-
Elektrischer Munitionszünder, insbesondere für Handgranaten Die Erfindung
betrifft einen elektrischen Munitionszünder, insbesondere für Handgranaten, welcher
eine durch Schlag- oder Trägheitswirkung belastbare piezoelektrische Zelle aufweist,
in der bei Be- und bei Entlastung einander entgegengesetzt gepolte Ladungen erzeugt
werden, von denen eine gespeichert und zur Zündung einer Detonatorkapsel benutzt
wird.
-
Es sind elektrische Zünder bekannt, die als Zündgenerator eine piezoelektrische
Zelle aufweisen, in der durch Druck oder Schlag eine Spannung erzeugt wird. Diese,
beispielsweise durch eine auf der Zelle aufliegende Masse beim Abschuß durch Trägheitswirkung
erzeugte Ladung kann in einem Kondensator gespeichert werden, damit sie später zum
Zünden der Detonatorkapsel bereitsteht. Um einen Abbau dieser Ladung durch die während
der Geschoßverzögerung, d. h. in der Entlastungsphase entstehende, entgegengesetzt
gepolte Ladung zu verhindern, wird in bekannter Weise ein Schalter verwendet, der
am Ende der Belastungsphase geöffnet wird. Es sind aber auch Generatoren dieser
Art bekannt, bei denen die Entlastung und damit eine Umladung mittels Klemmglieder
od. dgl. unterbunden wird. Schließlich ist es auch bekannt, über einen Schalter,
eine Schaltfunkenstrecke oder eine Diode die bei der Belastung entstehende Ladung
abzubauen, d. h. zu vernichten, so daß nach der Entlastung an der piezoelektrischen
Zelle die bei der Entlastung entstehende Ladung zur Zündung zur Verfügung steht.
Bei allen vorgenannten Einrichtungen wird somit jeweils nur eine der beiden entgegengesetzten
Ladungen ausgenutzt, während die andere vernichtet wird oder ungenutzt an der Zelle
stehenbleibt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Zünder, insbesondere
für Handgranaten, zu schaffen, bei dem beide in einer piezoelektrischen Zelle jeweils
bei ihrer Be- und Entlastung erzeugten, einander entgegengesetzt gepolten Ladungen
ausgenutzt werden, und zwar für unterschiedliche Zwecke, der weiterhin dem Werfer
ein Höchstmaß an Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Losgehen im Nahbereich bietet
und der schließlich eine vielseitige Anwendbarkeit ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß soll hierzu bei einem eingangs beschriebenen Zünder
die piezoelektrische Zelle über Schaltglieder so mit einem pyrotechnischen Brennsatz
verbunden sein, daß die bei der Belastung der Zelle erzeugte Ladung zur Entzündung
dieses Brennsatzes bzw. einer diesem zugeordneten elektrischen Initialkapsel dient,
während die bei der Entlastung der Zelle entstehende Ladung in an sich bekannter
Weise, vornehmlich in der Zelle selbst, gespeichert wird und zur nachfolgenden Zündung
einer Detonatorkapsel zur Verfügung steht.
-
Durch den Brennsatz sind beispielsweise zeitverzögert Schaltmittel
steuerbar, die ihrerseits nach Ablauf einer Sicherheitszeitspanne eine Kurzschlußbrücke
im Zündstromkreis öffnen und dann erst an Stelle dieser Brücke die Detonatorkapsel
in den Zündstromkreis einschalten. Weiterhin kann von diesem Brennsatz, z. B. nach
völligem Durchbrennen, unabhängig vom Aufschlag der Granate eine Zündung der Detonatorkapsel
herbeigeführt werden. Zum Schließen des Zündstromkreises von der piezoelektrischen
Zelle zu der erst verzögert zugeschalteten Detonatorkapsel kann einerseits ein an
sich bekannter Aufschlagschalter, andererseits ein über den Brennsatz auslösbarer,
zeitverzögert ansprechender, beispielsweise durch Ionisation einer Schaltfunkenstrecke
schließbarer Zeitschalter dienen.
-
Ein Zünder vorgenannter Art, dessen Einzelmerkmale in nachfolgender
Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert
sind, ist in seinem Grundaufbau nicht nur für Wurfgranaten geeignet, sondern unter
entsprechender Abwandlung des Generatorteiles auch für abschließbare Munition verwendbar,
die einerseits neben der erforderlichen Vorrohr- bzw Maskensicherheit absolut allseits
aufschlagansprechempfindlich, andererseits aber auch zeitgesteuert zündbar sein
soll. Es zeigt F i g. 1 eine Draufsicht einer Handgranate mit einem Zünder nach
der Erfindung, F i g. 2 eine Schnittansicht des Zünders nach der Linie II-11 in
F i g. 1, F i g. 3 a bis 3 e einen Schaltplan des Zünders in verschiedenen Phasen
des Funktionsablaufs des Zünders,
F i g. 4 eine vertikal auseinandergezogene,
perspektivische Ansicht einer Handgranate mit einem Zünder nach F i g. 1 bis 3.
