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Die Erfindung betrifft eine Sicherungseinheit für einen Zünder mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Weitergehend betrifft die Erfindung eine Verwendung dieser Sicherungseinheit sowie ein Verfahren zur Aktivierung eines Zünders mit dieser Sicherungseinheit.
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Zünder werden verwendet um die Wirkladung verschiedener Explosionskörper wie Sprengstoffe, Bomben, Raketen, Minen, Granaten oder Patronenmunition zu initiieren. Im besonderen Fall von militärischer Munition existiert eine Vielzahl von verschiedenen Zündertypen, die in unterschiedlichen Anwendungsgebieten verwendet werden. Ein Typ von Zündern sind Näherungszünder, die die Sprengladung bei Annäherung an das Ziel entzünden und die z.B. aus der
EP0 129 679 und der
US3,839,963 bekannt sind.
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Um eine vorzeitige Zündung der Wirkladung zu vermeiden werden in militärischen Zündern Sicherungseinheiten verwendet, die die Aktivierung des Zünders bis zu einem definierten Zeitpunkt nach einem Abschuss der Munition verhindern. Bekannte Sicherungseinheiten umfassen in der Regel eine zweistufige Sicherungsmechanik, bei der in einer ersten Stufe ein mechanisches Element durch Axialkräfte gelöst wird und in einer zweiten Stufe ein weiteres Element durch rotationsbedingte Fliehkräfte gelöst wird.
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Aus der
US3,595,169 ist eine Sicherungseinheit für Zünder bekannt, bei der ein einzelnes halbmondförmiges Ringelement ein kugelförmiges Element mit Detonatorladung in deaktivierter Stellung mit einem Zündelement hält. Das Ringelement wird durch die beschleunigungsbedingten Axialkräfte beim Abschuss der Munition zuerst geplättet und anschließend durch die rotationsbedingten Fliehkräfte geweitet wodurch eine Freigabe des kugelförmigen Elements erfolgt. Das kugelförmige Element bewegt sich dann in aktivierte Stellung und erlaubt die Zündung der Detonatorladung. Ein Nachteil dieses Ansatzes ist die Vereinigung der axialen und fliehkraftgelösten Sicherung in einem einzelnen Element. Im Falle eines mangelhaften oder beschädigten Ringelements können beide Sicherungsmechaniken gleichzeitig versagen. Dies nennt man auch einen „single-point-of-failure“. Aus diesem Grund ist dieser Ansatz in modernen Zündern nicht mehr zulässig.
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Aus dem NATO-Standardisierungsübereinkommen STANAG 4187 gehen folgende Vorgaben für Sicherungseinheiten für Zünder hervor:
- • Die Sicherungseinheit muss mindestens zwei unabhängig funktionierende und funktional isolierte Sicherheitssysteme aufweisen.
- • Jedes dieser Sicherheitssysteme muss alleine ein vorzeitiges Armieren des Zünders verhindern können.
- • Mindestens eines dieser unabhängigen Sicherheitssysteme muss ein Scharfschalten nach dem Initiieren (Schussabgabe) verhindern, bis eine definierte Vorrohrsicherheit erreicht ist.
- • Üblicherweise soll die Sicherungseinheit aus einer Axialsicherung und einer Radialsicherung bestehen.
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Aus der
US4,242,963 ist eine Sicherungseinheit für Zünder bekannt, bei der ein Federelement zur Axialsicherung und ein aufgewickeltes Band zur Fliehkraftsicherung eingesetzt werden. Die offenbarte Sicherungseinheit scheint die Vorgaben der STANAG 4187 zu erfüllen. Ein Nachteil dieses Ansatzes ist jedoch die Komplexität des Aufbaus und der Komponenten, die mit entsprechendem Platzverbrauch einhergeht. Insbesondere bei Klein- und Mittelkalibermunition wird dadurch der Platz für andere Zünder-Komponenten begrenzt. Zusätzlich ist der Montageprozess zeitaufwändig und damit kostenintensiv.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde die Sicherungseinheit für einen Zünder, eine Verwendung der Sicherungseinheit und ein Verfahren zur Aktivierung eines Zünders mit dieser Sicherungseinheit zu verbessern, und insbesondere eine Sicherungseinheit für einen Zünder bereitzustellen, die eine erhöhte Zuverlässigkeit aufweist, günstig herzustellen ist und schnell montiert werden kann.
