-
Die
Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung für einen Zünder eines Geschosses mit einem Rotor
zum Unterbrechen einer Zündkette,
der von einer Sicherstellung in eine Scharfstellung drehbar ist.
-
Geschosse,
wie Artilleriegeschosse, Mörsergranaten
oder direkte Geschosse, umfassen üblicherweise einen Zünder mit
einer Zündkette,
die in ihrer Scharfstellung zwei oder mehr hintereinander angeordnete
Zündladungen
umfasst. Die letzte dieser Zündladungen
richtet seine Zündenergie
auf eine Hauptladung, die im Geschossrumpf des Geschosses angeordnet
ist zur Übertragung
von Zündenergie zum
Zünden
der Hauptladung.
-
Eine
Sicherungseinrichtung für
einen Zünder dient
dazu, eine unabsichtliche Aktivierung der Hauptladung zu verhindern,
wobei jedoch eine Aktivierung der Hauptladung nach einer Entsicherung möglich sein
soll. Zur zuverlässigen
Unterbrechung der Zündkette
sind Sicherungseinrichtungen mit einem Rotor bekannt, der in seiner
Sicherstellung eine Ladung der Zündkette
aus einer fluchtenden Anordnung mit einer weiteren Ladung heraushält oder
die Zündkette
durch eine mechanische Barriere derart blockiert, dass eine Überzündung von
einer Zündladung
zur nächsten
zuverlässig
verhindert wird.
-
Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Sicherungseinrichtung für einen
Zünder
anzugeben, die kompakt herstellbar ist und eine hohe Sicherheit gegen
unbeabsichtigtes Zünden
der Hauptladung gewährt.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Sicherungseinrichtung der eingangs genannten
Art gelöst,
die erfindungsgemäß eine erste
und eine zweite Rotorsicherung aufweist, die jeweils zum Blockieren
der Rotordrehung in die Scharfstellung in den Rotor eingreifen,
wobei die erste Rotorsicherung dazu ausgeführt ist, eine Freigabebewegung
aufgrund seiner Trägheit bei
einer Beschleunigung auszuführen
und die zweite Rotorsicherung eine Ladung zum Bewirken einer Freigabebewegung
aufweist. Es können
zwei getrennte Sicherungsparameter zum Entriegeln des Rotors verwendet
werden, die von unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften abhängig sind.
Durch die Verwendung einer Ladung zum Bewirken der Freigabebewegung
der zweiten Rotorsicherung kann die zweite Rotorsicherung kompakt
ausgeführt
sein. Die Ladung kann elektronisch gezündet werden, z. B. mit Hilfe
eines Sensors, der einen physikalischen Parameter misst, beispielsweise
einen Drall, eine Windgeschwindigkeit, eine Druckdifferenz, eine
Temperatur oder dergleichen.
-
In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung erfolgen die beiden Freigabebewegungen in eine erste
bzw. zweite Freigaberichtung, wobei die Freigaberichtungen parallel
zueinander sind. Durch die Parallelität können Kanäle, in denen Sicherungselemente
der Rotorsicherungen, die die Freigabebewegung jeweils ausführen, in
eine parallele Richtung montiert werden, sodass eine Montage der
Elemente der Sicherungseinrichtung in eine Richtung möglich ist.
Die Sicherungseinrichtung kann hierdurch leicht montierbar sein,
sodass einem Auftreten von Montagefehlern entgegengewirkt wird.
Zudem kann die Sicherungseinrichtung durch parallele Freigabebewegungen
bzw. Freigabekanäle
sehr kompakt ausgeführt
werden. Die Parallelität
der Freigaberichtungen schließt
die Antiparallelität
ein.
-
Zweckmäßigerweise
sind die beiden Freigaberichtungen einander entgegengesetzt. Hierdurch kann
verhindert werden, dass die Beschleunigung, die die erste Freigabebewegung
bewirkt, zu einer unerwünschten
Freigabebewegung auch der zweiten Rotorsicherung führt. Die
Beschleunigung wirkt somit gerade der zweiten Freigabebewegung entgegen, sodass
die Sicherungseinrichtung besonders zuverlässig ausgeführt werden kann.
