Geschoss
anzugeben, der zuverlässig
vor einem Blindgehen schützt.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Zünder
der eingangs genannten Art gelöst,
bei dem das Gehäuse
erfindungsgemäß in der
Zündhälfte eine
Entlastungsöffnung
mit einem im zündenden
Zustand des Verzögerungsdetonators
frei durchgängigen Öffnungsquerschnitt
aufweist.
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Die
Erfindung geht von der Überlegung
aus, dass sich die Verzögerungszeit
mit einer Verzögerungsladung
sehr genau einstellen lässt.
Außerdem ist
das Abbrennen einer Verzögerungsladung
sehr robust gegen mechanische Beanspruchungen, sodass die Zündung der
Zündanordnung
durch den Verzögerungsdetonator
auch dann stattfinden kann, wenn der Zünder zwischenzeitlich hohen
Belastungen ausgesetzt wurde, wie sie beim Abschuss und einem Aufschlag
auftreten können.
Durch die hohe mechanische Belastung beim Abschuss des Geschosses
kann es jedoch vorkommen, dass das homogene Gefüge des Brennmaterials der Verzögerungsladung etwas
gestört
wird. Entstehen beim Zünden
des Verzögerungsdetonators
durch eine ungleichmäßige Verbrennung
hohe Druckspitzen, so können
heiße Brenngase
durch Inhomogenitäten
im Brennstoffgefüge,
wie beispielsweise Mikrorisse, durch die Verzögerungsladung durchschlagen,
sodass die Verzögerungsladung überbrückt und
die Detonatorladung zu früh
gezündet
wird. Bei einem zu frühen
Zündzeitpunkt
ist eine Zündladung
der Zündanordnung
gegebenenfalls noch nicht in ihrer Scharfstellung und ein Auslösen der
Zündanordnung
durch den Detonator des Verzögerungsdetonators
wird unterbunden.
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Durch
eine Entlastungsöffnung
in der Zündhälfte des
Gehäuses
des Verzögerungsdetonators können Druckspitzen,
die beim Zünden
des Verzögerungsdetonators
entstehen können,
abgebaut werden, sodass nicht genug Druck entsteht, um heiße Verbrennungsgase
durch die Verzögerungsladung hindurch
zu pressen. Ein Überbrücken der Verzögerungsladung
kann zuverlässig
vermieden und ein Zünden
der Zündanordnung
kann nach der festgelegten Verzögerungszeit
sichergestellt werden.
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Die
Entlastungsöffnung
erlaubt im zündenden
Zustand des Verzögerungsdetonators
einen freien Gasdurchtritt von einer Ladung des Verzögerungsdetonators
in dessen Umgebung. Sie ist im zündenden
Zustand des Verzögerungsdetonators
mit einem frei durchgängigen Öffnungsquerschnitt
versehen, der zumindest 1 mm2 groß ist. Hierdurch
kann genügend
Gas durch die Entlastungsöffnung
entweichen, um Druckspitzen abzubauen. Eine Druckentlastung in der
Zündhälfte ist
umso notwendiger, je größer die
bei einem Zünden
auftretenden Druckspitzen sind. Um auch große Druckspitzen abbauen zu können, die
bei hohen mechanischen Belastungen oder durch Inhomogenitäten in Ladungen
auftreten können,
umfasst die Entlastungsöffnung
zweckmäßigerweise
einen im zündenden
Zustand des Verzögerungsdetonators
frei durchgängigen Öffnungsquerschnitt
von zumindest 5 mm2.
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Das
Gehäuse
des Verzögerungsdetonators ummantelt
zweckmäßigerweise
sämtliche
Ladungen des Verzögerungsdetonators,
wie beispielsweise eine Anstichladung, eine Übergangsladung zwischen der
Anstichladung und einer Verzögerungsladung, gegebenenfalls
eine weitere Übergangsladung
und eine Detonatorladung. Da sich die Druckspitzen vornehmlich beim
Zünden
des Verzögerungsdetonators bilden,
ist die Entlastungsöffnung
in der Zündhälfte des
Gehäuses
angeordnet, also in der Hälfte,
in der der Verzögerungsdetonator
gezündet
wird, beispielsweise durch eine Anstichnadel, die in eine Zündladung
eingedrückt
wird.