-
Nach F i g. 1 sitzt auf einem Splitterkörper 1 ein Zünderkopf 2, welcher
mit einer Platte 3 abgedeckt ist. Die Platte 3 weist eine Achse 4 auf, in die ein
Bügel 5 eingehängt ist. Der Bügel 5 wird in der Ausgangsstellung durch einen Splint
6 im Zünderkopf 2 festgehalten. Ein Ring 7 dient zum Herausziehen des Splintes 6
aus dem Kopf 2, d. h. zum Entsichern des Bügels 5.
-
In F i g. 2 ist der faßförmige Splitterkörper 1 nur in seinen Umrissen
angedeutet. In ihm ist der Zünderkopf 2 mittels eines Gewindestutzens 9 eingeschraubt.
Im Innern des Gewindestutzens 9 und eines daran anschließenden zylindrischen Ansatzes
10 ist eine Detonatorladung 8 untergebracht. über der Detonatorladung 8 ist in einem
Rotor 11 eine Detonatorkapsel 12 vorgesehen. Die dargestellte Lage dieser Detonatorkapsel
12 entspricht der Ausgangsstellung, die der Rotor 11 vor dem Entsichern und Abwerfen
des Bügels 5 einnimmt. Vom Rotor 11 führt ein enger Zündkanal 13 zur
Detonatorladung B. Ferner ist im Zünderkopf 2 noch ein Brennsatz 14 vorgesehen,
der am Ende eine Schaltfunkenstrecke 15 aufweist.
-
Auf der anderen Seite des Zünderkopfes 2 ist eine piezoelektrische
Zelle 16 angeordnet, die mit ihrem Kopf aus der Platte 3 hervorragt. Ihr benachbart
ist, um eine Achse 17 schwenkbar, ein Schlaghammer 18 gelagert, der unter der Vorspannung
einer Feder 19 in der Ausgangslage am Bügel 5 anliegt. Der Schlaghammer 18 weist
eine Schlagplatte 20 auf, die bei Entfernung des Bügels 5 auf den Kopf der Zelle
16 aufschlägt.
-
In den Schaltplänen des Zünders nach F i g. 3 a bis 3 e ist die piezoelektrische
Zelle wiederum mit 16, die Detonatorkapsel mit 12 bezeichnet. Parallel geschaltet
zur Zelle 16 liegt eine Reihenschaltung eines Schaltgliedes 21, vorzugsweise
eine Diode, und einer Initialkapsel 22 für den bereits erwähnten pyrotechnischen
Brennsatz 14. Ferner sind noch weitere, als Schalter dargestellte Glieder vorgesehen,
so ein allseits empfindlicher Aufschlagschalter 23 und mit diesem in Reihe ein Ausschalter
24. Letztgenannter Ausschalter 24 dient dazu, wahlweise den Aufschlagschalter 23
auf Wunsch unwirksam machen zu können. Parallel zu diesen beiden Schaltern 23,
24 liegt ein Zeitschalter 25, der zeitverzögert schließt, nämlich, gerechnet
vom Auftreffen der Schlagplatte 20 auf der Zelle 16 an, nach etwa 4,5 Sekunden.
Dieser Zeitschalter 25 wird beispielsweise durch die vorerwähnte Schaltfunkenstrecke
15 gebildet, die ionisiert und dadurch leitend wird, wenn sie von den Brenngasen
des Brennsatzes 14 erreicht wird. Schließlich steuert der genannte Brennsatz 14
noch einen Umschalter 26, der zunächst über eine Kurzschlußbrücke 31 den Zündstromkreis
kurzgeschlossen hält und erst nach einer Zeit von etwa 0,7 Sekunden diesen Kurzschluß
öffnet und die Detonatorkapse112 in den Zündstromkreis einschaltet.
-
Sowohl bei der Initialkapsel 22 für den Brennsatz 14 als auch bei
der Detonatorkapsel12 handelt es sich um an sich bekannte elektrische Zündkapseln,
wie sie in Zündstromkreisen mit einer Piezo-Spannungsquelle verwendet werden.