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Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird nun zunächst durch eine Sicherungseinheit für einen Zünder mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Das Grundprinzip der Erfindung liegt zunächst im Wesentlichen darin, dass die Axialsicherung von einer Axialsicherungs-Halteposition in eine Axialsicherungs-Freigabeposition bewegbar ist, wobei sich die Axialsicherung in einem gesicherten Zustand befindet, wenn die Axialsicherung in der Axialsicherungs-Halteposition angeordnet ist. Die Axialsicherung greift in einen ersten Haltebereich des Rotationselements ein, wenn sich die Axialsicherung in dem gesicherten Zustand befindet, so dass das Rotationselement mittels der Axialsicherung in der bestimmten, ersten Rotationselement-Position gehalten wird. Die Axialsicherung befindet sich in einem gelösten Zustand, wenn die Axialsicherung in der Axialsicherungs-Freigabeposition angeordnet ist. Die Axialsicherung weist einen verformbaren Bereich auf, wobei der verformbare Bereich durch die Axialkraft plastisch und / oder elastisch verformbar ist. Nach und / oder während der Verformung des verformbaren Bereichs ist eine Bewegung der Axialsicherung von der Axialsicherungs-Halteposition in die Axialsicherungs-Freigabeposition ermöglicht.
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Mittels einer derart ausgeführten Axialsicherung ist eine hohe Zuverlässigkeit der Funktion der Axialsicherung erreichbar. Während eines Transports der Sicherungseinheit, z.B. in einer Munition, bleibt die Axialsicherung trotz der während des Transports auftretenden Kräfte auf die Axialsicherung sicher in der Axialsicherungs-Halteposition. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Axialsicherung bei einem Abschuss der Munition nicht löst, ist weiterhin sehr gering. Die Axialsicherung selbst und auch die gesamte Sicherungseinheit ist günstig herstellbar und schnell montierbar.
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In einer weiteren Ausführungsform der Sicherungseinheit ist das Rotationselement im Wesentlichen kugelförmig ausgeführt.
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Durch das ausgelenkte Rotationselement mit angeordnetem Detonator ergeben sich ungleiche Massenschwerpunktlagen des Rotationselementes gegenüber der Sicherungseinheitsachse. Aufgrund dieser ungleichen Verteilung ergeben sich Massenträgheitsmomente, die eine selbsttätige Bewegung des Rotationselementes von der ersten in die zweite Rotationselement-Position allein aufgrund der während des Fluges der Munition auftretenden Kräfte auf das Rotationselement ermöglicht. Mit im Wesentlichen kugelförmig ist in diesem Zusammenhang gemeint, dass von der kugelförmigen Form abgewichen werden kann, solange die Möglichkeit der selbsttätigen Bewegung des Rotationselementes von der ersten in die zweite Rotationselement-Position gewährleistet bleibt.
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Der verformbare Bereich umfasst bevorzugterweise ein s-förmiges Metallband.
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Ein derartiger verformbarer Bereich ist einfach und günstig herstellbar. Weiterhin sind die zur Verformung eines solchen s-förmiges Metallbandes benötigten Kräfte einfach und sehr genau berechenbar, so dass zum einen die Auslegung der Axialsicherung erleichtert ist, und so dass zum anderen das Risiko einer Fehlfunktion der Axialsicherung minimierbar ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Sicherungseinheit sind das Rotationselement, die Axialsicherung und die Rotationssicherung im Wesentlichen in einem Abschlusskörper angeordnet. Der Abschlusskörper weist eine Nut auf, wobei die Axialsicherung in der Nut angeordnet ist. Die Nut weist einen Nut-Haltebereich und einen Nutgrund auf. Der Nut-Haltebereich und der Nutgrund sind im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Zwischen dem Nutgrund und dem Nut-Haltebereich ist eine Haltekante ausgebildet. Die Axialsicherung weist einen Grundkörper auf, wobei das Metallband mit dem Grundkörper verbunden oder an dem Grundkörper ausgebildet ist. Der Grundkörper ist in der Nut geführt. Das Metallband liegt in der Axialsicherungs-Halteposition zumindest teilweise auf dem Nut-Haltebereich auf, wobei durch die Axialkraft und eine Massenträgheit der Axialsicherung das Metallband biegbar ist, so dass sich der Grundkörper entgegen der Axialkraft in der Nut bewegt und das Metallband auf der Haltekante entlanggleitet. Der Grundkörper kontaktiert in der Axialsicherungs-Freigabeposition den Nutgrund.
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Die Herstellung der Axialsicherung wird auf diese Weise weiter vereinfacht. Weiterhin wird die Robustheit der Axialsicherung während des Einsatzes der Axialsicherung erhöht. Die Axialsicherung ist insbesondere einteilig ausführbar. Denkbar wäre auch, das Metalband mittels zum Beispiel eines Lötverfahrens mit dem Grundkörper zu verbinden. Auch ein derartiger Abschlusskörper ist einfach herstellbar, insbesondere mittels weniger spanabhebender Verfahrensschritte und / oder mittels eines einfachen Gießverfahrens.