-
Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste
Rotorsicherung zumindest drei Sicherungselemente mit jeweils einer
Sicherstellung und einer Scharfstellung aufweist, die dazu ausgeführt sind,
sich in einer Kettenreaktion von ihrer Sicherstellung in ihre Scharfstellung
zu bewegen. Eine Kettenreaktion liegt z. B. vor, wenn das jeweils
nächstfolgende
Sicherungselement erst dann mit seiner Freigabebewegung beginnt,
wenn das jeweils vorgehende Sicherungselement in seiner Freigabestellung
angekommen ist. Durch eine solche kaskadierte Entsicherung kann
durch rein mechanische Elemente und ohne ein Uhrwerk eine lange
Entsicherungszeit erreicht werden, wodurch der Rotor zuverlässig für eine lange
Zeit in seiner Sicherstellung gehalten ist. Hierdurch kann eine
hohe Vorrohrsicherheit gewährleistet
werden.
-
Zweckmäßigerweise
blockiert das erste das zweite und das zweite das dritte Sicherungselement in
seiner Sicherstellung. Hierdurch kann ein fehlerhaftes Auslösen des
dritten und letzten Sicherungselements zuverlässig vermieden werden.
-
Außerdem ist
es vorteilhaft, wenn alle drei Sicherungselemente durch eine Bewegung
in die erste Freigaberichtung entsichern. Durch eine solche gleichgerichtete
Freigabebewegung kann die erste Rotorsicherung besonders kompakt
ausgeführt
sein.
-
Eine
weitere vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass die
zweite Rotorsicherung ein Sicherungselement aufweist, das in seiner
Sicherstellung den Rotor blockierend in erste Öffnung des Rotors eingreift
und zur Freigabe weiter in den Rotor eingebracht wird. Hierdurch
kann auf ein mechanisch aufwändiges
Herausführen
des Sicherungselements aus dem Rotor verzichtet werden. Außerdem kann erreicht
werden, dass der Rotor bei einem unbeabsichtigten Zünden der
Ladung weiterhin durch das Sicherungselement blockiert bleibt. Die
erste Öffnung ist
zweckmäßigerweise
eine Vertiefung oder Ausnehmung im Rotor.
-
Vorteilhafterweise
münden
eine zweite und eine dritte Öffnung
in die erste Öffnung,
wobei die zweite Öffnung
kürzer
ist als die dritte Öffnung
und in Sicherstellung des Rotors mit dem Sicherungselement fluchtet,
sodass dieses bei einer unbeabsichtigten vorzeitigen Zündung der
zweiten Rotorsicherung in die zweite Öffnung eingeführt wird
und durch die geringere Länge
der zweiten Öffnung über den
Rotor hinaus steht und so den Rotor blockiert hält. Eine unbeabsichtigte vorzeitige
Entriegelung des Rotors kann hierdurch zuverlässig vermieden werden.
-
Zweckmäßigerweise
ist die dritte Öffnung
zur Aufnahme des Sicherungselements derart vorgesehen, dass der
Rotor zur Bewegung in die Scharfstellung freigegeben ist. Hierfür kann das
Sicherungselement vollständig
vom Rotor umfasst sein, sodass es in keiner Richtung aus dem Rotor
hervorsteht.
-
Um
das Sicherungselement nach einem Zünden der Ladung der zweiten
Rotorsicherung zuverlässig
in der zweiten bzw. dritten Öffnung
zu halten, sind das Sicherungselement und die zweite und/oder die
dritte Öffnung
so ausgeführt,
dass das Sicherungselement in einem Presssitz in der zweiten bzw.
dritten Öffnung
sitzt. Einem unbeabsichtigten Herausrutschen des Sicherungselements
aus der zweiten oder dritten Öffnung
kann somit zuverlässig entgegengewirkt
werden. Ein Presssitz kann besonders zuverlässig durch zumindest einen
konischen Abschnitt erreicht werden, der am Sicherungselement oder
zumindest in der dritten Öffnung
eingearbeitet ist, sodass der konische Abschnitt bei einem Einschießen des
Sicherungselements in die Öffnung den
Presssitz herstellt.
