DE2015384A1 - Trägheitsschalter - Google Patents

Description

Mesrserschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, 13. März 197O

Gesellschaft mit ZVPl Cz/sch

beschränkter Haftung. 7016 München

Trägheitsschalter

Die Erfindung betrifft einen Schalter zum Schließen eines Zündstromkreises mit einem als Schaltkontakt dienenden Trägheitskörper, der von einem als Gegenkontakt wirkenden Schaltergehäuse umschlossen und in seiner Ruhestellung von einer Schraubenfeder in einem elektrisch isolierenden Lagersitz gehalten ist, aus dem er unter der Wirkung einer Verzögerung herausbewegbar ist.

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Derartige in Gefechtsköpfen von Geschossen angeordnete Schalter müssen oft für verschiedene Auftreffrichtungen des Geschosses auf das Zielobjekt unterschiedliche Ansprechempfindlichkeiten aufweisen, so daß z.B. der Zündetromkreis auch geschlossen werden soll, wenn das Geschoß auf das Zielobjekt nur unter einem cehr kleinen Winkel, etv/a 15°, bezogen auf die Flugrichtung des Geschosses auftrifft. In diesem Fall nuß der Schalter auch bei einer verhältnismäßig geringen Querbeschleunigung sicher ansprechen.

Aus der DPS 1 I76 029 ist ein Schalter aer oben genannten Art bekannt; der Trägheitskörper ist hier eine Ku? el, die durch eine an ihrem Umfang angreifende Schraubenfeder in einem ring- oder muldenförmigen Lagersitz gehalten ist. Die Ansprechempfindlichkeit aes Sehalters in axialer Züchtung ist durch die Federkraft der Schraubenfeder, die Ansprechempfinalichkeit senkrecht dazu in radialer Richtung durch das Kippmoment der Kugel bestimmt, also durch das Verhältnis von. Durchmesser der Kugel zur:: Innendurchmesser des Lagersitzes und durch einen Teil der Federkraft.

Um die Kugel in Ruhestellung in dem Lagernitz stabil zu halten, so daß sie beispielsweise nicht schon beim Transport des Geschosses oder bei etwaig auftretenden Schwingungen der Schraubenfeder aus dem Lagersitz kippt, darf der Innendurchmesser des Lagersitzes nicht zu klein gemacht werden; das oben genannte Verhältnis von Kugeldurchmesser zum Innendurchmesser des Lagercitzes kann aus diesem Grunde oft nicht in den in aer Praxis erwünschten Grenzen variiert v/erden.

Trifft zudem das Geschoß unter einem solchen Winkel auf das Zielobjekt, daß die Verzögerungskraft auf aie Kugel in ihrer

JO Richtung innerhalb eines Winkelbereiches liegt, der durch den die Kugel in ihrem Berührungskreis mit dem Lagersitz tangential berührenden Kegel bestimmt ist, so wird die Kugel nicht um einen Punkt dieses Berührungskreises kippen, und zwar auch dann nicht, wenn die Querbeschleunigung für die radiale Ansprechempfindlichkeit ausreichen würde, sondern sie

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ν. lid -sleii in der Hlelrt-?r-3 der Verzögerunsskr&i't aus ihrem L-v-ersitz heben. Dr; der oben genannte Kegel durchaus einen öffnungswinkel von 90" oder mehr besitzen kann, wird aber die Anspreehenr>finällelikeit in diesem Winkelbereich nicht durch das Kippmoment, sondern nur durch die Federkraft der Schraubenfeder bestimriit, so da-5 auch bei einen schrägen /luftreifen äes Geschosses auf das Zielobjekt die gesamte Federkraft durch die Yerzögerungskraft überwunden werden mu'-. In ungünstigen. Fällen kann es daher geschehen, da3 der .Zündstromkreis trots der eigentlich für ein Ansprechen des Schalters ausreichenden Que !'beschleunigung nicht geschlossen wird.