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Bei
Verwendung einer Zündnadel
wird diese zum Zünden
des Verzögerungsdetonators
durch das Gehäuse
hindurchgeführt,
das hierfür
eine Anstichöffnung
aufweisen kann. Diese Anstichöffnung
wird im zündenden
Zustand des Verzögerungsdetonators, also
in dem Zustand, bei dem die Zündnadel
in eine Zündladung
eintaucht und diese zündet,
von der Zündnadel
so weit blockiert, sodass sie nicht als Entlastungsöffnung dienen
kann. Ein kleiner Schlitz zwischen der Zündnadel und dem Gehäuse reicht
als Entlastungsöffnung
erst dann, wenn er einen zumindest 1 mm2 großen Durchgang
aufweist, der außerdem
nicht durch ein Element der Zündnadel,
z. B. einen Deckel oder Anschlag, abdeckbar sein darf.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung mündet
die Entlastungsöffnung
direkt an eine Anstichladung des Verzögerungsdetonators. Druckspitzen,
die beim Zünden
der Anstichladung entstehen, können
hierdurch besonders gut abgeleitet wer den. Ebenfalls möglich ist
die Anordnung der Entlastungsöffnung
an einer Übertragungsladung zwischen
einer Anstichladung und einer Verzögerungsladung, um Druckspitzen,
die bei einer Übertragung
von Energie von Ladung auf Ladung entstehen können, abzubauen. Auch eine
Anordnung der Entlastungsöffnung
sowohl an der Anstichladung als auch an der Übertragungsladung ist vorteilhaft.
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Um
längere
Verzögerungszeiten
zu realisieren ist der Verzögerungsdetonator
zweckmäßigerweise
länglich
ausgeführt,
sodass seine Länge
in einer Abbrandrichtung länger
ist, insbesondere mehr als doppelt so lang, als seine Ausdehnung
in den beiden anderen Raumrichtungen.
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Zur
Realisierung eines kompakten Zünders ist
es vorteilhaft, den länglichen
Verzögerungsdetonator
quer zu einer Flugrichtung des Geschosses anzuordnen. Hierzu liegt
die Abbrandrichtung des Verzögerungsdetonators,
also die Richtung vorteilhafterweise quer zu einer Flugrichtung
des Geschosses, zweckmäßigerweise
in einem Winkel zwischen 70 und 110 Grad zur Flugrichtung des Geschosses,
insbesondere senkrecht zur Flugrichtung des Geschosses. Die Abbrandrichtung
ist die Richtung, in der eine Verzögerungsladung des Verzögerungsdetonators abbrennt,
beispielsweise von einer Anstichladung zur Detonatorladung.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Anstichöffnung und
die Entlastungsöffnung
als zwei separate Öffnungen
im Gehäuse ausgeführt. Hierdurch
können
die Vorgänge
des Anstechens und der Druckentlastung getrennt werden und die Öffnungen
können
auf ein zuverlässiges
Zünden
des Verzögerungsdetonators
bzw. auf eine gute Druckentlastung optimiert werden. Alternativ
oder zusätzlich
ist es möglich,
dass die Entlastungsöffnung gleichzeitig
die Anstichöffnung
bildet, durch die eine Anstichnadel zum Zünden des Verzögerungsdetonators
hindurchgeführt
werden kann.
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Ein
Anstechen des Verzögerungsdetonators geschieht
vorteilhafterweise beim Abschuss des Geschosses und unter Verwendung
der Abschussbeschleunigung. Hierbei kann eine besonders einfache Konstruktion
des Zünders
erreicht werden, wenn eine Anstichrichtung der Anstichnadel durch
die Anstichöffnung
entgegengesetzt zur Flugrichtung des Geschosses ist. Durch die Antiparallelität von Anstichrichtung
und Flugrichtung des Geschosses kann die Trägheit der Anstichnadel zum
Beschleunigen und Einstechen in den Verzögerungsdetonator hin verwendet
werden, ohne dass andere Triebmittel notwendig wären.
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Ein
Hindurchtreiben von heißen
Verbrennungsgasen durch den Verzögerungsdetonator
bei Vorliegen einer Druckspitze kann nur erfolgen, wenn ein entsprechender
Gegendruck entgegen der Abbrandrichtung im Verzögerungsdetonator vorliegt. Dem
Erzeugen eines solchen Gegendrucks kann besonders effektiv entgegengewirkt
werden, wenn die Entlastungsöffnung
in Bezug zu einer Anstichöffnung im
Gehäuse
entgegen einer Abbrandrichtung einer Verzögerungsladung angeordnet ist.
