DE102008045882A1

DE102008045882A1 - Explosionskörperattrappe

Info

Publication number: DE102008045882A1
Application number: DE102008045882A
Authority: DE
Inventors: Sven Gliege
Original assignee: ESW GmbH
Current assignee: Vincorion Advanced Systems GmbH
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2010-03-11
Also published as: WO2010025710A1; EP2329215A1; EP2329215B1

Abstract

Explosionskörperattrappe zur Simulation der Anwendung und Wirkung eines Expolsionskörpers in militärischen Übungsgefechten, insbesondere eine Handgranate (1) mit vorteilhaft fünf über jeweils einen gleichen Diodenhalter (5) auf einer gemeinsamen Trägerplatte (6) montierten Laserdioden (3), die über eine jeweils in Strahlungsrichtung vorgeordnete Streuscheibe (4) Laserstrahlung aussenden und so angeordnet sind, dass ihre Strahlungsachsen gleichmäßig um die Körperachse (7) der Explosionskörperattrappe verteilt angeordnet einen gleichen Winkel mit dieser einschließen. Die Laserdioden (3) sind mit den vorgeordneten Streuscheiben (4), die zur Homogenisierung der Intensitätsverteilung der Laserstrahlung vorteilhaft aus Opalglas sind, vorteilhaft gemeinsam von einem für die Laserstrahlung transluzenten Dichtring (8) umhüllt, welcher durch dafür vorgesehene Öffnungen vor den Streuscheiben (4) über den Umfang des Gehäuseteils (9) hinausragt, wobei eine an den hinausragenden Bereichen des Dichtringes (8) straff angelegte, für die Laserstrahlung transluzente Schutzhülle (2) vorhanden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Explosionskörperattrappe, wie sie gattungsgemäß aus der EP 0 609 790 B1 bekannt ist.
Explosionskörperattrappen werden in militärischen Übungsgefechten verwendet und sollen die Anwendung und Wirkung eines Explosionskörpers simulieren, ohne eine Gefährdung für die Gefechtsteilnehmer darzustellen.
Simuliert wird die Wirkung der Explosion, die Auslösung der Zündung und insbesondere bei manuell zu handhabenden Explosionskörperattrappen die visuelle, akustische und haptische Erscheinung sowie das Gewicht.
Der Wirkungsbereich der Explosion unterscheidet sich für reale Explosionskörper, wie verschiedene Minen, Panzerfäuste oder Handgranaten, durch die Richtcharakteristik sowie eine unterschiedliche Reichweite und Dichte der Splitterverteilung in Abhängigkeit von der Druckwirkung.
Bezüglich der Richtcharakteristik wird zwischen einer ungerichteten Explosion, z. B. bei einer Handgranate, und gerichteter Explosion, z. B. bei einer Tellermine, unterschieden.
Um den Wirkungsbereich der Explosion zu simulieren, wird gemäß der EP 0 609 790 B1 eine Explosionskörperattrappe vorgeschlagen, in die mehrere Lichtquellen eingesetzt sind. Als vorteilhafte Lichtquellen werden hier Leuchtdioden und Laserdioden genannt, wobei nur für die Verwendung von Infrarot-Leuchtdioden ein Ausführungsbeispiel erläutert wird.
Mit dem Ziel, den Wirkungsbereich der Explosion möglichst realistisch nachzubilden, sind acht Infrarot-Leuchtdioden in einem infrarot-transluzenten Gehäuse angeordnet. Wie in den Zeichnungen zu erkennen ist, sind vier der Leuchtdioden so auf zwei beabstandet angeordnete Printplatten montiert, dass die Strahlungsachsen radial zur Symmetrieachse des kugelförmigen Gehäuses, unter einem Winkel von 90° zueinander versetzt, verlaufen. Jeweils zwei um 180° zueinander versetzte Leuchtdioden sind einzeln in jeweils einer zur Radialebene um 45° verkippten Ebene angeordnet. Alle Teile, zu denen neben den Leuchtdioden und den Printplatten z. B. Schalter und ein Batteriebehälter gehören, sind in einem infrarot-transluzenten Kunststoff eingegossen, der das kugelförmige Gehäuse bildet. Auf diese Weise entsteht eine kompakte robuste Handgranatenattrappe. Durch das Eingießen der elektronischen Komponenten in Kunststoff sollen diese in optimaler Weise geschützt sein und gesichert werden, dass die Explosionsattrappe auch bei ungünstigen Witterungsbedingungen zuverlässig arbeitet und gegen Stöße unempfindlich ist.