-
Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung und die Beschreibung enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann zweckmäßigerweise
auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen
zusammenfassen wird.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
Sicherungseinrichtung für
eine Zünder
eines Geschosses mit einem Rotor und einem Dreifachbolzensystem
als erster Rotorsicherung in der Sicherstellung in einer perspektivischen
Ansicht schräg
von oben,
-
2 das
Dreifachbolzensystem und den Rotor in seiner Scharfstellung,
-
3 den
Rotor und das Dreifachbolzensystem in einer perspektivischen Ansicht
schräg
von unten,
-
4 eine
schematische Schnittdarstellung einer zweiten Rotorsicherung mit
einer Ladung und einem Sicherungselement in seiner Sicherstellung,
-
5 das
Sicherungselement in seiner Scharfstellung im Rotor und
-
6 die
ausgelöste
zweite Rotorsicherung mit dem Sicherungselement in einer kurzen Öffnung des
Rotors, so dass eine Drehung des Rotors blockiert ist.
-
1 zeigt
eine Sicherungseinrichtung 2 für einen Zünder eines Geschosses in einer
schematischen und perspektivischen Darstellung schräg von oben,
wobei oben in Richtung der Zünderspitze
bzw. Geschossspitze ist. Die Sicherungseinrichtung 2 umfasst
einen Rotor 4, der in 1 in seiner
blockierenden Sicherstellung dargestellt ist. 3 zeigt
den Rotor 4 ebenfalls in seiner Sicherstellung, allerdings schräg von unten,
wohingegen 2 den Rotor 4 in seiner
Scharfstellung zeigt. Der Rotor 4 ist um eine Achse 6,
die in 3 sichtbar ist, rotierbar, wobei dessen Rotation
jedoch durch zwei Anschlagbolzen 8, 10 begrenzt
wird. Am Anschlagbolzen 8 liegt der Rotor 4 in seiner
Sicherstellung an, wohingegen der Anschlagbolzen 10 die
Rotation des Rotors 4 über seine
Scharfstellung hinaus blockiert.
-
Im
Rotor 4 ist eine Übertragungsladung 12 angeordnet,
die durch eine Bewegung des Rotors 4 aus der in 3 gezeigten
Sicherstellung in die Scharfstellung fluchtend zu einer Zündladung 14 gebracht
wird, die elektrisch gezündet
wird. In der Scharfstellung wird die Übertragungsladung 12 durch die
Zündladung 14 gezündet und
zündet
ihrerseits eine nicht dargestellte Verstärkerladung, die wie die Zündladung 14 ortsfest
im Zünder
angeordnet ist und zu der die Übertragungsladung 12 in
der Scharfstellung ebenfalls fluchtend angeordnet ist. In der Sicherstellung
ist ein Überzünden von
der Zündladung 14 zur
Verstärkerladung
durch die mechanische Blockade des massiven Rotors 4 und
damit ein Zünden
der gesamten Zündkette
unterbrochen.
-
In
seiner Sicherstellung wird der Rotor 4 durch zwei Rotorsicherungen 16, 18 mechanisch
blockierend gehalten, die jeweils in eine Ausnehmung 20, 22 des
Rotors 4 eingreifen. Durch diese beiden Formschlüsse wird
ein Drehen des Rotors 4 um seine Achse 6 blockiert.
Hierbei greift die erste Rotorsicherung 16 von radial außen in den
Rotor 4 ein, wohingegen die zweite Rotorsicherung 18 in
Axialrichtung in den Rotor 4 eingreift und ihn so in seiner
Sicherstellung blockiert. Die Axialrichtung ist parallel zu einer
Abschussrichtung 24 des Geschosses.
-
Die
erste Rotorsicherung 16 ist als Dreifachbolzensystem mit
drei jeweils als Bolzen ausgeführten
Sicherungselementen 26, 28, 30, ausgeführt, die in
der Abschussrichtung 24 des Geschosses im Zünder verschiebbar
gelagert sind. Hierbei sind sie von jeweils einer Feder 32, 34, 36 in
ihre Sicherstellung gedrückt,
die in 1, in 3 und andeutungsweise auch in 2 dargestellt
sind.