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Die Axialsicherung ist in einer alternativen Ausführungsform der Sicherungseinheit im Bereich des Metallbandes mit einem Abschlusskörper, insbesondere im Bereich einer Nut des Abschlusskörpers, verbunden, insbesondere befestigt. Alternativ zur getrennten Ausbildung von Axialsicherung und Abschlusskörper ist somit denkbar, dass das Metallband an dem Abschlusskörper, insbesondere im Bereich der Nut, fixiert ist. In diesem Falle gleitet das Metallband nicht über die Haltekante hinweg, wenn sich die Axialsicherung von der Axialsicherungs-Halteposition in die Axialsicherungs-Freigabeposition bewegt, sondern es erfolgt nur die plastische und/oder elastische Deformation des Metallbandes. Die Fixierung des Metallbandes an dem Abschlusskörper könnte zum Beispiel mittels Löten oder Schweißen erzeugt werden.
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Die Axialsicherung weist in einer weiteren Ausführungsform der Sicherungseinheit eine Nase auf. Die Nut weist weiterhin einen Freigabebereich auf. Die Nase der Axialsicherung greift in der Axialsicherungs-Halteposition in den ersten Haltebereich des Rotationselements ein. Die Nase der Axialsicherung ist in der Axialsicherungs-Freigabeposition in dem Freigabebereich der Nut angeordnet.
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Mittels dieser Nase kann das Rotationselement sicher in der ersten Halteposition gehalten werden, z.B. bei einem Transport der Sicherungseinheit, so dass bei einem Transport keine unerwünschte Zündung der Detonatorladung mittels des Zündelementes erfolgen kann. Der erste Haltebereich und die Nase sind dabei aneinander angepasst, wobei der erste Haltebereich als Ausnehmung im Rotationselement eine der Nase zumindest sehr ähnliche, wenn nicht gar gleiche Form aufweist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Sicherungseinheit weist die Rotationssicherung ein Blockierelement auf. Das Blockierelement ist von einer Blockierelement-Halteposition in eine Blockierelement-Freigabeposition bewegbar, wobei sich die Rotationssicherung in einem gesicherten Zustand befindet, wenn das Blockierelement in der Blockierelement-Halteposition angeordnet ist. Das Blockierelement greift in einen zweiten Haltebereich des Rotationselements ein, wenn sich die Rotationssicherung in dem gesicherten Zustand befindet, so dass das Rotationselement mittels der Rotationssicherung in der bestimmten, ersten Rotationselement-Position gehalten wird. Die Rotationssicherung befindet sich in einem gelösten Zustand, wenn das Blockierelement in der Blockierelement-Freigabeposition angeordnet ist.
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Die geforderte Bereitstellung zweier unabhängig funktionierender und funktional isolierter Sicherheitssysteme wird insbesondere durch die Ausbildung des vom ersten Haltereich getrennt, insbesondere beabstandet, im Rotationselement ausgebildeten zweiten Haltebereich erreicht. Z.B. sind der erste Haltebereich und der zweite Haltebereich auf zwei, einander gegenüberliegenden Seiten des Rotationselementes angeordnet und / oder ausgebildet.
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Die Rotationssicherung weist vorteilhafterweise eine Verzögerungseinheit auf. Mittels der Verzögerungseinheit ist die Bewegung des Blockierelementes von der Blockierelement-Halteposition in die Blockierelement-Freigabeposition zeitlich verzögerbar.
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Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Detonatorladung nicht zu früh, z.B. in einem Waffenrohr oder zu nah an einer Waffe mittels des Zündelementes gezündet wird. Insbesondere durch die Verzögerungseinheit kann somit die sogenannte Vorrohrsicherheit erreicht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Sicherungseinheit weist die Verzögerungseinheit ein Bandelement auf. Das Blockierelement ist als ein Stift ausgeführt, wobei mittels des sich in einem aufgewickelten Zustand befindenden Bandelements eine Bewegung des Stiftes blockierbar ist. Das Bandelement ist durch die Fliehkraft abwickelbar. In einem abgewickelten Zustand des Bandelementes ist eine Bewegung des Stiftes ermöglicht, wobei dann der Stift durch die Fliehkraft aus dem Rotationselement herausbewegbar ist, und somit die Rotationssicherung lösbar ist.
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Mittels des Bandelementes in Kombination mit dem Stift ist eine sehr robuste und wenig fehleranfällige Ausführung der Verzögerungseinheit und des Blockierelementes ermöglicht.