Beschleunigte, heiße
Gase können
ohne Umlenkung den Verzögerungsdetonator
verlassen, wodurch ein besonders effektiver Druckabbau erreicht
werden kann.
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Vorteilhafterweise
ist die Entlastungsöffnung gegenüber einer
Detonatoröffnung
des Gehäuses angeordnet.
Eine Druckentlastung entgegen der Abbrandrichtung kann hierdurch
besonders einfach realisiert werden. Die Entlastungsöffnung kann
hierbei an einer Hinterseite des Gehäuses eingebracht sein, die
insbesondere parallel zur Vorderseite angeordnet ist. Hinten und
vorne kann hierbei durch die Zündhälfte, die
die hintere Hälfte
und die Detonatorhälfte,
die die vordere Hälfte
ist, definiert werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der
Verzögerungsdetonator
zum Beschleunigen einer scharf gestellten Zündladung der Zündanordnung
gegen eine Anstichnadel vorgesehen. Die Zündanordnung kann gezündet und
die Hauptladung hierdurch zu einer Detonation gebracht werden.
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Besonders
vorteilhaft ist die Erfindung bei einem Zünder anwendbar, der ein Aufschlagzünder ist. Bei
einem fehlenden oder zu schwachen Aufschlag kann die zum Zünden der
Zündanordnung
notwendige Zündenergie
durch den Verzögerungsdetonator zur
Verfügung
gestellt werden, beispielsweise indem die Zündladung der Zündanordnung
gegen die Anstichnadel beschleunigt wird.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung,
in der ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt ist. Die Zeichnung und die Beschreibung
enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann zweckmäßigerweise
auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen
zusammenfassen wird.
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Es
zeigen:
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1:
Eine schematische perspektivische Darstellung auf einen Zünder mit
einem Verzögerungsdetonator
und
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2:
den Verzögerungsdetonator
in einer geschnittenen Seitenansicht.
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1 zeigt
einen Zünder 2 eines
nicht weiter dargestellten Geschosses, beispielsweise einer Mörsergranate,
eines Artelleriegeschosses oder eines Direktgeschosses in einer
teilgeschnittenen und stark vereinfachten Darstellung. Der Zünder 2 ist
ein Aufschlagzünder
und ist über
ein Gewinde 4 in einen Geschossrumpf einschraubbar, wodurch
das Geschoss hergestellt ist. Der Zünder 2 umfasst ein
Zündergehäuse 6 mit
einem Boden 8, auf dem Elemente des Zünders 2 fixiert sind,
wie z. B. ein Verzögerungsdetonator 10 und
neben diesem ein Doppelbolzensystem 12, von dem der Übersichtlichkeit
halber nur ein Teil schematisch angedeutet ist. Ebenfalls nur angedeutet
ist ein Rotor 14, der um einen Bolzen 16 drehbar
ist, und zwei Anstichnadeln 18, 20 zum Zünden einer
Zündladung 22 im
Rotor 14 bzw. einer Anstichladung 24 (siehe 2)
im Verzögerungsdetonator 10,
deren Befestigung im Zündergehäuse 6 ebenfalls
der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt ist.
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2 zeigt
den Verzögerungsdetonator 10 in
einer geschnittenen Darstellung. In einem Gehäuse 26 sind von vorne
nach hinten die Anstichladung 24, eine Übertragungsladung 28,
eine Verzögerungsladung 30,
eine weitere Übertragungsladung 32 und eine
Detonatorladung 34 angeordnet. Im Bereich der Anstichladung 24 ist
das Gehäuse 26 mit
einer Anstichöffnung 36 versehen,
durch die die Anstichnadel 20 in die Anstichladung 24 eingeführt werden
kann. Auf der Hinterseite 38 des Gehäuses 26 und ebenfalls
im Bereich der Anstichladung 24 ist das Gehäuse 26 mit
einer Entlastungsöffnung 40 versehen.
Auf der gegenüberliegenden
Vorderseite 42 ist das Gehäuse 26 offen ausgeführt, sodass
eine große
Detonationsöffnung 44 gebildet
wird. Der Verzögerungsdetonator 10 ist
gute 20 mm lang, und der Durchmesser der Entlastungsöffnung ist
etwa 3,5 mm.