-
Bei
einem Abschuss des Geschosses wirkt die Abschlussbeschleunigung
auf die drei Sicherungselemente 26, 28, 30,
die durch ihre Trägheit eine
Kraft entgegen der Abschussrichtung 24 nach unten ausüben. Zwei
Kugeln 38, 40 in entsprechenden Nuten der Sicherungselemente 28, 30 verhindern
allerdings, dass diese Sicherungselemente 28, 30 nach
unten, also gegen die Abschussrichtung 24, ausgelenkt werden,
da sich diese Kugeln 38, 40 nicht aus den Nuten
herausbewegen können.
Das erste Sicherungselement 22 ist jedoch gegen die Kraft
der Feder 32 nach unten auslenkbar und wird durch seine
Trägheit
entgegen der Abschussrichtung 24 nach unten gezogen, sodass
die Feder 32 komprimiert wird. Erreicht ein konischer Abschnitt 42 die
Kugel 38, wie in 2 dargestellt
ist, so schafft der verjüngte
obere Teil des Sicherungselements 26 soweit Platz für die Kugel 38,
dass diese in Richtung des ersten Sicherungselements 26 ausgelenkt
werden kann. Die Nut des zweiten Sicherungselements 26 ist
hierbei oben mit einer Schräge,
z. B. in Form eines konischen Abschnitts, versehen, die die Kugel 38 durch die
nach unten wirkende Kraft des Sicherungselements 28 aus
der Nut herausdrückt,
sodass das zweite Sicherungselement 28 in seine Freigabebewegung
freigegeben wird. Das zweite Sicherungselement 28 bewegt
sich nun in der gleichen ersten Freigaberichtung wie zuvor das Sicherungselement 26 entgegen
der Federkraft der Feder 34 nach unten.
-
Das
zweite Sicherungselement 28 ist ebenfalls mit einem konischen
Abschnitt 44 versehen, der bei Erreichen der Kugel 40 diese
freigibt, wie in 2 zu sehen ist. Sie wird vom
dritten Sicherungselement 30 aus dessen Nut herausgedrückt und
gibt nun das dritte Sicherungselement 30 zur Freigabebewegung in
seine Freigaberichtung entgegen der Abschussrichtung 24 frei.
Das dritte Sicherungselement 30, das in die Ausnehmung 20 des
Rotors 4 eingreift, wird nach unten gegen die Kraft der
Feder 36 verschoben, sodass sich das Sicherungselement 30 aus der
Ausnehmung 20 des Rotors 4 herausbewegt und den
Rotor 4 somit freigibt. Der Rotor 4 kann nun – beispielsweise
angetrieben durch Federkraft, Trägheit bei
einem Drall des Geschosses oder durch ein anderes treibendes Element – von seiner
ersten Sicherstellung, die in den 1 und 3 gezeigt
ist, um etwa 30° Grad
in eine zweite Sicherstellung rotieren, um dort erneut blockiert
zu werden.
-
Durch
die kaskadierte Entsicherung der drei Sicherungselemente 26, 28, 30 aus
ihrer in 1 dargestellten Sicherstellung
in die in 2 dargestellte Scharfstellung
wird der Rotor 4 nicht unmittelbar nach Auftreten der Abschussbeschleunigung
entsichert, sondern wird noch eine Weile in seiner Sicherstellung
gehalten, sodass eine hohe Vorrohrsicherheit erreicht wird. Durch
das dritte Sicherungselement 30 wird fast die doppelte
Entsicherungszeit zum Entsichern der ersten Rotorsicherung 16 benötigt, wie
bei einem bekannten Doppelbolzensystem.
-
Nach
der ersten Entsicherung des Rotors 4 durch die erste Rotorsicherung 16 greift
immer noch ein Sicherungselement 46 der zweiten Rotorsicherung 18 in
die Ausnehmung 22 des Rotors 4 ein, wie in 4 dargestellt
ist, und blockiert die Rotordrehung des Rotors 4 in seine
Scharfstellung. Hierzu schlägt
das Sicherungselement 46 an einen Anschlag 48 an,
sodass ein Weiterdrehen des Rotors 4 blockiert wird. Der
Rotor 4 ist nun in seiner zweiten Sicherstellung gehalten,
in der der Rotor 4 die Zündkette blockiert und die Übertragungsladung 12 noch nicht
fluchtend zu der Zündladung 14 und
der Verstärkerladung
angeordnet ist.