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Die Verzögerungseinheit weist in einer weiteren Ausführungsform der Sicherungseinheit eine Zahnstange und zumindest ein Zahnrad auf. Die Zahnstange ist mit dem Blockierelement gekoppelt. Die Zahnstange und das zumindest eine Zahnrad stehen in Eingriff miteinander. Mittels der Zahnstange und dem zumindest einen Zahnrad ist eine, der Fliehkraft entgegengesetzte Kraft auf das Blockierelement aufbringbar, so dass eine Bewegung des Blockierelementes von der Blockierelement-Halteposition in die Blockierelement-Freigabeposition kontinuierlich zeitlich verzögerbar ist.
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Mittels der Zahnstange und dem zumindest einen Zahnrad ist eine besonders genaue Steuerung der Bewegung des Blockierelementes von der Blockierelement-Halteposition in die Blockierelement-Freigabeposition ermöglicht.
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In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Sicherungseinheit weist die Verzögerungseinheit eine erste Kammer und eine zweite Kammer auf. Ein Fluid ist durch die Fliehkraft von der ersten Kammer in die zweite Kammer bewegbar. Das Blockierelement ist von der Blockierelement-Halteposition in die Blockierelement-Freigabeposition bewegbar, wenn sich das Fluid in der zweiten Kammer befindet und / oder die Bewegung des Fluids von der ersten Kammer in die zweite Kammer und das Bewegen des Blockierelements von der Blockierelement-Halteposition in die Blockierelement-Freigabeposition erfolgt gleichzeitig.
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Mittels der ersten Kammer, der zweiten Kammer und dem Fluid ist ebenso eine genaue Steuerung der Bewegung des Blockierelementes von der Blockierelement-Halteposition in die Blockierelement-Freigabeposition ermöglicht. Die beiden Kammern sind mechanisch einfach ausführ- und herstellbar.
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Das Blockierelement ist in einer weiteren Ausführungsform der Sicherungseinheit mittels der Verzögerungseinheit arretierbar. Die Bewegung des Blockierelements wird durch die Fliehkraft von der Blockierelement-Halteposition in die Blockierelement-Freigabeposition, nämlich aus dem Rotationselement heraus, mittels der Verzögerungseinheit nach einer programmierten Zeitverzögerung und / oder nach einer Verzögerung auf Basis von Parametern wie einer Fluggeschwindigkeit, einer Drallgeschwindigkeit und / oder einer Druckdifferenz ermöglicht.
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Somit ist der Zeitpunkt des Lösens der Rotationssicherung besonders genau steuerbar.
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Die Rotationssicherung und / oder die Axialsicherung umfasst vorteilhafterweise einen metallischen und / oder polymeren Werkstoff.
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Derartige Werkstoffe weisen die zur Funktion der Rotationssicherung und / oder der Axialsicherung notwendigen Eigenschaften auf, und sind des Weiteren gut verfügbar und wirtschaftlich rentabel zu beschaffen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch eine Verwendung der oben beschriebenen Sicherungseinheit in einem Bodenzünder, einem Kopfzünder und / oder in einer Munition des Kalibers 12,7 mm oder größer gelöst.
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Mittels der Sicherungseinheit sind Bodenzünder, Kopfzünder und / oder Munition des Kalibers 12,7 mm oder größer mit erhöhter Zuverlässigkeit und weiterhin günstig herstellbar. Die Bodenzünder, die Kopfzünder und / oder die Munition des Kalibers 12,7 mm oder größer sind weiterhin schnell montierbar.
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Weiterhin wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Verfahren zur Aktivierung eines Zünders einer Munition mit einer oben beschriebenen Sicherungseinheit gelöst, wobei das Verfahren die folgenden sequentiellen Schritte umfasst:
- a) Zünden einer Treibladung der Munition,
- b) Lösen der Axialsicherung durch zumindest teilweise plastische und / oder elastische Verformung der Axialsicherung,
- c) Drallerzeugung in dem Geschoss der Munition bis zu einer maximalen Drehgeschwindigkeit,
- d) Lösen der Rotationssicherung, und
- e) Bewegen des Rotationselements aus der ersten Rotationselement-Position in die zweite Rotationselement-Position.
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Anschließend ist die Detonatorladung mittels des Zündelementes entzündbar, wobei bei einer Detonierung der Detonatorladung eine Wirkladung der Munition zur Explosion gebracht wird.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Sicherungseinheit für einen Zünder, die erfindungsgemäße Verwendung der Sicherungseinheit und das erfindungsgemäße Verfahren zur Aktivierung eines Zünders mit dieser Sicherungseinheit in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Es darf hierzu zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sicherungseinheit für einen Zünder, eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verwendung der Sicherungseinheit und eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aktivierung eines Zünders mit dieser Sicherungseinheit anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert bzw. beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
- 1 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Sicherungseinheit für einen Zünder in einer dreidimensionalen Schnittansicht,
- 2 in schematischer Explosivdarstellung das Ausführungsbeispiel der Sicherungseinheit für einen Zünder nach 1,
- 3a in schematischer Darstellung eine Axialsicherung der Sicherungseinheit für einen Zünder in einer Seitenansicht, und
- 3b in schematischer Darstellung die Axialsicherung der Sicherungseinheit für einen Zünder in einer dreidimensionalen Ansicht.