Neben diesen Kaenteilen ic-t es zudem ungünstig, da/3 die Schraubenfeder am Ikifang der Kugel angreift, d.h. äehr weit vorn Schwerpunkt entfernt. Schon geringe Abweichungen der Schraubenfeder aus ihrer axialen Eiribaulage, die bei der Montage des ohne eine Arretierung ausgerüsteten Schalters, bei Erschütterungen \?ährerid des Transports oder auch durch Maskentreffer auftreten können, bedingen eine zusätzliche zu der axialen Kraftkomponente auftretende radiale, an einem verhältnismäßig großen Hebelarm angreifende Kraftkomponente der Schraubenfeder, die die Ansprechempfindlichkelt des Schalters, vor allem die radiale Ansprechempfindlichkeit erheblich verändern kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die angeführten Nachteile des bekannten Schalters zu vermeiden und einen raumsparenden Schalter der oben genannten Art zu schaffen, bei dem eine exakte -and veränderbare Bemessung- der Ansprechempfindlichkeit, vor allem auch der radialen Ansprechemo-

findlichkeit gewährleistet ist. '

Diese Aufgabe ist gemäl der Erfindung dadurch gelöst, daG der Trägheitskörper- etwa topfformig ist, in dessen Ianenraum die Schraubenfeder angeordnet' ist, und der Lagersitz eine konische Ausnehmung mit einer¹ ebenen Sitzfläche aufweist, deren Durchmesser demjenigen des Trägheitskörpers an dieser Stelle entspricht.

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Wie leicht einzusehen ist, bietet ein gemäß der Erfindung ausgelegter Sehalter mehr und exaktere Möglichkeiten, die Ansprechempfindlichkeit durch Bemessen der Federkraft und der Form des Trägheitskörpers zu variieren. Während die axiale Ansprechempfindlichkeit lediglich durch das Gewicht des Trägheitskörpers und die Federkraft der Schraubenfeder bestimmt ist, wird die radiale Ansprechempfindlichkeit au-3er durch den Durchmesser der Sitzfläche und einen Teil der¹ Federkraft hauptsächlich durch die Massenverteilung des Trägheitskörpers in axialer Richtung bestimmt. Eine Topfform des Trägheitskörpers bietet zu diesem Zweck viele Möglichkeiten, die radiale Ansprechempfindlichkeit zu bemessen und mit der axialen Ansprechernpfindlichkeit so abzustimmen, daß _ die in der Praxis auftretenden Forderungen an die Ansorechempfindlichkeit des Schalters erfüllt v/erden können.

Bei einer Ausführung des Schalters gernä.? der Erfindung; ist durch die zentrierende Wirkung der konischen Ausnehmung des Lagersitzes außerdem ein exakt zentrischer und eindeutiger Sitz des Trägheitskörners im Lagersitv; sichergestellt, der auch durch Erschütterungen oder Schwingungen der direkt odor in der H'dhe des Schwerpunktes des Trägheitskörpers angreifenden Schraubenfeder nicht aufgehoben werden kann. Eine Beeinflussung der Ansprechempfindlic'hiceit durch die erwähnten Erscheinungen oder durch ungern.· ue Montage des Träghcltakörpers ist aus diesem Grunde nicht möglich.

Die zentrierende Wirkung der konischen 'usnehmung des La^eroitzes hat außerdem den Vorteil, da" der Trägheit,skörper bei. einem schrägen Auftreffeu eines den Schalter enth,·)] tenden Geschosses auf ein Zielobjekt exakt uv:. Jie die Sitzfläche begrenzende Kante kippt, vor allem wenn der öffnungswinkel der konischen Ausnehmung sehr klein gemacht wird, d.h. nur so gro3 ist, da:3 der Trägheitskörper bei einer Kippbewegung sowohl die Wände der Ausnehmung und das Schaltergehäuse berührt. Auf diese V/eise kann der Winkelbereich, in dem sich bei eintrn Aufschlagen auf das Zielobjekt der gesamte Trägheitskörper aus dem Lagernitz hebt, oj.ngeongt worden,

