DE102014010179B3

DE102014010179B3 - Schockresistente EFI-Zündvorrichtung

Info

Publication number: DE102014010179B3
Application number: DE201410010179
Authority: DE
Inventors: Herbert Schalk
Original assignee: TDW Gesellschaft fuer Verteidigungstechnische Wirksysteme mbH
Current assignee: TDW Gesellschaft fuer Verteidigungstechnische Wirksysteme mbH
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2034-07-10
Also published as: EP2966399A1; ES2609631T3; EP2966399B1

Abstract

EFI-Zündvorrichtung mit einem Zündübertrager, der nach Initiierung einer Zündbrücke über eine fliegende Platte ausgelöst werden kann, wobei die Zündplatine mit der Zündbrücke gegen Hochschockbelastungen geschützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine schockresistente EFI-Zündvorrichtung, umfassend eine Platine mit wenigstens einer leitfähigen Schicht, eine Zünderplatine mit einer elektrischen Zündbrücke, eine an der Zündbrücke anliegende Folie, aus der ein Flyer ausstanzbar ist, ein an der Folie anliegendes Barrel mit einer der Größe des Flyers entsprechenden Öffnung, einem Sprengstoff enthaltenden Zündübertrager, der unmittelbar am Barrel anliegt, und einem die Zündvorrichtung zumindest teilweise umgebenden Gehäuse.
Derartige EFI-Zündmodule (EFI = Exploding Foil Initiator) werden verbreitet in Waffensystemen eingesetzt. In der DE 10 2011 108 000 A1 ist ein kompaktes EFI-Zündmodul beschrieben. Es umfasst ein zentrales EFI-Zündbauteil mit einer Platine, auf der ein leitfähiges Element als Zündbrücke ausgeführt ist. Sobald der Zündbrücke ausreichend Energie zugeführt wird verdampft das leitfähige Element schlagartig. Dadurch wird aus der anliegende Folie ein Teil, nämlich der sogenannte Flyer, herausgesprengt, dessen Größe durch die Öffnung im genau darunter befindlichen Barrel bestimmt ist. Der Flyer wird somit in Richtung des Zündübertragers extrem beschleunigt. Beim Auftreffen des Flyers wird der Sprengstoff des Zündübertragers durch die Stoßwelle zur Explosion gebracht.
In diesem Dokument wird zwar der Aufbau einer kompakten EFI-Zündvorrichtung beschrieben. Es wird jedoch kein Hinweis darauf gegeben, welche Maßnahmen zu treffen sind, wenn die Zündvorrichtung in einem Gefechtskopf, insbesondere einem Penetrator, eingesetzt wird. Bei solchen Anwendungsfällen treten extreme Stoßbelastungen auf, die zum Ausfall einer EFI-Zündvorrichtung bekannter Bauart führen können.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung eine bekannte EFI-Zündvorrichtung dahin gehend zu verbessern, dass die Zündvorrichtung nicht nur hohe Schockbelastungen funktionsfähig übersteht, sondern auch noch bezüglich der fallweise zu erwartenden Intensität der Belastung anpassbar ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass an der der Folie gegenüber liegenden Seite der Platine ein frei bewegliches, biegefestes flächiges Bauteil anliegt, dessen Querabmessungen geringfügig kleiner als die lichte Weite des Gehäuses in diesem Bereich sind, und dass auf der anderen Seite des flächigen Bauteils wenigstens ein elastisches vorspannbares Dämpfungselement anliegt, und dass die andere Seite des Dämpfungselements an einem mit dem Gehäuse in Wirkverbindung stehenden Gehäusebauteil anliegt, und dass schließlich das Gehäusebauteil gegenüber dem Gehäuse zur Erzeugung der Vorspannung verstellbar ist.
Das Dämpfungselement kann beispielsweise aus einem reversibel verformbaren elastischen Kunststoff bestehen. Alternativ dazu kann wenigstens ein Federelement Verwendung finden, dessen Kennlinie für den jeweiligen Anwendungsfall ausgewählt wird. Das Gehäusebauteil, an dem das Dämpfungselement auf der dem flächigen Bauteil abgewandten Seite anliegt, dient als Gegenlager wenn das Dämpfungselement für den jeweiligen Anwendungsfall vorgespannt wird. Das Gehäusebauteil ist in zweckmäßiger Weise als plattenförmiger Deckel ausgeführt, dessen Wandstärke so ausgelegt wird, dass die gewählte Vorspannung des Dämpfungselements problemlos aufgenommen und an das Gehäuse weitergegeben wird. In idealer Weise sind an der Innenseite des Gehäuses und am Außenrand des Deckels korrespondierende Abschnitte eines Feingewindes vorgesehen. Mit Hilfe dieses Feingewindes kann das Gehäusebauteil in das Gehäuse eingedreht werden, wodurch das Dämpfungselement immer stärker komprimiert wird. Auf diese Weise kann die für den Anwendungsfall ermittelte notwendige Dämpfung auf einfache Weise eingestellt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
1: eine schockresistente EFI-Zündvorrichtung mit einstellbarem Dämpfungselement,
2: eine EFI-Zündvorrichtung mit dämpfenden Federelementen.
Die 1 zeigt eine von verschiedenen Möglichkeiten, wie eine bekannte EFI-Zündvorrichtung mit einer Dämpfung für große Beschleunigungen ausgestattet werden kann. In einem massiven Gehäuse G ist mittig ein Sprengstoff enthaltender Zündübertrager Z angeordnet, der im Fall seiner Initiierung (in der Zeichnung nach unten) eine größere Ladung zünden kann. Auf seiner Oberseite ist ein scheibenförmiges Barrel B mit einer zentralen Bohrung angeordnet. Unmittelbar darüber liegt eine dünne Kunststofffolie F, aus der der Flyer ausgestanzt wird, der mittels extremer Beschleunigung durch die Bohrung im Barrel B fliegt und damit den Zündübertrager S auslöst.
Unmittelbar auf der Folie F, die üblicherweise aus einem Kunststoff wie Polyimid besteht, liegt die Zünderplatine PZ auf, die auf der Unterseite eine elektrische Zündbrücke trägt. Die Zündbrücke erhält über Leitungen E von der Platine P der Zündschaltung den für die Initiierung notwendigen Strom. Die Zünderplatine PZ ist im Ausführungsbeispiel als Multilayer aus Leiterplattenmaterial gefertigt. Üblicherweise ist die Zünderplatine PZ mit dem Barrel B verklebt. Um ein spaltfreies Aufliegen des Barrels B auf dem Zündübertrager S zu gewährleisten, wird die Vorspannung des Dämpfungselements DK, DF genutzt.
Um Beschädigungen an der Zünderplatine PZ durch die Dämpfungselemente DK, DF zu vermeiden, wird ein flächiges Bauteil FB, beispielsweise eine Metallscheibe zwischen das Dämpfungselement DK, DF gelegt. Damit wird auch der Flächendruck auf die Zünderplatine PZ gleichmäßig verteilt. Um eine Beweglichkeit des flächigen Bauteils FB zu gewährleisten ist dieses etwas kleiner dimensioniert als die lichte Weite des Gehäuses G in diesem Bereich.
Das Dämpfungselement DK ist im Ausführungsbeispiel als Kunststoffplatte, beispielsweise aus Silikon, ausgeführt. Je nach bei der Anwendung zu erwartender Schockbelastung können unterschiedliche Materialien eingesetzt werden. Weiterhin kann die Wahl der Dicke des Dämpfungselements DK als Stellgröße eingesetzt werden.
Der Druck, der auf das Dämpfungselement DK (in der Zeichnung von oben her) ausgeübt wird, ist das nächste Mittel zur Festlegung der Dämpfung. Im Ausführungsbeispiel wird der Druck mit Hilfe des Gehäusebauteils GB auf das Dämpfungselement DK ausgeübt. Das Gehäusebauteil GB ist dabei als stabiler Deckel ausgeführt, der mit seiner Innenfläche auf dem Dämpfungselement DK flächig aufliegt. Außerdem weist der Deckel radial ein Außen-Feingewinde FG auf, das mit einem entsprechenden Innengewindeabschnitt auf der Innenseite des Gehäuses G korrespondiert. Der Deckel wird mit einem hier nicht dargestellten Schlüssel nach Bedarf gedreht, wobei der Schlüssel in auf der Außenseite des Deckels eingelassene Ausnehmungen V eingreift.
Die 2 zeigt eine weitere Lösungsmöglichkeit für das Dämpfungselement DF. Hier werden beispielhaft für weitere Ausführungsformen Schraubenfedern DF vorgespannt als Dämpfungselemente eingesetzt. Es sind weitere Bauformen wie z. B. Tellerfedern bekannt, die hier alternativ verwendet werden können. Im Übrigen ist die Zündvorrichtung baugleich mit der in 1 dargestellten Zündvorrichtung.