-
Der Umschalter 26 wird, wie aus F i g. 2, insbesondere aber auch F
i g. 4 hervorgeht, durch den Rotor 11 gebildet. Dieser Rotor 11 besteht aus einem
zylindrischen Metallgehäuse, das zwischen zwei runden Isolierstoffscheiben 28, 29
befestigt ist. An einem Achsstummel 32 des Rotors 11 greift eine Feder 27 an, die
bestrebt ist, den Rotor 11 aus der dargestellten Ruhelage in die um 90° im Uhrzeigersinn
verdrehte Scharfstellung zu bewegen. Als Kontaktbahn des Umschalters 26 bzw. für
Anschlußkontakte 33, 34 dient der Metallmantel des Rotors 11. Der Anschlußkontakt
der vom Schalter 26 zur Detonatorkapse112 führenden Leitung wird durch eine isoliert
in den Mantel des Rotors 11 eingesetzte Kontaktplatte 35 gebildet. Diese Kontaktplatte
35 kann der metallische Boden der Detonatorkapsel 12 sein.
-
Zum Festhalten des Rotors 11 in der Ausgangslage dient ein in die
Scheibe 28 eingesetztes Sicherungsglied 30, z. B. ein Stift, der so mit dem
Brennsatz 14 bzw. einem durch diesen verschiebbaren, nicht dargestellten Kolben
zusammenarbeitet, daß der Rotor 11 erst etwa 0,7 Sekunden nach Entzündung des Brennsatzes
14 entriegelt und unter der Kraft der vorgespannten Feder 27 aus der Kurzschluß-Schaltstellung
in die Scharfstellung gedreht wird. Die Entriegelung erfolgt durch Verschieben des
Kolbens unter der Einwirkung des im Brennsatz 14 erzeugten Gasdruckes.
-
In der Ruhestellung ist der Schlaghammer 18 (F i g. 2) entgegen der
Kraft der an ihm angreifenden Feder 19 nach außen geschwenkt und wird in dieser
Stellung durch den in der Achse 4 eingehakten, mittels des Splintes 6 befestigten
Bügel 5 festgehalten. Nach F i g. 3 a ist der Ausschalter 24 geschlossen, der Aufschlagschalter
23 geöffnet. Der Zeitschalter 25 ist ebenfalls offen, und der Umschalter 26 schließt
statt der Detonatorkapsel 12 die Kurzschlußbrücke 31 an den Zündstromkreis an. Vorerst
aber ist in der Zelle 16 noch keine Spannung vorhanden.
-
Wird nunmehr mittels des Ringes 7 (F i g. 1) der Splint 6 gezogen,
so ist die Handgranate entsichert. Es geschieht nichts, solange der Werfende den
Bügel 5 an den Splitterkörper 1 angedrückt hält. Läßt er aber den Bügel 5 los, sei
es, daß er die Handgranate wirft oder aber versehentlich fallen läßt, so schwenkt
die Feder 19 mittels des Schlaghammers 18 den Bügel 5 um die Achse 4. Der Bügel
5 hakt aus der Achse 4 aus und löst sich von der Handgranate. Gleichzeitig aber
schlägt die Schlagplatte 20 auf die piezoelektrische Zelle 16. In dieser
wird eine Ladung erzeugt, die über das Schaltglied 21, z. B. eine Diode, (F i g.
3 a) zur Initialkapsel 22 gelangt und diese entzündet, wobei die Spannung der Zelle
16 weitgehend bzw. vollständig abgebaut wird; der Brennsatz 14 beginnt zu brennen.
Nach dem Aufschlag der Schlagplatte 20 auf die piezoelektrische Zelle 16 ist die
maximale Energie überschritten. Die Zelle 16 wird wieder entlastet, der Restdruck
der Feder 19 ist gegenüber der maximalen Energie beim Aufschlag der Schlagplatte
20 vernachlässigbar klein. In der Zelle 16 wird somit eine durch die Entlastung
hervorgerufene Ladung erzeugt, die in ihrer Polarisation der bei Belastung erzeugten
Ladung entgegengesetzt ist. Diese Spannung wird durch das Schaltglied 21 gesperrt,
d. h. sie könnte nicht über die Initialkapsel 22 abfließen, selbst wenn diese noch
leitend, d. h. durch die Zündung des Brennsatzes 14 nicht zerstört wäre.
-
Läßt der Werfende, wie vorhergehend alternativ angenommen wurde, die
Handgranate fallen, so schlägt sie in einem Zeitraum von wenigen Zehntelsekunden
auf dem Boden auf. Dabei wird der Aufschlagschalter
23 geschlossen.
Dieser Zustand ist in F i g. 3 b festgehalten. Der Strom fließt von der Zelle 16
über die Schalter 23, 24 und den Umschalter 26 über die Kurzschlußbrücke 31. Die
Ladung wird abgebaut, die Handgranate explodiert nicht, d. h., es entsteht ein Blindgänger.