Leuchtdioden sind Flächenstrahler, die ihre Strahlungsenergie grundsätzlich über einen großen Abstrahlwinkel abgeben, weshalb es glaubhaft erscheint, dass die aufgezeigte Verteilung der Leuchtdioden geeignet ist, um den Wirkungsbereich einer nichtgerichteten Explosion vollständig zu simulieren. Aufgrund der nur geringen Strahlungsenergie, die im Vergleich mit Laserdioden um mehrere Zehnerpotenzen geringer ist, werden jedoch hochsensible Detektoren notwenig, um die Reichweite der Splitterverteilung zu simulieren beziehungsweise es kann nur eine geringe Reichweite simuliert werden.
Beim bloßen Ersetzen der Leuchtdioden durch Laserdioden werden in den Raum zwar in verschiedene Richtungen, jedoch nur eng begrenzte Strahlungsbündel gerichtet, sodass eine weitaus höhere Anzahl an Laserdioden notwendig wäre, um den Wirkungsbereich einer Explosion hinreichend zu simulieren.
Der Erfindung liegt die hauptsächliche Aufgabe zu Grunde, zur besseren Simulierung des Wirkungsbereiches einer Explosion eine Explosionskörperattrappe zu schaffen, die mit nur wenig Laserdioden eine homogenere Strahlungsverteilung entsprechend dem Wirkungsbereich bewirkt.
Um eine längere Lebensdauer der Explosionskörperattrappe zu erreichen, ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Explosionskörperattrappe konstruktiv so zu gestalten, dass ein Kunststoff zum Vergießen verwendet werden kann, der für den Dauerschutz der Elektronikkomponenten optimiert ist und nicht für die Transparenz der Strahlung.
Mit dem Ziel, die Montage zu vereinfachen, ist es ebenfalls eine Aufgabe der Erfindung, eine konstruktive Lösung für einen höheren Grad der Vormontage zu finden.
Die hauptsächliche Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Es ist erfindungswesentlich, dass den Laserdioden in Strahlungsrichtung Streuscheiben, bevorzugt aus Opalglas und bevorzugt aufgeklebt, vorgeordnet sind.
Bei einer üblichen Abstrahlcharakteristik der Laserdioden von 10° bis 15° × 20° bis 30°, typischerweise 11° × 25° wird durch eine Streuscheibe aus Opalglas das Strahlungsbündel so aufgeweitet, dass es eine achssymmetrische Divergenz von ca. 140° aufweist. Überraschend hat sich ergeben, dass bei der Verwendung von genau fünf Laserdioden, deren Strahlungsachsen radial von der Körperachse zueinander mit einem gleichen Winkelabstand versetzt verlaufen, eine Abstrahlcharakteristik erreicht wird, die in ihrer Homogenität dem zu simulierenden Wirkungsbereich einer nichtgerichteten Explosion sehr nahe kommt.
Durch die Montage aller Laserdioden auf einer gemeinsamen Trägerplatte, die vorteilhaft eine Leiterplatte ist, können alle Laserdioden durch einen einzigen elastischen Dichtring umhüllt werden und als eine vormontierte Baugruppe in ein starres Gehäuseteil eingesetzt werden. Der Dichtring, das Gehäuseteil und eine elastische Schutzhülle sind vorteilhaft so dimensioniert und ausgeführt, dass beim Verfüllen der vormontierten Explosionskörperattrappe mit einer Vergussmasse vermieden wird, dass Vergussmasse in Bereiche des Strahlenverlaufes kommt, womit die Auswahl der Vergussmasse nicht auf solche beschränkt ist, die für die Strahlung transluzent ist. Vorteilhaft können somit Wepuran-Vergussmassen der Reihen VU 4052 bis VU 4694, speziell 4453/71 SHE, blau, verwendet werden.
Anhand der Zeichnung wird die Explosionskörperattrappe im Folgenden beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Explosionskörperattrappe als Handgranate ausgebildet
2a und 2b eine mit Laserdioden bestückte Trägerplatte
3a und 3b eine bestückte Trägerplatte von einem Dichtgummi eingefasst