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1 und 2 zeigen eine Sicherungseinheit 1 für einen Zünder 2 umfassend ein Zündelement 3, ein Rotationselement 4 umfassend eine Detonatorladung 5, eine Axialsicherung 6 und eine Rotationssicherung 7. 1 zeigt die Sicherungseinheit 1 in einer dreidimensionalen Schnittansicht, wobei ein 90° umfassender, teilzylindrisch ausgeführter Bereich der im Wesentlichen zylindrisch ausgeführten Sicherungseinheit 1 in der Darstellung weggelassen bzw. herausgeschnitten ist. In 2 werden für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen wie zu 1 verwendet.
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Das Rotationselement 4 wird vom Fachmann auch als Zündkettensperre bezeichnet. Das Rotationselement 4 ist mittels der Axialsicherung 6 in einer bestimmten, ersten Rotationselement-Position 4.1 haltbar. Das Rotationselement 4 ist mittels der Rotationssicherung 7 ebenfalls in der bestimmten, ersten Rotationselement-Position 4.1 haltbar. Die Detonatorladung 5 ist in der bestimmten, ersten Rotationselement-Position 4.1 durch eine Wandung 8 des Rotationselements 4 vor einer Entzündung durch das Zündelement 3 geschützt. Die Axialsicherung 6 ist ausgebildet, durch eine Axialkraft, insbesondere durch die bei Abschuss einer die Sicherungseinheit 1 aufweisenden Munition auftretende, axiale Beschleunigungskraft, gelöst zu werden. Die Rotationssicherung 7 ist ausgebildet, durch eine Fliehkraft, insbesondere die bei drallstabilisierten Geschossen auftretende Fliehkraft, gelöst zu werden. Die Axialsicherung 6 und die Rotationssicherung 7 sind ausgebildet, die Bewegung des Rotationselements 4 in eine bestimmte, zweite Rotationselement-Position 4.2 zu ermöglichen, wenn beide Sicherungen 6 und 7 gleichzeitig gelöst sind. Die Detonatorladung 5 ist in der bestimmten, zweiten Rotationselement-Position 4.2 mittels des Zündelements 3 zündbar. Das Zündelement 3 ist Teil des Zünders 2, wobei weitere Bauteile des Zünders 2 der Übersichtlichkeit halber hier nicht dargestellt sind.
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Das Zündelement 3 weist z. B. eine Anstechnadel auf und / oder ist als Anstechnadel ausgebildet, wobei mittels einer Spitze der Anstechnadel die Detonatorladung 5 initierbar ist. Alternativ ist denkbar, dass das Zündelement 3 als ein elektronisches Zündelement ausgeführt ist. Die Detonatorladung 5 ist beispielsweise zylindrisch ausgeführt. Die Detonatorladung 5 bildet weiterhin auf zumindest einer Seite des Rotationselementes 4 eine Oberfläche des Rotationselementes 4. 1 zeigt das Rotationselement 4 in der ersten Rotationselement-Position 4.1 mit durchgezogenen Linien. Die zweite Rotationselement-Position 4.2 ist in 1 durch eine gestrichelte Darstellung des die Oberfläche des Rotationselementes 4 bildenden Teils der Detonatorladung 5 symbolisiert. Die Detonatorladung 5 ist dann z.B. durch eine Bewegung des Zündelementes 3 auf die Detonatorladung 5 zu und eine so erzeugbare Kraft zwischen dem Zündelement 3 und der Detonatorladung 5 zündbar. Wenn die Sicherungseinheit 1 im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt ist, könnte die Bewegung des Zündelements 3 in einer Richtung einer Achse der im Wesentlichen zylindrisch ausgeführten Sicherungseinheit 1 erfolgen.