-
Das
Sicherungselement 46 ist durch eine Hülse 56, die ortsfest
im Zünder
gelagert ist, also unbeweglich zu einer Außenhaut des Zünders befestigt ist,
gelagert, sodass eine Rotation des Rotors 4 durch das Sicherungselement 46 gestoppt
wird.
-
Die
Rotorsicherung 18 umfasst neben dem Sicherungselement 46 eine
Ladung 50, die elektrisch gezündet werden kann und die das
Sicherungselement 46 in den Rotor 4 einschießt, und
zwar in eine erste Öffnung 52 oder
eine zweite Öffnung 54,
die beide in die Ausnehmung 22 münden. Ist der Rotor 4 durch
die erste Rotorsicherung 16 bereits freigegeben und in
seine zweite Sicherstellung verschwenkt, wie dies in 4 dargestellt
ist, so wird das Sicherungselement 46 in die zweite Öffnung 54 eingeschossen
und vollständig
von der zweiten Öffnung 54 und
der Ausnehmung 22 aufgenommen, wie dies in 5 dargestellt
ist, so dass der Rotor 4 nun in seine Scharfstellung drehbar
ist.
-
6 zeigt
den Rotor 4 in seiner ersten Sicherstellung, in der das
Sicherungselement 46 fluchtend mit der ersten Öffnung 52 angeordnet
ist. Im Falle eines ungewollten Auslösens der Ladung 50 und eines
Einschießens
des Sicherungselements 46 in den Rotor 4, wird
das Sicherungselement 46 in die Öffnung 52 eingeschossen,
die kürzer
ausgeführt
ist als die Öffnung 54.
Das Sicherungselement 46 ist immer noch in der drehfest
gelagerten Hülse 56 und nun
auch in der Öffnung 52 gehalten,
sodass eine Rotation des Rotors 4 aus der ersten Sicherstellung heraus
blockiert wird.
-
Das
in die erste oder zweite Öffnung 52, 54 eingeschossene
Sicherungselement 46 sitzt in der ersten bzw. zweiten Öffnung 52, 54 mit
einem Presssitz, in den es durch die Wucht der Explosion der Ladung 50 eingeschossen
wird. Das Sicherungselement 46 ist hierdurch fest in der
jeweiligen Öffnung 52, 54 gehalten
und kann nicht wieder herausfallen. Hierdurch wird eine ungewollte
erneute Blockade des Rotors 4 beim Sicherungselement 46 in
der zweiten Öffnung 54 bzw.
eine ungewollte Freigabe des Rotors 4 in seine zweite Sicherstellung
beim Sicherungselement 46 in der ersten Öffnung unterbunden.
-
Die
Freigabebewegung des Sicherungselements 46 verläuft in einer
zweiten Freigaberichtung parallel zur Abschussrichtung 24,
jedoch entgegengesetzt zu ihr. Die starken Beschleunigungskräfte beim
Abschuss des Geschosses bewirken durch die Trägheit des Sicherungselements 46 somit,
dass dieses entgegen seine Freigaberichtung gedrückt wird. Einem unbeabsichtigten
Freigeben des Rotors 4 bei einem Abschuss des Geschosses
kann hierdurch entgegengewirkt werden.
-
- 2
- Sicherungseinrichtung
- 4
- Rotor
- 6
- Achse
- 8
- Anschlagbolzen
- 10
- Anschlagbolzen
- 12
- Übertragungsladung
- 14
- Zündladung
- 16
- Rotorsicherung
- 18
- Rotorsicherung
- 20
- Ausnehmung
- 22
- Ausnehmung
- 24
- Abschussrichtung
- 26
- Sicherungselement
- 28
- Sicherungselement
- 30
- Sicherungselement
- 32
- Feder
- 34
- Feder
- 36
- Feder
- 38
- Kugel
- 40
- Kugel
- 42
- Abschnitt
- 44
- Abschnitt
- 46
- Sicherungselement
- 48
- Anschlag
- 50
- Ladung
- 52
- Öffnung
- 54
- Öffnung
- 56
- Hülse