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Beim
Abschuss des Geschosses wird der Zünder 2 sehr stark
in Flugrichtung 46 beschleunigt. Hierdurch wird ein angedeuteter
Bolzen 48 des Doppelbolzensystems 12 nach unten,
also in Richtung des Geschossrumpfs gedrückt und mit ihm ein nicht dargestellter
zweiter Bolzen des Doppelbolzensystems 12. Hierdurch wird
der Rotor 14 entsichert, der durch eine entsprechende Mechanik
um den Bolzen 16 rotiert wird, sodass die Zündladung 22 entsprechend
dem Pfeil 50 unter die Anstichnadel 12 bewegt wird.
Beim Aufschlag des Geschosses auf ein Ziel wird der Zünder 2 sehr
stark entgegen der Flugrichtung 46 beschleunigt, sodass
der Rotor 14 relativ zum Zündergehäuse 6 nach oben, also
in Flugrichtung 46 bewegt wird, wie durch einen Pfeil 52 angedeutet ist.
Die Anstichnadel 18 ruht fixiert im Zündergehäuse 6, sodass die
Zündladung 22 gegen
die Anstichnadel 18 gedrückt und gezündet wird. Durch die Zündladung 22 wird
Zündenergie
durch den Boden 8 hindurch auf eine nicht dargestellte
Hauptladung des Geschosses übertragen
und diese wird gezündet. Die
Zündladung 22,
der Rotor 14 und die Anstichnadel 18 sind Bestandteil
einer Zündanordnung 54,
die gegebenenfalls auch eine oder zwei weitere Ladungen einer Zündkette
umfassen kann.
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Bei
einer weichen Landung des Geschosses oder einem langsamen Ausrutschen
des Geschosses bei einer flachen Landung auf flachem Grund ist die
Verzögerungsbeschleunigung
des Zünders 2 gegebenenfalls
zu gering, um den Rotor 14 in Flugrichtung 46 nach
oben und die Zündladung 22 gegen
die Zündnadel 18 zu
drücken.
Das Geschoss kommt zur Ruhe, ohne dass die Hauptladung detoniert
und wird so zu einem Blindgänger.
Um dies zu vermeiden ist der Zünder 2 mit
dem Verzögerungsdetonator 10 versehen,
der beim Abschuss des Geschosses gezündet wird. Beim Abschuss des
Geschosses wird die Anstichnadel 20, die beweglich im Zündergehäuse 6 gelagert
ist, durch ihre Trägheit
relativ zum Zündergehäuse 6 in
Anstichrichtung 56, also entgegen der Flugrichtung 46,
zum Verzögerungsdetonator 10 hin beschleunigt,
sodass sie sich mit ihrer Spitze durch die Öffnung 36 im Gehäuse 26 in
die Anstichladung 24 hinein bewegt. Durch einen krempenförmigen Anschlag 58 der
Anstichnadel 20 wird ihre Bewegung in die Anstichladung 24 hinein
gestoppt, wobei der Anschlag 58 beim Zünden der Anstichladung 24 deckelartig
rund um die Anstichöffnung 36 aufliegt
und diese so verschließt.
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Die
Anstichladung 24 zündet
die Übertragungsladung 28,
die ihrerseits die Verzögerungsladung 30 zündet. Die
Verzögerungsladung 30 ist
so eingestellt, dass sie von ihrem hinteren Ende an der Übertragungsladung 28 15
Sekunden lang brennt, bis die Verbrennung an ihrem vorderen Ende
und somit an der Übertragungsladung 32 angekommen
ist. Die Übertragungsladung 32 wird
nach diesen 15 Sekunden gezündet
und zündet
ihrerseits die Detonatorladung 34, die einen starken Gasdruckstoß nach außen abgibt.
Durch diesen Gasdruckstoß wird
der Rotor 14 in Flugrichtung 46 beschleunigt,
sodass die Zündladung 22 gegen
die Anstichnadel 18 gedrückt wird und zündet. Auf
diese Weise wird nach spätestens
15 Sekunden die Hauptladung des Geschosses gezündet, wenn sie nicht bereits
vorher durch einen Aufschlag des Zünders 2 regulär gezündet wurde.