4a und 4b eine Baugruppe nach 3a und 3b in einem Gehäuseteil
In den 1 bis 4 ist eine vorteilhafte Ausführung einer Explosionskörperattrappe als Handgranate 1 dargestellt.
1 zeigt die vollständige Handgranate 1 in Seitenansicht, bei der ein Ausbruch in der Darstellung einer Schutzhülle 2 einen Einblick in das Innere der Handgranate 1 erlaubt. Die für die Handgranate 1 im Vergleich zum Stand der Technik wesentlichen Unterscheidungsmerkmale sollen nachfolgend anhand der Reihenfolge der Montage der Bauteile erläutert werden.
Die 2a und 2b zeigen in Draufsicht und in einer Schnittdarstellung fünf gleiche Laserdioden 3, auf die in Strahlungsrichtung jeweils eine gleiche Streuscheibe 4 aus Opalglas aufgeklebt ist und die über jeweils einen gleichen Diodenhalter 5 auf einer Trägerplatte 6 montiert sind. Die Diodenhalter 5 und damit die Dioden sind so auf der Trägerplatte 6 angeordnet, dass sie zueinander einen gleichen Winkelabstand aufweisen.
Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung von Opalglas für die Streuscheiben 4 die Laserstrahlung der Laserdioden 3 in beide Achsrichtungen der Laserdiode 3 so aufgeweitet wird, dass sich die Laserstrahlung benachbarter Laserdioden 3 mit zunehmender Entfernung zur Körperachse 7 der Handgranate 1 in den Randbereichen überlagert, wodurch sich eine Homogenisierung der Intensitätsverteilung der Laserstrahlung über den Vollwinkel ergibt. Für Streuscheiben 4 aus einem weniger streuenden Glas können entsprechend mehr Laserdioden 3 verwendet werden.
In diesem ersten Ausführungsbeispiel soll die Laserstrahlung radial zur Körperachse 7 ausgesendet werden, weshalb die Laserdioden 3 über die Diodenhalter 5 so auf der Trägerplatte 6 sitzen, dass deren Strahlungsachsen radial zur Körperachse 7 verlaufen.
Eine solche Anordnung dient der Simulierung einer ungerichteten Explosion, wie sie bei einer hier dargestellten Handgranate 1 real erfolgt.
Für den Fall, dass die Explosion, z. B. bei einer Tellermine, gerichtet sein soll, werden die Laserdioden 3 um einen gleichen Winkel zur Körperachse 7 der Tellermine hin verkippt montiert. Je kleiner der Winkel zwischen der Körperachse 7 und den Strahlungsachsen der Laserdioden 3 gewählt wird, desto geringer ist der Streuwinkel der Splitterverteilung.
So lassen sich verschiedene Richt- und Streucharakteristiken simulieren, wobei die äußere Formgebung der Explosionskörperattrappe jeweils angepasst wird.
Vorteilhaft ist die Trägerplatte 6 eine Leiterplatte, auf der die Anschlüsse der Laserdioden 3 angelötet sind und zusätzliche elektronische Bauelemente montiert sein können.
Die fertig bestückte Trägerplatte 6 wird über ihren Umfang von einem Dichtring 8 gemäß 3a und 3b umhüllt. Der Dichtring 8 ist elastisch und wird bei der Montage gedehnt, sodass er sich in seiner vorbestimmten Position am Umfang der Trägerplatte 6 und insbesondere an den Streuscheiben 4, die über den Umfang der Trägerplatte 6 hinausragen, straff anlegt.
Die von dem Dichtring 8 gefasste, bestückte Trägerplatte 6 wird in ein starres Gehäuseteil 9 gemäß 4 so eingepasst, dass Bereiche des Dichtringes 8, die an den Streuscheiben 4 anliegen, durch dafür vorgesehene Öffnungen in dem Gehäuseteil 9 über dessen äußeren Umfang hinausragen. Die Handgranate 1 wird nun bis auf die äußere Schutzhülle 2 fertig montiert und vergossen. Abschließend wird die Schutzhülle 2 übergestülpt.
Sowohl der Dichtring 8 als auch die Schutzhülle 2 sind aus einem für die Laserstrahlung transluzenten Material. Indem gewährleistet wird, dass der Dichtring 8 straff an den Streuscheiben 4 anliegt, wird sicher vermieden, dass Vergussmasse in die Strahlungsbereiche der Laserdioden 3 gelangt. Die Schutzhülle 2 weist in den Strahlungsbereichen verdünnte, als Fenster 10 wirkende Bereiche auf.