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Bei der Handhabung eines Geschosses, das mit einem derartigen in einem Zündstromkreis liegenden Schalter ausgerüstet .ist, ist es aus Gründen der Sicherheit für dasi Bedienungspersonal erwünscht, den Schalter möglichst lange, - d.h. we- -. nigstens bis zum Abschuß des Geschosses, gesichert zu halten. Um ein Schliei3en des Schalters - beispielsweise durch Schockeinwirkung - während der Handhabung des Geschosses und damit die Explosion einer Zündpille zu verhindern, -wird der Trägheitskörper durch eine mechanische, Arretiervorrichtung bis zum Zeitpunkt der Entarretierung unverrückbar im Schaltergehäuse gehalten. Dazu weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die dem Lagersitz gegenüberliegende Wand des Schaltergehäuses eine .Bohrung auf, in der ein von einer Feder gehaltener Stößel verschiebbar -und in einer Lage, arretierbar angeordnet ist, wobei in der arretierten Lage der Stößel einer Ausnehmung.des Trägheitskörpers zugeordnet ist. ■''■'. ".

Zusätzlich zu dieser mechanischen Sicherung ist gemäß einer weiteren Ausführungsform noch eine elektrische Sicherung vorgesehen, die unter Überbrückung der Zündpille den Zündstromkreis bis zur mechanischen Eritarretierung kurzscnlieot, und ώϊ/ar dadurch, daQ der elektrisch leitende Stößel einen lim ^egcuüber dem Schaltergehäuse elektrisch isolierenden "üü^r-iuj; aufweist. " . ■ .. . ..".---

2f3 Alles Nähere der Erfindung geht aus der folgenden Beschreibung νου zv;ei. Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeich- . rrurig hervor. Im einzelnen zeigen die

Fig ar 1 einen Querschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Schalter, und die

3>0 Figur 2 den Schalter der Figur 1 mit einer Arretier.ungsvorrichtung. .

Ein elektrisch leitender topfförmiger Trägheitskörper 1 - in diesem Falle mit zylindrischem Außenprofil - wird von einer an ihrem einen Ende bei 2 verlöteten Schraubenfeder j5, die im Innenraurn 4 des Trägheitskörpers. 1 angeordnet und ebenfalls

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elektrisch leitend ist, in einen elektrisch isolierenden Lagersitz 5 gezogen. I^ den Lagersitz -j ist eine konische Ausnehmung 6 gefräst, auf J er en ebener Sitzl'Läche 7 sich der TrägheitsLorper 1 aufstützt. Der Durchmesser der durch eine Kante i, der konischen Ausnehmung begrenzten Sitzfläche 7 ist gleich dem Durchmesser des Trägheitskörpers 1 an dieser Stelle, so da.3 der Trägheitskörper 1 exakt zentrisch in dem La-. gersitz 5 gehalten wird. Der Lagersitz 5 ist in ein elektrisch leitendes S filtergehäuse 11 eingeschraubt, dessen '10 den Trägheitskörper aufnehmender Innenraum 12 ein zylinderförmiges Innenprofil hat, das den Trägheitskörper 1 in geringem Abstand umgibt.

Der Trägheitskörper 1, die Schraubenfeder J5 und das Schaltergehäuse 11 liegen in einem eine Zündbatterie 3 und eine Zündpille P enthaltenden Zündstromkreis eines hier nicht gezeigten Geschosses, der geschlossen wird, wenn sich unter der V/irkung einer Verzögerung der Trägheitskörper 1 aus dem Lagersitz 5 herausbewegt und das Schaltergehäuse 11 berührt. Die Arisprechempfindlichkeit des Schalters wird durch Bemessen der Federkraft der Schraubenfeder '? so eingestellt, da ί der Trägheitskörper 1 sich unter ITormalbedinguiigen, d.h. beim Transport, beim Abschuß und Flug cies Geschosses nicht aus dem Lager-sitz z, hebt und somit den Zündstromkreis (B, P. 11,1,;)) auch nicht schlieft. Zur Feineinstellung der Federkraft kann die Länge der Schraubenfeder dadurch verändert v/erden, da 3 in dem Lagersitz 5 ^eiⁿ Gewindestift I^ eingeschraubt ist, an dem das zweite Ende der Schraubenfeder j befestigt ist. Nach der Feineinstellung der Federkraft wird der Gewindestift l'ß durch eine Schraubenmutter 1Ί gegen Verdrehen gesichert.