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Beim
Zünden
der Anstichladung 24 und der Übertragungsladung 28 kann
es passieren, dass ein hoher Gasdruck innerhalb des Gehäuses 26 im
Bereich der Anstichla dung 24 und/oder der Übertragungsladung 28 entsteht.
Es kann hierdurch vorkommen, dass heiße Gase durch die Verzögerungsladung 30 schlagartig
hindurchgedrückt
werden, insbesondere wenn diese Mikrorisse oder dergleichen aufweist,
die beispielsweise beim Abschuss entstanden sein können. Die Übertragungsladung 32 wird
sofort gezündet
und mit ihr die Detonatorladung 34, sodass der Gasdruckstoß zum Anheben
des Rotors 14 bereits beim oder kurz nach dem Abschuss
erzeugt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Rotor 14 noch
nicht in seine Entriegelungsstellung hineinrotiert, sodass die Zündladung 22 noch
nicht gegen die Anstichnadel 18 gedrückt werden kann. Eine Detonation
der Hauptladung unterbleibt und erfolgt auch nicht bei einem zu
geringen Aufschlag. Das Geschoss wird zu einem Blindgänger. Außerdem kann
der Rotor 14 durch den Gasdruckstoß der Detonatorladung 34 beschädigt werden,
sodass er verklemmt und nicht in seine entsicherte Stellung rotieren
kann. Die Zündladung 22 kann
auf diese Weise auch bei einem regulären Aufschlag nicht gezündet werden
und das Geschoss wird in jedem Fall zu einem Blindgänger.
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Um
dies zu vermeiden ist in der Zündhälfte 60 des
Verzögerungsdetonators 10 die
Entlastungsöffnung 40 eingebracht.
Die Zündhälfte ist
die in der von ihren Abmessungen her hintere Hälfte des Verzögerungsdetonators 10.
In ihr liegt die Anstichladung 24. Die vordere Hälfte des
Verzögerungsdetonators 10 ist
dessen Detonatorhälfte 62,
in der die Detonatorladung 34 liegt. Durch die Entlastungsöffnung 40 werden
unerwünschte
Druckspitzen abgebaut, indem Verbrennungsgase durch die Entlastungsöffnung 40 aus
dem Gehäuse 26 entweichen können. Die
Verzögerungsladung 30 kann
regulär abbrennen
und ein Blindgehen des Geschosses wird zuverlässig vermieden.
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Zum
Ermöglichen
einer langen Abbrandstrecke 64 in Abbrandrichtung 66 ist
die Verzögerungsladung 30 länglich ausgeführt und
mit ihr der Verzögerungsdetonator 10.
Um einen kompakten Zünder 2 zu erreichen
ist die Längsrichtung
des länglichen
Verzögerungsdetonators 10 und
mit ihr eine Abbrandrichtung 66 der Verzögerungsladung 30 senkrecht
zur Flugrichtung 46 angeordnet. Zum Ausnutzen der Trägheit der
Anstichnadel 20 zum Zünden
des Verzögerungsdetonators 10 ist
die Anstichnadel 20 so angeordnet, dass sie in Bezug zur
Längsrichtung
des Verzögerungsdetonators 10 bzw.
zur Abbrandrichtung 66 seitlich in das Gehäuse 26 eingeführt wird zum
Zünden
des Verzögerungsdetonators 10.
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- 2
- Zünder
- 4
- Gewinde
- 6
- Gehäuse
- 8
- Boden
- 10
- Verzögerungsdetonator
- 12
- Doppelbolzensystem
- 14
- Rotor
- 16
- Bolzen
- 18
- Anstichnadel
- 20
- Anstichnadel
- 22
- Zündladung
- 24
- Anstichladung
- 26
- Gehäuse
- 28
- Übertragungsladung
- 30
- Verzögerungsladung
- 32
- Übertragungsladung
- 34
- Detonatorladung
- 36
- Anstichöffnung
- 38
- Hinterseite
- 40
- Entlastungsöffnung
- 42
- Vorderseite
- 44
- Detonatoröffnung
- 46
- Flugrichtung
- 48
- Bolzen
- 50
- Pfeil
- 52
- Pfeil
- 54
- Zündanordnung
- 56
- Anstichrichtung
- 58
- Anschlag
- 60
- Zündhälfte
- 62
- Detonatorhälfte
- 64
- Abbrandstrecke
- 66
- Abbrandrichtung