-
Sofern in der besagten Zeit durch irgendwelche Umstände, z. B. durch
Beschuß, die Detonatorkapsel 12 zündet, so erfolgt selbst dann keine Explosion der
Granate, sondern nur eine Verpuffung der Detonatorkapse112. Diese vermag nämlich
die Detonatorladung 8 nur zu entzünden, wenn ihr Zündkanal genau fluchtend über
dem Zündkanal 13 zur Detonatorladung 8 steht. Wegen der thermischen Trägheit der
Freigabe des Sicherungsgliedes 30 im Rotor 11 tritt aber bis zum Erreichen dieser
ausgerichteten Stellung der Kanäle ebenfalls eine Zeitverzögerung von einigen Zehntelsekunden
ein. Hierdurch ist eine weitere Handhabungssicherung gegeben. In gleicher Weise
wie beim Fallenlassen der Handgranate auf den Boden spricht vorgenannte Sicherung
auch bei einem Aufschlag innerhalb eines Flugweges von etwa 10 Metern an, sei es,
daß sie gegen Nahziele, wie Äste od. dgl. fliegt oder vorzeitig am Boden aufschlägt.
Selbstverständlich kann eine solche Handgranate, die einmel blindgegangen ist, nicht
- ohne Überprüfung - nochmals verwendet werden.
-
Sind vom Zeitpunkt des Abwurfs des Bügels 5 und damit des Aufschlags
der Schlagplatte 20 auf die Zelle 16 bis zum Zielaufschlag mehr als 0,7 Sekunden,
jedoch weniger als 4,5 Sekunden verflossen, bis der Aufschlag der Handgranate erfolgt,
so tritt beim Aufschlag der Zustand nach F i g. 3 c ein. Die Initialkapsel 22 hat
den Brennsatz 14 entzündet, und letzterer hat nach 0,7 Sekunden den Rotor 11 freigegeben,
d. h. damit den Umschalter 26 betätigt. Von diesem wird aber statt der Kurzschlußbrücke
31 die Detonatorkapse112 in den Zündstromkreis eingeschaltet. Beim Aufschlag wird
der Aufschlagschalter 23 geschlossen. Die Ladung der Zelle 16 fließt über die Schalter
23, 24, 26 zur Detonatorkapsel 12. Der Rotor 11 (F i g. 2) steht so, daß der Zündstrahl
der Detonatorkapse112 durch den Zündkanal 13 auf die Detonatorladung 8 trifft.
Die Handgranate detoniert.
-
Tritt nach dem Abwurf der Handgranate innerhalb der Brennzeit des
pyrotechnischen Brennsatzes 14
von 4,5 Sekunden kein Aufschlag ein, der den
Aufschlagschalter 23 zum Ansprechen bringt, sei es, daß die Handgranate beispielsweise
in lockeren Pulverschnee gefallen ist oder andere Umstände den Aufschlagschalter
23 am Wirksamwerden hindern, so tritt der Zustand nach F i g. 3 d ein. Der Brennsatz
14 schließt thermisch oder durch Ionisation den Zeitschalter 25 bzw. die Funkenstrecke
15. Da der Umschalter 26 bereits nach 0,7 Sekunden die Detonatorkapsel 12 in den
Zündstromkreis eingeschaltet hat, fließt die Ladung der Zelle 16 unmittelbar über
den Zeitschalter 25 und den Umschalter 26 zur Detonatorkapse112. Die Handgranate
detoniert somit 4,5 Sekunden nach Abwurf des Bügels 5. Statt einer elektrischen
Zündung der Detonatorladung 8 könnte auch eine pyrotechnische Zündung durch den
Brennsatz 14, vornehmlich über eine Zwischenladung erfolgen.
-
Für bestimmte Fälle kann es erwünscht sein, den Aufschlagschalter
23 auszuschalten, so daß die Handgranate nur zeitverzögert detoniert. Dies ist in
F i g. 3 e veranschaulicht. Der Ausschalter 24 ist geöffnet. Selbst wenn
der Aufschlagschalter 23 geschlossen wird, kann über diesen Zweig kein Strom fließen.
Wohl aber löst der Brennsatz 14 nach Durchbrand, d. h. nach 4,5 Sekunden, den Zeitschalter
25 aus. Über diesen und den in Einschaltstellung verschwenkten Umschalter 26 wird
von der Zelle 16 die Detonatorkapsel 12 gezündet.
-
Durch die Doppelfunktion ist somit nicht nur eine wahlweise Verwendung
der Handgranate als Aufschlag- oder als Zeitzündermunition gegeben, sondern die
zwangsweise eingeleitete Zeitzünderfunktion dient gleichzeitig als Hilfsauslösung
bei eventuellem Nichtansprechen der Aufschlageinrichtung. Sollte aber der Brennsatz
14 einmal durchzünden, so ist durch die mechanische Trägheit des Umschalters 26
ein Abbau der Spannung über die Kurzschlußbrücke 31 und damit ein Unterbinden der
Detonation sichergestellt.