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Die Axialsicherung 6 ist von einer Axialsicherungs-Halteposition 6.1 in eine Axialsicherungs-Freigabeposition 6.2 bewegbar, wobei sich die Axialsicherung 6 in einem gesicherten Zustand befindet, wenn die Axialsicherung 6 in der Axialsicherungs-Halteposition 6.1 angeordnet ist. Die Axialsicherung 6 greift in einen ersten Haltebereich 4.3 des Rotationselements 4 ein, wenn sich die Axialsicherung 6 in dem gesicherten Zustand befindet, so dass das Rotationselement 4 mittels der Axialsicherung 6 in der bestimmten, ersten Rotationselement-Position 4.1 gehalten wird. Die Axialsicherung 6 befindet sich in einem gelösten Zustand, wenn die Axialsicherung 6 in der Axialsicherungs-Freigabeposition 6.2 angeordnet ist. Die Axialsicherung 6 weist einen verformbaren Bereich 6.3 auf, wobei der verformbare Bereich 6.3 durch die Axialkraft plastisch und / oder elastisch verformbar ist. Nach und / oder während der Verformung des verformbaren Bereichs 6.3 ist eine Bewegung der Axialsicherung 6 von der Axialsicherungs-Halteposition 6.1 in die Axialsicherungs-Freigabeposition 6.2 ermöglicht.
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Das Rotationselement 4 ist im Wesentlichen kugelförmig ausgeführt. Zwei einander gegenüberliegende Seiten des im Wesentlichen kugelförmig ausgeführten Rotationselements 4 könnten abgeflacht ausgeführt sein, wobei eine Ausrichtung der so entstehenden Flächen dann z.B. parallel zu einer Achse der dann zylindrisch ausgeführten Detonatorladung 5 ist. Denkbar wäre auch der Einsatz eines Rotationselementes 4 mit einer anderen Form, wie z.B. einer Zylinderform.
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In 3a und in 3b ist jeweils in schematischer Darstellung die Axialsicherung 6 der Sicherungseinheit 1 für den Zünder 2 dargestellt, in 3a in einer Seitenansicht, und in 3b in einer dreidimensionalen Ansicht. Der verformbare Bereich 6.3 umfasst ein s-förmiges Metallband 6.4.
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Das Rotationselement 4, die Axialsicherung 6 und die Rotationssicherung 7 sind im Wesentlichen in einem Abschlusskörper 9 angeordnet. Denkbar ist dabei auch, dass das Rotationselement 4, die Axialsicherung 6 und / oder die Rotationssicherung 7 zumindest teilweise, unter Umständen zeitweise außerhalb des Abschlusskörpers 9 angeordnet ist / sind. Der Abschlusskörper 9 weist eine Nut 9.1 auf, wobei die Axialsicherung 6 in der Nut 9.1 angeordnet ist. Die Nut 9.1 weist einen Nut-Haltebereich 9.2 und einen Nutgrund 9.3 auf. Der Nut-Haltebereich 9.2 und der Nutgrund 9.3 sind im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Zwischen dem Nutgrund 9.3 und dem Nut-Haltebereich 9.2 ist eine Haltekante 9.4 ausgebildet. Die Axialsicherung 6 weist einen Grundkörper 6.5 auf, wobei das Metallband 6.4 mit dem Grundkörper 6.5 verbunden oder an dem Grundkörper 6.5 ausgebildet ist. 1 bis 3b zeigen eine einteilige Ausführung der Axialsicherung 6. Denkbar wäre auch, dass der verformbare Bereich 6.3, insbesondere das s-förmige Metallband 6.4, mit dem Rest der Axialsicherung 6 mittels z.B. einer Lötverbindung verbunden ist. Der Grundkörper 6.5 ist in der Nut 9.1 geführt. Das Metallband 6.4 liegt in der Axialsicherungs-Halteposition 6.1 zumindest teilweise auf dem Nut-Haltebereich 9.2 auf, wobei durch die Axialkraft, insbesondere durch die bei Abschuss einer die Sicherungseinheit 1 aufweisenden Munition auftretende, axiale Beschleunigungskraft, und eine Massenträgheit der Axialsicherung 6 das Metallband 6.4 biegbar ist, so dass sich der Grundkörper 6.5 entgegen der Axialkraft in der Nut 9.1 bewegt und das Metallband 6.4 auf der Haltekante 9.4 entlanggleitet. Das Metallband 6.4 kontaktiert den Nutgrund 9.3 ab dem Zeitpunkt nachdem das Metallband 6.4 während der Bewegung der Axialsicherung 6 von der Axialsicherungs-Halteposition 6.1 in die Axialsicherungs-Freigabeposition 6.2 mit einem Ende über die Haltekante 9.4 hinweggeglitten ist.
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Alternativ zur getrennten Ausbildung von Axialsicherung 6 und Abschlusskörper 9 ist denkbar, dass das Metallband 6.4 an dem Abschlusskörper 9, insbesondere im Bereich der Nut 9.1, fixiert ist. In diesem Falle gleitet das Metallband 6.4 nicht über die Haltekante 9.4 hinweg, wenn sich die Axialsicherung 6 von der Axialsicherungs-Halteposition 6.1 in die Axialsicherungs-Freigabeposition 6.2 bewegt, sondern es erfolgt nur die plastische und/oder elastische Deformation des Metallbandes 6.4.