1: Handgranate
2: Schutzhülle
3: Laserdiode
4: Streuscheibe
5: Diodenhalter
6: Trägerplatte
7: Körperachse
8: Dichtring
9: Gehäuseteil
10: Fenster

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0609790 B1 [0001, 0006]

Claims

Explosionskörperattrappe, insbesondere eine Handgranate (1) mit mehr als einer Laserdiode (3), die zur Simulation der Explosion Laserstrahlung aussenden, dadurch gekennzeichnet, dass den Laserdioden (3) in Strahlungsrichtung jeweils eine Streuscheibe (4) vorgeordnet ist.
Explosionskörperattrappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserdioden (3) so in der Explosionskörperattrappe angeordnet sind, dass ihre Strahlungsachsen einen gleichen Winkel mit einer Körperachse (7) der Explosionskörperattrappe einschließen und um diese gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Explosionskörperattrappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der Körperachse (7) und den Strahlungsachsen 90° beträgt, womit die Strahlungsachsen, zur Simulation einer ungerichteten Explosion, radial zur Körperachse (7) verlaufen.
Explosionskörperattrappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der Körperachse (7) und den Strahlungsachsen, zur Simulation einer in Richtung der Körperachse (7) gerichteten Explosion, kleiner 90° beträgt.
Explosionskörperattrappe nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserdioden (3) über jeweils einen gleichen Diodenhalter (5) auf einer gemeinsamen Trägerplatte (6) montiert sind.
Explosionskörperattrappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (6) eine Leiterplatte ist.
Explosionskörperattrappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserdioden (3) mit den vorgeordneten Streuscheiben (4) gemeinsam von einem für die Laserstrahlung transluzenten Dichtring (8) umhüllt sind.
Explosionskörperattrappe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (8) so in ein Gehäuseteil (9) eingepasst ist, dass er durch dafür vorgesehene Öffnungen des Gehäuseteils (9) vor den Streuscheiben (4) über den Umfang des Gehäuseteils (9) hinausragt.
Explosionskörperattrappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuscheiben (4) aus Opalglas sind.
Explosionskörperattrappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass fünf Laserdioden (3) angeordnet sind.
Explosionskörperattrappe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Explosionskörperattrappe eine elastische Schutzhülle (2) aufweist, die für die Laserstrahlung transluzent ist und an den durch die Öffnungen des Gehäuseteils (9) hinausragenden Bereichen des Dichtringes (8) straff angelegt ist.