Claims

Schockresistente EFI-Zündvorrichtung, umfassend eine Platine (P) mit wenigstens einer leitfähigen Schicht, eine Zünderplatine (PZ) mit einer elektrischen Zündbrücke, eine an der Zündbrücke anliegende Folie (F), aus der ein Flyer ausstanzbar ist, ein an der Folie (F) anliegendes Barrel (B) mit einer der Größe des Flyers entsprechenden Öffnung, einem Sprengstoff enthaltenden Zündübertrager (S), der unmittelbar am Barrel (B) anliegt, und einem die Zündvorrichtung zumindest teilweise umgebenden Gehäuse (G), dadurch gekennzeichnet, – dass an der der Folie (F) gegenüber liegenden Seite der Platine (PZ) ein frei bewegliches, biegefestes flächiges Bauteil (FB) anliegt, dessen Querabmessungen geringfügig kleiner als die lichte Weite des Gehäuses (G) in diesem Bereich sind, – dass auf der anderen Seite des flächigen Bauteils (FB) wenigstens ein elastisches vorspannbares Dämpfungselement (DK, DF) anliegt, – dass die andere Seite des Dämpfungselements (DK, DF) an einem mit dem Gehäuse (G) in Wirkverbindung (FG) stehenden Gehäusebauteil (GB) anliegt, – dass das Gehäusebauteil (GB) gegenüber dem Gehäuse (G) zur Erzeugung der Vorspannung des Dämpfungselements (DK, DF) verstellbar (V) ist.
Schockresistente EFI-Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (DK) aus einem reversibel verformbaren elastischen Kunststoff besteht.
Schockresistente EFI-Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (DF) aus Federelementen mit auf den Anwendungsfall abgestimmten Kennlinien besteht.
Schockresistente EFI-Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil (GB) als plattenförmiger Deckel ausgeführt ist, der mittels eines Feingewindes (FG) gegenüber dem Gehäuse (G) verstellbar angeordnet ist.