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Die Axialsicherung 6 weist eine Nase 6.6 auf. Die Nut 9.1 weist weiterhin einen Freigabebereich 9.5 auf. Die Nase 6.6 der Axialsicherung 6 greift in der Axialsicherungs-Halteposition 6.1 in den ersten Haltebereich 4.3 des Rotationselements 4 ein. Die Nase 6.6 der Axialsicherung 6 ist in der Axialsicherungs-Freigabeposition 6.2 in dem Freigabebereich 9.5 der Nut 9.1 angeordnet.
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Wenn die Nase 6.6 der Axialsicherung 6 in dem Freigabebereich 9.5 der Nut 9.1 angeordnet ist, greift die Nase 6.6 nicht in den ersten Haltebereich 4.3 des Rotationselements 4 ein. 1 zeigt die Axialsicherung 6 in der Axialsicherungs-Halteposition 6.1 mit durchgezogenen Linien. 1 zeigt weiterhin die Nase 6.6 der Axialsicherung 6 in der Axialsicherungs-Freigabeposition 6.2 mit gestrichelten Linien.
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Die Rotationssicherung 7 weist ein Blockierelement 7.1 auf. Das Blockierelement 7.1 ist von einer Blockierelement-Halteposition 7.2 in eine Blockierelement-Freigabeposition 7.3 bewegbar, wobei sich die Rotationssicherung 7 in einem gesicherten Zustand befindet, wenn das Blockierelement 7.1 in der Blockierelement-Halteposition 7.2 angeordnet ist. Das Blockierelement 7.1 greift in einen zweiten Haltebereich 4.4 des Rotationselements 4 ein, wenn sich die Rotationssicherung 7 in dem gesicherten Zustand befindet, so dass das Rotationselement 4 mittels der Rotationssicherung 7 in der bestimmten, ersten Rotationselement-Position 4.1 gehalten wird. Die Rotationssicherung 7 befindet sich in einem gelösten Zustand, wenn das Blockierelement 7.1 in der Blockierelement-Freigabeposition 7.3 angeordnet ist.
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1 zeigt das Blockierelement 7.1 in der Blockierelement-Halteposition 7.2 mit durchgezogenen Linien. 1 zeigt weiterhin das Blockierelement 7.1 in der Blockierelement-Freigabeposition 7.3 mit gestrichelten Linien.
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Die Rotationssicherung 7 weist eine Verzögerungseinheit 7.4 auf. Mittels der Verzögerungseinheit 7.4 ist die Bewegung des Blockierelementes 7.1 von der Blockierelement-Halteposition 7.2 in die Blockierelement-Freigabeposition 7.3 zeitlich verzögerbar.
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Die Verzögerungseinheit 7.4 weist ein Bandelement 7.5 auf. Das Blockierelement 7.1 ist als ein Stift 7.6 ausgeführt, wobei mittels des sich in einem aufgewickelten Zustand befindenden Bandelementes 7.5 eine Bewegung des Stiftes 7.6 blockierbar ist. Das Bandelement 7.5 ist durch die Fliehkraft abwickelbar. In einem abgewickelten Zustand des Bandelementes 7.5 ist eine Bewegung des Stiftes 7.6 ermöglicht, wobei dann der Stift 7.6 durch die Fliehkraft aus dem Rotationselement 4 herausbewegbar ist, und somit die Rotationssicherung 7 lösbar ist.
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Der Stift 7.6 ist z.B. zylindrisch ausgeführt. Das Bandelement 7.5 weist einen Ring 7.5.1, ein Federband 7.5.2 und ein Sicherungsband 7.5.3 auf. Aufgrund einer Rotationsbewegung der Sicherungseinheit 1, insbesondere aufgrund der Rotationsbewegung eines die Sicherungseinheit 1 aufweisenden Geschosses, löst sich das Sicherungsband 7.5.3 und das mit dem Ring 7.5.1 verbundene Federband 7.5.2 wickelt sich ab. Sobald der Ring 7.5.1 sich genügend deformiert hat, wird das Blockierelement 7.1, insbesondere der Stift 7.6, in die Blockierelement-Freigabeposition 7.2 geführt, da das Blockierelement 7.1, insbesondere der Stift 7.6, dann nicht mehr entgegen der Fliehkraft von dem Ring 7.5.1 in der Blockierelement-Halteposition 7.3 gehalten wird.