J)O Trifft das den Schalter enthaltende Gescho i auf ein Zielobjekt, so wird bei frontalem Aufschlag durch die Verzögerungskraft die den Trägheitskörper 1 in seinem Lagersitz 5 haltende Federkraft der Schraubenfeder 2 überwunden, so da(3 der Trägheitskörper 1 wegen seines Beharrungsvermögens nach vorn fliegt und das Schaltergehäuse 11 berührt, wodurch der Zündstromkreis (B, P, 11, 1, 2) geschlossen wird und die Zündpille P initiiert.

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Bei -einem nicht frontalen Aufschlag des Geschosses auf ein Zielobjekt wird der geringe öffnungswinkel der konischen Ausnehmung 5 - in der Zeichnung der Anschaulichkeit halber grö:3er gewählt - verhindern, dai3 sich der Trägheitskörper 1 in der Aufschlagrichtung aus dem Lagersitz 5 hebt; er wird vielmehr wegen der .zentrierenden Wirkung der Ausnehmung um einen Punkt der Kante. 8 kippen und ebenfalls das Schaltergehäuse 11 berühren.

Um den Schalter mechanisch und elektrisch zu sichern, ist in der dem Lagersitz 5 gegenüberliegenden Wand des Schal- · tergehäuses 11 (siehe Figur 2) in einer Bohrung 20 ein_: verschiebbarer Stößel 21 vorgesehen. Der elektrisch leitende Stö3el 21 ist mit einem ihn gegen das Schaltergehäuse elektrisch isolierenden Überzug 22 und einer ebenfalls elektrisch

; ·~ isolierenden Platte 2j? versehen, unter der eine.auf dem Schaltergehäuse 11 sich abstützende Kegelfeder 24 angeordnet ist. "Ein in der Figur 2 nur angedeuteter Schieber 25 drückt den Stößel 21 unter Überwindung der Federkraft der Kegelf.eder 2¹I- in eine zylindrische Ausnehmung 2o des Tragheitskörpers 1 und arretiert ihn in der in Figur 2 gezeigten Weise. Wird der Schieber 25 aus der Arretierstellung entfernt, drückt die kegelfeder 24 den Stö.3el .21 nach oben an eine elektrisch isolierende Deckplatte 27 des Schaltergehäuses 11, so da.3 der Trägheitskörper 1 frei wird. Während der Arretierung wird der Zündstromkreis über den elektrisch leitenden Schieber 25, den Stößel 21, den Trägheitskörper 1, die Schraubenfeder j5 undjäie Zündbatterie B kurzgeschlossen.-Dieser KurzschluiS wird erst durch die mechanische Entarre- - "■-- lierung aufgehoben. .-...-

• ■ Patentansprüche: 109843/0076 BAD ORIGINAL

Claims (3)

1. Patentansprüche

   Schalter zum Schließen eines Zündstromkreises mit einem als Schaltkontakt dienenden Trägheitskörper, der von einem als Gegenkontakt wirkenden Schaltergehäuse umschlossen und in seiner Ruhestellung von einer Schraubenfeder in einem elektrisch isolierenden Lagersitz gehalten ist, aus dem er unter der Wirkung einer Verzögerung herausbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitskörper (l) etwa topfförmig ist, in dessen Innenraum (4) die Schraubenfeder (JS) angeordnet ist, und der Lagersitz (5) eine konische Ausnehmung (6) mit einer ebenen Sitzfläche (7) aufweist, deren Durchmesser demjenigen des Trägheitskörpers (1) an dieser Stelle entspricht.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Lagersitz (5) gegenüberliegende Wand des Schaltergehäuses (11) eine Bohrung (20) aufweist, in der ein von einer Feder (24) gehaltener Stö:Bel (21) verschiebbar und in einer Lage arretierbar angeordnet ist, wobei in der arretierten Lage der Stößel (21) einer Ausnehmung (26) des Trägheitskörpers (1) zugeordnet ist.
3. 3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Stö.3el (21) einen ihn gegenüber dein Schaltergehäuse (11) elektrisch isolierenden überzug (22) aufweist.

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