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Die Verzögerungseinheit 7.4 könnte auch eine Zahnstange und zumindest ein Zahnrad aufweisen. Eine solche Zahnstange ist dann mit dem Blockierelement 7.1 gekoppelt. Die Zahnstange und das zumindest eine Zahnrad stehen in Eingriff miteinander. Mittels der Zahnstange und dem zumindest einen Zahnrad ist dann eine, der Fliehkraft entgegengesetzte Kraft auf das Blockierelement 7.1 aufbringbar, so dass eine Bewegung des Blockierelementes 7.1 von der Blockierelement-Halteposition 7.2 in die Blockierelement-Freigabeposition 7.3 kontinuierlich zeitlich verzögerbar ist.
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Die Verzögerungseinheit 7.4 könnte weiterhin eine erste Kammer und eine zweite Kammer aufweisen. Ein Fluid ist dann durch die Fliehkraft von der ersten Kammer in die zweite Kammer bewegbar. Das Blockierelement 7.1 ist von der Blockierelement-Halteposition 7.2 in die Blockierelement-Freigabeposition 7.3 bewegbar, wenn sich das Fluid in der zweiten Kammer befindet und / oder die Bewegung des Fluids von der ersten Kammer in die zweite Kammer und das Bewegen des Blockierelementes 7.1 von der Blockierelement-Halteposition 7.2 in die Blockierelement-Freigabeposition 7.3 erfolgt gleichzeitig.
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Das Blockierelement 7.1 ist z.B. auch mittels der Verzögerungseinheit 7.4 arretierbar. Die Bewegung des Blockierelemenets 7.1 wird durch die Fliehkraft von der Blockierelement-Halteposition 7.2 in die Blockierelement-Freigabeposition 7.3, nämlich aus dem Rotationselement 4 heraus, mittels der Verzögerungseinheit 7.4 dann nach einer programmierten Zeitverzögerung und / oder nach einer Verzögerung auf Basis von Parametern wie einer Fluggeschwindigkeit, einer Drallgeschwindigkeit und / oder einer Druckdifferenz ermöglicht.
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Die Rotationssicherung 7 und / oder die Axialsicherung 6 umfasst vorteilhafterweise einen metallischen und / oder polymeren Werkstoff.
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Die beschriebene Sicherungseinheit 1 wird z.B. in einem Bodenzünder, einem Kopfzünder und / oder in einer Munition des Kalibers 12,7 mm oder größer verwendet.
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Ein Verfahren zur Aktivierung des Zünders 2 einer Munition mit einer oben beschriebenen Sicherungseinheit 1 umfasst die folgenden sequentiellen Schritte:
- a) Zünden einer Treibladung der Munition,
- b) Lösen der Axialsicherung 6 durch zumindest teilweise plastische und / oder elastische Verformung der Axialsicherung 6,
- c) Drallerzeugung in dem Geschoss der Munition bis zu einer maximalen Drehgeschwindigkeit,
- d) Lösen der Rotationssicherung 7, und
- e) Bewegen des Rotationselementes 4 aus der ersten Rotationselement-Position 4.1 in die zweite Rotationselement-Position 4.2.
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Die Munition wird zum Beispiel aus einem Waffenrohr abgeschossen. Das Lösen der Rotationssicherung 7 erfolgt bevorzugterweise erst dann, wenn das Geschoss der Munition das Waffenrohr bereits verlassenen hat und sich in einer Entfernung zum Waffenrohr befindet in welcher das Waffenrohr selbst und / oder die zugehörige Waffe nicht mehr durch die Detonation der Wirkladung des Geschosses beschädigbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sicherungseinheit
- 2
- Zünder
- 3
- Zündelement
- 4
- Rotationselement
- 4.1
- erste Rotationselement-Position
- 4.2
- zweite Rotationselement-Position
- 4.3
- erster Haltebereich
- 4.4
- zweiter Haltebereich
- 5
- Detonatorladung
- 6
- Axialsicherung
- 6.1
- Axialsicherungs-Halteposition
- 6.2
- Axialsicherungs-Freigabeposition
- 6.3
- verformbarer Bereich
- 6.4
- s-förmiges Metallband
- 6.5
- Grundkörper
- 6.6
- Nase
- 7
- Rotationssicherung
- 7.1
- Blockierelement
- 7.2
- Blockierelement-Halteposition
- 7.3
- Blockierelement-Freigabeposition
- 7.4
- Verzögerungseinheit
- 7.5
- Bandelement
- 7.5.1
- Ring
- 7.5.2
- Federband
- 7.5.3
- Sicherungsband
- 7.6
- Stift
- 8
- Wandung
- 9
- Abschlusskörper
- 9.1
- Nut
- 9.2
- Nut-Haltebereich
- 9.3
- Nutgrund
- 9.4
- Haltekante
- 9.5
- Freigabebereich
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0129679 [0002]
- US 3839963 [0002]
- US 3595169 [0004]
- US 4242963 [0006]
